土木工程施工技术土石方工程

《土木工程施工技术》参考书：《建筑工程施工质量验收统一标准》《建筑施工手册》2012年2月17日第1章土石方工程1.1概述1.2土方工程机械化施工1.3土方填筑与压实1.4深基坑施工1.5土石方常见的质量事故及处理1.1概述

1.1.1土方工程的种类和特点常见的土石方工程有：场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工计划，尽量不要安排在雨季，同时为了降低土石方工程施工费用，贯彻不占或少占农田和可耕地并有利于改地造田的原则，要作出土石方的合理调配方案，统筹安排。

常见的土方工程根据施工内容和方法的不同分为：

1.1.1.1场地平整；（比如我们新校区，大型地产小区）特点：工程量大，施工工期长，劳动强度大；施工条件复杂且多位露天作业做法：详细核对地形图、钻探资料、土石方施工图等，进行现场调查，并根据现有施工条件，制定出经济的施工方案。

1.1.1.2基坑（槽）及管沟开挖（电缆沟，独立基础基坑）特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确，土石方量少；、受气候影响较大。做法:制定合理施工方案，尽量减轻劳动强度、加快进度、节省费用。

1.1.1.3地下工程大型土石方开挖（人防工程、大型建筑物的地下室、深基础）（注意事项）1.1.1.4土石方填筑（大型：场地标高比设计标高低，需要回填；小型:地下室回填，还有1.1.1.2中管沟回填）1.1.2土石的工程分类与现场鉴别方法

按土的开挖难易程度分为八类，如表1.1。表中一至四类为一般土，五至八类为岩石。表1.1土的工程分类土的分类土的级别土的名称密度(kg/m3)开挖方法及工具一类土(松软土)Ⅰ砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥(泥炭)600～1500用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土(普通土)Ⅱ粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；种植土；填土1100～1600用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土(坚土)Ⅲ软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土；粉质粘土；压实的填土1750～1900主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土(砂砾坚土)Ⅳ坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩1900整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土(软石)Ⅴ硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩1100～2700用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(次坚石)Ⅵ泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长岩2200～2900用爆破方法开挖，部分用风镐七类土(坚石)Ⅶ大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩2500～3100用爆破方法开挖八类土(特坚土)Ⅷ安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、玢岩、辉绿岩2700～3300用爆破方法开挖1.1.3土的基本性质

(1)土的天然含水量

土的含水量ω是土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率，即式中：──土中水的质量──土中固体颗粒的质量。

（2）土的天然密度和干密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。式中：m──土的总质量；V──土的天然体积单位体积中土在105℃高温下烧焙得到固体颗粒的质量称为土的干密度。式中：ms──土中固体颗粒的质量。干土:ω<5%潮湿土:5%≤ω≤30%湿土:ω>30%土的最优含水量和最大干密度参考表土的最优含水量和最大干密度参考表项次土的种类变动范围项次土的种类变动范围最优含水量/%(WT)最大密度/(g·cmֿ³)最优含水量/%(WT)最大密度/(g·cmֿ³)1砂土8～121.80～1.883粉质粘土12～151.85～1.952粘土19～231.58～1.704粉土16～221.61～1.80

土的干密度越大，表示土越密实。工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的压实质量。土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：

(3)可松性自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。──土在天然状态下的体积（m3）；──土挖出后在松散状态下的体积(m3)；──土经回填压（夯）实后的体积(m3)土的可松性系数土的类型KsKs’一类土

1.08～1.171.01～

1.03二类土

1.14～

1.281.02～

1.05三类土

1.24～

1.301.05～

1.07四类土

1.26～

1.351.06～

1.09五类土

1.30～

1.401.10～

1.15六类土

1.35～

1.451.11～

1.20七类土

1.40～

1.451.15～

1.20八类土

1.45～

1.501.20～

1.30（4）渗透性水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用k表示，单位为m/d。

式中：──水在土中的渗透速度，m/d──水力坡度，即两点水头差与其水平距离之比；──土的渗透系数，m/d。

推土机操纵灵活活、运转转方便、、所需工工作面小小、行驶驶速度快快，能爬爬300左右的坡坡。适用于于场地平平整、开开挖深度度1.5m左右的基基坑、移移挖作填填、填筑筑堤坝、、回填基基坑和基基槽土方方、为铲铲运机助助铲、为为挖掘机机清理集集中余土土和创造造工作面面，修路路开道、、牵引其其它无动动力施工工机械，，大马力力推土机机还可犁犁松坚岩岩。1.2土方机械械化施工工1.1推土机施施工TQ230G全液压高原推土土机TY320C前铲后犁推土机水中清碴碴平平整场地地土方推送送移移挖作填填1.1推土机施施工提高推土土机生产产效率的的方法1.1推土机施工下坡推土顺地面坡势沿沿下坡方向推推土，可增大大铲刀切土深度度和运土数量，缩短推土时间,提高生产率约约30～40%。并列推土1.1推土机施工大面积施工区区可采用2～3台推土机并列列推土，减少少土的散失量而增大推土量量，提高生产产率约15～30%。3台推推土土机机并列列推推土土共47页第4页分批批集集中中、、一一次次推推送送当运运距距较较远远又又土土质质较较坚坚硬硬时时，，宜宜多次次铲铲土土，一次次推推送送。槽型型推推土土当土土层层较较厚厚时时，，可可利利用用前前次次推推土土的的槽形形推土土，，可可减少少土土的的散散失失量量，，增增大大推推土土量量。1.1推土土机机施施工工军用用推推土土机机美国国M9铲运运机机操纵纵简简单单、、运运转转方方便便、、行行驶驶速速度度快快、、生生产产效效率率高高，是是能能独独立立完完成成铲土土、、运运土土、、卸卸土土、、填填筑筑、、压压实实等全全部部土土方方施施工工工工序序的的施施工工机机械械。。适适用用于于坡坡度度为为200以内内的的大大面面积积场场地地平平整整、、大大型型基基坑坑开开挖挖、、填填筑筑路路基基堤堤坝坝。。1.2铲运运机机施施工工1土方方机机械械化化施施工工CL9A自行行式式铲铲运运机机CTY9A拖式式铲铲运运机机铲运运机机施施工工作作业业中中铲运运机机的的斗斗容容量量为为2～8m3，自行行式式铲铲运运机机的经经济济运运距距为为800～1500m，拖式式铲铲运运机机的经经济济运运距距为为600m，效效率率最最高高的的经经济济运运距距为为200～350m。如如采采用用双双联联铲铲运运或或挂挂大大斗斗铲铲运运时时，，其其经经济济运运距距可可增增加加至至1000m。1.2铲运运机机施施工工宇通通重重工工CTY9A拖式式铲铲运运机机卡特特彼彼勒勒657G自行行式式铲运运机机运距距愈愈长长、、生生产产效效率率愈愈低低，，超超过过经经济济运运距距时时应应考考虑虑汽汽车车运运输输。。1.2.1铲运运机机的的运运行行路路线线●椭椭圆圆形形或或大大环环形形路路线线：：在地地形形起起伏伏不不大大、、填填方方不不高高(＜1.5m)的路路堤堤宜宜采采用用大大环环形形路路线线。。每每隔隔一一定定时时间间变变换换铲铲运运机机行行驶驶方方向向，，以以免免机械单单侧磨磨损。椭圆圆形路路线适适用施施工地地段较较短的的情况况。●““8”字形路路线：：该路线线一个循循环完完成两两次铲铲土和和卸土土，减少少了转转弯次次数和和空驶驶距离离，一一个循循环中中两次次转弯弯方向向不同同，铲铲运机机机械械磨损损均匀匀。在在地形形起伏伏较大大、施施工地地段狭狭长时时采用用。1.2铲运机机施工工1.2.2提高铲铲运机机生产产效率率的方方法下坡铲铲土利用机机械重重力的的水平平分力力来加加大切切土深深度并并缩短短铲土土时间间。推土机机助铲铲在较坚坚硬的的土层层中用用推土土机助助铲，，可加加大铲铲刀切切削力力、切切土深深度和和铲土土速度度。助助铲间间隙可可兼作作松土土、平平整工工作。。1.2铲运机机施工工●挖挖近填填远、、挖远远填近近：挖土先先从距距离填填土区区最近近一端端开始始，由由近而而远；；填土土则从从距挖挖土区区最远远一端端开始始，由由远而而近。。既可可使铲铲运机机始终终在合理的的经济济运距距内工工作，又可可创造下下坡铲铲土的条件件。●双双联铲铲运法法：拖式铲铲运机机的动动力有有富余余时，，可在在拖拉拉机后后串连连两个个铲斗斗进行行双联联铲运运。对对坚硬硬土层层，可可先铲铲满一一个斗斗，再再铲另另一个个斗，，即“双联联单铲铲”；；对松软软土层层，可可两个个斗同同时铲铲土，，即“双联联双铲铲”。。1.2铲运机机施工工●跨跨铲法法：在较坚坚硬的的地段段挖土土时可可采取取预留土土埂、、间隔隔铲土土的方法法。可可缩短短铲土土时间间和减减少向向外撒撒土,提高效效率。。●波波浪式式铲土土法：：铲土开开始时时，铲铲刀以以最大大深度度切入入土中中，随着负负荷增增加、、车速速降低低，相相应减减小切切土深深度，依次次反复复进行行，直直至铲铲斗装装满为为止，，适用用于较较硬土土层。。●挂挂大斗斗铲运运：在土质质松软软地区区，可可改挂挂大型型土斗斗，充充分利利用拖拖拉机机的牵牵引力力提高高工效效。1.2铲运机机施工工卡特彼彼勒657G铲运机机657G铲运机机斗容容量达达85t，是07年的新新品，，铲斗斗可上上下，，内部部推板板可动动，铰铰链式式转向向，可可前后后拖挂挂。。1.2铲运机机施工工1.3挖掘机机施工工挖掘机机主要要用于于挖掘基基坑、、沟槽槽、清清理和平整场地，更换工作作装置后还还可进行装卸、起重重、打桩等其它作业业，能一机机多用，工工效高、经经济效果好好，是工程程建设中的的常用机械械。挖掘机按行行走方式分分为履带式式和轮胎式式，按工作作装置分为为正铲、反铲铲、抓铲、、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖挖掘机是正正铲和反铲铲挖掘机。。1土方机械化化施工1.3.1正铲挖掘机机正铲适用于于开挖含水量较小小的一类土土和经爆破的岩岩石及冻土土。主要用于于开挖停机面以上上的土方，且且需与汽车车配合完成成土方的挖挖运工作。。采用正铲开开挖大型基基坑，应考考虑工作面面的大小、、形状和开开行通道的的设置。邦立CE1000-7正铲挖掘机机(四川)日立EX3600E-6正铲挖掘机机1.3挖掘机施工工正铲的开挖挖方式正向开挖、、侧向装土土即挖土机向向前进方向向挖土，汽汽车停在侧侧面装土。。正向开挖、、后方装土土挖土机向前前进方向挖挖土，汽车车停在后面面装土。此法因挖掘掘机卸土时回回转角大、汽汽车需倒车开开入，运输不不方便。只适适用于基坑宽宽度较小、深深度较大的情情况此法因挖掘机卸土时回转角小、运输方便、生产效率高而应用较广1.3挖掘机施工1.3.2反铲挖掘机反铲适用于开开挖一至三类的砂砂土或粘土。主要用于开开挖停机面以下的土方，一般般反铲的最大大挖土深度为为4～6m，经济合理的的挖土深度为为3～5m。反铲也需要要配备运土汽汽车进行运输输。带加长臂的反反铲挖掘机1.3挖掘机施工反铲的开挖方方式沟端开挖法即反铲停于沟沟端，后退挖挖土，向沟一一侧弃土或装装汽车运走。。蔺家坝泵站泵泵站基坑开挖现场场1.3挖掘机施工沟端开挖法沟侧开挖法即反铲停于沟沟侧，沿沟边边开挖，它可可将土弃于距距沟较远的地地方，如装车车则回转角度度较小，但边边坡不易控制制。1.3挖掘机施工深基坑的接力开挖管沟的沟侧开开挖拉铲拉铲抓铲拉铲工作示意意图1.3挖掘机施工主要用来铲、、装、卸、运运土与砂石类类散装物料，，也可对岩石石、硬土进行行轻度铲掘，更换工作装装置后可推土土、起重、装装卸等作业。。铲容量一般般1.5～6.1m3。1.4其它土方施工工机械1土方机械化施施工⑴装载机ZL10B型装载机(山东威力