土方工程常见质量问题、事故的防范与处理.doc

土方工程常见质量问题、事故的防范与理土方工程常见质量问题、事故的防范与处理一、场地积水（一）事故现象 在场地平整过程中或平整完成后，场地范围内局部或大面积出现积水。（二）原因分析 场地平整填土面积较大或较深时，未分层回填压实，土的密实度很差，遇水产生不均匀下沉造成积水。场地周围排水不畅；场地未作成一定排水坡度；存在反向排水坡等。测量错误，使场地高低不平。（三）预防措施平整前，对整个场地的排水坡、排水沟、截水沟、下水道进行系统设计，本着先地下后地上的原则，做好排水设施，使整个场地水流畅通。建筑场地内的填土认真分层回填辗压（夯）实，使密实度不低于设计要求。设计无要求时，一般也应分层回填，分层压（夯）实，使相对密实度不低于85%，避免松填。做好测量的复核工作，避免出现标高误差。（四）治理方法已积水场地应立即疏通排水和截水设施，将水排除。场地未做排水坡度或坡度过小部位，重新修坡；对局部低洼处，填土找平，压（夯）实至符合要求，避免再积水。二、填方边坡塌方（一）事故现象填方工程边坡塌陷或滑塌，造成坡脚处土方堆积。（二）原因分析边坡坡度偏陡。边坡基底的草皮、淤泥、松土未清理干净；与原陡坡接合未挖成阶梯形搭接；填方土料采用淤泥质土等不合要求的土料。边坡填土未按要求分层回填压（夯）实，密实度差，缺乏护坡措施。坡顶、坡脚未做好排水措施，由于水的渗入，土的内聚力降低，或坡脚被冲刷而造成塌方。（三）预防措施永久性填方的边坡坡度应根据填方高度、土的种类和工程重要性按设计规定放坡。使用时间较长的临时性填方边坡坡度，当填方高度在10m 以内，可采用1：1.5；高度超过 10m，可作成折线形，上部为 1：1.5，下部采用 1：1.75。填方应选用符合要求的土料；边坡施工应按填土压实标准进行水平分层回填压实。当采用机械辗压时，应注意保证边缘部位的压实质量，对不要求边坡修整的填方，边坡宜宽宜填 0.5m，对要求边坡整平拍实的填方，宽填可为0.2m。 在气候、水文和地质条件不良的情况下，对粘土、粉砂、细砂、易风化石边坡以及黄土类缓边坡，应于施工完毕后，随即进行坡面防护。防护的方法有铺浆砌片（卵）石、铺草皮、喷浆、抹面等。 在边坡上下部作好排水沟，避免在影响边坡稳定的范围内积水。（四）治理方法 边坡局部塌陷或滑塌，可将松土清理干净，与原坡接触部位作成阶梯形，用好土或3：7 灰土分层回填夯实修复，并做好坡顶、坡脚排水措施。大面积塌方，应考虑将边坡修成缓坡，作好排水和表面防护措施。 三、填方出现橡皮土 （一）事故现象 填土受夯打（辗压）后，基土发生颤动，受夯击（辗压）处下陷，四周鼓起，形成软塑状态，而体积并没有压缩。这种橡皮土将使地基的承载力降低，变形加大，长时间不能稳定。 （二）原因分析 在含水量很大的腐殖土、泥炭土、粘土或亚粘土等原状土地基上进行回填，或采用这类土作填料时，特别在混杂状态下进行回填，由于原状土被扰动，颗粒之间的毛细孔遭到破坏，水分不易渗透和散发。经夯击或辗压，表面形成一层硬壳，更加阻止了水分的渗透和散发，因而使土形成软塑状态的橡皮土。 （三）预防措施 避免在含水量过大的腐殖土、泥炭土、粘土、亚粘土等原状土上进行回填。 控制回填土料的含水量，尽量使其在最优含水量范围内。 填土区设置排水沟，以排除地表水。 （四）治理方法 用干土、石灰粉、碎砖等吸水材料均匀掺入橡皮土中，吸收土中水分，降低土的含水量； 将橡皮土翻松、晾晒、风干至最优含水量范围，再行压实； 将橡皮土挖除，换土回填夯（压）实，或填以3：7灰土、级配砂石夯（压）实。四、回填土密实度达不到要求（一）事故现象回填土经辗压或夯实后，达不到设计要求的密实度，将使填土场地、地基在荷载下变形增大，强度和稳定性降低。（二）原因分析土的含水率过大或过小，因而达不到最优含水率下的密实度要求。填方土料不符合要求。填土厚度过大或压（夯）实遍数不够；或机械辗压行驶速度太快。辗压或夯实机具能量不够，达不到影响深度要求，使土的密实度降低。（三）预防措施选择符合填土要求的土料回填；填土压实后要达到一定的密度要求，填土的密实度应根据工程性质来确定。土的密实度用压实系数表示： 压实系数土的控制干密度土的最大干密度压实系数一般由设计根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定，如未作规定，下表可作参考。 填土压实系数要求结 构 类 型填 土 部 位压实系数砌体承重结构和框架结构在地基主要持力层范围内0.96 在地基主要持力层范围以下0.930.96简支结构和排架结构在地基主要持力层范围内0.940.97 在地基主要持力层范围以下0.910.93 基础四周或两侧一般回填土0.9一 般 工 程 室内地坪、管道地沟回填土0.9一般堆放物件场地回填土0.85土的最大密度宜采用击实试验确定。当无试验资料时，可按下式计算dmaxwds(1+0.01wopds)式中 dmax压实填土的最大干密度； 经验系数，粘土取0.95，粉质粘土取 0.96，粉土取0.97； w水的密度； ds土粒相对密度（比重）； wop.最优含水量（%），可按当地经验或取wp+2，粉土取1418； wp土的塑限。 施工前，应求出现场各种填料的最大干密度，然后乘以设计的压实系数，求得施工控制干密度，作为检查施工质量的依据。 施工中土的实际干密度o可根据土样的湿密度和含水量w，按下式计算： o= /(1+0.01w)(g/cm3)式中o土的湿密度g/cm3， w土的含水量，%。 如用上式算得的土的实际干密度od（d为施工控制干密度），则压实合格；若od，则压实不够，应采取相应措施，提高压实质量。 对有密实度要求的填方，应按所选用的土料、压实机械性能，通过试验确定含水量控制范围、每层铺土厚度、压实遍数、机械行驶速度，严格进行水平分层回填压实，使达到设计规定的质量要求。 施工中加强对土料、含水量、施工操作和回填土干密度的现场检验，按规定取样，严格每道工序的质量控制。 （四）治理方法 土料不合要求时应挖出换土回填或掺入石灰、碎石等压（夯）实回固； 对由于含水量过大，达不到密实度要求的土层，可采取翻松、晾晒、风干或均匀掺入干土及其它吸水材料，重新压（夯）实；当含水量小或辗压机能量过小时，可采取增加压实遍数，或使用大功率压实机械辗压等措施。五、场地平整常遇的一般故障 落水洞、土洞 （一）事故现象 在黄土层或岩溶地区可溶性岩层土的粘土层或碎石粘土混合层中，常出现圆形或椭圆形的碟状（或漏斗状）洞穴，成为排泄地表迳流的暗道。常具有埋藏浅、分布密、发育快、顶板强度等低等特点，影响场地和边坡的稳定，当发展到一定程度，会造成塌陷或边坡坍方。（二）原因分析落水洞、土洞的形成和发育，与土层的性质、地质构造、水的活动等因素有关。但大多由于地表水在粘土层的凹地积聚、下渗、冲蚀或地下水位频繁升降潜蚀，将土中细颗粒带走而形成。（三）防治方法对地表较浅的落水洞、土洞及塌陷地段，可将上部挖开，清除软土，分层填土、夯实，面层用粘土夯填，并使其比周围地表略高些，同时作好地表水的截流、防渗、堵漏工作，阻止下渗。对深洞，可用砂、砾砂、片石或贫混凝土填灌密实，面层用粘土夯实。对地下水形成的深洞，应先将洞底软土挖除，抛填块石，并从下到上用砂砾作反滤层，面层再用粘土夯填密实。冲沟（一）事故现象在黄土地区，地面出现一道道纵横交错、外形不规则的土沟，有的深达56，沟底堆积松软土层，使场地土层软硬不均。（二）原因分析黄土受经常性的暴雨冲刷，地表水沿低凹水流线集中，将地面、边坡土粒带走，冲刷切割成许多宽窄不一，较深的沟槽，使地形、地貌、土层遭到破坏。（三）防治方法地面上的冲沟可将松土清除，用好土分层回填夯实；边坡上的冲沟可用好土或3；7灰土分层回填夯实，或用浆砌块石填砌至坡面一平，在坡顶作排水沟及反水坡，以阻止冲刷坡面，坡脚设排水坡，以防冲蚀坡脚。古河道（一）事故现象在杂填土地区常出现一些较宽、较深的软弱带，土质松软，含有大量有机杂质，压缩模量低，与附近土层承载力相差悬殊，不能作为地基。（二）原因分析 原古河道由于枯竭、改道、填垃圾、附近建房等原因，将河道填堵淤塞，形成一条软弱带埋藏在地下。（三）防治方法 如古河道已年久被密实的沉积物填满，且无被水冲蚀的可能，可不处理；如填积物为松软土、淤泥，则应挖去后用好土分层回填夯实，用作地基的部位应用灰土分层回填夯实，使承载力不低于同一地区的天然土。与河道边坡接触的部位，应作成阶梯形接槎，并仔细捣实。阶宽应不小于1m，回填按先深后浅的顺序进行。废窑洞（一）事故现象 在黄土地区出现人工挖掘居住的废弃窑洞，大小不一，有的在边坡上，有的暗埋在地下，机械行驶或日后经雨水冲蚀，将发生塌陷。（二）原因分析 窑洞多由人工挖掘形成，由于冲蚀，有的堵塞或倒塌将洞口封闭埋于地下。（三）防治方法 通过调查摸清情况，对于边坡上的废窑洞，可采取人工夯填至离洞顶1.8m，再从里向外回填至洞外2m，或顶面用石头堆砌；对地面下的废窑洞，可用土分层回填夯实。用作地基的部分用灰土夯填密实。古墓、松土坑（一）事故现象 地面下出现墓穴、松土坑，如在上部设置建筑物或构筑物，将造成建筑物塌陷或倒塌（二）原因分析 古时深埋墓葬，年久淤填被埋在地底；有的墓葬腐朽塌陷，则在地下深处形成松土坑或洞穴。（三）防治方法 在施工前应用洛阳铲在建筑物一定范围（一般外墙基础边缘向四周扩 35m）内按规定进行探墓，发现墓穴，应将松土杂物清除，分层回填原土或3：7 灰土夯实，使达到要求的干密度。如古墓中有文物，应及时报告当地文物管理部门处理。六、挖方边坡塌方（一）事故现象在挖方过程中或挖方后，边坡土方局部或大面积塌陷或滑塌，使地基土受到扰动，承载力降低，严重的会影响建筑物的安全和稳定。（二）原因分析1、基坑（槽）开挖较深，放坡不够；或通过不同土层时，没有根据土的特性分别放成不同坡度，致使边坡失去稳定而造成塌方。2、在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑（槽）时，未采取有效的降、排水措施，土层受到地表水和地下水的影响而湿化，内聚力降低，在重力作用下失去稳定而引起塌方。3、边坡顶部堆载过大，或受外力振动影响，使坡体内剪切应力增大，土体失去稳定而塌方。4、土质松软，开挖次序、方法不当而造成塌方。（三）预防措施根据土的种类、物理力学性质确定适当的边坡坡度。对永久性挖方边坡，应按设计要求放坡，一般在1；1.01；1.5 之间。经过不同土层时，其边坡应做成折线形；当基坑深度较大，放坡开挖不经济，或环境不允许放坡时，应采用直立边坡，并进行可靠的支护；做好地面排水和降低地下水位的工作；在基坑（槽）边坡上侧堆土或材料以及移动施工机械时，应与挖方边缘保持一定距离，以保证边坡和直立坑壁的稳定。当土质良好时，堆土或材料应距边坡边缘 0.5m以外，高度不超过1.5m。（四）治理方法对坑（槽）塌方，可将坡脚塌方清除作临时性支护（如堆装土草袋、设支撑、砌护墙等）。对永久性边坡局部塌方，可将塌方清除，用块石填砌或回填2；8、3；7灰土嵌补，与土接触部位作成台阶搭接，防止滑动；或将坡顶线后移；或将坡度改缓。七、基坑（槽）泡水（一）事故现象基坑（槽）开挖后，地基土被水浸泡。 （二）原因分析基坑（槽）开挖后，地基被水淹泡，或直接在地下水位以下挖土，基土浸水，由固态变成流态，降低地基承载力，引起地基大量沉降。（三）预防措施1、开挖基坑（槽）周围应设排水沟或挡水堤，防止地面水流入基坑（槽）内；挖土放坡时，坡顶和坡脚至排水沟均应保持一定距离，一般为0.51.0m；对永久性挖方边坡上缘至山坡截水应保持 5m距离，如图2-2-1所示。图2-2-1排水沟设置1排水沟；2截水沟；3基坑2、基坑（槽）开挖时，应逐层开挖，逐层放坡，并加深排水沟和集水井，随时检查边坡坡度，不允许偏陡或挖成神仙土。边坡上缘堆土或堆置材料时，至坡边应保持一定距离，一般在0.8m以上，堆土高度不超过1.5m。3、在潜水层内开挖基坑（槽）时，根据水位高度、潜水层厚度和涌水量，在潜水层标高最低点设置排水沟和集水井。4、在地下水位以下挖土，应在开挖标高坡脚设排水沟和集水井，并使开挖面、排水沟和集水井始终保持一定深差，使地下水位降低至开挖面以下不少于0.5m（图2-2-2a）。当基坑深度较大，地下水位较高以及多层土中上部有透水性较强的土，或虽为同一种土，但上部地下水较旺时，应采取分层明沟排水法，在基坑边坡上再设12层明沟，分层排除地下水（图 2-2-2b）。基坑（槽）除明沟排水以外，亦可采用各种井点降水方法，将地下水位降至基坑（槽）最低标高以下再开挖。（四）治理方法1、已被水淹泡的基坑（槽），应立即检查排水（或降水）设施，疏通排水沟，并采取措施将水引走、排净。2、 对已设置截水沟而仍有小股水冲刷边坡和坡脚时，可将边坡挖成阶梯形或用装土草袋护坡（图2-2-3），将水排除，使坡脚保持稳定。3、已被水浸泡扰动的土，可根据具体情况，采取排水晾晒后夯实，或抛填碎石、小块石夯实；换土（3；7灰土）夯实，或挖去淤泥加深基础等措施处理。图2-2-29（a）三级挖土法；（b）多层明沟排水挖土1排水沟；2集水井图 2-2-3潜水层挖基坑（a）挖阶梯形；（b）草袋装土叠砌支护八、滑坡（一）事故现象在斜坡地段，土体或岩体受到水（地表水、地下水）、人工或地震活动等因素的影响，边坡的大量土或岩体在重力作用下，沿着一定的软弱结构面（带）整体向下滑动，造成线路摧毁，建筑物产生裂缝、倾斜、滑移，甚至倒塌等现象，危害常很严重。（二）原因分析1、边坡坡度不够，倾角过大，土体因自重，及地表水（或地下水）浸入，剪切应力增加，内聚力减弱，使土体失稳而滑动。2、土层下有倾斜度较大岩层，在填土、堆置材料荷重和地表、地下水作用下，增加了滑坡面上的负担，降低了土与土、土体与岩石面之间的抗剪强度而引起土体顺岩面滑动。3、开堑挖方切割坡脚（图2-2-4），或坡脚被地表、地下水冲蚀掏空，或斜坡段下部被冲沟、排水沟所切，地表、地下水浸入坡体；或开坡放炮将坡脚松动破坏等原因，使斜坡坡度加大，破坏了土体（或岩体）的内力平衡，使上部土体（或岩体）失去稳定而向坡脚滑动。图2-2-4切割坡脚引起的滑坡1滑坡土体；2被切割的坡脚；3基岩4、岩（土）体本身有倾向相近、层理发达、风化破碎严重的软弱夹层或裂隙（断层）面，内部夹有软泥，或岩层中夹有易滑动的岩层（如云母、滑石等），受水浸后，由于水及外力作用，而使上部岩体沿软弱结构而发生滑动（图2-2-5）。 图 2-2-5倾斜岩层存在软弱夹层、裂隙、断层引起的滑坡 1粘土质岩石；2砂页岩；3软弱夹层（结构面）；4原地面线；5滑坡堆积物；6裂隙或断层5、在坡体上不适当的堆土或填方，或设置土工构筑物（如路堤、土坝），增加了坡体自重，使重心改变，在外力或地表、地下水作用下，使坡体失去平衡而产生滑动。6、由于河流冲刷或潜蚀斜坡坡脚，或坡体地下水位剧烈升降，增大水力坡度，使土体和自重增加，抗剪强度降低，破坏斜坡平衡而导致边坡滑动。7、现场大型爆破或车辆振动影响，产生不同频率的振荡，使岩、土体内摩擦力降低，抗剪强度减小而使岩、土体滑动。（三）预防措施1、加强地质勘察和调查研究，注意地形、地貌、地质构造（如岩、土性质、岩层生成情况、岩层倾角、裂隙节理分布等）、滑坡迹象及地表、地下水流向和分布，认真规划，采取合理的施工方法，避免破坏土坡地表的排水、泄洪设施，消除滑坡因素，保持坡体稳定，预防滑坡发生。2、保持边坡有足够的坡度，避免随意切割坡脚，土坡尽量制成较平缓的坡度，或做成阶梯形，使中间有12个平台以增加稳定（图2-2-6a）。土质不同时，视情况制成23种坡度，一般可使坡度角小于土的内摩擦角，将不稳定的陡坡部分削去，以减轻边坡负担。在坡脚处有弃土石条件下，将土石方填至坡脚（见图2-2-6b、e），筑挡土堆或修筑台地，并使填土的坡度不陡于原坡体的自然坡度，使其起到反压作用以阻挡坡体滑动。 图2-2-6（a）作台阶式边坡；（b）、（e）削去陡坡加固坡脚 1削去土坡；2填筑挡土堆（台地）；3滑动面； h边坡原来高度；h设备平台后各个边坡的高度；b平台宽3、在滑坡体范围以外设置环形截水沟，使水不流入坡体内，在滑坡区域内修设排水系统，疏导地表、地下水，减少地表水下渗冲刷地基或将坡脚冲坏。主沟宜与滑坡滑动方向一致，沟底设防渗层；支沟一般与滑坡方向成 30o45o斜交，为防止水沟淤塞，减少地表水下渗，应做好截水沟上方坡面的整平和压实工作。如无条件修筑正式排水工程，则应做好现场临时泄洪排水设施，或保留原有场地自然排水系统，并进行必要的整修和加固。4、施工中尽量避免在坡脚处取土，在坡体上弃土或堆放材料，或设置土工构筑物。尽量遵循先整治后开挖的施工程序。在斜坡上挖方，应遵守由上至下分层开挖的程序，严禁先切割坡脚；在斜坡上填方时，应遵守由下往上分层压填的程序，避免集中弃土，破坏原边坡的自然平衡造成滑坡。必须挖去坡脚，应设挡土结构代替原坡脚，并采取分段跳槽开挖措施，并应尽量在旱季施工。5、对可能出现的浅层滑坡，如滑坡土方量不大时，可将滑坡体挖除；如土方量较大不能全部挖除，且表层破碎含有滑坡夹层时，可对滑坡体采取深翻、推压、打乱滑坡夹层、做好表面平整压实等措施，减少滑坡因素。6、避免破坏坡体上的自然植被，对于可能滑动的土坡和易于风化的岩坡，在表面及坡顶作罩护措施。如植草皮、喷灰、抹面等，并尽可能保护天然植被不被破坏，借以稳定土（岩）坡，对于岸边受流水冲刷者，可在边坡前缘采取抛石、铺设石笼等措施。7、避免在有可能滑坡的区段进行大爆破，或设置振动很大的构筑物，影响边坡的稳定。8、发现滑坡裂缝，应及时填平夯实；沟渠开裂渗水，要及时修复。（四）治理方法1、对上部先变形挤压下部滑动的推动式滑坡，可采取卸荷减重的方法，在滑坡体上削去一部分土，并辅以做好排水系统，一方面减轻自重，另一方面在坡脚堆土以抵御滑坡体滑动，使达到平衡。2、对下部先变形滑动，上部失去支撑而引起的牵引式滑坡，可用支挡的办法来整治，如用大直径现浇钢筋混凝土锚固桩（抗滑桩）支挡（图2-2-7）。图2-2-7用钢筋混凝土锚固桩（抗滑桩）整治滑坡1基岩滑坡面；2滑动土体；3钢筋混凝土锚固（抗滑）排桩；4原地面线；5排水盲沟如推力不大，下部地基良好，可采取挡土墙或挡土墙与锚桩相结合的办法（图 2-2-8）整治，挡土墙上要设渗水孔，背后设渗水层。图2-2-8挡土墙与锚桩结合整治滑坡1基岩滑坡面；2滑动土体；3钢筋混凝土或块石挡土墙；4锚桩；5卸去土体对深路堑开挖，挖去土体支撑部分而引起的滑坡，可用设涵洞或挡土墙与恢复土体平衡相结合进行整治。对一般挖去坡脚引起的滑坡，可用设挡土墙与岩石锚桩，或挡土板、柱与土层锚杆相结合的办法来整治。锚桩、锚杆均应设在滑坡体以外的稳定岩（土）层内。九、回填土应注意的质量问题1、回填土杂质多基底没清理干净，应使土源符合设计要求，填土前进行检查，合格后再回填。2、未按要求测定干土的重力密度回填每层都应测定夯实后的干土重力密度，检验其压实系数和压实范围，符合设计要求后才能铺摊上层土，试验报告要注明土料种类、试验日期、试验结论、试验人员。未达到设计要求部位应有处理方法和复验结果。3、回填土下沉因未按要求控制含水量，未按规定分层夯实、取样或因虚铺超过规定厚度或冬施工时有较大冻块，夯实不够遍数，以及冬期作散水，施工用水渗入垫层中，受冻膨胀等造成。4、管道下部夯填不实管道下部应按要求填夯回填土，漏夯或不实造成管道下方空虚，易造成管道折断、渗漏。5、未按要求测定土的干土质量密度：回填土每层都应测定夯实后的干土质量密度，符合设计要求后才能铺摊上层土。试验报告要注明土料种类，试验日期、试验结论及试验人员签字。未达到设计要求的部位，应有处理方法和复验结果。6、回填土下沉：因虚铺土超过规定厚度或冬期施工时有较大的冻土块，或夯实不够遍数，甚至漏夯，基底有机物或树根、落土等杂物清理不彻底等原因，造成回填土下沉。为此，应在施工中认真执行规范的有关规定，并要严格检查，发现问题及时纠正。7、回填土夯压不密实：应在夯压时对干土适当洒水加以润湿；如回填土太湿同样夯不密实呈“橡皮土”现象，这时应将“橡皮土”挖出，重新换好土再予以夯压实。8、在地形、工程地质复杂地区内的填方，且对填方密实度要求较高时，应采取措施。（如排水暗沟、护坡桩等），以防填方土粒流失，造成不均匀下沉和坍塌等事故。9、填方基土为杂填土时，应按设计要求加固地基，并要妥善处理基底下的软硬点、空洞、旧基以及暗塘等。10、回填管沟时，为防止管道中心线位移或损坏管道，应用人工先在管子周围填土夯实，并应从管道两边同时进行，直至管顶 0.5m以上，在不损坏管道的情况下，方可采用机械回填和压实。在抹带接口处，防腐绝缘层或电缆周围，应使用细粒土料回填。11、 填方应按设计要求预留沉降量，如设计无要求时，可根据工程性质、填方高空、填料种类、密实要求和地基情况等，与建设单位共同确定（沉降量一般不超过填方高度的3%）。十、回填土下沉（一）原因分析1、 回填土选用的土料为含水率大。2、 如选用的土料为粘土时含水率过大，夯击时变成“橡皮土”。在这种基土上作混凝土垫层，易产生开裂。3、 回填土未作分层夯（压）实，导致下沉量过大，而造成地坪开裂。4、综合上述原因将使地基失稳和承载力下降。（