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场地平整工作完成后便可进行基坑的开挖，基坑的开挖往往涉及一系列的问题，如边坡的稳定、基坑的支护、降低地下水位以及基坑开挖方案的确定等。
（1）学习与审查图纸
施工单位接到施工图后，应先组织各专业主要人员对图纸进行学习及综合审查，核对平面尺寸和坑底标高，并核对各专业图纸间有无矛盾和差错，熟悉地质、土层和水文勘察资料，了解基础形式、工程规模、结构的形式与特点、工程量和质量要求，弄清楚地下管线、构筑物与地基的关系，进行图纸会审，对发现的问题逐条予以解决。
（2）编制施工方案
制订基础开挖方案，绘制施工总平面图，确定开挖顺序、范围、基础底面标高、边坡坡度，以及排水沟、集水井、土方堆场位置，提出施工机具、劳动力的配备计划，新技术推广计划。深基坑开挖还需提出支护和降水方案。
（3）场地平整及清理障碍物
平整场地应按建筑总平面图中的标高进行。清理障碍物时一定要弄清楚情况并采取相应的措施，防止发生事故。
（4）测量定位放线
建筑物的定位是指将建筑物外墙轴线交点测设到地面上，并以此作为细部测设的依据。通常可以根据建筑红线、测量控制点、建筑方格网或已有的建筑物来定位。放线是指根据已定位的主轴线交点桩，详细测出建筑物其他各轴线交点的位置，并用木桩标定出来，据此按基础宽度和放坡宽度用石灰撒出开挖边界线。
（5）修建临时设施与道路
施工现场所需临时设施主要包括生产性临时设施和生活性临时设施。生产性临时设施有混凝土搅拌站、各种作业棚、建筑材料堆场及仓库。生活性临时设施主要有宿舍、食堂、办公室、厕所等。这些临时设施应尽可能利用永久性工程，按现场施工平面图搭设。
开工前应修好施工现场内机械的运行道路，主要运输道路宜结合永久性道路的布置修筑，同时做好现场供水、供电、供气以及施工机具和材料进场。
基坑开挖过程中，基坑底面低于地下水位时，由于土壤的含水层被切断，地下水将不断渗入基坑。如果不采取有效措施排水，降低地下水位，不但会使施工条件恶化，而且基坑经水浸泡后会导致地基承载力下降和边坡塌方。因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施降低地下水位，使基坑在开挖过程中坑底始终保持干燥。
对于地面水（雨水、生活污水），一般采取在基坑四周或流水的上游设排水沟、截水沟或挡水土堤等办法解决。对于地下水，则常采用集水井明排降水和井点降水的方法，使地下水位降至所需开挖的深度以下。
无论采用何种方法，降水工作都应持续到基础工程施工完毕，并回填土后才可停止。
集水井明排法是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟，再在坑底每隔一定距离（一般为 20~40 m）设置一个集水井，使地下水通过排水沟流入集水井内，然后用水泵抽走，如图1.20 所示。
图1.20 明沟与集水井排水
1—排水明沟；2—集水井；3—水泵；4—基础外边线；5—原地下水位线；6—降低后地下水位线
集水井明排法是一种常用的最经济、最简单的方法，但仅适用于土质较好且地下水位不高的基坑开挖。当土为细砂或粉砂时，易发生流砂现象，此时可采用井点降水的方法。
（1）集水井与排水明沟的设置
集水井与排水明沟宜布置在拟建建筑基础边 0.4 m以外，沟边缘离边坡坡脚不应小于0.3 m;排水明沟沟底宽一般不宜小于 0.3 m，底面应比挖土面低 0.3~0.4 m，排水纵坡宜控制在 1%~2%；集水井直径或宽度一般为 0.6~0.8 m，其底面应比排水沟底低 0.5 m以上，并随基坑的挖深而加深。当基坑挖至设计标高后，集水井应进一步加深至低于基坑底1~2 m，并铺填约 0.3 m厚的碎石滤水层，以免因抽水时间较长而携带大量泥沙，并防止集水井的土被扰动。
（2）水泵的选用
集水井明排水用水泵从集水井中抽水，常用的水泵有潜水泵、离心水泵和泥浆泵。一般所选用水泵的抽水量为基坑涌水量的 1.5~2 倍。
（3）流砂的发生与防治
当基坑挖至地下水位以下且采用集水井排水时，如果坑底、坑壁的土粒形成流动状态随地下水的渗流不断涌入基坑，则称这种现象为流砂。
发生流砂时，土完全丧失承载力，土边挖边冒，很难挖到设计深度，会给施工带来极大困难，严重时还会引起边坡塌方，甚至危及邻近建筑物。
影响流砂现象的关键因素是动水压力的大小与方向。因此，防治流砂的主要途径是减小或平衡动水压力，或者改变动水压力的方向。具体措施有抢挖法、打钢板桩法、井点降低地下水位法等。此外，还可选择在枯水期施工或在基坑四周修筑地下连续墙止水。
井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基础工程施工完毕，使所挖的土始终保持干燥状态。
井点降水法改善了工作条件，防止了流砂的发生。同时，由于地下水位降落过程中动水压力向下作用与土体自重作用，使基底土层压密，提高了地基土的承载能力。
按系统设置、吸水原理和方法的不同，井点降水法的有两类：一类为轻型井点（包括喷射井点、电渗井点）；一类为管井井点（包括管井井点、深井井点），见表1.6。可根据基础规模、土的渗透性、降水深度、设备条件及经济性选用不同的井点降水方法，其中轻型井点属于基本类型，应用最广泛。
表1.6 井点降水类型及适用条件
（1）轻型井点降水
轻型井点降水是沿基坑四周或一侧以一定间距将井点管（下端为滤管）埋入蓄水层内，井点管上端通过弯联管与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下，轻型井点降水法如图1.21 所示。
图1.21 轻型井点降水法示意图
1—井点管；2—滤管；3—总管；4—弯联管；5—水泵房；
6—原有地下水位线；7—降低后地下水位线
轻型井点降水设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管为进水设备，长度一般为 1.0~1.5 m，直径为 38~55 mm的无缝钢管，管壁钻有直径 12~18 mm的梅花形滤孔，如图1.22 所示。管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用 3~5 孔/ mm 2 黄铜丝布或生丝布，外层为粗滤网，采用 0.8~1.0 孔/ mm 2 铁丝丝布或尼龙布。为使水流通畅，在管壁与滤网间用铁丝或塑料管隔开，滤网外面再绑一层粗铁丝保护网，滤管下面为一铸铁塞头，滤管上端与井点管用螺钉套头连接。
图1.22 滤管构造
1—钢管；2—管壁上小孔；3—塑料管；4—细滤网；
5—粗滤网；6—粗铁丝保护网；7—井点管；8—铸铁头
井点管为直径 38~51 mm，长 5~7 m的钢管。集水总管为直径 100~127 mm的钢管，每段长 4 m，其上装有与井点管连接的端接头，间距 0.8 m或 1.2 m。总管与井点管用90°弯头连接，或用塑料管连接。抽水设备由真空泵、离心泵和集水箱等组成。
根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向和降水深度要求等确定轻型井点的布置。
①平面布置。当基坑或沟槽宽度小于 6 m，且水位降低深度不超过 5 m时，可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，其两端延伸长度一般以不小于基坑（槽）宽度为宜，如图1.23 所示。如基坑宽度大于 6 m或土质不良，土的渗透系数较大时，宜采用双排井点。
图1.23 单排线状井点布置图
1—总管；2—井点管；3—抽水设备
基坑面积较大时，宜采用环状井点，如图1.24 所示。为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U形环状井点。井点管距离基坑壁一般不宜小于0.7~1.0 m，以防止局部发生漏气。井点管间距应根据土质、降水深度、工程性质等确定，一般采用0.8~1.6 m。井点管在总管四角部位应适当加密。
图1.24 环形井点布置图
1—总管；2—井点管；3—抽水设备
一套抽水设备能带动的总管长度，一般为 100~120 m。采用多套抽水设备时，井点系统要分段，各段长度要大致相等。
当采用多套抽水设备时，井点系统应分段，各段长度应大致相等，分段地点宜选择在基坑转弯处，以减少总管弯头数量，提高水泵抽吸能力。水泵宜设置在各段总管中部，使泵两边水流平衡。分段处应设阀门或将总管断开，以免管内水流紊乱，从而避免其影响抽水效果。
②高程布置。轻型井点的降水深度从理论上讲可达 10 m左右，但由于抽水设备的水头损失，实际降水深度一般不大于 6 m。井点管的埋设深度H（不包括滤管）可按下式计算：
式中 H 1 ——井点管埋设面到基坑底面的距离，m;
h——基坑底面至降低后的地下水位线的距离，一般取 0.5~1.0 m（人工开挖取下限，机械开挖取上限）；
i——降水曲线坡度，可取实测值或按经验，单排井点取 1/4，双排井点取 1/7，环形井点取 1/15~1/10;
L——井点管中心至基坑中心的水平距离，单排井点为至基坑另一边的距离，m。
如果H值小于降水深度 6 m，可用一级井点，H值稍大于 6 m时，若降低井点管的埋设面后可满足降水深度要求，仍可采用一级井点；当一级井点达不到降水深度要求时，可采用二级井点或多级井点，即先挖去第一级井点疏干的土，然后在其底部埋设第二级井点，如图1.25 所示。
图1.25 二级轻型井点示意图
此外，确定井点埋深时，应考虑井点管一般要露出地面 0.2 m左右。对于滤管来说，任何情况下滤管必须埋在透水层内。
（2）喷射井点
当基坑开挖所需降水深度超过 6 m时，一级的轻型井点就难以达到预期的降水效果。这时如果场地允许，可以采用二级甚至多级轻型井点以增加降水深度，达到设计要求。但这样既会增加基坑土方施工工程量和降水设备用量从而延长工期，又扩大了井点降水的影响范围而对环境不利。因此，可考虑采用喷射井点。
根据工作流体的不同，以压力水作为工作流体的为喷水井点，以压缩空气作为工作流体的是喷气井点，两者的工作原理相同。
喷射井点系统主要由喷射井点、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统组成。
喷射井管由内管和外管组成，内管的下端装有喷射扬水器，与滤管相连。当喷射井点工作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水经过内外管之间的环形空间直达底端。在此处工作流体由特制内管的两侧进水孔至喷嘴喷出，在喷嘴处由于断面突然收缩变小，使工作流体具有极高的流速（30~60 m/s），在喷口附近造成负压（形成真空），将地下水经过滤管吸入，吸入的地下水在混合室与工作水混合，然后进入扩散室，水流在强大压力的作用下把地下水连同工作水一起扬升至地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，一部分用低压泵排走，另一部分供高压水泵压入井管外管内作为工作水流。如此循环作业，将地下水不断地从井点管中抽走，使地下水渐渐下降，达到设计要求的降水深度。
喷射井点用作深层降水的适用范围为粉土、极细砂和粉砂。砂粒较粗时，由于出水量较大，循环水流就显得不经济，这时宜采用深井泵。一般一级喷射井点可降低地下位8~20 m，有时甚至可达 20 m以上。
（3）电渗井点
在黏土和粉质黏土中进行基坑开挖施工，由于土体的渗透系数较小，为加速土中水分向井点管中流入，提高降水施工的效果，除了应用真空产生抽吸作用以外，还可加用电渗。
电渗井点一般与轻型井点或喷射井点结合使用，利用轻型井点或喷射井点管本身作为阴极，同时利用一金属棒（钢筋、钢管、铝棒等）作为阳极，当通入直流电（采用直流发电机或直流电焊机）后，带有负电荷的土粒即向阳极移动（电泳作用），而带有正电荷的水则向阴极方向集中，产生电渗现象，如图1.26 所示。在电渗与井点管内的真空双重作用下，强制黏土中的水由井点管快速排出，井点管连续抽水，从而使地下水位渐渐降低。
图1.26 电渗井点
1—井点管；2—金属棒；3—地下水降落曲线
因此，对于渗透系数较小（小于 0.1 m/d）的饱和黏土，特别是淤泥和淤泥质黏土，单纯利用井点系统的真空产生的抽吸作用可能较难将水从土体中抽出排走，利用黏土的电渗现象和电泳作用特性，既可以加速土体固结，增加土体强度，又可以达到较好的降水效果。
（4）深井井点
对于渗透系数大、涌水量大、降水较深的非砂类土和用其他井点降水不易解决的深层降水，可采用深井井点系统。
深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基坑的井管，使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，地下水位低于坑底，其构造如图1.27 所示。
图1.27 深井构造
深井井点降水具有排水量大、降水深（可达 50 m）、不受吸程限制、排水效果好、井距大、对平面布置的干扰小等优点，可用于各种不同情况，且不受土层限制。其成孔（打井）用人工或机械均可，施工上较易实现。井点的制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快。井点管采用钢管和塑料管时，可以整根拔出重复使用。
深井井点的缺点是一次性投资大，成孔质量要求严格，降水完毕，井管拔出较困难。
深井井点适用于渗透系数较大（10~250 m/ d）、砂类土、地下水丰富、降水深、面积大、时间长的情况，在有流砂和重复挖填土方区使用下效果尤佳。
（5）管井井点
对于渗透系数为 20~200 m/d且地下水丰富的土层、砂层，用明排水会造成土颗粒大量流失，引起边坡塌方，用轻型井点难以满足排降水的要求，此时可采用管井井点。
管井井点是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，或在坑内降水时每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽取管井内的水来降低地下水位，如图1.28 所示。其管井的滤管如图1.29 所示。
图1.28 管井井点降水
图1.29 管井井点的滤管
管井井点具有排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护等特点，降水深度可达 3~5 m，可代替多组轻型井点作用。
基坑开挖前应根据工程结构形式、基础埋置深度、地质条件、施工方法及工期等因素，确定基坑支护形式，并编制专项施工方案。
基坑支护的方法应根据工程特点、土质条件、地下水位、开挖深度、施工方法及相邻建筑等情况，经技术经济比较后选定。其种类可分为加固型支护、边坡稳定型支护、支挡型支护及各种类型支护相结合使用的混合型支护。混合型支护多用于深基坑的支护。
加固型支护对基坑边坡滑动棱体范围内及其附近土体进行加固，以改善其物理力学性能，使其成为具有一定强度和稳定性的土体结构，从而保证边坡稳定，并兼有抗渗作用。其主要结构形式有深层搅拌水泥土桩（深层搅拌法）、高压喷射桩（高压喷射注浆法）等。
边坡稳定型支护指在基坑土壁内埋入土钉或锚杆以增加土层的稳定性。其主要形式有土钉支护、土层锚杆支护等。
支挡型支护利用设置在基坑土壁上的支挡构件承受土壁的侧压力及其他荷载以保持土体结构稳定。其主要形式有排桩式支护、板桩式支护等。
深层搅拌水泥土桩是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。其工艺流程如图1.30 所示。
深层搅拌法利用的固化剂为水泥浆或水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的 7%~15%，水泥砂浆的配合比为 1∶1 或 1∶2。
（1）施工机械
深层搅拌机是深层搅拌水泥土桩施工的主要机械。目前，国内外已应用的有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式。前者输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根管子输出，不影响搅拌均匀度，可适用于多种固化剂；后者水泥浆是从叶片上若干个小孔喷出，这样可使水泥浆与土体混合较均匀，适用于大直径叶片和连续搅拌，但因喷浆孔小易堵塞，它只能用于纯水泥浆而不能用于其他固化剂。
图1.30 深层搅拌水泥土桩施工工艺流程
（2）施工工艺
①定位：用起重机悬吊搅拌机到达指定桩位，然后对中。
②预拌下沉：待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。
③制备水泥浆：待深层搅拌机下沉到一定深度时，开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
④提升、喷浆、搅拌：待深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基，且边喷浆、边搅拌，同时按设计确定的提升速度提升深层搅拌机。
⑤重复上下搅拌：为使土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计深度后再提升出地面。桩体要求互相搭接，搭接长度应大于 200 mm，以形成整体。
⑥清洗、移位：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清除全部管路中残存的水泥浆，并将黏附在搅拌头的软土清洗干净，然后移位，进行下一根桩的施工。
高压喷射桩是利用高压喷射注浆机（图1.31）钻孔至设计标高后，将钻杆从地基深处逐渐上提，同时利用安装在钻杆端部的特殊喷嘴向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在地基中形成直径均匀的圆柱体。固化后的圆柱体称为喷射桩，桩体相连形成帷幕墙，用作支护结构，工艺流程如图1.32 所示。
高压喷射桩的注浆形式分为旋喷注浆、摆喷注浆和定喷注浆。定喷适用于粒径不大于20 mm的松散地层；摆喷适用于粒径不大于 60 mm的松散地层，大角度摆喷适用于粒径不大于 100 mm的松散地层；旋喷适用于卵砾石地层及基岩残坡积层。
（1）施工机械
高压喷射桩所用的施工机械为钻孔机。根据喷射方法的不同，钻孔机可分为单管钻孔机、双重管钻孔机和三重管钻孔机，施工时应根据设计桩径进行选用。
①单管：单层喷射管，仅喷射水泥浆。
②双重管：同时喷射高压水泥浆和空气两种介质。
图1.31 高压喷射注浆机
图1.32 高压喷射注浆（旋喷）施工流程图
③三重管：使用时，分别输送水、空气和浆液 3 种介质。
（2）施工工艺
①钻机安装、就位：钻机安装在设计的孔位上，使站杆头对准孔位的中心，为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后，必须对其做水平校正，以使其钻杆轴垂直对准孔中心位置，采用水平尺校正，确保桩身垂直度偏差在 1.0%以内。
②钻孔：可采用干作业成孔或泥浆护壁成孔。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃难钻时，应放慢速度，否则容易导致桩孔偏斜、移位，甚至会导致钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于入土的位置。钻孔时要做好成孔记录。
③插管：注浆管随钻机钻头一起钻至预定深度。插管过程中，为防止泥浆堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力一般不超过 1 MPa。
④高压喷射作业：喷管插入预定深度后，由下而上进行喷射作业。水泥浆应在喷注前 1 h内搅拌，当喷嘴到达设计高程后，先送高压水清管，然后再注浆。达到喷射压力及喷浆量后，待水泥浆液返出孔口，开始提升喷嘴。为防止浆管扭断，必须连续不断地提升钻杆。喷射过程中若出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。如果孔内漏浆，应停止提升喷嘴。
⑤复喷搭接：当注浆管不能一次完成提升而需分次拆卸时，拆卸动作要快，卸管后继续喷射，喷射的搭接长度不得小于 100 mm。喷射中断0.5 h、1 h、4 h，搭接长度分别为0.2 m、0.5 m、1.0 m。
⑥冲洗：喷射施工完毕后应迅速拔出注浆管，并把注浆管等机具设备冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，以防止残存水泥浆硬化堵管。
土钉墙支护（图1.33）是以土钉作为主要受力构件的边坡支护。它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层和必要的防水系统组成，又称土钉墙，适用于地下水位以上或经降水措施后的砂土、粉土、黏土等土体，其构造如图1.34 所示。
图1.33 土钉墙支护图
图1.34 土钉墙支护构造
1—土钉；2—喷射混凝土面层；3—垫板
土钉是用作加固或同时锚固原位土体的细长杆件，通常采取在土层中钻孔、置入变形钢筋、沿孔全长注浆的方法做成。
土钉墙支护的构造要求如下：
①土钉支护的墙面坡度不宜大于 1∶0.1。
②土钉外露端部和面层应有效连接在一起，并设加强筋和承压板。
③土钉长度宜为开挖深度的 0.5~1.2 倍，土钉间距宜为 0.6~1.2 m，土钉与水平面夹角为 10°~20°。
④土钉宜选用HRB335、HRB400 钢筋，直径 16~32 mm，钻孔直径宜为 70~120 mm。
⑤面层喷射混凝土强度等级不宜低于C20，厚度宜为 80~200 mm。
⑥喷射混凝土面层中应配有钢筋网，采用HPB300 钢筋，钢筋直径宜为 6~10 mm，间距宜为 150~300 mm，钢筋网搭接长度应大于 300 mm。
⑦注浆材料为水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不低于M10。
⑧坡面上可根据具体情况设置泄水孔。
土层锚杆支护是由一种设置于钻孔内、端部且伸入稳定土层中的钢绞线、钢丝束、钢筋或钢管与孔内注浆体组成的受拉杆体，它一端与支护结构相连，另一端锚固在土层中，通常对其施加预应力，以承受由土压力、水压力产生的拉力，用以维护构筑物的稳定，其构造如图1.35、图1.36 所示。
土层锚杆一般由锚头、自由段和锚固段 3 部分组成，其中锚固段是用水泥浆或水泥砂浆将杆体与土体黏结在一起形成锚杆的锚固体。
常用的土层锚杆用的拉杆（图1.37）有钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线，主要根据承载能力和现有材料进行选择。土层锚杆的全长一般在 10 m以上，长的可达到 30 m。
图1.35 土层锚杆支护图
图1.36 土层锚杆支护构造
1—紧固圈；2—承压塑板；3—台座；4—支架；5—拉杆；6—锚固体（水泥浆或水泥砂浆）；7—套管；8—支护结构
（1）构造要求
①锚杆上、下排间距不宜小于 2.5 m，锚杆水平方向间距不宜小于 2.0 m。
②锚杆锚固体上覆土层厚度不应小于 4.0 m，锚杆锚固段长度不应小于 4.0 m。
③倾斜锚杆的倾角不应小于 13°，并不得大于 45°，以 15°~35°为宜。
（2）施工工艺
①成孔：土层锚杆的成孔可采用螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机和冲击式钻孔机，如图1.38 所示。应用较多的是压水钻进法成孔工艺，它可以把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成。当土层无地下水时，可用螺旋钻干作业法成孔。
图1.37 土层锚杆支护的拉杆
图1.38 土层锚杆钻机
②安放拉杆：拉杆使用前要除锈，钢绞线如涂有油脂，在其锚固段要加以清除，以免影响与锚固体的黏结。成孔后即可将制作好的通长、中间无节点的钢拉杆插入管尖的锥形孔内。
③灌浆：灌浆是土层锚杆施工中的一个关键工序。常用的灌浆方法为一次灌浆法，即利用压浆泵将水泥浆经胶管压入拉杆内，再由拉杆管端注入锚孔，灌浆压力为 0.3~0.5 MPa。待浆液流出孔口时，用水泥袋纸塞入孔内，用湿黏土堵塞孔口，严密捣实，再以 400~600 kPa的压力进行补灌，稳压数分钟即可。
④张拉和锚固：土层锚杆灌浆后，待锚固体强度达到设计强度的 80%以上时，便可对锚杆进行张拉和锚固。张拉锚固作业在锚固体及台座的混凝土强度达 15 MPa以上时进行。
对不能放坡开挖的基坑，开挖深度在 6~10 m时，基坑支护可采用排桩式支护结构。排桩式支护是在基坑周围打排桩挡土以防止基坑边坡塌方。常用的排桩支护为钢筋混凝土灌注桩，如图1.39 所示。
排桩式支护结构的形式可分为柱列式排桩、连续式排桩及组合式排桩。柱列式排桩在边坡土质较好、地下水位较低时，以稀疏灌注桩支挡土坡；连续式排桩在软土中支挡，结构应密排；组合式排桩是在地下水位较高的软土地区，采用灌注桩与水泥土桩相结合的形式。
图1.39 钢筋混凝土排桩支护
排桩形式应根据工程与水文地质条件及当地施工条件确定，桩径应通过计算确定。一般人工挖孔桩桩径不宜小于 800 mm，钻孔或冲孔灌注桩桩径不宜小于 600 mm。
排桩中心距可根据桩受力及桩间土稳定条件确定，一般取（1.2~2.0）D（D为桩径），砂性土或黏土中宜采用较小桩距。
排桩支护的桩间土质较好时，可不进行处理，否则应采用横挡板、挂钢丝网喷射混凝土面层等措施维持桩间土的稳定。当桩间渗水时，应在护面上设泄水孔。
排桩桩顶应设置钢筋混凝土压顶梁，并沿基坑成封闭结构。压顶梁工作高度（水平方向）宜与排桩桩径相同，宽度（垂直方向）宜为（0.5~0.8）D（D为排桩桩径）。
在支护结构平而拐角处设置角撑，并可适当增加拐角处排桩间距或减少锚固支撑数量。
支锚式排桩支护结构应在支点标高处设水平腰梁，支撑或锚筋应与腰梁连接，腰梁可采用钢筋混凝土或钢梁，腰梁与排桩的连接可采用预埋铁件或锚筋。
板桩式支护是指采用板桩的形式对基坑周围的土体进行支护。
板桩支护既可挡土又能防水，特别适于开挖深度较深、地下水位较高的大型基坑。板桩支护还可以防止基坑附近的建筑物基础下沉。常用的板桩支护有H型钢支柱挡板支护、钢板桩等。
（1）H型钢支柱挡板支护
这种支护采用H型钢作为支柱，施工时，用桩锤将H型钢按一定间距打入土中，嵌入土层足够的深度后保持稳定，型钢之间加插横板以挡土（随开挖逐步加设），如图1.40所示。
采用这种方法做基坑支护，其支柱和挡板可回收使用，较为经济。这种方法适用于土质较好的黏土、砂土及地下水位较低的地区。
（2）钢板桩支护
这种支护采用钢板桩做支柱，钢板桩之间通过锁口互相连接，形成一道连续的挡墙。锁口的连接使钢板桩连接牢固，形成整体，同时也具有较好的隔水能力，钢板桩在基础施工完毕后还可拔出重复使用，适用于柔软地基及地下水位较高的深基坑。
图1.40 H型钢横挡板支护
1—H型钢桩；2—横向挡土板；3—木楔
钢板桩按生产工艺可分为热轧钢板桩和冷弯钢板桩；按形式可分为槽型、U型、Z型、一字型及组合型等。
槽型钢板桩支护是一种简易的钢板桩支护挡墙，由槽钢并排或正反扣搭接组成，如图1.41 所示。槽钢长 6~8 m，型号由计算确定。由于其抗弯能力较弱，可用于深度不超过 4 m的基坑，打入地下后顶部设一道支撑或拉锚。
U型、Z型钢板桩支护又称波浪形板桩，如图1.42 所示，其防水和抗弯性能都较好，施工中应用广泛，适用于开挖深度为 5~10 m的基坑。U型钢板桩的材料如图1.43 所示，其锁口形式如图1.44 所示。
图1.41 槽型钢板桩支护
图1.42 U型钢板桩支护
图1.43 U型钢板桩
图1.44 钢板桩锁口
一字型钢板桩又称平板桩，如图1.19（a）所示，其防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小，适于开挖一些沟渠，特别是在两个建筑物中间空间不大而又必须开挖的情况。
组合型钢板桩是将几种不同形式的钢板桩组合使用，常用于开挖深度超过 10 m的深基坑。
钢板桩施工时，要正确选择打桩方法和打桩机械，并对流水段进行正确划分，以保证打设后的板桩墙有足够的刚度，起到支护防水的作用。
钢板桩打入法一般分为单独打入法、双层围檩插桩法和分段复打法。
单独打入法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿，适用于桩长小于 10 m且要求不高的钢板桩支撑施工。
双层围檩插桩法是在板桩的轴线两侧先安装双层围檩（一定高度的钢制栅栏）支架后，再将钢板桩依次锁口咬合全部插入双层围檩间，如图1.45 所示。
图1.45 围檩插桩法
1—围檩；2—钢板桩；3—围檩支架
分段复打法是在板桩轴线一侧安装好单层围檩支架，将 10~20 块钢板桩拼装组成施工段插入土中一定深度，形成一段钢板桩墙即屏风墙，如图1.46 所示。
图1.46 中层围檩分段复打法
1—围檩桩；2—围檩；3—两端先打入的定位钢板桩
钢板桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭，避免泥土挤入，锁口处应涂以黄油或其他油脂。当基坑填土时再拔出钢板桩，拔出前要注意钢板桩的拔出顺序、时间及桩孔处理方法。应及时回填拔桩产生的桩孔，以减少对邻近建筑物等的影响。
如果基坑的开挖深度较深且基坑的开挖面积也较大，采用单一的支护形式可能难以满足支护要求，可根据工程特点、现场情况、土质条件等，将上述几种支护形式混合使用，如图1.47 至图1.51 所示。
图1.47 水泥土搅拌桩+内支撑
图1.48 水泥土搅拌桩+型钢+内支撑
图1.49 钢筋混凝土内撑支护
图1.50 钢管内撑支护
图1.51 地下连续墙+钢内撑
例如：对于基坑四周的土壁，可采用排桩式或板桩式支护结构，在基坑内部再配以钢管或钢筋混凝土梁等水平支撑，从而组成牢固的支护体系，以此保证基坑的施工安全。
地下连续墙是一种造价较高的基坑支护形式，是指利用各种挖槽机械，借助泥浆的护壁作用在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。
地下连续墙施工振动小、噪声低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基无扰动，它可以组成具有很大承载力的任意多边形连续墙来代替桩基础、沉井基础或沉箱基础。地下连续墙对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。地下连续墙初期用于坝体防渗、水库地下截流，后期发展为挡土墙、地下结构的一部分或全部，在房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均有应用。
地下连续墙的施工工艺为：开挖土方之前，用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下，每次开挖一定长度（一个单元槽段）的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，将地面上加工好的钢筋骨架（一般称为钢筋笼）用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇筑混凝土，由于混凝土是由沟槽底部开始逐渐向上浇筑，所以随着混凝土的浇筑即可将泥浆置换出来。待混凝土浇至设计标高后，一个单元槽即施工完毕。各个单元槽之间露出特制的接头连接，最终形成连续的地下钢筋混凝土墙。
地下连续墙的工艺流程为：导墙施工→泥浆护壁→成槽施工→安放接头管→水下灌注混凝土→拔出接头管，如图1.52~图1.57 所示。
图1.52 导墙施工
图1.53 成槽机抓土
图1.54 钢筋笼起吊
图1.55 钢筋笼入槽
图1.56 连续墙混凝土浇筑
图1.57 锁口管起拔
（1）导墙施工
导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构。其主要作用是：保证地下连续墙的几何尺寸和形状符合设计要求，容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定，承受挖槽机械的荷载，保护槽口土壁不受破坏，也可作为安装钢筋骨架的基准。导墙深度一般为 1.2~1.5 m，墙顶要高出地面 100~150 mm，以防止地表水流入而影响泥浆质量。导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位。
（2）泥浆护壁
通过泥浆对槽壁施加压力以保护挖成的深槽形状不变，同时灌注混凝土把泥浆置换出来。泥浆材料通常由膨润土、水、化学处理剂和一些惰性物质组成。泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止地下水的渗水和槽壁的剥落，保持壁面的稳定，同时泥浆还能将悬浮土渣并将土渣携带出地面。
（3）成槽施工
成槽的专用机械有旋转切削多头钻、导板抓斗、冲击钻等，施工时应根据地质条件和筑墙深度选用。一般土质较软、深度在 15 m左右时，可选用普通导板抓斗；对密实的砂层或含砾土层，可选用多头钻或加重型液压导板抓斗；在含有大颗粒卵砾石或岩基中成槽，选用冲击钻为宜。
槽段的单元长度一般为 6~8 m，通常结合土质情况、钢筋骨架重量及结构尺寸、划分段落等确定。成槽后需静置 4 h，并使槽内泥浆比重小于 1.3。
（4）墙段接头处理
地下连续墙由许多墙段拼组而成，为保持墙段之间连续施工，接头采用锁口管工艺，即在灌注槽段混凝土前，在槽段的端部预插一根直径和槽宽相等的钢管（即锁口管），待混凝土初凝后将钢管徐徐拔出，使端部形成半凹榫状接状，也可根据墙体结构受力需要设置刚性接头，以使先后两个墙段连成整体。
（5）水下灌注混凝土
采用导管法按水下混凝土灌注法进行灌注，为防止泥浆混入混凝土，可在导管内吊放一管塞，依靠灌入的混凝土压力将管内泥浆挤出。混凝土要连续灌注并连续测量混凝土灌注量及上升高度，溢出的泥浆应送回泥浆沉淀池。
基坑开挖的工艺流程为：测量放线→切线分层开挖→排、降水→修坡→整平→留足预留土层。相邻基坑开挖时，应遵循“先深后浅或同时进行”的施工程序。
挖土时应自上而下、水平分段分层进行，每层 0.3 m左右，边挖边检查坑底宽度及坡度，每 3 m左右修一次坡，至设计标高时再统一进行一次外修坡清底。
基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动，当采用机械开挖基坑时，为避免破坏基底土，应在基底标高以上预留一层土进行人工清理。使用铲运机、推土机或多斗挖土机时，预留土层厚度为 200 mm;使用正铲、反铲或拉铲挖土机挖土时，预留土层厚度为 300 mm。
在地下水位以下挖土，应在基坑四侧或两侧挖好临时排水沟和集水井，将水位降低至坑底以下至少 500 mm处，以利于挖方。降水工作应持续到基础（包括地下水位以下回填土）施工完成。
雨季施工时，基坑应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并在基坑四周用土堤或挖排水沟以防止地面雨水流入基坑，同时应经常检查边坡的支护情况，以防止坑壁受水浸泡造成塌方。
弃土应及时运出，在基坑边缘上侧临时堆土或堆放材料以及移动施工机械时，均应距基坑边缘 1 m，以保证基坑边坡的稳定。土质良好时，堆土或材料应距挖方边缘 0.8 m以上，高度不宜超过 1.5 m，并应避免在已完基础一侧过高堆土，防止因基础、墙、柱歪斜而酿成事故。
基坑挖完后应进行地基验槽，作好记录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符，应与相关人员研究并及时处理。
土方工程施工包括土方开挖、运输、填筑和压实等。由于土方工程量大，劳动繁重，施工时应尽量采用机械化施工，以减轻繁重的体力劳动，加快施工进度。
推土机由拖拉机和推土铲刀组成。按铲刀的操纵机构不同，推土机分为钢索式和液压式两种。目前使用的主要是液压式，如图1.58 所示。
图1.58 TL180 型推土机外形图
推土机能够单独完成挖土、运土和卸土工作，具有操作灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快、易于转移等特点。推土机经济运距在 100 m以内，效率最高的运距在 60 m。为提高生产效率，可采用槽形推土、下坡推土及并列推土等方法。
铲运机是一种能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整的土方施工机械。按行走方式分为牵引式铲运机和自行式铲运机，如图1.59 所示，按铲斗操纵系统可分为有液压操纵和机械操纵两种。
图1.59 自行式铲运机
1—驾驶室；2—前轮；3—中央框架；4—转角油缸；5—碾架；
6—提斗油缸；7—斗门；8—铲斗；9—斗门油缸；10—后轮；11—尾架
铲运机对道路要求较低，操纵灵活，具有生产效率较高的特点。它适用于一~三类土的直接挖、运。经济运距在 600~1 500 m，当运距在 800 m效率最高。常用于坡度在 20°以内的大面积场地平整、大型基坑开挖及填筑路基等，不适用于淤泥层、冻土地带及沼泽地区。
为了提高铲运机的生产效率，可以采取下坡铲土、推土机推土助铲等方法，缩短装土时间，使铲斗的土装得较满。运行铲运机时，根据填、挖方区分布情况，结合当地具体条件，合理选择运行路线，提高生产率。一般有环形路线和“8”字形路线两种形式。
单斗挖土机是土方开挖常用的一种机械。按工作装置不同，可分为正铲、反铲、抓铲和拉铲 4 种，如图1.60 所示。按其行走装置不同，分为履带式和轮胎式两类。按操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖土机调速范围大，作业时惯性小，转动平稳，结构简单，一机多用，操纵省力，易实现自动化。
图1.60 单斗挖土机工作装置类型
（1）正铲挖土机
正铲挖土机的工作特点是：前进行驶，铲斗由下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高。适用于开挖停机面以上的一~三类土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业，可用于挖掘大型干燥的基坑和土丘等。
正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆相对位置的不同，可分为正向挖土、反向卸土[图1.61（a）]和正向挖土、侧向卸土[图1.61（b）]。正向挖土、反向卸土，挖土机沿前进方向挖土，运输车辆停在挖土机后方装土。这种作业方式所开挖的工作面较大，但挖土机卸土时动臂回转角度大，生产率低，运输车辆要倒车开入，一般只适宜开挖工作面较小且较深的基坑。正向挖土、侧向卸土，挖土机沿前进方向挖土，运输车辆停在侧面装土。采用这种作业方式，挖土机卸土时动臂回转角度小，运输工具行驶方便，生产率高，使用广泛。
图1.61 正铲挖土机作业方式
（2）反铲挖土机
反铲挖土机的工作特点是：机械后退行驶，铲斗由上而下强制切土，挖土能力比正铲小。用于开挖停机面以下的一~三类土，适用于挖掘深度不大于 4 m的基坑、基槽和管沟开挖，也可用于湿土、含水量较大及地下水位以下的土壤开挖。
反铲挖土机的开挖方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。沟端开挖[图1.62（a）]，挖土机停在沟端，向后倒退挖土，汽车停在两旁装土，开挖工作面宽。沟侧开挖[图1.62（b）]，挖土机沿沟槽一侧直线移动挖土，挖土机移动方向与挖土方向垂直，此法能将土弃于距沟较远处，但挖土宽度受到限制。
图1.62 反铲挖土机开挖方式
1—反铲挖土机；2—自卸汽车；3—弃土堆
（3）拉铲挖土机
拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗由上而下，靠自重切土。可以开挖一、二类土壤的基坑、基槽和管沟，特别适用于含水量较大的水下松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与反铲挖土机相似，有沟端开挖、沟侧开挖两种。
（4）抓铲挖土机
抓铲挖土机主要用于开挖土质比较松软，施工面比较狭窄的基坑、沟槽和沉井等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时，不能用抓铲施工。
装载机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作方式分为单斗装载机、链式装载机和轮斗式装载机。土方工程主要使用单斗式装载机，它具有操作灵活、轻便和快速等特点。适用于装卸土方和散料，也可用于松软土的表层剥离、地面平整和场地清理等工作。
根据土体压实机理，压实机械可分为冲击式、碾压式和振动压实机械 3 大类。
（1）冲击式压实机械
冲击式压实机械主要有蛙式打夯机和内燃式打夯机。蛙式打夯机一般以电为动力。这两种打夯机适用于狭小的场地和沟槽作业，也可用于室内地面的夯实及大型机械无法到达的边角处的夯实。
（2）碾压式压实机械
按行走方式不同，碾压式压实机械可分为自行式压路机和牵引式压路机两类。自行式压路机常用的有光轮压路机和轮胎压路机。自行式压路机主要用于土方、砾石、碎石的回填压实及沥青混凝土路面的施工。牵引式压路机的行走动力一般采用推土机（或拖拉机）牵引，常用的有光面碾、羊足碾。光面碾用于土方的回填压实，羊足碾适用于黏性土的回填压实，不能用于砂土和面层土的压实。
（3）振动压实机械
振动压实机械利用机械的高频振动，把能量传给被压土，降低土颗粒间的摩擦力，在压实能量的作用下，达到较大的密实度。按行走方式不同，振动压实机械分为手扶平板式振动压实机和振动压路机两类。手扶平板式振动压实机主要用于小面积的地基夯实。振动压路机按行走方式分为自行式和牵引式两种。振动压路机的生产效率高，压实效果好，能压实多种性质的土，主要用于工程量大的大型土方工程中。
土方工程施工中，合理选择土方机械，充分发挥机械性能，并使各种机械相互配合使用，对加快施工进度，提高施工质量，降低工程成本，具有十分重要的意义。
（1）场地平整
场地平整包括土方的开挖、运输、填筑和压实等工序。地势较平坦、含水量适中的大面积场地平整，选用铲运机较适宜；地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1 000 m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工；挖填方高度不大，运距在 100 m以内时，采用推土机施工，灵活、经济。
（2）基坑开挖
单个基坑和中小型基础基坑，多采用抓铲挖土机和反铲挖土机开挖。抓铲挖土机适用于一、二类土质和较深的基坑。反铲挖土机适于四类以下土质，深度在 4 m以内的基坑。
（3）基槽、管沟开挖
在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽，开挖大型厂房的柱列基础和管沟，宜采用反铲挖土机挖土。如果水中取土或开挖土质为淤泥，且坑底较深，则可选择抓铲挖土机挖土。如果土质干燥，槽底开挖不深，基槽长 30 m以上，可采用推土机或铲运机施工。
（4）整片开挖
基坑较浅、开挖面积大，且基坑土干燥，可采用正铲挖土机开挖。若基坑内土体潮湿，含水量较大，则采用拉铲或反铲挖土机作业。
（5）柱基础基坑、条形基础基槽开挖
对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽，可采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑（槽）的挖掘和运土。