2 地基基础工程
2.1 土方工程
2.1.1 一般规定
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202—2002
6.1.1 土方工程施工前应进行挖、填方的平衡计算,综合考虑土方运距最短、运程合理和各个工程项目的合理施工程序等,做好土方平衡调配,减少重复挖运。
土方平衡调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合,将余土一次性运到指定弃土场,做到文明施工。
【条文解析】
土方的平衡与调配是土方工程施工的一项重要工作。一般先由设计单位提出基本平衡数据,然后由施工单位根据实际情况进行平衡计算。如工程量较大,在施工过程中还应进行多次平衡调整,在平衡计算中,应综合考虑土的松散率、压缩率、沉陷量等影响土方量变化的各种因素。
为了配合城乡建设的发展,土方平衡调配应尽可能与当地市、镇规划和农田水利等结合,将余土一次性运到指定弃土场,做到文明施工。
6.1.5 土方工程施工,应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点应采取可靠的保护措施,定期复测和检查。土方不应堆在基坑边缘。
【条文解析】
在土方工程施工测量中,除开工前的复测放线外,还应配合施工对平面位置(包括控制边界线、分界线、边坡的上口线和底口线等)、边坡坡度(包括放坡线、变坡等)和标高(包括各个地段的标高)等经常进行测量,校核是否符合设计要求。上述施工测量的基准——平面控制桩和水准控制点,也应定期进行复测和检查。
《土方与爆破工程施工及验收规范》GB 50201—2012
4.1.1 土方工程施工前,应对施工范围进行测量复核,平面控制测量和高程控制测量均应符合现行国家标准《工程测量规范》GB 50026—2007的有关规定。
【条文解析】
对设计方有测量要求的工程,在满足规范的同时,还应满足设计要求。
4.1.4 土方开挖前应制定地下水控制和排水方案。
【条文解析】
在土方工程施工中,地下水和地表积水影响施工作业效率、文明施工和环境保护。积水还可能导致边坡、基坑坍塌,因此必须针对现场具体情况编制降水和排水方案,在土方工程施工前实施降水或排水,保证工程的正常实施和安全生产。
2.1.2 土方开挖
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202—2002
6.2.2施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统,并随时观测周围的环境变化。
【条文解析】
土方工程在施工中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、排水、降水系统及周围环境的影响;对回填土方,还应检查回填土料、含水量、分层厚度、压实度;对分层挖方,也应检查开挖深度等。
《土方与爆破工程施工及验收规范》GB 50201—2012
4.4.2 土方开挖应从上至下分层分段依次进行,随时注意控制边坡坡度,并在表面上做成一定的流水坡度。开挖的过程中,发现土质弱于设计要求,土(岩)层外倾于(顺坡)挖方的软弱夹层,应通知设计单位调整坡度或采取加固措施,防止土(岩)体滑坡。
【条文解析】
土方开挖过程中原则上必须从上至下分层开挖,确因工作面影响,也必须以保证边坡的稳定为前提,可以分台阶或分段开挖,禁止从下到上进行开挖;在开挖的过程中,注意观察开挖土质和岩质走向的变化,若发现土质明显弱于设计,岩质走向有顺坡情况,应马上通知设计调整或采用加固措施,防止边坡滑坡。对于大型土石方工程或山区建设,出现滑坡迹象时,对滑坡体应设观测点,随时掌握滑坡发展情况,及时采取有效措施。
4.4.3 在坡地开挖时,挖方上侧不宜堆土;对于临时性堆土,应视挖方边坡处的土质情况、边坡坡度和高度,设计确定堆放的安全距离,确保边坡的稳定。在挖方下侧堆土时,应将土堆表面平整,其高程应于相邻挖方场地设计标高,保持排水畅通,堆土边坡不宜大于1:1.5;在河岸处堆土时,不得影响河堤稳定安全和排水,不得阻塞污染河道。
【条文解析】
对在边坡附近进行堆土的情况作了相关要求,以确保边坡稳定为目的。针对在河道和建(构)筑物附近堆土的情况作了安全方面的要求。
4.4.5 不具备自然放坡条件或有重要建(构)筑物地段的开挖,应根据具体情况采用支护措施。土方施工应按设计方案要求分层开挖,严禁超挖,且上一层支护结构施工完成,强度达到设计要求后,再进行下一层土方开挖,并对支护结构进行保护。
【条文解析】
开挖的过程中应结合边坡的支护方式和设计要求有序开挖,控制好每一层开挖深度,确保开挖过程中边坡的稳定和建筑物的地基及附近建筑物本身的安全。
4.4.8 治理滑坡体的抗滑桩、挡土墙宜避开雨期施工,基槽开挖或孔桩开挖应分段跳槽(孔)进行,并加强支撑,施工完一段墙(桩)后再进行下一段施工。
【条文解析】
治理滑坡体的抗滑桩、挡土墙应尽量安排在旱季施工,确实因特殊情况(具有抢险工程性质的)要在雨期进行施工的,应做好以下措施:
1)对滑坡体周围做好排水和防雨措施,防止雨水进入滑坡体裂缝中,增加滑坡面的不利因素。
2)应做好滑坡体位移和沉降观测,一旦发现突变和滑坡迹象,施工人员必须迅速撤离现场,确保人员安全。
3)基槽开挖或孔桩开挖必须分段跳槽(孔)进行施工,施工完一段墙(桩)后再进行下一段施工。
2.1.3 土方回填
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202—2002
6.3.3 填方施工过程中应检查排水措施、每层填筑厚度、含水量控制、压实程度。填筑厚度及压实遍数应根据土质、压实系数及所用机具确定。如无试验依据,应符合表6.3.3的规定。
表6.3.3 填土施工时的分层厚度及压实遍数
【条文解析】
填方工程的施工参数如每层填筑厚度、压实遍数及压实系数对重要工程均应做现场试验后确定,或由设计提供。
《土方与爆破工程施工及验收规范》GB 50201—2012
4.5.1 土方回填工程应符合下列规定:
1 土方回填前,应根据设计要求和不同质量等级标准来确定施工工艺和方法;
2 土方回填时,应先低处后高处,逐层填筑。
【条文解析】
1)回填施工中,不同的设计要求和质量等级标准要求的施工工艺、方法和施工机具是不同的,在施工前就应充分考虑并做好准备,保证施工能正常进行。
2)土方回填应从低点开始施工,可以避免增加回填区搭接,有利于填筑体的稳定,减少质量隐患。
4.5.4 土方回填应填筑压实,且压实系数应满足设计要求。当采用分层回填时,应在下层的压实系数经试验合格后,才能进行上层施工。
【条文解析】
土方回填分层松铺厚度和碾压遍数应根据土质类别、压实机具性能等经试验确定,检测填土压实系数一般采用环刀法、灌砂法、灌水法或水袋法。
2.1.4 特殊土施工
《膨胀土地区建筑技术规范》GB 50112—2013
6.2.1 开挖基坑(槽)发现地裂、局部上层滞水或土层地基情况等与勘察文件不符合时,应及时会同勘察、设计等单位协商处理措施。
6.2.2 地基基础施工宜采取分段作业,施工过程中基坑(槽)不得暴晒或泡水。地基基础工程宜避开雨天施工;雨期施工时,应采取防水措施。
6.2.3 基坑(槽)开挖时,应及时采取封闭措施。土方开挖应在基底设计标高以上预留150~3OOmm土层,并应待下一工序开始前继续挖除,验槽后,应及时浇筑混凝土垫层或采取其他封闭措施。
6.2.4 坡地土方施工时,挖方作业应由坡上方自上而下开挖;填方作业应自下而上分层压实。坡面形成后,应及时封闭。
开挖土方时应保护坡脚。坡顶弃土至开挖线的距离应通过稳定性计算确定,且不应小于5m。
【条文解析】
地基和基础施工,要确保地基土的含水量变化幅度减少到最低。施工方案和施工措施都应围绕这一目的实施。因此,膨胀土场地上进行开挖工程时,应采取严格保护措施,防止地基土体遭到长时间的曝露、风干、浸湿或充水。分段开挖、及时封闭,是减少地基土的含水量变化幅度的主要措施;预留部分土层厚度,到下一道工序开始前再清除,能同时达到防止持力层土的扰动和减少水分较大变化的目的。
对开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护工程,以及开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护工程,应对其安全施工方案进行专项审查。
《土方与爆破工程施工及验收规范》GB 50201—2012
4.6.1 施工前必须做好场地排水和降低地下水位的工作,地下水位应降低至开挖面或基底500mm以下后,再开挖。降水工作应持续到设计允许停止或回填完毕。
【条文解析】
软土是指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土基坑降水,应根据当地土质情况,一般宜在基坑开挖前10~20d开始。降水施工工期可由设计在施工图中注明,当设计没有明确时,降水应持续到基坑回填完毕。
4.6.2 软土开挖时,宜选用对道路压强较小的施工机械,当场地土不能满足机械行走要求时,可采用铺设工具式路基箱板等措施。
【条文解析】
由于软土的承载力较低,承受荷载后变形大。为了防止在基坑开挖过程中,施工机械的碾压造成基坑边坡失稳,特别是工程采用桩基时,施工机械运行会对工程桩造成挤压破坏。在基坑开挖前,应编制基坑开挖的施工方案,明确施工机械选型、施工机械行驶路线,并对施工机械行驶路线进行加固。同时宜选用对道路压强较小的施工机械,如履带式、多轮式的施工机械。
4.6.3 开挖边坡坡度不宜大于1:1.5。当遇淤泥和淤泥质土时,边坡坡度应根据实际情况适当减小;对淤泥和淤泥质土层厚度大于1m且有工程桩的土层进行开挖时,应进行土体稳定性验算。
【条文解析】
土体稳定性验算可采用条分法进行分析,安全系数可根据经验确定,当无经验时可取1.3。当基坑面积大于5Om×50m时,开挖前宜先进行局部试挖,根据实际情况,确定边坡坡度。工程桩的桩间土必须随着土方的开挖将其清除,防止土体滑移引起工程桩移位或损坏。
4.6.5 当土方暂停开挖时,挖方边坡应及时修整,清除边坡上工程桩桩间土,施工机械与物资不得靠近边坡停放。
【条文解析】
由于软土呈软塑、流塑状,具有较大的流变性,在很多情况下,即使在相当小的剪切荷载作用下,其变形也会随着时间的推移而发展。为了预防土体的时变效应,每天开挖工作停歇时,或因故暂时停止基坑开挖时,开挖面的坡度必须满足施工方案所确定的比例,清除开挖面内的工程桩的桩间土,将施工机械撤离工作面。并应加强观测基坑的变化,及时采取相应措施。
4.6.6 相邻基坑(槽)和管沟开挖时,宜按先深后浅或同时进行的施工顺序,并应及时施工垫层、基础;当基坑(槽)内含有局部深坑时,宜对深坑部分采取加固措施。
【条文解析】
当基坑内有局部加深的如电梯井、消防水池、集水井等深坑时,土方开挖前,应对深坑部位采用钢板桩、水泥搅拌桩等方法进行边坡加固。基坑开挖至设计标高后,及时进行垫层施工,封闭基底。当基坑内有电梯井、消防水池、集水井等局部加深的深坑时,容易对基坑的整体稳定性造成不利影响。故在深坑部位的土方开挖前,一般应对深坑部位进行边坡加固。当地层自身稳固性较强时,可采用放坡、挡墙、喷锚等支护措施。在软土层中可采用钢板桩、水泥搅拌桩等方法进行边坡加固。
4.6.7 土方开挖应遵循先支后挖、均衡分层、对称开挖的原则进行。
【条文解析】
软土基坑开挖中均衡分层、对称进行极其重要。多项工程实例证明,基坑开挖超过3m,由于没有分层挖土,由基坑的一边挖至另一边,先挖部分的桩体发生很大水平位移,有些桩由于位移过大而断裂。类似的,由于基坑开挖失当而引起的事故在软土地区屡见不鲜。因此挖土顺序必须合理适当,严格均衡开挖。
4.6.8 在密集群桩上开挖时,应在工程桩完成后,间隔一段时间再进行土方施工,桩顶以上300mm以内应采取人工开挖。在密集群桩附近开挖基坑(槽)时,应采取措施,防止桩基位移。
【条文解析】
工程桩完成后需间隔的时间应根据工程桩的不同类型和土质确定。
4.6.9 在湿陷性黄土地区施工前,应根据湿陷性黄土的类别和设计要求,重点做好施工现场的场地道路、排水措施、排水防洪通道、堆土点及地基处理等方案。
【条文解析】
在湿陷性黄土地区施工时,除了应根据湿陷性黄土的类型、特点和设计要求做好施工现场的平面规划外,还应根据湿陷等级和场地建(构)筑物的类别做好场地的地基处理。
近年来,随着我国建筑用地的日益紧缺,削山填谷已成为解决建筑用地的主要途径。在一些湿陷性黄土地区,在削山填谷造地的过程中未经勘察和论证,对存在巨厚湿陷性土层的场地上盲目回填造地,给回填场地地基处理造成了极大的难度,也为工程建设留下了隐患。
4.6.13 取土坑至建(构)筑物的距离在非自重湿陷性黄土场地不应小于12m,在自重湿陷性场地内不应小于25m。
【条文解析】
据调查,在非自重湿陷性黄土场地,长期渗漏点的横向浸湿范围为10~12m;在自重湿陷性黄土场地,长期渗漏点的横向浸湿影响范围为20~25m;在新建场地,取土坑有可能成为渗水池,为避免对新建或在建工程造成损坏,应尽量远离。
4.6.15 膨胀土施工时,应防止被浸泡和曝晒,并满足以下要求:
1 宜避开雨期施工;
2 做好场地排水系统;
3 各道工序应紧密衔接,宜采用分段快速、连续作业;
4 填筑体、挖方边坡和基坑(槽)应及时进行防护,减少施工过程中的曝露时间。
【条文解析】
膨胀土是一类特殊的非饱和土,主要由亲水性矿物组成,具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性,具有超固结性、裂隙性、吸水显著膨胀软化、失水收缩开裂且反复变形等工程性质。总体处治原则是隔断水气迁移,减少膨胀土体湿度变化,进而达到减少土体膨胀或收缩的目的,必要时可采取化学改性,掺入石灰、粉煤灰改性,控制其膨胀率。
4.6.16 基坑(槽)挖土接近基底设计标高时,宜预留150~300mm土层,待下一工序开始前挖除。验槽后,应及时封闭边坡和坑底。
【条文解析】
为了减少基坑曝露时间,验槽后,应及时浇筑混凝土垫层或采用喷(抹)水泥砂浆、土工塑料膜覆盖等封闭坑底措施。边坡面开挖完成后,也应采用类似方法及时封闭。
4.6.22 土方施工前,应查明场地内地下洞穴并详细记录其具体位置、尺寸大小和充填情况,同时应按照设计要求或采取有效措施进行处理。
【条文解析】
红黏土是由碳酸盐类经风化(以化学风化为主)后残积、坡积形成的红、棕红、黄褐等色的高塑性黏土。其天然孔隙比大于1.0,受地下水运动的影响,易产生土洞,土洞如不及时有效地处理,可能进一步发展和坍塌,导致地基基础和地面的沉降,造成不良影响。
4.6.23 红黏土地区的边坡应进行稳定性评价,确定边坡坡度或采取支护措施。施工时,边坡应有专门的保湿、防浸泡和防雨水等施工措施。
【条文解析】
黏土天然孔隙比大,颗粒小,受地表水的浸润,会导致抗剪强度的急剧下降。土体变干会导致干缩,引起边坡的坍塌,因此要求对边坡进行稳定性评价,在此基础上合理确定支护措施。当采用自然放坡边坡时要有防冲刷措施。如采用土工布覆盖外覆植草,直接挂钢筋网喷混凝土层等措施进行防护。
4.6.24 盐渍土地区施工,工程地质和水文地质勘察资料应包括以下内容:
1 盐渍土含盐性质和含盐量分类;
2 盐渍土各层厚度及其含盐量随气候和地质条件变化情况;
3 最高地下水位,以及地下水位变化情况及其对含盐量的影响。
4.6.25 当盐渍土含盐量超过表4.6.25的规定值时,地基应进行处理,处理办法应取得设计单位同意。当采取换填土的地基处理办法时,换填料应为非盐渍土或可用盐渍土。对无盐胀和非溶陷盐渍土地基,应考虑防腐。
表4.6.25 盐渍土按含盐量分类
注:①其中硫酸盐含量不超过2%方可用;
②其中易溶碳酸盐含量不超过0.5%方可用。
【条文解析】
化学成分及含盐量超标的盐渍土对地基和基础均有不利影响,当土中含盐量小于0.5%时,对土的物理力学性能影响较小;当土中含盐量超过0.5%时,对土的物理力学性能受到影响;当土中含盐量大于3%时,对土的物理力学性能有较大影响。此时,土的物理力学性能主要取决于盐分和含盐种类,而土本身颗粒组成退居次要地位。含盐量越多,则土的液限、塑限越低,在含水率较小时,土就会达到液性状态而失去强度。
盐渍土在干燥时盐类呈结晶状态,地基有较高的强度;但在浸水后易溶解变为液态,强度降低,压缩性增大。土中含硫酸盐结晶时,体积膨胀,溶解后体积收缩,易使地基受胀缩的影响。土中含硫酸盐类时,液化后使土松散,会破坏地基的稳定性。盐渍土对混凝土、钢材、砖等建筑材料有一定腐蚀作用,尤其是含盐量超标时,腐蚀作用更为明显。
4.6.26 填土地基应清除含盐的松散表层,不得采用含有盐晶、盐块或含盐植物的根、茎作填料。基础周围应以非盐渍土或经验测确认可用盐渍土作填料。填料应分层夯实,每层填筑厚度及压实遍数应根据材质、压实系数及所用机具性能并经过试验后确定,应能达到设计要求的压实系数。
【条文解析】
盐渍土填料的含盐量不得过高,否则不易压实,影响回填质量。
4.6.27 回填基土表层和填料为盐渍土时,应满足下列要求:
1 宜在地下水位较低的季节施工;
2 当地下水位距回填基底较近且地基土松软时,应按设计要求做好反滤层、隔水层;
3 在滨海地区,对含盐量较低的填料,宜使用轻、中型机械碾压,在干旱地区,对含盐量较高的填料,宜使用重型机械碾压;
4 应清除回填地基含盐量超过表4.6.25规定值的地表土层或地表结壳下松散土层;
5 在降雨量较大的地区,应按设计要求做好回填的表面处理。
【条文解析】
本条对回填基土表层和填料为盐渍土的情况作出要求。
1)盐渍土在干燥状态下,其强度比不含盐的土还高,但含水量增加后,强度会急剧降低,故盐渍土施工应尽量在地下水位较低的季节进行。
2)如地下水位较高且基土比较松软时,应按设计要求在回填底部做好反滤层、隔水层,以阻止毛细水上升,影响盐渍土回填的强度。隔水层一般可采用:
①由卵石、碎石、砾石或砾砂等作成反滤层。
②石灰沥青膏隔断层。
3)使用盐渍土填料时,其压实系数与填料的关系是:压实系数越大,则达到某一密实度所容许的土中含盐量越高;压实系数越小,则容许的含盐量越低。因此,当土中含盐量较高,要降低含盐量又极有困难时,应采用加大压实功能的办法,即采用重型碾压机械,尤其在干旱缺雨地区,更应如此。
4)盐渍土的含盐量随深度而逐渐减少,在旱季时,由于地面水分的蒸发,盐分不断聚集于表面,造成表层结皮、结壳及壳下的松散土层,因此必须清除,以免引起上部回填再盐渍化。
5)为防止雨水渗入回填土,使盐渍土溶湿而降低强度,故应按设计要求做好表面处理。