土方开挖与回填

土方开挖与回填第1页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.4.1土方施工准备工作1．学习和审查图纸图纸和资料是否齐全？核对平面尺寸和坑底标高，图纸相互间有无错误和矛盾；熟悉土层地质、水文勘察资料；审查地基处理和基础设计；会审图纸，搞清地下构筑物、基础平面与周围地下设施管线的关系，图纸相互间有无错误和冲突；研究好开挖程序，明确各专业工序间的配合关系、施工工期要求；并向参加施工人员层层进行技术交底。第2页，共52页，2023年，2月20日，星期六2．查勘施工现场收集施工需要的各项资料，包括：施工场地地形，地貌、地质水文、河流、气象、运输道路、邻近建筑物、地下基础、管线、电缆坑基、防空洞、地面上施工范围内的障碍物和堆积物状况，供水、供电、通讯情况，防洪排水系统等等。第3页，共52页，2023年，2月20日，星期六3．编制施工方案研究制定现场场地整平、基坑开挖施工方案；绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、底板标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置，以及挖去的土方堆放地点；第4页，共52页，2023年，2月20日，星期六4．清除现场障碍物、平整施工场地按设计或施工要求范围和标高平整场地，将土方弃到规定弃土区；将施工区域内所有障碍物，如高压电线、电杆、塔架、地上和地下管道、电缆、坟墓、树木、沟渠以及旧有房屋、基础等进行拆除或进行搬迁、改建、改线；对附近原有建筑物、电杆、塔架等采取有效地防护加固措施，可利用的建筑物应充分利用。第5页，共52页，2023年，2月20日，星期六5．作好排水降水设施在施工区域内设置临时性或永久性排水沟，将地面水排走或排到低洼处，再设水泵排走；或疏通原有排水泄洪系统；排水沟纵向坡度一般不小于2‰，使场地不积水；山坡地区，在离边坡上沿5～6m处，设置截水沟、排洪沟，阻止坡顶雨水流入开挖基坑区域内，或在需要的地段修筑挡水堤坝阻水。地下水位高的基坑，在开挖前一周将水位降低到要求的深度。第6页，共52页，2023年，2月20日，星期六6．设置测量控制网测量控制网包括：控制基线、轴线和水平基准点做好轴线控制的测量和校核。控制网要避开建筑物、构筑物、土方机械操作及运输线路，并有保护标志；对建筑物应做定位轴线的控制测量和校核；进行土方工程的测量定位放线，设置龙门板、放出基坑（槽）挖土灰线、上部边线和底部边线和水准标志。龙门板桩一般应离开坑缘1.5～2.0m，以利保存，灰线、标高、轴线应进行复核无误后，方可进行场地整平和基坑开挖。第7页，共52页，2023年，2月20日，星期六7．修建临时设施及道路、准备机具、物资及人员根据土方和基础工程规模、工期长短、施工力量安排等修建简易的临时性生产和生活设施。第8页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.4.2浅基坑（槽）和管沟开挖浅基坑（槽）和管沟开挖的施工要点支撑方法(前面已讲过)土方开挖施工中应注意的质量问题基坑（槽）验收第9页，共52页，2023年，2月20日，星期六1、浅基坑、槽和管沟开挖的施工要点相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序。挖土应分段分层进行，每层0.6m左右，边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，每3m左右修一次坡，至设计标高，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽和标高，要求坑底凹凸不超过2.0cm。验槽后立即浇筑混凝土垫层进行覆盖第10页，共52页，2023年，2月20日，星期六相邻基坑开挖遵循先深后浅的原因：1、深基坑放坡是否覆盖浅基坑2、深基坑开挖持续时间长，容易造成边坡变形滑坡等事故3、深基坑施工需要专项方案，包含排水、降水、支护结构施工、沉降观测等等，需要周边的场地才能完成。第11页，共52页，2023年，2月20日，星期六分层分段施工的原因：一次性大面积卸荷，会使土体回弹量过大。增加了建筑物的沉降。第12页，共52页，2023年，2月20日，星期六（4）基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。预留15～30cm一层土不挖，待下道工序开始再挖至设计标高。（5）每挖一层，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。（6）基坑挖完后应进行验槽，作好记录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究及时处理。第13页，共52页，2023年，2月20日，星期六2．土方开挖施工中应注意的质量问题（1）基底超挖：遇标高超深时，不得用松土回填，应用砂、碎石或低强度等级混凝土填压（夯）实到设计标高；当地基局部存在软弱土层，不符合设计要求时，应与勘察、设计、建设部门共同提出方案进行处理。（2）软土地区桩基挖土应防止桩基位移：在密集群桩上开挖基坑时，应在打桩完成后，间隔一段时间，再对称挖土；在密集桩附近开挖基坑（槽）时，应事先确定防桩基位移的措施。第14页，共52页，2023年，2月20日，星期六（3）基底未保护：如基础不能及时施工时，可在基底标高以上留出0.3ｍ厚土层，待做基础时再挖掉。（4）施工顺序不合理：土方开挖宜先从低处进行，分层分段依次开挖，形成一定坡度，以利排水。（5）开挖尺寸不足，除结构宽度外，应根据施工需要增加工作面宽度。如排水设施、支撑结构所需的宽度，在开挖前均应考虑。（6）基坑（槽）或管沟边坡不直不平，基底不平：应加强检查，随挖随修，并要认真验收。第15页，共52页，2023年，2月20日，星期六3.基坑（槽）验收(重点)

基槽验收单位：施工单位自查后报验，由监理单位总监理工程师主持，建设单位、勘察单位、施工单位、质量监督部门等有关人员共同到现场进行检查，验槽内容主要包括以下几点：检查开挖平面位置、尺寸、标高、边坡是否符合设计要求核对地质资料，检查地基土与工程地质勘察报告、设计图纸要求是否相符合，有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象。一般用表面检查验槽法，必要时采用钎探检查或洛阳铲探检查。第16页，共52页，2023年，2月20日，星期六附：地基承载力检测1、一般规定①当基础采用天然地基、换砂、换土或复合地基时，应对地基进行压板试验或标准贯入试验。②天然地基，检测数量不少于3点；复合地基承载力抽样检测数量为总桩数的0.5%~1.0%，且不少于3点。第17页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.4.3深基坑开挖基坑工程的挖土方案，主要有：放坡挖土（前面已经过）中心岛式（也称墩式）挖土盆式挖土前者无支护结构，后两种皆有支护结构。第18页，共52页，2023年，2月20日，星期六中心岛（墩）式挖土中心岛（墩）式挖土，宜用于大型基坑，支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边桁（框）架式，中间具有较大空间情况下。此时可利用中间的土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土。可以加快挖土和运土的速度1－栈桥；2－支架（尽可能利用工程桩）；3－围护墙；4－腰梁；5－土墩

第19页，共52页，2023年，2月20日，星期六中心岛式挖土施工要点：1、由于时间效应，挖土时尽量缩短围护墙无支撑的暴露时间。（土体应力松弛，强度降低）2、由于空间效应：对面积较大的基坑，宜分层分块、对称开挖。（土体回弹变形）3、同一基坑内当深浅不同时，土方开挖宜先从浅基坑处开始，如条件允许可待浅基坑处底板浇筑后，再挖基坑较深处土方第20页，共52页，2023年，2月20日，星期六盆式挖土盆式挖土是先开挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。这种挖土方式的优点是周边的土坡对围护墙有支撑作用，有利于减少围护墙的变形。其缺点是大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运。第21页，共52页，2023年，2月20日，星期六二.深基坑土方开挖的注意事项（1）遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。（2）防止深基坑挖土后土体回弹变形过大深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形（隆起）。减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间。第22页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.5土方回填2.5.1准备工作2.5.2压实的一般要求2.5.3填土压（夯）实方法第23页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.5.1准备工作1、土料选择有机质含量大于8%的土（吸水变形）、石膏和水溶性硫酸盐(含量大于5%，易溶解后形成空洞)的土以及淤泥、冻土、膨胀土等，均不应作为填方土料；以粘土为土料时，应检查其含水量是否在控制范围内，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石类土、砂土和爆破石渣可作表层以下填料，其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2/3。淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土地区经过处理含水量符合压实要求的，可用于填方中的次要部位第24页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.基底处理（了解）（1）清除基底上垃圾、草皮、树根，排除坑穴中积水、淤泥和杂物，并应采取措施防止地表滞水流入填方区。（2）当填方基底为耕植土或松土时，应将基底充分夯实和碾压密实。（3）当填方位于水田、沟渠、池塘或含水量很大的松散土地段，应根据具体情况采取排水疏干，或将淤泥全部挖出换土、抛填片石、填砂砾石、翻松、掺石灰等措施进行处理。（4）当填土场地地面陡于1/5时，应先将斜坡挖成阶梯形，阶高0.2～0.3m，阶宽大于1m，然后分层填土，以利结合和防止滑动。第25页，共52页，2023年，2月20日，星期六3.压实机具的选择（了解）第26页，共52页，2023年，2月20日，星期六1．一般要求（1）填土应尽量采用同类土填筑，并宜控制土的含水率在最优含水量范围内。当采用不同的土填筑时，应按土类有规则地分层铺填，将透水性大的土层置于透水性较小的土层之下，不得混杂使用，边坡不得用透水性较小的土封闭，以利水分排除和基土稳定。（2）填土应从最低处开始，由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。2.5.2压实施工要点第27页，共52页，2023年，2月20日，星期六（3）在地形起伏之处，应做好接搓。（4）填土应预留一定的下沉高度，以备在行车、堆重或干湿交替等自然因素作用下，土体逐渐沉落密实。预留沉降量根据工程性质、填方高度、填料种类、压实系数和地基情况等因素确定。当土方用机械分层夯实时，其预留下沉高度（以填方高度的百分数计）：对砂土为1.5%；对粉质粘土为3%～3.5%。第28页，共52页，2023年，2月20日，星期六2．人工夯实方法（1）人力打夯前应将填土初步整平，打夯要按一定方向进行，一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，两遍纵横交叉，分层夯打。夯实基槽及地坪时，行夯路线应由四边开始，然后再夯向中间。（2）用柴油打夯机等小型机具夯实时，一般填土厚度不宜大于25cm，打夯之前对填土应初步平整，打夯机依次夯打，均匀分布，不留间隙。（3）基坑（槽）回填应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。（4）回填管沟时，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，方可采用机械填土回填夯实。第29页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.5.3压实方法与要求（重点）

1．压实方法：

碾压法－－大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾……

夯实法－－小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯……

振动法－－非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器2．影响压实质量的因素

机械的压实功－－吨位或冲击力，压实遍数

铺土厚度

－－不同机械有效影响深度不同

含水量

－－小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土；应为最佳含水量第30页，共52页，2023年，2月20日，星期六3．要求

(1)每层铺士厚度与压实遍数（2）含水量调整与橡皮土处理过大－－翻松、晾晒、掺入干土或石灰；过小－－洒水湿润、增加压实功；橡皮土－－彻底清除，轻压薄铺。压实机具分层厚度(mm)每层压实遍数平碾250～3006～8振动压实机250～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～4第31页，共52页，2023年，2月20日，星期六4、压实质量检查（1）内容――密实度；指标――干密度γd；方法――环刀取样，测干密度；（2）要求：γd≧λc

·γdmax

式中：λc

――压实系数。（表2-15，一般场地平整0.9，填土作地基0.95）

γdmax――该种土质的最大干密度（击实试验确定）填土压实后的干容重应有90％以上符合设计要求，其余10％的最低值与设计值的差，不得大于0.08g/cm3，且应分散，不得集中。（3）取样方法与数量：分层进行，每层不少于1点,

位置：该层下半部。第32页，共52页，2023年，2月20日，星期六允许偏差项目1.主控项目标高分层压实系数2.一般项目回填土料分层厚度及含水量第33页，共52页，2023年，2月20日，星期六课本P110应注意的质量问题第34页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.6土方工程的机械化施工（了解）8:24第35页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.6.3挖土机和运土车辆配套计算基坑开挖采用单斗（反铲等）挖土机施工时，需用运土车辆配合，将挖出的土随时运走。因此，挖土机的生产率不仅取决于挖土机本身的技术性能，而且还应与所选运土车辆的运土能力相协调。为使挖土机充分发挥生产能力，应配备足够数量的运土车辆，以保证挖土机连续工作。第36页，共52页，2023年，2月20日，星期六第37页，共52页，2023年，2月20日，星期六第38页，共52页，2023年，2月20日，星期六（1）挖土机数量的确定挖土机的数量N，应根据土方量大小和工期要求来确定，可按下式计算：式中：

Q—土方量（m3）；

P—挖土机生产率（m3/台班）；

T—工期（工作日）；

C—每天工作班数；

K—时间利用系数（0.8～0.9）。第39页，共52页，2023年，2月20日，星期六由技术性能，可按下式算出挖掘机的生产率P：

式中t—挖掘机每次作业循环延续时间（s）；

q—挖掘机斗容量（m3）；

KS—土的最初可松性系数；

KC—土斗的充盈系数，可取0.8～1.1；

KB—工作时间利用系数，一般为0.6～0.8。在实际施工中，若挖土机的数量已经确定，也可利用公式来计算工期。第40页，共52页，2023年，2月20日，星期六（2）运土车辆配套计算为了使挖掘机充分发挥生产能力，应使运土车辆的载重量Q与挖掘机的每斗土重保持一定的倍率关系，并有足够数量车辆以保证挖掘机连续工作。从挖掘机方面考虑，汽车的载重量越大越好，可以减少等待车辆调头的时间。从车辆方面考虑，载重量小台班费便宜但使用数量多；载重量大，则台班费高但数量可减少。最适合的车辆载重量应当是使土方施工单价为最低，可以通过核算确定。一般情况下，汽车的载重量以每斗土重的3～5倍为宜。第41页，共52页，2023年，2月20日，星期六式中T1—运输车辆每一工作循环延续时间（s），由装车、重车运输、卸车、空车开回及等待时间组成；

式中：l－运土距离（m）VC－重车与空车的平均速度（m/min）,一般取20～30km/h；t2—卸土时间，一般为1min；

t3—操纵时间（包括停放待装、等车、让车等），一般取2～3min；

t1—运输车辆装满一车土的时间（s）；运土车辆的数量N1，可按下式计算：

第42页，共52页，2023年，2月20日，星期六

式中n—运土车辆每车装土次数；

Q—运土车辆的载重量（t）；

q—挖掘机斗容量（m3）；

γ—土的重度（kN/m3）。

第43页，共52页，2023年，2月20日，星期六例题5：某土方工程，土方工程量15000m3，堆土区距挖土区500m，土的重度为17.5kN/m3，根据表2－23数据，从经济上分析最佳方案。方案一方案二机械2m³挖土机配12t汽车6m³铲运车挖土机汽车铲运车台班费1000元/台班300元/台班700元/台班一次性费用2000元/每台100元/每辆2500元/每台计算生产率的数据挖土循环时间为40s，最初可松性系数1.20，土斗充盈系数1.0。时间利用系数0.8汽车循环一次时间为12min运距100m时，时间系数2.0台班/1000m³；每增加50m运距，增加0.4台班/1000第44页，共52页，2023年，2月20日，星期六

解：方案一：取n=4，t1=nt=4×40=160s

取N＝5（辆）

第45页，共52页，2023年，2月20日，星期六方案二：2.0+0.4×(500－100)/50=2.0+0.4×400/50=5.2（台班/1000m3）

第一方案土方施工单价较小，所以选用方案一。

第46页，共52页，2023年，2月20日，星期六2.7土方工程质量标准与安全技术要求2.7.1土方工程质量验收内容(1)场地平整挖填方工程的验收内容平整区域的坐标、高程和平整度；挖填方区的中心位置、断面尺寸和标高；边坡坡度要求及边坡的稳定；泄水坡度，水沟的位置、断面尺寸和标高；填方压实情况和填土的密实度；隐蔽工程记录。第47页，共52页，2023年，2月20日，星期六(2)基槽的验收内容基槽(坑)的轴线位置、宽度；基槽(坑)底面的标高；基槽(坑)和管沟底的土质情况及处理；槽(坑)壁的边坡坡度；槽(坑)、管沟的回填情况和密实度。第48页，共52页，2023年，2月20日，星期六项序项目允许偏差或允许值检验方法柱基基坑基槽挖方场地平整管沟地(路)面基层人工机械主控项目1标高-50±30±50-50-50水准仪2长度、宽度(由设计中心线向两边量)+200-50+300-100+500-150+100-经纬仪,用钢尺量3边坡设计要求