土木工程施工技術(shù)土石方工程

《土木工程施工技術(shù)》參考書：《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑施工手冊(cè)》2012年2月17日第1章土石方工程1.1概述1.2土方工程機(jī)械化施工1.3土方填筑與壓實(shí)1.4深基坑施工1.5土石方常見的質(zhì)量事故及處理1.1概述

1.1.1土方工程的種類和特點(diǎn)常見的土石方工程有：場(chǎng)地平整、基坑(槽)與管溝開挖、路基開挖、人防工程開挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工計(jì)劃，盡量不要安排在雨季，同時(shí)為了降低土石方工程施工費(fèi)用，貫徹不占或少占農(nóng)田和可耕地并有利于改地造田的原則，要作出土石方的合理調(diào)配方案，統(tǒng)籌安排。

常見的土方工程根據(jù)施工內(nèi)容和方法的不同分為：

1.1.1.1場(chǎng)地平整；（比如我們新校區(qū)，大型地產(chǎn)小區(qū)）特點(diǎn)：工程量大，施工工期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；施工條件復(fù)雜且多位露天作業(yè)做法：詳細(xì)核對(duì)地形圖、鉆探資料、土石方施工圖等，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并根據(jù)現(xiàn)有施工條件，制定出經(jīng)濟(jì)的施工方案。

1.1.1.2基坑（槽）及管溝開挖（電纜溝，獨(dú)立基礎(chǔ)基坑）特點(diǎn)：要求開挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確，土石方量少；、受氣候影響較大。做法:制定合理施工方案，盡量減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、加快進(jìn)度、節(jié)省費(fèi)用。

1.1.1.3地下工程大型土石方開挖（人防工程、大型建筑物的地下室、深基礎(chǔ)）（注意事項(xiàng)）1.1.1.4土石方填筑（大型：場(chǎng)地標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高低，需要回填；小型:地下室回填，還有1.1.1.2中管溝回填）1.1.2土石的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

按土的開挖難易程度分為八類，如表1.1。表中一至四類為一般土，五至八類為巖石。表1.1土的工程分類土的分類土的級(jí)別土的名稱密度(kg/m3)開挖方法及工具一類土(松軟土)Ⅰ砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥(泥炭)600～1500用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類土(普通土)Ⅱ粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土(堅(jiān)土)Ⅲ軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類土(砂礫堅(jiān)土)Ⅳ堅(jiān)硬密實(shí)的粘性土或黃土；含碎石、卵石的中等密實(shí)的粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r1900整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘五類土(軟石)Ⅴ硬質(zhì)粘土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石灰?guī)r1100～2700用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)Ⅵ泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖；片麻巖及正長(zhǎng)巖2200～2900用爆破方法開挖，部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)Ⅶ大理巖；輝綠巖；玢巖；粗、中?；◢弾r；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風(fēng)化安山巖；玄武巖2500～3100用爆破方法開挖八類土(特堅(jiān)土)Ⅷ安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、角閃巖、玢巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法開挖1.1.3土的基本性質(zhì)

(1)土的天然含水量

土的含水量ω是土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率，即式中：──土中水的質(zhì)量──土中固體顆粒的質(zhì)量。

（2）土的天然密度和干密度土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為土的天然密度。式中：m──土的總質(zhì)量；V──土的天然體積單位體積中土在105℃高溫下燒焙得到固體顆粒的質(zhì)量稱為土的干密度。式中：ms──土中固體顆粒的質(zhì)量。干土:ω<5%潮濕土:5%≤ω≤30%濕土:ω>30%土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表項(xiàng)次土的種類變動(dòng)范圍項(xiàng)次土的種類變動(dòng)范圍最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)1砂土8～121.80～1.883粉質(zhì)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，表示土越密實(shí)。工程上常把土的干密度作為評(píng)定土體密實(shí)程度的標(biāo)準(zhǔn)，以控制填土工程的壓實(shí)質(zhì)量。土的干密度與土的天然密度之間有如下關(guān)系：

(3)可松性自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來(lái)的體積。──土在天然狀態(tài)下的體積（m3）；──土挖出后在松散狀態(tài)下的體積(m3)；──土經(jīng)回填壓（夯）實(shí)后的體積(m3)土的可松性系數(shù)土的類型KsKs’一類土

1.08～1.171.01～

1.03二類土

1.14～

1.281.02～

1.05三類土

1.24～

1.301.05～

1.07四類土

1.26～

1.351.06～

1.09五類土

1.30～

1.401.10～

1.15六類土

1.35～

1.451.11～

1.20七類土

1.40～

1.451.15～

1.20八類土

1.45～

1.501.20～

1.30（4）滲透性水流通過(guò)土中孔隙的難易程度，水在單位時(shí)間內(nèi)穿透土層的能力稱為滲透系數(shù)，用k表示，單位為m/d。

式中：──水在土中的滲透速度，m/d──水力坡度，即兩點(diǎn)水頭差與其水平距離之比；──土的滲透系數(shù)，m/d。

推土機(jī)操縱靈活、、運(yùn)轉(zhuǎn)方便便、所需工工作面小、、行駛速度度快，能爬爬300左右的坡。適用于場(chǎng)場(chǎng)地平整、、開挖深度度1.5m左右的基坑坑、移挖作作填、填筑筑堤壩、回回填基坑和和基槽土方方、為鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)助鏟、、為挖掘機(jī)機(jī)清理集中中余土和創(chuàng)創(chuàng)造工作面面，修路開開道、牽引引其它無(wú)動(dòng)動(dòng)力施工機(jī)機(jī)械，大馬馬力推土機(jī)機(jī)還可犁松松堅(jiān)巖。1.2土方機(jī)械化化施工1.1推土機(jī)施工工TQ230G全液壓高原推土機(jī)機(jī)TY320C前鏟后犁推土機(jī)水中清碴平平整整場(chǎng)地土方推送移移挖挖作填1.1推土機(jī)施工工提高推土機(jī)機(jī)生產(chǎn)效率率的方法1.1推土機(jī)施工工下坡推土順地面坡勢(shì)勢(shì)沿下坡方方向推土，，可增大鏟刀切土深深度和運(yùn)土數(shù)量，縮短推土?xí)r間,提高生產(chǎn)率率約30～40%。并列推土1.1推土機(jī)施工工大面積施工工區(qū)可采用用2～3臺(tái)推土機(jī)并并列推土，，減少土的的散失量而增大推土土量，提高高生產(chǎn)率約約15～30%。3臺(tái)推土機(jī)并列推土共47頁(yè)第4頁(yè)分批集中、、一次推送送當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)遠(yuǎn)又土質(zhì)較較堅(jiān)硬時(shí)，，宜多次鏟土，一次推送。槽型推土當(dāng)土層較厚厚時(shí)，可利利用前次推推土的槽形推土，可減少土的散散失量，增增大推土量量。1.1推土機(jī)施工工軍用推土機(jī)機(jī)美國(guó)M9鏟運(yùn)機(jī)操縱簡(jiǎn)單、、運(yùn)轉(zhuǎn)方便便、行駛速速度快、生生產(chǎn)效率高高，是能獨(dú)立立完成鏟土、運(yùn)土土、卸土、、填筑、壓壓實(shí)等全部土方方施工工序序的施工機(jī)機(jī)械。適用用于坡度為為200以內(nèi)的大面面積場(chǎng)地平平整、大型型基坑開挖挖、填筑路路基堤壩。。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工工1土方機(jī)械化化施工CL9A自行式鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)施工工作業(yè)中鏟運(yùn)機(jī)的斗斗容量為2～8m3，自行式鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距距為800～1500m，拖式鏟運(yùn)機(jī)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距距為600m，效率最高高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)運(yùn)距為200～350m。如采用雙雙聯(lián)鏟運(yùn)或或掛大斗鏟鏟運(yùn)時(shí)，其其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距距可增加至至1000m。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工工宇通重工CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)機(jī)卡特彼勒657G自行式鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)距愈長(zhǎng)、、生產(chǎn)效率率愈低，超超過(guò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)運(yùn)距時(shí)應(yīng)考考慮汽車運(yùn)運(yùn)輸。1.2.1鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)運(yùn)行路線●橢圓形形或大環(huán)形形路線：在地形起起伏不大大、填方方不高(＜1.5m)的路堤宜宜采用大大環(huán)形路路線。每每隔一定定時(shí)間變變換鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)行駛駛方向，，以免機(jī)械單側(cè)側(cè)磨損。橢圓形形路線適適用施工工地段較較短的情情況?！瘛?”字形路線線：該路線一個(gè)循環(huán)環(huán)完成兩兩次鏟土土和卸土土，減少了了轉(zhuǎn)彎次次數(shù)和空空駛距離離，一個(gè)個(gè)循環(huán)中中兩次轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎方向向不同，，鏟運(yùn)機(jī)機(jī)機(jī)械磨磨損均勻勻。在地地形起伏伏較大、、施工地地段狹長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)采用用。1.2鏟運(yùn)機(jī)施施工1.2.2提高鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)效率的的方法下坡鏟土土利用機(jī)械械重力的的水平分分力來(lái)加加大切土土深度并并縮短鏟鏟土?xí)r間間。推土機(jī)助助鏟在較堅(jiān)硬硬的土層層中用推推土機(jī)助助鏟，可可加大鏟鏟刀切削削力、切切土深度度和鏟土土速度。。助鏟間間隙可兼兼作松土土、平整整工作。。1.2鏟運(yùn)機(jī)施施工●挖近近填遠(yuǎn)、、挖遠(yuǎn)填填近：挖土先從從距離填填土區(qū)最最近一端端開始，，由近而而遠(yuǎn)；填填土則從從距挖土土區(qū)最遠(yuǎn)遠(yuǎn)一端開開始，由由遠(yuǎn)而近近。既可可使鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)始終終在合理的經(jīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)距距內(nèi)工作作，又可創(chuàng)造下坡坡鏟土的條件。。●雙聯(lián)聯(lián)鏟運(yùn)法法：拖式鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)的動(dòng)動(dòng)力有富富余時(shí)，，可在拖拖拉機(jī)后后串連兩兩個(gè)鏟斗斗進(jìn)行雙雙聯(lián)鏟運(yùn)運(yùn)。對(duì)堅(jiān)堅(jiān)硬土層層，可先先鏟滿一一個(gè)斗，，再鏟另另一個(gè)斗斗，即“雙聯(lián)單單鏟”；；對(duì)松軟土土層，可可兩個(gè)斗斗同時(shí)鏟鏟土，即即“雙聯(lián)雙雙鏟”。。1.2鏟運(yùn)機(jī)施施工●跨鏟鏟法：在較堅(jiān)硬硬的地段段挖土?xí)r時(shí)可采取取預(yù)留土埂埂、間隔隔鏟土的方法。?？煽s短短鏟土?xí)r時(shí)間和減減少向外外撒土,提高效率率。●波浪浪式鏟土土法：鏟土開始始時(shí)，鏟鏟刀以最最大深度度切入土土中，隨著負(fù)荷荷增加、、車速降降低，相相應(yīng)減小小切土深深度，依次反反復(fù)進(jìn)行行，直至至鏟斗裝裝滿為止止，適用用于較硬硬土層。?！駫齑蟠蠖风P運(yùn)運(yùn)：在土質(zhì)松松軟地區(qū)區(qū)，可改改掛大型型土斗，，充分利利用拖拉拉機(jī)的牽牽引力提提高工效效。1.2鏟運(yùn)機(jī)施施工卡特彼勒勒657G鏟運(yùn)機(jī)657G鏟運(yùn)機(jī)斗斗容量達(dá)達(dá)85t，是07年的新品品，鏟斗斗可上下下，內(nèi)部部推板可可動(dòng)，鉸鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，可可前后拖拖掛。。1.2鏟運(yùn)機(jī)施施工1.3挖掘機(jī)施施工挖掘機(jī)主主要用于于挖掘基坑坑、溝槽槽、清理理和平整場(chǎng)地地，更換工工作裝置置后還可可進(jìn)行裝卸、起起重、打打樁等其它作作業(yè)，能能一機(jī)多多用，工工效高、、經(jīng)濟(jì)效效果好，，是工程程建設(shè)中中的常用用機(jī)械。。挖掘機(jī)按按行走方方式分為為履帶式式和輪胎胎式，按按工作裝裝置分為為正鏟、反反鏟、抓抓鏟、拉拉鏟，斗容量量0.1-2.5m3。常用的的挖掘機(jī)機(jī)是正鏟鏟和反鏟鏟挖掘機(jī)機(jī)。1土方機(jī)械械化施工工1.3.1正鏟挖掘掘機(jī)正鏟適用用于開挖挖含水量較較小的一一類土和經(jīng)爆破的的巖石及及凍土。主要用用于開挖挖停機(jī)面以以上的土方，，且需與與汽車配配合完成成土方的的挖運(yùn)工工作。采用正鏟鏟開挖大大型基坑坑，應(yīng)考考慮工作作面的大大小、形形狀和開開行通道道的設(shè)置置。邦立CE1000-7正鏟挖掘掘機(jī)(四川)日立EX3600E-6正鏟挖掘掘機(jī)1.3挖掘機(jī)施施工正鏟的開開挖方式式正向開挖挖、側(cè)向向裝土即挖土機(jī)機(jī)向前進(jìn)進(jìn)方向挖挖土，汽汽車停在在側(cè)面裝裝土。正向開挖挖、后方方裝土挖土機(jī)向向前進(jìn)方方向挖土土，汽車車停在后后面裝土土。此法因挖挖掘機(jī)卸土?xí)r時(shí)回轉(zhuǎn)角大、、汽車需倒車車開入，運(yùn)輸輸不方便。只只適用于基坑坑寬度較小、、深度較大的的情況此法因挖挖掘機(jī)卸土土?xí)r回轉(zhuǎn)角角小、運(yùn)輸輸方便、生生產(chǎn)效率高高而應(yīng)用較較廣1.3挖掘機(jī)施施工1.3.2反鏟挖掘掘機(jī)反鏟適用用于開挖挖一至三類類的砂土土或粘土土。主要用用于開挖挖停機(jī)面以以下的土方，，一般反反鏟的最最大挖土土深度為為4～6m，經(jīng)濟(jì)合合理的挖挖土深度度為3～5m。反鏟也也需要配配備運(yùn)土土汽車進(jìn)進(jìn)行運(yùn)輸輸。帶加長(zhǎng)臂臂的反鏟鏟挖掘機(jī)機(jī)1.3挖掘機(jī)施施工反鏟的開開挖方式式溝端開挖挖法即反鏟停停于溝端端，后退退挖土，，向溝一一側(cè)棄土土或裝汽汽車運(yùn)走走。藺家壩泵泵站泵站站基坑開挖現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)1.3挖掘機(jī)施工溝端開挖法溝側(cè)開挖法即反鏟停于溝溝側(cè)，沿溝邊邊開挖，它可可將土棄于距距溝較遠(yuǎn)的地地方，如裝車車則回轉(zhuǎn)角度度較小，但邊邊坡不易控制制。1.3挖掘機(jī)施工深基坑的接力開挖管溝的溝側(cè)開開挖拉鏟拉鏟抓鏟拉鏟工作示意意圖1.3挖掘機(jī)施工主要用來(lái)鏟、、裝、卸、運(yùn)運(yùn)土與砂石類類散裝物料，，也可對(duì)巖石石、硬土進(jìn)行行輕度鏟掘，更換工作裝裝置后可推土土、起重、裝裝卸等作業(yè)。。鏟容量一般般1.5～6.1m3。1.4其它土方施工工機(jī)械1土方機(jī)械化施施工⑴裝載機(jī)ZL10B型裝載機(jī)(山東威力天地地)利用刮刀平整整地面的土方方機(jī)械。刮刀刀裝在機(jī)械前前后輪軸之間間,能升降、傾斜斜、回轉(zhuǎn)和外外伸。動(dòng)作靈靈活準(zhǔn)確，操