第二章 地基开挖与处理

第一节 地基开挖

一、土的工程分类及鉴别方法

按土开挖的难易程度，将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。

松软土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。

土的工程分类与现场鉴别方法见表2-1。

二、地基开挖

地基开挖的目的，是将不符合设计要求的风化、破碎、有缺陷和软弱的岩层、松软的土和冲积物等挖掉，使建筑物修建在可靠的地基上；或者是根据结构设计的要求，将建筑物建在指定的高程上。

1.地基开挖注意事项

开挖中应解决的问题如下：

（1）及时排除基坑积水。

（2）合理安排开挖程序，掌握“自上而下，先岸坡后河槽”的原则，分层开挖，逐步下降，如图2-1所示。

（3）合理选定基坑开挖范围与形态。地基开挖范围主要取决于水工建筑物的平面轮廓，同时考虑机械运行，道路布置，施工排水，立模支撑等要求，适当放宽，放宽的范围根据实际施工情况而定，一般从几米到几十米不等。地基开挖要避免形成高边坡、深槽壁；要求基岩面比较平整，高差不宜太大；要避免基岩有尖突部分，以免产生应力集中，并尽可能略向上游倾斜。基岩面形态为台阶状或锯齿状，如图2-2所示。

(4)正确选择开挖方法及开挖参数，以保证质量和安全为重点。

(5)做好开挖和利用石渣的综合平衡。

2.地基开挖方法

地基开挖的具体施工方法包括松土、爆破、挖掘、装车、运输、卸渣等工序，与一般的土石方开挖相同，施工前应根据建筑物情况、地形地质条件、水文气象资料、工期要求等编制施工组织设计或施工技术措施。

对岩石地基，多采用爆破方法将岩石破碎，再用人工或机械将石渣挖掉运走。如为软岩，也可用带有松土器的重型推土机直接用凿裂法开挖，无需爆破。开挖施工中，根据建筑物的特点、开挖范围的大小和深浅、基坑形状、施工导流方式等，采用不同的开挖方式和方法。在水利工程的大面积地基开挖中，广泛采用深孔梯段爆破（见深孔爆破）结合预裂爆破、光面爆破的施工方法，分层开挖，利用挖掘机配合自卸汽车出渣。在施工前，常先进行爆破试验，选定爆破参数。一般情况下,地基开挖须从岸坡到基坑,自上而下进行，不采用自下而上或造成岩体倒悬的开挖方式。为防止爆破对基岩产生破坏性的影响，保证地基质量，需要采取一定的防护措施。许多国家都采用预留保护层的办法，即在临近基础底建基面的一定范围内，对爆破分层、钻孔深度、孔径、装药量和起爆方式等均予限制。采用预裂爆破或光面爆破，也是一种防护措施。在坝基或厂房地基的开挖中，还要注意保持要求的体形和断面形状。为防止由于爆破震动影响而破坏基岩和损害邻近的建筑物或已经完工的灌浆地段，须根据被保护对象的质点振动速度允许值，控制爆破规模或采取防振措施。对高边坡开挖,要充分注意边坡稳定的问题,做好稳定分析、观测、排水等方面的工作，并且要采用正确的施工程序和施工方法。坝基爆破开挖的基本要求是保证质量、注重安全、方便施工、综合平衡。

保证开挖质量具体表现在两个方面的要求：

（1）要求在爆破开挖过程中既要按分层逐层下挖，又要防止震动破坏保留岩体和设计基岩线下的岩体。

（2）要求在爆破开挖时防止对已建成的水工建筑物或已完工的灌浆地段造成损坏。

对土质或砂砾石地基（软基），包括岩基上的覆盖层的开挖，同样要根据工程条件，采用不同的施工方式和方法。软基开挖需要注意边坡稳定，根据地质条件和开挖深度，确定开挖坡度。如因地质原因或周围条件不允许按要求的坡度放坡开挖时,则要设置坑壁支撑,防止塌方和滑坡。还要注意做好施工排水措施，防止外水流入施工场地，并将地表积水、雨水排至场外。开挖低于地下水位的基坑时，可采用集水坑、井点排水或其他措施，降低地下水位，使基坑底部和边坡在施工期间保持无水状态，改善施工条件，稳定施工边坡。对于坝基和坝头岸坡，需按要求的坡度、深度及坝岸结合形态进行开挖。开挖后不能立即回填的部分,要预留保护层,在回填前再行挖除。