市政工程中,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、填土、路基填筑以及基坑回填等。土石方工程的施工方法有人工施工和机械施工两种。人工施工比较简单,劳动强度较大,大型土石方工程采用机械施工较多。
1)人工土石方工程施工工艺
(1)工艺流程
人工土石方工程施工工艺流程,如图3.3所示。
图3.3 人工土石方工程施工工艺流程
(2)施工要点
①挖方工程应在定位放线后,方可施工。
②土方开挖前,施工现场内的地上地下障碍物(建筑物、构筑物、道路、沟渠、管线、坟墓、树木等)应清除和处理,表面要清理平整,做好排水坡向,一般不小于2%的坡度。在施工范围内应挖临时性排水沟。
③土方开挖时,应防止附近的建筑物或构筑物道路、管线等发生下沉和变形。
④挖方的边坡坡度,应根据土的种类、物理力学性质(质量密度、含水量、内摩擦角及内聚力等)、工程地质情况、边坡高度及使用期确定,在土质具有天然湿度、构造均匀、水文地质良好且无地下水时,深度在5m以内的基坑边坡可按表3.3、表3.4确定。
表3.3 深度在5m以内的基坑边坡的最大坡度(一)
表3.4 深度在5m以内的基坑边坡的最大坡度(二)
⑤当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)时,在规范允许的挖土深度内可以不放坡,也可以不加支撑。
⑥挖掘土方有地下水时,应先用人工降低地下水位,防止建筑物基坑(槽)底土壤扰动,然后进行挖掘。
⑦开挖基坑、(槽)时,应首先沿灰线直边切出槽边的轮廓线。土方开挖宜自上而下分层、分段开挖,随时做成一定的坡势,以利泄水,并不得在影响边坡稳定的范围内积水,开挖端部逆向倒退按踏步型挖掘。坚土、砂砾土先用镐翻松,向下挖掘,每层深度视翻松度而定,每层应清底出土,然后逐层挖掘。
所挖土方皆两侧出土,当土质良好时,抛于槽边的土方距槽边0.8m以外,高度不宜超过1.5m。在挖到距槽底500mm以内时,测地放线人员应配合定出距槽底500mm的水平线。自每条槽端部200mm处每隔2~3m,在槽帮上定水平标高小木橛。在挖至接近槽底标高时,用尺或事先量好的500mm标准尺杆,以小木橛为准校核槽底标高。槽底不得挖深,如已挖深,不得用虚土回填。由两端轴线引桩拉通线,以轴线至槽边距离检查槽宽,修整槽壁,最后清除槽底土方,修底铲平。
⑧挖放坡的坑(槽)和管沟时,应先按规定坡度,粗略垂直开挖,每挖至约1m深时,再按坡度要求做出坡度线,每隔3m做一条,以此为准进行铲坡。
⑨开挖大面积浅基坑时,沿基坑三面开挖,挖出的土方由未开挖的一面运至弃土地点,坑边存放一部分好土作为回填土用。
⑩基槽挖至槽底后,应对土质进行检查,如遇松软土层、坟坑、枯井、树根等深于设计标高时,应予加深处理。加深部分应以踏步式自槽底逐步挖至加深部位的底部,每个踏步的高度为500mm,长度为1m。
⑪在土方开挖过程中,如出现滑坡迹象(如裂缝、滑动等)时应暂停施工,立即采取相应措施,并观测滑动迹象,做好记录。
2)机械土石方工程施工工艺
(1)工艺流程
机械土石方工程施工工艺流程,如图3.4所示。
图3.4 机械土石方工程施工工艺流程
①机械开挖应根据工程规范、地下水位高低、施工机械条件、进度要求等合理地选用施工机械,以充分发挥机械效率,节省机械费用,加速工程进度。
一般深度2m以内的大面积基坑开挖,宜采用推土机或装载机推土和装车;对长度和宽度均较大的大面积土方一次开挖,可用铲运机铲土;对面积大且深的基础,多采用0.5m3、1.0m3斗容量的液压正铲挖掘机;如操作面较狭窄,且有地下水,土的湿度大,可采用液压反铲挖掘机在停机面一次开挖;深5m以上的,宜分层开挖或开沟道用正铲挖掘机下入基坑分层开挖;对面积很大且很深的设备基础基坑或高层建筑地下室深基坑,可采用多层接力开挖方法,土方用翻斗汽车运出;在地下水中挖土可用拉铲或抓铲,效率较高。
②土方开挖时应绘制土方开挖图,如图3.5所示。确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点等。绘制土方开挖图,应尽可能多使用机械挖,减少机械超挖和人工挖方。
③大面积基础群基坑底标高不一时,机械开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高,然后挖个别较深部位。当一次开挖深度超过挖土机最大挖掘高度(5m以上)时,宜分一至三层开挖,并修筑10%~15%的坡道,以便挖土及运输车辆进出。
图3.5 土方开挖图
④基坑边角部位,机械开挖不到之处,应用少量人工配合清坡,将松土清至机械作业半径范围内,再用机械掏取运走。人工清土所占比例一般为1%~10%,挖土方量越大,则人工清土比例越小,修坡以厘米作限制误差。大基坑宜另配一台推土机清土、送土、运土。
⑤挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路,应尽量利用基础一侧或两侧相邻的基础后开挖的部位,使它互相贯通作为车道,如图3.6所示,或利用提前挖除土方后的地下设施部位作为相邻的几个基坑开挖地下运输通道,以减少挖土量。
图3.6 利用后开挖基础部位作车道(www.xing528.com)
⑥对面积和深度均较大的基坑,通常采用分层挖土施工法,使用大型土方机械,在坑下作业。如为软土地基或在雨期施工,进入基坑行走需铺垫钢板或铺路基箱垫道。
⑦对大型软土基坑,为减少分层挖运土方的复杂性,可采用“接力挖土法”。它是利用两台或三台挖土机分别在基坑的不同标高处同时挖土。一台在地表,两台在基坑不同标高的台阶上,边挖土边向上传递到上层,由地表挖土机装车,用自卸汽车运至弃土地点。上部可用大型挖土机,中、下层可用液压中小型挖土机,以便挖土。
装车均衡作业,机械开挖不到之处,再配以人工开挖修坡、找平。
在基坑纵向两端设有道路出入口,上部汽车实行单向行驶。
用本法开挖基坑,可一次挖到设计标高,一次完成,一般两层挖土可挖到10m,三层挖土可挖到15m左右,可避免将载重汽车开进基坑装土、运土作业,工作条件好,效率高,并可降低成本。
⑧对某些面积不大、深度较大的基坑,一般亦尽量利用挖土机开挖,不开或少开坡道,采用机械接力挖运土方法和人工与机械合理地配合挖土,最后用搭枕木垛的方法,使挖土机开出基坑,如图3.7所示。
图3.7 深基坑机械开挖
⑨机械开挖应由深而浅,基底及边坡应预留一层300~500mm厚土层用人工清底、修坡、找平,以保证基底标高和边坡坡度正确,避免超挖和土层遭受扰动。
3)人工填土工程施工工艺
(1)工艺流程
人工填土工程施工工艺流程,如图3.8所示。
图3.8 人工填土工程施工工艺流程
(2)施工要点
①用手推车送土,以人工用铁锹、耙、锄等工具进行回填土。填土应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。
②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。如采取分段填筑,交接处应填成阶梯形。墙基及管道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯实,防止墙基管道中心线位移。
③夯填土采用人工用60~80kg的木夯或铁、石夯,由4~8人拉绳,二人扶夯,举高不小于0.5m,一夯压半夯,按次序进行。较大面积人工回填用打夯机夯实。两机平行时其间距不得小于3m,在同一夯打路线上,前后间距不得小于10m。
④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,夯向中间。
⑤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。
⑥基坑(槽)回填应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。
⑦回填管沟时,应用人工先在管子周围填土夯实,并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。
4)机械填土工程施工工艺
(1)工艺流程
机械填土工程施工工艺流程,如图3.9所示。
图3.9 机械填土工程施工工艺流程
(2)施工要点
①推土机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。推土机运土回填,可采用分堆集中,一次运送的方法,分段距离约为10~15m,以减少运土漏失量。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0.5~10m,利用推土机后退时将土刮平。用推土机来回行驶进行碾压,履带应重叠宽度的一半。填土程序宜采用纵向铺填顺序,从挖土区段至填土区段,以40~60m距离为宜。
②铲运机填土,铺填土区段,长度不宜小于20m,宽度不宜小于8m。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表面刮平。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汽车填土须配以推土机推土、摊平。每层的铺土厚度不大于30~50cm(随选用压实机具而定)。填土可利用汽车行驶作部分压实工作,行车路线须均匀分布于填土层上。汽车不能在虚土上行驶,卸土推平和压实工作须采取分段交叉进行。
④为保证填土压实的均匀性及密实度,避免碾轮下陷,提高碾压效率,在碾压机械碾压之前,宜先用轻型推土机、拖拉机推平,低速预压4~5遍,使表面平实;采用振动平磋压实爆破石渣或碎石类土,应先静压,而后振压。
⑤碾压机械压实填方时,应控制行驶速度,一般平碾,振动碾不超过2km/h;并要控制压实遍数。碾压机械与基础或管道廊保持一定的距离,防止将基础或管道压坏或使其位移。
⑥用压路机进行填方压实,应采用“薄填、慢驶、多次”的方法,填土厚度不应超过25~30cm;碾压方向应从两边逐渐压向中间,碾轮每次重叠宽度约15~25cm,避免漏压。运行中碾轮边距填方边缘应大于500mm,以防发生溜坡倾倒。边角、边坡、边缘压实不到之处,应辅以人力夯或小型夯实机具夯实。压实密实度,除另有规定外,应压至轮子下沉量不超过1~2cm为度。
⑦平碾碾压一层结束后,应用人工或推土机将表面拉毛。上层表面太干时,应洒水湿润后,继续回填,以保证上、下层接合良好。
⑧用铲运机及运土工具进行压实,铲运机及运土工具的移动须均匀分布于填筑层的表面,逐次卸土碾压。
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