一、土方工程分類及施工要求
常見的土石方工程有:場地平整、基坑(槽)開挖、管溝開挖、路基開挖、人防工程開挖、地坪填土、路基填筑、基坑回填。
(一)土方工程分類與施工特點(diǎn)
1、土方工程的分類
(1)場地平整
(2)基坑(槽)開挖。5m及其以內(nèi)的稱淺基坑;超過5m的為深基坑
(3)基坑(槽)回填
(4)路基修筑
2、土方工程施工特點(diǎn)
(1)面廣量大、勞動繁重;
(2)施工條件復(fù)雜。
(二)土方工程施工要求
1、場地平整
場地平整的順序有
(1)先平整整個場地,后開挖建筑物基坑(槽);
(2)先開挖建筑物基坑,后平整場地;
(3)邊平整場地,邊開挖基坑
基坑開挖前需:確定場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖方和填方工程量、確定場內(nèi)外土方調(diào)配方案,選擇施工機(jī)械,擬定施工方法與施工進(jìn)度。
2、土方開挖
(1)挖方的邊坡坡度。應(yīng)根據(jù)土的種類、物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)情況、邊坡高度及使用期限確定。
(2)對使用較久的土質(zhì)或易風(fēng)化巖石邊坡,開挖后應(yīng)噴漿、抹面等保護(hù)措施。
(3)土方宜從上至下、分層分段依次開挖,并有一定的坡度,以利于排水。
(4)當(dāng)土質(zhì)條件好時,可垂直開挖、不加支撐。
(5)在原有建筑物附近開挖基坑,如開挖深度大于原有建筑物埋深時,應(yīng)保持一定的距離,以免影響原有基礎(chǔ)和挖方邊坡的穩(wěn)定。
L≥(1~2)△H
L:原有建筑物基礎(chǔ)地面邊緣至挖方坡腳的距離;
△H:原有建筑基礎(chǔ)底面標(biāo)高與坑底標(biāo)高之差;
1~2:安全距離系數(shù)。地質(zhì)條件良好,無地下水時取1;地質(zhì)條件不良,有地下水時取1.5~2。
(6)基坑的土質(zhì)邊坡,在開挖過程和敞露期間注意保護(hù)安全。
二、土方工程機(jī)械化施工。
(一)推土機(jī)施工
推土機(jī)由拖拉機(jī)和推土鏟刀組成;按鏟刀操作方式分:索式、液壓式;走行方式分:履帶式、輪胎式。
運(yùn)距在100m以內(nèi)的平土或移挖作填時用之,以30—60m為最佳運(yùn)距;也可卸下鏟刀牽引其他無動力機(jī)械,如:拖式鏟運(yùn)機(jī)、松土機(jī)、羊足碾等。
1、推土機(jī)的主要作業(yè)方式
主要有:直鏟作業(yè)、側(cè)鏟作業(yè)、斜鏟作業(yè);
(1)直鏟作業(yè)。推送石渣、土壤、平整場地。
經(jīng)濟(jì)運(yùn)距:小型50m以內(nèi);
中型50--100m,不超過120m;
大型50--100m,不超過150m;
輪胎式50—80m,最遠(yuǎn)不超過150m.
(2)側(cè)鏟作業(yè)。用于傍山鏟土,單側(cè)棄土。回轉(zhuǎn)角左右各為25°;生產(chǎn)率較低。
(3)斜鏟作業(yè)。工作時,場地縱向坡度不大于30°;橫向坡度不大于25°。
2、推土機(jī)推土的施工方法
(1)下坡推土法
(2)分批集中,一次推送法
(3)并列推土法。
(4)溝槽推土法
(二)鏟運(yùn)機(jī)施工
鏟運(yùn)機(jī)有拖式(無動力)和自行式兩種。
鏟運(yùn)機(jī)的特點(diǎn):能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等工作,對行駛道路要求低,速度快、靈活方便、生產(chǎn)效率高。
常用于坡度在20°以內(nèi)的大面積場地平整,開挖大型基坑、填筑道路等土方工程。
可直接在Ⅰ~Ⅲ類土中直接挖土、運(yùn)土,經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為600—1500m,200—350m時效率最高。
(三)單斗挖土機(jī)
當(dāng)場地起伏高差較大、土方運(yùn)距超過1000m,且工程量大而集中,采用挖土機(jī)挖土,自卸車運(yùn)土。
1、單斗挖土機(jī)的挖土特點(diǎn)。
三、排水與降水施工
(一)明排水法施工
明排水法施工是在基坑開挖過程中,在坑底設(shè)置集水坑,并沿坑底周圍或中央開挖排水溝,使水流入集水坑,然后用水泵抽走。
明排水法適宜于:粗粒土層、滲水量小的粘土層。間距20---40m;
(二)井點(diǎn)降水法施工
井點(diǎn)降水法施工是在基坑開挖之前,在基坑四周埋設(shè)一定數(shù)量的流水管(井),利用抽水設(shè)備抽水,使地下水位降落到坑底以下,并在基坑開挖過程中仍不斷抽水。這樣可使所挖的土始終保持干燥狀態(tài),也可防止流沙發(fā)生,土坡邊坡也可陡些,從而減少了挖方量。
井點(diǎn)降水法有:輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、深井井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)等。
根據(jù):土的滲透系數(shù)、降低水位的深度、工程特點(diǎn)、設(shè)備條件等選擇降水方法。
1、輕型井點(diǎn)降水(3~6~9m)
(1)輕型井點(diǎn)構(gòu)造。沿基坑四周以一定間距埋入直徑較細(xì)的井點(diǎn)至地下蓄水層,井點(diǎn)管的上端通過彎管與總管相連接,利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出,使得原有地下水位降至坑底以下。
在施工過程中要不斷地抽水,直至基礎(chǔ)施工完畢并回填土為止。
(2)輕型井點(diǎn)施工。
井點(diǎn)系統(tǒng)的安裝順序:挖井點(diǎn)溝槽、鋪設(shè)集水總管;沖孔,沉設(shè)井點(diǎn)管,灌填砂濾料;
彎聯(lián)管將井點(diǎn)管與集水總管連接;安裝抽水設(shè)備;試抽。
彎管宜采用軟管,便于安裝,減少漏氣的部位,避免因井點(diǎn)沉降而造成管件損壞。
南方宜采用透明的塑料軟管,便于觀察井點(diǎn)抽水狀況;北方寒冷地區(qū)宜采用橡膠軟管。
每根井點(diǎn)管沉設(shè)后應(yīng)檢查滲水性能。方法:正常情況下,當(dāng)灌填砂濾料后井點(diǎn)管口應(yīng)有泥漿冒出;如管口沒有泥漿冒出,則向管內(nèi)灌注清水,如下滲很快,表明濾管質(zhì)量良好。
(3)輕型井點(diǎn)的使用
采用井點(diǎn)降水時,應(yīng)對附近的建筑物進(jìn)行沉降觀測,以便采取防護(hù)措施。
在抽水過程中,應(yīng)調(diào)節(jié)離心泵的出水閥以控制出水量,使抽吸排水保持均勻,達(dá)到細(xì)水長流。
2、噴射井點(diǎn)(8~20m)
當(dāng)基坑較深而地下水位又較高時,降水深度超過8m時,宜采用噴射井點(diǎn)。
當(dāng)基坑寬度小于等于10m時,井點(diǎn)可作單排布置;當(dāng)大于10m時,可作雙排布置;當(dāng)基坑面積較大時,宜采用環(huán)形布置。
3、管井井點(diǎn)(3~5m)
沿基坑每隔一定距離設(shè)置一個管井,每個管井單獨(dú)使用一臺水泵不斷抽水來降低地下水位。
在土的滲透系數(shù)大、地下水量大的土層中,宜采用管井井點(diǎn)。
4、深井井點(diǎn)(15m以上)
當(dāng)降水深度超過15m時,可在管井井點(diǎn)中采用深井泵,這種采用深井泵的井點(diǎn)稱為深水井點(diǎn)。
一般可降低水位30--40m,甚至上百米。
常用的深井泵有兩種類型:電動機(jī)在地面上的深井泵;深井潛水泵(沉設(shè)式深井泵)
四、填土壓實(shí)
(一)填方壓實(shí)的施工要求
1、填方的邊坡坡度,應(yīng)根據(jù)填方高度、土的類別、使用期限及重要性確定。邊坡坡度1/1.5;
2、填方宜采用同類土填筑;不同時,下層宜填筑透水性較大、上層宜填筑透水性較小的填料。
3、基坑回填前,應(yīng)清除積水、有機(jī)物,混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度。
4、填方應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留沉降量,或商定。
5、填方壓實(shí)工程應(yīng)由上至下分層鋪填,分層壓實(shí)。
分層厚度應(yīng)根據(jù):機(jī)械、密實(shí)度要求、填料分類及含水量確定。
(二)土料選擇與填筑方法
碎石類土、砂土、爆破石渣及含水量符合壓實(shí)要求的粘性土可作為填方土料。
淤泥、凍土、膨脹土、有機(jī)物含量大于8%的、硫酸鹽含量大于5%的均不能作為填料。
含水量大的粘土不宜作填土用。
方法:
1、填方施工應(yīng)接近水平地分層填土、壓實(shí)。厚度根據(jù)機(jī)械、土的種類而定;
2、應(yīng)分層檢查填土壓實(shí)質(zhì)量,符合設(shè)計(jì)要求后,才能填筑上層;
3、當(dāng)填筑位于傾斜的地面時,應(yīng)將斜坡挖成階梯狀,然后分層填筑,以防填土橫向移動。
(三)填土壓實(shí)方法
有:碾壓法、夯實(shí)法、振動壓實(shí)法
碾壓法:平整場地等大面積填土;夯實(shí)法:小面積填土;振動壓實(shí)法:壓實(shí)非粘性土。
1、碾壓法
分平碾、羊足碾
羊足碾適應(yīng)于碾壓粘性土,不適應(yīng)砂性土。
松土不宜用重型碾壓機(jī)直接滾壓。
平碾:2km/h;羊足碾:3km/h;
2、夯實(shí)法
主要用于小面積回填土。常用的機(jī)械有:夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)、蛙式打夯機(jī)。
3、振動壓實(shí)法
適宜于:爆破石渣、碎石類土、雜填土、粉土、非粘性土。