土石方工程的施工工艺

土石方工程的施工工艺土石方工程的施工工艺过程包括:开挖、运输、填筑与压实等。其施工方法有人工、机械化、半机械化和爆破四种。施工中采用任何种开挖方法应根据基坑(槽）的特点、规模、形式、深度、土质、地下水位、周围环境以及工期等条件综合考虑选择。在土方施工中，对中小型工程的基坑(槽)、管沟，由于宽度较窄土方量少，宜采用人工开挖或人工配合小型挖土机施工。对大型基坑工程一般均应优先考虑选用机械化施工，以加快施工进度。基坑(槽)的施工，首先应进行房屋定位和标高引测，做好建筑物的放线工作。一、定位与放线1.定位所谓定位，就是根据建筑总平面图、房屋建筑平面图和基础平面图，以及设计给定的定位依据和定位条件，将拟建房屋的平面位置、高程用经纬仪和钢尺正确地标定在地面上。建筑物的定位，可根据测量控制点、建筑基线(或建筑红线)、总平面图中的方格网轴线、原有房屋的相对位置等，用经纬仪和钢尺定出拟建房屋的位置。一般是先定建筑物外墙轴线交点处的角桩。其桩顶钉入小钉，对应的钉子之间用线绳连接，即为墙的轴线。因角桩在基坑(槽)挖土时无法保留，必须将轴线延长到槽外安全地点，并做好标志。其方法有设置龙门板和轴线控制桩(又称引桩、保险桩)两种形式。基坑的定位放线一般用控制桩或控制点法;基槽的定位放线多采用龙门板法。龙门板的设置，一般是在建筑物各角点、分隔墙轴线两端，距基槽开挖边线外1.5~2.5m处(根据槽深和土质而定)钉设龙门桩，要钉得竖直、牢固，桩的外侧面应与基槽平行。然后根据现场内的水准点，用水准仪将室内地坪标高(±0.000）测设在每个龙门桩上，用红铅笔划出，根据此线把龙门板钉在龙门桩上，使龙门板顶面正好为±0.000。若地面高低变化较大，这样做有困难时，也可将龙门板顶面钉得比±0.000高或低一个整数的高程。龙门板钉好后，在角桩上架设经纬仪将建筑物的轴线引测到龙门板上，进行细部测设，并钉中心钉(轴线钉)标志，以作为各施工阶段中控制轴线位置的依据。对于一些外形或构造简单的建筑物，目前多不钉设龙门板，而是在各轴线的延长线上钉轴线控制桩(又称引桩或保险桩)。其作用及设立方法与龙门板基本相同。2.放线放线就是根据定位控制桩或控制点、基础平面图和剖面图、底层平面图以及坡度系数和工作面等在实地用石灰撒出基坑(槽)上口的开挖边线。房屋定位和标高引测后，根据基础的底面尺寸、埋置深度、土壤类别、地下水位的高低及季节性变化等不同情况，考虑施工需要，确定是否需要留工作面、放坡、增加降排水设施和设置支撑。实际施工中，根据直立璧不加支撑、直立壁加支撑和留工作面以及放坡等各种情况确定出挖土边线尺寸，用经纬仪配合钢尺划出基础边线，即可进行放线工作。放灰线时，用平尺板紧靠于线旁，用装有石灰粉末的长柄勺，沿平尺板撒灰，即为基础开挖边线。二、基坑(槽)开挖开挖基坑(槽)按规定的尺寸合理确定开挖顺序和分层开挖深度，连续地进行施工，尽快地完成。土方开挖施工要求标高、断面准确，土体应有足够的强度和稳定性，所以在开挖过程中应随时注意检查。为防止边坡发生塌方或滑坡，根据土质情况及坑(槽)深度，一般距基坑上部边缘2m以内不得堆放土方和建筑材料，或沿坑边移动运输工具和机械，在此距离外堆置高度不应超过1.5m，否则，应验算边坡的稳定性。在坑边放置有动载的机械设备时，也应根据验算结果，离开坑边较远距离。挖出的土除预留一部分用作回填外，不得在场地内任意堆放，应把多余的土运到弃土地区，以免妨碍施工。当开挖基坑(槽)的土体含水量大且不稳定，或边坡较陡、基坑较深、地质条件不好时，应采取加固措施。挖土应自上而下水平分段分层进行，每3m左右修整一次边坡，到达设计标高后，再统一进行一次修坡清底，检查底宽和标高，要求坑底凹凸不超过2.0cm深基坑一般采用“分层开挖，先撑后挖”的开挖原则。为了防止基底土(特别是软土)受到浸水或其他原因的扰动，基坑(槽)挖好后，应立即验槽做垫层，否则，应在基底标高以上预留15~30cm厚的土层，待下道工序开始时再行挖去。如采用机械挖土，为防止超挖，破坏地基土，应根据机械种类，在基底标高以上预留一层土进行人工清槽。使用铲运机、推土机时，预留土层厚度为15~20cm,使用单斗挖土机时为20~30cm。挖土不得挖至基坑(槽)的设计标高以下，如个别处超挖，应用挖出的土方填补，并夯实到要求的密实度。如用原土填补不能达到要求的密实度时，可用碎石类土填补，并仔细夯实。重要部位如被超挖时，可用低强度等级的混凝土填补。基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常进行检查。在软土地区开挖基坑(槽)时，还应符合下列规定，①施工前必须做好地面排水和降低地下水位工作，地下水位应降低至基坑底以下0.5-1.0m后，方可开挖，降水工作应持续到回填完毕。②施工机械行驶道路应填筑适当厚度的碎石或现石，必要时应铺设工具式路基箱(板)或梢排等。③相邻基坑(槽)开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工顺序，并应及时做好基础。④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。在密集群桩附近开挖基坑(槽)时，应采取措施防止桩基位移。⑤挖出的土不得堆放在坡顶上或建(构)筑物附近。深基坑开挖过程中，随着土的挖除，下层土因逐渐卸载而有可能回弹，尤其在基坑挖至设计标高后，如搁置时间太久，回弹更为显著。如弹性隆起在基坑开挖和基础工程初期发展很快，它将加大建筑物的后期沉降。因此，对深基坑开挖后的土体回弹，应有适当的估计，如在勘察阶段，土样的压缩试验中应补充卸荷弹性试验等。还可以采取结构措施，在基底设置桩基等，或事先对结构下部土质进行深层地比加固。施工中减少基坑弹性隆起的一个有效方法是把土体中有效应力的改变降低到最少。具体方法有加速建造主体结构，或逐步利用基础的重量来代替被挖去土体的重量。三、基坑(槽)检验与处理基坑(槽)挖至基底设计标高并经清理后，施工单位必须会同勘察、设计单位、监理单位和业主共同进行验槽，合格后才能进行基础工程施工。一般设计依据的地质勘察资料取自拟建建筑物地基的有限一些点，无法准确反映钻孔之间的土质变化情况，只有在土方开挖后才能确切地了解。为了使建(构)筑物有一个比较均匀的下沉，即不允许建(构)筑物各部分间产生较大的不均匀沉降，必须对地基进行严格的检验。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，有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象。如果实际土质与设计地基士不符或有局部特殊士质(如松软、太硬，有坑、沟、墓穴等)情况，则应由结构设计人提出地基处理方案，处理后经有关单位签署后归档。验槽主要凭施工经验，以观察为主，而对于基底以下的土层不可见部位，要先辅以钎探、夯实配合共同完成。1.钎探钎探是用锤将钢针打入坑底以下的土层内一定深度，根据锤击次数和人土难易程度来判断土的软硬情况及有无墓穴、枯井、土洞、软弱下卧土层等。钢钎的打入分人工和机械两种。人工打钎时，钢钎用直径22~25mm的钢筋制成，钎尖呈60°尖锥状，长2.5~3.0m(入士部分长1.5~2.1m),每隔30cm有一个刻度。打钎用的锤重8~10lb(1lb=0.4536kg)，锤击时的自由下落高度为50~70cm。用打钎机打钎时，其锤重约10kg,锤的落距为50cm。先绘制基坑(槽)平面图，在图上根据要求确定钎探点的平面位置，并依次编号绘制成钎探点平面布置图。按钎探点平面布置图标定的钎探点顺序号进行钎探施工。打钎时，同一工程应钎径一致、锤重一致、用力(落距)一致。每贯入30cm(通常称为一步)，记录一次锤击数，每打完一个孔，填入钎探记录表内。钎探点的记录编号应与注有轴线号的钎探点平面布置图相符。最后整理成钎探记录。钎孔的间距、布置方式和钎探深度，应根据基坑(槽)的大小、形状、土质的复杂程度等确定，一般可参考表3-5。打钎完成后，要从上而下逐“步”分析钎深记录情况，再横向分析各钎孔相互之间的锤击次数，将锤击次数过多或过少的针孔，在针探点平面布置图上加以圈注，以备到现场重点检查。钎探后的孔要用砂灌实。2.观察验槽①检查基坑(槽)的位置、尺寸、标高和边坡等是否符合设计要求。②根据槽壁土层分布情况及走向，可初步判断全部基底是否已挖至设计所要求的土层，特别要注意观察土质是否与地质资料相待。③检查槽底是否已挖至老土层(地基持力层)上，是否需继续下挖或进行处理。④对整个槽底土进行全面观察:土的颜色是否均匀一致;土的坚硬程度是否均匀一致，有无局部过软或过硬异常情况;土的含水量情况，有无过干过湿;在槽底行走或夯拍，有无震颤现象，有无空穴声音等。⑤验槽的重点应选择在柱基、墙角、承重墙下或其他受力较大的部位。如有异常部位，要会同设计等有关单位进行处理。3.地基局部处理验槽时发现的各种异常，在探明原因和范围后，由工程设计人员作出处理方案，由施工单位进行处理。地基局部处理的原则是使所有地基土的硬度一致，压缩性致，避免使建筑物产生不均匀沉降。常见的处理方法可概括为“挖、填、换”三个字。四、土方的填筑与压实建筑工程的填土，主要有地基填土、基坑(槽)或管沟回填、室内地坪回填、室外场地回填平整等。对地下设施工程(如地下结构物、沟渠、管线沟等)的两侧或四周及上部的回填土，应先对地下工程进行各项检查，办理验收手续后方可回填。填土必须具有一定的密实度，以避免建筑物的不均匀沉降及填土区的塌陷。为使填土满足强度、变形和稳定性方面的要求，施工时应根据填方的用途，正确选择填方土料和填筑压实方法。1.土料的选用填方所用土料应符合设计要求。若设计无要求时，则应符合下列规定。碎石类土、砂土(使用细、粉砂时应取得设计单位同意)和爆破石碴，可用作表层以下的填料，但最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3(当使用振动碾时，不得超过每层铺填厚度的3/4)。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块(漂)石填料的最大粒径不应超过设计要求。含水量符合压实要求的黏性土，可用作各层填料。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后，可用于填方中的次要部位。含有大量有机质的土，吸水后容易变形，承载能力降低；含水溶性硫酸盐大于5%的土，在地下水的作用下，硫酸盐会逐渐溶解消失，形成孔洞，影响土的密实性。这两种土以及冻土、膨胀土等均不应作为填土。碎块草皮和有机质含量大于8%的土，只能用于无压实要求的填方。含有盐分的盐渍土中仅中、弱两类盐渍土，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。.不得使用冻土、膨胀土作填料。但在场地平整过程中，除修建房屋和构筑物的地基填土外，其余各部分填方所用的土，则不受此限制。2.基底处理在土方填筑前，应清除填方基底上的树根、草皮、垃圾和坑穴中的积水、淤泥和杂物等，验收基底标高。填土区如遇有地下水或地面滞水时，必须设置排水措施，以保证施工顺利进行。在建筑物和构筑物地面下的填方或厚度小于0.5m的填方，应清除基底上的草皮、垃圾和软弱土层。填方地面坡度陡于1/5时，应将基底挖成阶梯形，阶高0.2~0.3m,阶宽不小于1m。当填方基底为耕植土或松土时，应将基底充分夯实或碾压密实。在水田、沟渠、池塘或含水量很大的松软土上填方前，应根据实际情况采用排水疏干、挖除淤泥换土或抛填块石、砂砾、矿渣、掺石灰或翻松晾晒等方法处理后再进行填土。3.填筑方法及要求(1)人工填土方法①用手推车送土，以人工用铁锹、耙、锄等工具进行回填土。②从场地最低部分开始，由一端向另一端自下而上分层铺填。每层虚铺厚度，用人工木夯夯实时，不大于20cm;用打夯机械夯实时不大于25cm。③深浅坑(槽)相连时，应先填深坑(槽)，相平后与浅坑全面分层填夯。如果分段填筑，交接处应填成阶梯形。墙基、地沟及管道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯实，防止中心线位移。④人工夯填土，用60~80kg的木夯或铁夯、石夯，由4-8人拉绳，两人扶夯，举高不小于0.5m，一夯压半夯，按次序进行。⑤较大面积人工回填用打夯机夯实。两机平行作业时其间距不得小于3m,在同一夯打路线上，前后间距不得小于10m。（2)机械填土方法1)推土机填土①填土应由下而上分层铺填，每层虚铺厚度不宜大于30cm。大坡度堆填土，不得居高临下，不分层次，一次堆填。②推土机运土回填，可采取分堆集中，一次运送方法，分段距离为10~15m，以减少运土漏失量。③土方推至填方部位时，应提起一次铲刀，成堆卸土，并向前行驶0.5~1.0m,利用推土机后退时将土刮平。④用推土机来回行驶进行碾压，履带应重叠一半。⑤填土程序宜采用纵向铺填顺序，从挖土区段至填土区段，以40~60cm距离为宜。2)铲运机填土①铲运机铺土时，铺填土区段长度不宜小于20m，宽度不宜小于8m。②铺土应分层进行，每次铺土厚度不大于30~50cm(视所用压实机械的要求而定)，每层铺土后，利用空车返回时将地面刮平。③填土程序一般尽量采取横向或纵向分层卸土，以利行驶时初步压实。3)汽车填土①自卸汽车为成堆卸土，需配以推土机推土、摊平。②每层的铺土厚度不大于30~50cm(随选用的压实机具而定)。③填土可利用汽车行驶作部分压实工作，行车路线必须均匀分布于填土层上。④汽车不能在虚土上行驶，卸土推平和压实工作必须采取分段交叉进行。4.填土压实方法填土的压实方法一般有以下几种:碾压法、夯实法和振动压实法以及利用运土工具压实。对于大面积填土工程，多采用碾压和利用运土工具压实。较小面积的填土工程，则宜用夯实工具进行压实。填方施工前，必须根据工程特点、填料种类、设计要求的压实系数和施工条件等合理地选择压实机械和压实方法，确保填土压实质量。(1)碾压法碾压法是利用压路机械的滚轮的压力压实土壤，使其达到所需的密实度，此法多用于大面积填土工程。碾压机械一般有平碾L(压路机)、羊足碾和振动碾。平碾对砂类土和黏性土均可压实，羊足碾在砂土中使用会使土颗粒受到“羊足”较大的单位压力后向四周移动，从而使土的结构遭到破坏，因此只宜压实黏性土;振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械，适用于爆破石碴、碎石类土、杂填土或粉质黏土的大型填方。碾压机械的碾压方向应从填土两侧逐渐压向中心，碾迹应有15~20cm的重叠宽度。机械开行速度不宜过快，一般不应超过下列规定:平碾、振动碾2km/h,羊足碾3km/h,否则会影响压实效果。(2)夯实法夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积回填土。夯实法分人工夯实和机械夯实两种。人工夯土用的工具有木夯、石夯、石硪等。夯实机械有蛙式打夯机、内燃夯土机和夯锤等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广，多用于夯打灰土和回填土。夯锤是借起重机悬挂一重锤进行夯土的夯实机械，适用于夯实砂性土、湿陷性黄土本杂填主以及含有石块的填土。夯实法的优点是，可以夯实较厚的土层。采用重型夯土机(如1t以上的重锤)时，其夯实厚度可达1-1.5m。但对木夯、石硪或蛙式打秀机等夯土工具，其夯实厚度则较小，一般均在200mm以内。(3)振动压实法振动压实法是将振动压实机放在土层的表面，借助振动设备使压实机械振动，土壤颗粒在振动力作用下发生相对位移而达到紧密状态。此法用于振实非黏性土效果较好。（4)利用运土工具压实利用运土工具压实，是十种比较经济合理的方法。利用铲运机、推土机进行压实，当铺土厚度为0.2~0.3m时，在最佳含水量的条件下，压4遍就可以接近最大密度。此外还可以利用运土的自卸汽车进行压实。利用运土工具压实，应合理地组织，使运土工具的行驶路线能大体均匀地分布在填土的全部面积上，并达到要求的重复行驶遍数。5.影响填土压实质量的因素油鲜素的财胜微迅钒陈县裁迅易翻填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为:压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。(1)压实功的影响填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土的含水量一定，则在开始压实时，土的密度急剧增加，待到接近土的最大密度时，压实