基坑支护属于地基工程吗

土石方和地基工程是建筑工程施工一开始就遇到的工程。它的工程量在施工中也往往是极大的。土石方和地基工程包括了场地平整，土石方的开挖、运输、降水工作，边坡支护，地基种类和天然地基的处理，回填土及工程验收等内容。这项工程的特点是面广量大、劳动繁重，施工条件复杂，受地质构成和气候的变化影响较大。因此在施工之前，施工人员应详细学习，了解有关技术资料，如地形图、工程地质勘探报告。还应调查了解工程项目所在地区，地面以下是否有原有建筑物的基础，地下构筑物、河道、管道、电缆及其他地下物。通过了解后，在施工前可制定经济合理、安全可靠的施工技术方案。

一、土方及基础施工的概念

土层是地球表面各种不同的物质形成的，是地壳的主要组成部分。工程上对土是以其软硬程度、强度、含水等大致分为六类。

1.岩石类

它又分为特坚石、坚石、次坚石。凡饱和单轴抗压强度大于或等于30MPa者为硬质岩石；小于30MPa的岩石称为软质岩石。岩质新鲜的称微风化。岩石被节理、裂隙分割成块状，裂隙中有少量风化物称为中等风化。节理裂隙发育，岩石分割成2～20cm的碎块，用力可折断时称为强风化。

（1）特坚石：一般为玄武岩、花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、辉长岩、辉绿岩等。一般用爆破方法开挖，整平后就可以做坚实的地基。

（2）坚石：一般为辉绿岩、粗或中粒花岗岩、坚实的白云岩、砂岩、砾岩、花麻岩、石灰岩、大理岩等。用爆破方法开挖，可做坚实的地基。

（3）次坚石：为泥岩、砂岩、砾岩、坚实的页岩、密实的石灰岩，风化的花岗岩等。用爆破结合风镐开挖，属较坚实的地基。

2.软石类

它包括中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土、胶结不紧的砾岩、软的石灰岩等。它们可用镐、撬棍、大锤挖掘，部分也得使用爆破方法，属于良好的地基。

3.碎石类砂砾坚土

它包括如重黏土及含碎石、卵石的黏土、粗卵石、天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石等。可用镐、撬棍、然后用铁锨挖掘。砂石按颗粒组成及颗粒形状，可分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。漂石和块石类是粒径大于20cm的颗粒含量占全重的60%；卵石和碎石类是指粒径大于2cm的颗粒占全重的50%；圆砾和角砾类是指粒径大于2mm的颗粒占全重的50%。

当碎卵石土的骨架颗粒空隙全为砂所充填，这时称为砂卵石；当其空隙为黏土所充填，则称为含碎、卵石黏土。它们的承载力工程性质都是由其骨架组成及密实情况所确定。

4.坚土类

它包括中等密实黏土、重粉质黏土、粗砾石、干黄土及含碎、卵石的黄土、压实的填筑土等。主要用镐挖掘，少许用撬棍开挖。可作为多层建筑及浅基础的良好地基。

5.普通土

它包括粉质黏土、潮湿的黄土、夹有碎卵石的砂、填筑土及粉质砂质粉土等。用铁锨挖掘，少许用镐挖。其中，砂类土又根据其颗粒直径大小及所占的重量比例，按颗粒分法定名。

砾砂：粒径大于2mm的颗粒占全重25%～50%。

粗砂：粒径大于0.5mm的颗粒占全重的50%。

中砂：粒径大于0.25mm的颗粒占全重的50%。

细砂：粒径大于0.075mm的颗粒占全重的85%。

粉砂：粒径大于0.075mm的颗粒占全重的50%。

普通土可作为一般天然地基用，当有的要求承载较大荷载时，还得做地基处理。

6.松软土类

如亚砂土、冲积土、种植土、淤泥等。该类土往往不能作为天然地基承受荷载。

由于我国地质条件复杂，还有很多特殊的土类，如陕西的大孔土（即湿陷性黄土）；云南、广东、湖南地区的膨胀土；东北、西藏的多年冻土，季节性冻土；内陆及沿海的盐碱土；江河冲积处的泥炭淤泥土等。很难划入哪类土种，而作为特殊土类处理。

二、基坑（槽）开挖

1.挖土施工的工艺过程

施工前应对该地区的情况全面了解，详细审阅地质勘探资料报告，筹划整个挖土工程的工作。

工艺流程：平整场地、测量放线、放出挖土灰线、排水（降水）、修坡度（深基坑支护）、土方开挖、验槽、结束施工。

2.土方的开挖

土方的开挖有大开挖和基槽开挖两类。目前，高层建筑、多层框架建筑有地下室的都采用大开挖施工；多层条基的房屋建筑，无地下室的都为基槽开挖。前者用机械挖掘为主，后者多为人工挖土。不论何种开挖，除有边坡支护措施外，都要考虑土侧的放坡。

1）边坡坡度的放坡要求

在地质条件良好，土质比较均匀，且地下水位低于基槽底面标高时，挖土深度在5m以内不加支撑的边坡要注意边坡坡度（高∶宽）。

如土质较差，放坡又受限制，基槽相对较深，这时就要考虑基槽支护。一般每挖深1m即开始在上口进行支护，竖向间距可根据土质情况确定。最后一道支护一般离基底1～1.5m。

2）基坑基槽开挖

基槽土方开挖前应对放的灰线进行复核，确认无误后才可开挖。该地区的地下物应向挖土人员或挖土机驾驶员交代清楚，避免发生意外事故。

人工挖土应确定开挖顺序，结合施工流水计划确定从一头向一头挖，还是半面半面挖。当地下水位较高时，应选一处作集水坑，让水顺基槽流入坑内用潜水泵抽走。基槽挖到底标高处时应留余量，经抄平后清底，不能一下到底，以免扰动基土。如下道工序间隔较长，应在基底标高以上留10～20cm的土不挖，待到做基础前一天再清土，以保证基底土不被扰动或被水浸泡。冬季时还可以防止基底土遭受冻结。

机械挖土一般在地坑或需满堂开挖时使用。一般采用的单斗挖土机有正向铲、反向铲、拉铲、抓铲等多种，以反向铲挖掘为多。

正向铲挖土机适用于场地在Ⅰ～Ⅳ类土的丘陵地带，含水量小于27%；经爆破后的岩石或冻土。工作面的高度应在1.5m以上。配合自卸汽车运土。在基坑内挖土则要先修10%～15%的下坡道，让机械进入施工区。一般是正向挖土，侧向装车，向前推进式进行。因此，施工前必须计划好运行线路，以提高工作效率和与后续工序的搭接。

反向铲挖土机适用于开挖Ⅰ～Ⅳ类的砂土或黏土。主要用于开挖停机面以下深度在斗臂范围内的基坑或基槽。挖出的土可配自卸汽车运走，也可根据场地情形堆放在坑、槽边1.5m以外。目前，小型反向铲挖土机代替人工挖条形基础的基槽已逐步推广应用。

拉铲挖掘机适用于Ⅰ～Ⅳ类土，开挖较深较大的基坑、沟渠及挖取水中泥土，以及填筑路基、修筑堤坝等。

抓铲挖土机适用于挖土质比较松软，施工面小而深的基坑、深槽、深井、清理河泥等工程；或用于料场装卸碎石、砂等材料。

凡是作为房屋基础下地基的坑、槽用机械挖时，一定要准确抄平，机挖要余留20～30cm厚土，由人工清土，避免挖机扰动基土，而加深基底造成浪费。

3）土方开挖中应注意的事项

土方开挖除应了解现场情况，及时处理好开挖前的事前工作，了解地质土层情况，筹划施工程序等外，在开挖过程中还可能遇到各种情况要引起注意：

（1）挖掘中如发现文物（古铜器、瓷器等）或古墓应立即妥善保护，并应报请当地有关部门来现场处理，待处理妥善结束后才可继续施工。保护区应设标志，并由专人管护现场。

（2）挖掘发现地下管线（管道、电缆、通信线路）等，应及时通知有关部门来处理。尤其电缆不仅影响使用，还有触电的可能。

（3）如发现有测量用的永久性标桩或地质、地震部门设置的长期观测孔等，亦应加以保护。如因施工必须毁坏时，应事先取得原设置单位或保管单位的书面同意。

（4）大型挖土及降低地下水位时，应经常注意观察附近已有建筑物或构筑物、道路、管线等有无下沉和变形。如有下沉和变形，必要时应与设计单位、建设单位协商采取防护措施。

（5）在城市中挖运土时，车辆出工地时要清洗轮胎，防止泥土带入城市道路，影响城市文明卫生。

三、深基坑的边坡支护

随着高层建筑的建设，由于高层建筑上部结构传到地基上的荷载比多层建筑大得多，除了用桩基外，有很多高层建筑都建造补偿性基础，即以天然地面到建筑物基础埋置深度之间的土体重量来补偿一部分建筑物的荷载，即基础埋置每加深1m，就可增加16～18kN/m2的地耐力。所以高层建筑的基础埋深都较大。如北京的京城大厦埋深－23.5m，国际贸易中心埋深－15.7m，上海电信大楼埋深－13.15m，新锦江大酒店埋深－9.5～－11.5m；广州中国大酒店埋深－9.0m；深圳国际贸易中心－12.0m；南京金陵饭店－7.0m；等等。这深埋的部分对增加建筑物的稳定性、利用地下空间（做地下室）、改善建筑物的功能也都有利。

但是，基础埋深的增加给施工带来很多困难，尤其在城市之中，建筑密集、道路和地下管线纵横交错，很多情况下不允许采用比较经济的放坡开挖，而需要采用人工的边坡支护，才能进行施工挖土。

1.边坡支护的作用

在开挖土方、基坑、基槽时，除了土质特别好的岩土，坚实的老黄土可以近乎垂直地开挖边坡，与水平面几乎成直角。而大多数土壤都要放些坡度，挖得越深放出去的坡越大。而对于深度大于3m的基坑，还要通过边坡稳定的验算来确定。土方边坡的大小与土质、基坑开挖深度、开挖方法、基坑开挖后到回填时中间的留置时间（也是施工工期），以及附近有无堆载、排水情况都有关。

基坑开挖后，如果边坡土体中的剪应力（也可以说下滑力）大于土体具有的抗剪强度（是土内部的黏聚能力），则边坡就会滑动失稳（即坍塌下来）。而土体因风化等气候影响使土质变得松疏；黏土中因为水浸而产生润滑作用；细砂、粉砂土因受振动液化；土体上有堆载、动载，下雨含水自重增加。这些外界因素都会造成土抗剪强度下降边坡失稳而下滑。

要使开挖的基坑边坡稳定不下滑，一是按照不同土质及外界因素开展放坡；二是在不可能放坡的情况下采用边坡支护不让它下滑。

2.边坡挡土支护结构的一些形式

（1）钢板桩：有槽钢钢板桩、工字钢钢板桩、热轧锁口钢板桩。

槽钢型和工字钢型的采用正反搭扣组成。由于抗弯能力较弱，长度定尺6～8m，所以一般用在深度不超过4m的基坑。其顶部还得设一道支撑或拉锚。

热轧锁口型和一字形土建施工中基本不用，U形的可用于5～10m深基坑。

它们的优点是可回收使用，但由于一次投资太大，加上刚度小，还有的要进行拉锚，给施工带来困难，所以一般仅不太深的基坑支护考虑应用。

（2）钢筋混凝土板桩：是一种传统的支护结构，截面带企口有一定挡水作用，顶部可设圈梁。但用后不再拔除，永久保存在土中，一次性投入费用。它可支护深达7m的深坑边坡。它在施工质量优良、平整的情况下，也可作地下室墙板外的模板。

（3）钻孔灌注桩挡坡悬臂结构：采用钻孔灌注桩作为支护结构也是近十年发展起来的。它采用的直径为500～1000mm，它根据基坑深度、土质情况计算确定其直径和桩长。它可成排排列，并在顶上浇筑圈梁形成整体。我国各地均有采用。但也是一次投资，不能回收。

灌注桩挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，目前已有用于基坑深7～8m的，即其外露悬臂为7～8m。为了挡水，桩间往往要做钢丝水泥网；或采用与深层搅拌水泥土桩结合，让深层搅拌桩起防水帷幕作用。

（4）H型钢作支柱，柱间加插横板以挡土的支护墙：这种支护适用于土质较好的地区，国外应用较多。国内应用的有北京京城大厦深23.5m的基坑，它将长27m断面外尺寸488mm×300mm的H型钢按1.10m间距打入土中，用3层土锚拉固、桩间插木板。

它一次性投资大，用后可以拔出来重复使用。这与企业经济实力、H型钢的供应都有关系。

（5）地下连续墙：这也是从国外引进的一种深坑支护技术。墙常用厚度为600～800mm，尤其适用于软土地基、地下水位较高的地区。有的地下连续墙为了减少壁厚，采用内支撑（钢管结构可以回收）加强。

（6）土层拉锚支护：是20世纪60年代发展起来的新技术。它利用钻孔机在土壁上钻孔，然后往孔中插入钢筋或钢索，再用压力注浆（混凝土或高强砂浆）形成锚杆，以锚杆的摩擦力和土体的压力拉住边坡土层。

钻孔注锚的角度一般为与水平呈10°左右倾角，不超过15°，这样拉锚作用大。

另一种是近年出现的，对土质相对好的深坑，采用钢筋网片加喷射混凝土作成一块大板，拉锚孔成梅花形分布，做成拉锚杆作支护的深坑支护技术。它在北京西站施工中应用，坑深达12m多。

目前，已发展到用预应力钢绞线作为拉锚钢索，这是一种新技术发展与提高。

四、土方的回填

土方工程施工到回填土阶段，则意味着土方工程即将结束。从开挖地基到回填，这中间还有一个分部工程（即基础工程）在其中运作。回填土方的施工虽是在基础工程之后，但它仍属土方工程范围。

回填土方，若挖出来的土层土质较好，则仍可将原土回填至基坑、基槽。而当土质不符合要求时，则应按设计要求满足土质选料。如设计无要求时，应符合规范规定。

（1）碎石类土、砂土（使用细砂、粉矿时应取得设计单位同意）、爆破下来的石碴，这些可做表层以下的填料。

（2）含水量符合夯、压实要求的黏性土，可做各层填料。

（3）碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅能用在无压实要求的填方。

（4）淤泥和淤泥质土一般不能用作填土材料，但在软土或沼泽地区经过处理（晾晒干后）使含水量符合压实要求时，可用于填方中的次要部位。

（5）含有盐分的盐碱土中，仅中、弱两类盐碱土，一般可以使用。但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。

（6）用碎石类或爆破石渣时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3。