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土方工程施工与质量控制

2020-04-23

       今日宇硕集团小编为大家讲一讲土方工程施工与质量控制。

一、土方工程施工准备

1.1土方工程施工要求

      土方量少、工期短、费用省;

       因地制宜编制合理的施工方案,预防流砂、管涌、塌方等事故发生,确保安全;

       要求标高、断面控制准确;

       土体有足够的强度和稳定性;

       应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。  

1.2土方工程内容

       包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有:

     (1)场地平整:包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。

     (2)开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝):包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。

     (3)土方回填与压实:包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。

1.3土的工程分类

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1.4土的工程性质

二、土方工程施工工艺、技术介绍

2.1.场地平整

       场地设计标高H0的确定

       H0 的确定原则

       满足生产工艺和运输的要求;

       充分利用地形,分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标高;

       考虑挖填平衡,弃土运输或取土回填的土方量较少;

       要有合理的泄水坡度(≧2‰),满足排水要求;

       考虑较高洪水位的影响。

       场地设计标高H0的调整

H0仅为一理论值,还应考虑以下因素进行调整,求出H,0:

土的可松性影响——填方因土的可松性引起的填方体积增加;

场内挖方和填方的影响——从经济观点出发,安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土,引起的挖填土方量的变化;

场地泄水坡度的影响——单坡?双坡?

场地土方量计算

       1、求各方格角点的施工高度hn;

       2、绘出零线;

       3、计算场地挖、填土方量;

       4、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。

土方调配

       划分调配区(绘出零线)→ 计算调配区之间的平均运距(即挖方区至填方区土方重心的距离)→ 确定初始调配方案→ 优化方案判别→ 绘制土方调配图表。

       原则是:力求挖填平衡、运距较短、费用较省,考虑土方的利用,以减少土方的重复挖填和运输。

2.2.土方开挖

土方施工准备工作

       (1)搭设临时设施、修筑施工道路;

       (2) 踏勘现场;

       (3)熟悉图纸、编制施工方案;

       (4)施工机具、用料准备。

       (5)清除现场障碍物,平整施工场地,进行地下墓探,设置排水降水设施;

       (6)控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网,设置方格网、控制桩等;

边坡开挖

       场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时,上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m,以防塌方。

       边坡台阶开挖,应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时,在边坡修完后,应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通,以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。

基坑(槽)和管沟开挖

       (1)基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序时,应预留15(人工)~30cm(机械)一层土不挖,待下道工序开始前再挖至设计标高,以防止持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡;

       (2)基坑开挖,上部应有排水措施,防止地表水流入坑内冲刷边坡,造成塌方和破坏基土;

       (3)基坑开挖,应进行测量定位、抄平放线,定出开挖宽度,根据土质和水文情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖,坑底宽度应注意预留施工操作面;

       (4) 应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定的方法和措施;

       (5)基坑开挖的一般程序:测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序,挖土应自上而下水平分段分层进行,边挖边检查坑底宽度及坡度,每3m左右修一次坡,至设计标高再统一进行一次修坡清底;

       (6)基坑挖完后,应组织有业主、设计、勘察、监理四方参与的基坑验槽,并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。

       (7)雨季施工时基坑槽应分段开挖,挖好一段浇筑一段垫层;

       (8)弃土应及时运出,在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时,应与基坑上边缘保持1m以上的距离,以保证坑壁或边坡的稳定;

       (9)在地下水位以下挖土,应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施,降水工作应持续到基础施工完成;

       (10)土方开挖应遵循:开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖 的原则。

       (11)机械开挖基坑时。基底以上应预留200~300 mm  厚土层由人工清底,以避免 超挖和基底土层遭受扰动。

2.3.深基坑支护

深基坑支护的基本要求:    

       确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定; 

       确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全,不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害;

       通过排水降水等措施,确保基础施工在地下水位以上进行。

土壁支护

       保持边坡稳定的基本条件是,在土体重力及外部荷载作用下产生的 剪应力 小于土体的抗剪强度 。

       一般基坑的支护方法有:斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法 等,施工时按适用条件进行选择。

2.4.施工排水

       基坑开挖时,流入坑内的地下水和地表水如不及时排除,会使施工条件恶化、造成土壁塌方,亦会降低地基的承载力。

       施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。

明排水法:一般采用截、疏、抽 的方法。   

       截:在现场周围设临时或排水沟、防洪沟或挡水堤,以拦截雨水、潜水流入施工区域;

       疏:在施工范围内设置纵横排水沟,疏通、排干场内地表积水;

       抽:在低洼地段设置集水、排水设施,然后用抽水机抽走。

一、明沟与集水井排水

       在基坑的一侧或四周设置排水明沟,在四角或每隔20~30m设一集水井,排水沟始终比开挖面低0.4~0.5m,集水井比排水沟低0.5~1m,在集水井内设水泵将水抽排出基坑。

       适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水。

二、分层明沟排水

       当基坑开挖土层由多种土层组成,中部夹有透水性强的砂类土时,为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡,宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。

       适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水.

三、深层明沟排水

       当地下基坑相连,土层渗水量和排水面积大,为减少大量设置排水沟的复杂性,可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟,其余部位设置边沟或支沟与主沟连通,通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。

       适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水.

1、管井井点

       管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定,一般间距10~50m,较大埋深可达10m,管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔),型井点的平面布置形式有  单排  、 双排 、 环形 。适用于降水深度3~5m、渗透系数为20~200m/d的基坑中施工降水。

2、轻型井点

       轻型井点是沿基坑四周将井点管道路线埋入蓄水层内,利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,将地下水位降至基坑底以下。 

       适用于渗透系数为0.1~50m/d的土层中。每一级轻型井点的降水深度,一般不超过6 m。

       轻型井点管插入井孔后,需填灌粗砂或砾石滤水层,上部用粘土封口,其封口的作用是 防止漏气 。

2.5.土方回填

       填土压实的影响因素较多,主要有  压实功 、 土的含水量  及 每层铺土厚度 。

(1)夯实法

       俗称“打夯”,是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机,适用于粘性较低的土,常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实,也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。

       填土厚度一般为25cm,一夯压半夯、依次夯打。

(2)振动压实法

       适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械是振动压路机、平板振动器。双钢轮驱动振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高,适用于各类土壤的压实,是大型土石方压实的设备。

(3)碾压法

       适用于大面积的场地平整和路基、堤坝工程,用压路机进行填方压实时,填土厚度不应超过25~30cm,碾压遍数一样,碾轮重量先轻后重,碾压方向应从两边逐渐压向中央,每次碾压应有15~25cm的重叠。

       压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”.

2.6.回填土压实

土料要求

       填方土料应符合设计要求,设计无规定时应符合以下规定:

       1、淤泥和淤泥质土,一般不能用作填料,但在软土或沼泽地区,经过含水量处理符合压实要求后,可用于填方中的次要部位。 

       2、碎石类土、砂土和爆破石渣(粒径不大于每层铺厚的2/3),可用于表层以下的填料; 

       3、含水量符合压实要求的粘性土,可用作各层填料;

       4、碎块草皮和有机质含量大于8%的土,仅用于无压实要求的填方;

       含有大量有机物的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的土壤不能作填土之用。

较好含水量

       回填土含水量过大过小都难以夯压密实,当土壤在较好含水量的条件下压实时,能获得较大的密实度。土壤过湿时,可先晒干或掺入干土;土壤过干时,则应洒水湿润以求取得较佳的含水量。

填方施工注意事项  

       斜坡上的土方回填应将斜坡改成阶梯形,以防填方滑动;

       填方区如有积水、杂物和软弱土层等,必须进行换土回填,换土回填亦分层进行; 

       回填基坑、墙基或管沟时,应从四周或两侧分层、均匀、对称进行,以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。 

三、土方工程质量通病预控与防治

3.1.场地平整、回填

(1)、房心回填土下沉

       现象:房心回填土局部或大片下沉,造成地平垫层面层空鼓、开裂甚至塌陷破坏。

       原因:1)填土土料含有有机杂质或大土块等;2)填土未按规定厚度分层夯实;3)房心处局部有软弱土层,或有各类地下坑穴;4)冬期回填土含有冰块。

       预防:1)选用土质好的土料回填2)回填土前,应对房心原自然软弱土层进行处理;3)根据回填高度,制定有效的回填方案

(2)、挖方边坡塌方

       现象:在场地平整过程中或平整后,挖方边坡土方局部或大面积发生塌方或滑塌现象。

       原因:1)开挖顺序不合理;2)地表水、地下水作用;3)边坡顶存在堆重或振动荷载等。

       预防:1)在斜坡等地段开挖时,制定有效的开挖措施;2)在有地表滞水或地下水作用的地段,应做好排水,降水措施;3)应避免在开挖好的坡顶上堆土和存放建筑材料,并禁止行驶施工机械设备和车辆振动。

(3)、填方边坡塌方

       现象:填方边坡塌陷,造成坡脚处土方堆积,坡顶上部土体裂缝

       原因:1)边坡坡度过陡;2)边坡基底的草皮、淤泥、松土等未清理干净;3)边坡未按要求回填夯实;4)未做好排水工作。

       预防:1)填方的边坡坡度应根据有关资料按设计规定放坡;2)填方应选用符合要求的土料,避免采用腐殖土和未经破碎的大块土;3)在边坡上、下部作好排水沟,避免在影响边坡稳定的范围内积水。

(4)、场地积水

       现象:在建筑场地平整过程中或平整完成后,场地范围内高洼不平,局部或大面积出现积水。

       原因:1)回填土未分层夯实,土的密实度不够,致使不均匀下沉;2)场地周围无排水沟或场地没有排水坡度;3)测量错误

       预防:1)土方回填时,应根据要求进行施工(如分层夯实等)2)场地面积较大时,应考虑排水的问题;3)测量工作必须到位,复核数据。

(5)、填方出现橡皮土(弹簧土)

       现象:填土受夯打后,基土发生颤动,受夯击处下陷,四周鼓起,形成软塑状态,而体积并没有压缩,人踩上去有种颤动感觉。

       原因:1)回填土质差,含水量高2)原状土物理性能变化;

       预防:1)采用优质土回填,并控制其控制含水量;2)填方区有水时,应设排水沟排走;3)暂停一段时间回填,使橡皮土含水量逐渐降低。

(6)、填土密实度达不到要求

       现象:回填土经碾压或夯实后,达不到设计要求的密实度,将使填土场地地基在荷载下变形增大,承载力和稳定性降低,或导致不均匀下沉。

       原因:1)填方土料不符合要求,有垃圾等;2)土的含水率过大或过小;3)填土过厚,夯实遍数不够;4)夯实机具能力不够

       预防:1)控制土料质量;2)控制土的含水率;3)严格控制填土厚度,夯实机具能量及夯实遍数

3.2.场地基坑开挖

(1)、边坡超挖

       现象:边坡面界面不平,出现较大凹陷,造成积水,使边坡坡度加大,影响边坡稳定。

       原因:1)采用了机械开挖,控制不严,局部多挖;2)边坡存在松软土层;3)测量放线错误。

       预防:1)机械开挖应预留0.3m厚采用人工修坡;2)对松软土层采取保护措施,避免外界车辆的振动;3)加强测量复测,严格定位,在坡顶边脚设置明显标志和边线,并设专人检查。

(2)、基坑(槽)泡水

       现象:基坑(槽)开挖后,地基土被水浸泡,造成地基松软,承载力降低,地基下沉。

       原因:1)开挖基坑未设排水沟或挡水堤,地表水流入基坑;2)未采取降排水措施,未连续降水

       预防:1)合理设置排水沟或挡水堤;2)地下水位以下开挖时,根据水位高度,确定降水方式及设置排水沟;3)施工中保持连续性降水,直至基坑(槽)回填完毕。

(3)、基土扰动

       现象:基坑开挖后,地基土表层局部或大部分出现松动、浸泡等现象,原土结构遭到破坏,造成承载力降低,基土下沉。

       原因:1)基坑开挖后未及时进行下道工序,施工机械或车辆行走造成的扰动;2)地基长时间爆晒、失水;3)冬季地基表层受冻胀;4)被水浸泡。

      预防:1)开挖后,立即进行下道工序的施工,禁止边坡堆重;2)机械开挖时注意开挖顺序;3)做好降水措施。

四、土方工程施工注意事项

       1、在挖运土方时注意对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点等的保护,并经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。定位标准桩和标准水准点也将定期复测和检查做到准确无误。
       2、支护工程施工完成后,仍应注意对支护结构的成品保护工作,在基坑未回填之前,不得拆除、损坏支护结构构件,以确保基础施工阶段基坑的安全。

       3、土方开挖时,如遇到邻近建筑物或构筑物、道路、管线等发生下沉和变形时应采取防护措施。必要时应与设计单位或业主协商,采取防护措施,并在施工中进行沉降或位移观测。 

       4、施工中如发现有文物或古墓等,将妥善保护,并及时报请当地有关部门处理。如发现有测量用的标桩或地质、地震部门设置的长期观测点等,加以保护。

       5、不得在原支护体系条件下超挖,否则有可能导致支护结构变形过大,甚至出现更大的险情。

6.1常见地面下沉部位:

       无地下室建筑:室内、外地面下沉。

       有地下室建筑:地下室外围散水、道路、园林地面下沉。

       路面、路面管井盖下沉。

6.2见地面下沉开裂产生原因:

       无地下室建筑:室内外回填土均采用机械回填,一次性完成。没有按照设计要求分层夯实。

       有地下室建筑:地下室外墙边坡均采用机械回填,一次性完成。没有按照设计要求分层夯实。

       路面或井盖下沉:路基基层碾压密度和抗压强度不够;水泥砂稳定层厚度不够或压实密度不够;井盖安装构造不合理所致。

6.3.1无地下室建筑防止沉降措施

       1.地基回填土在2m以上的场地,须先对该地基进行强夯或其它措施处理后,方可进行基础(桩基或天然基础)工程施工。

       2.若该地基软弱,且地基回填土较深(2m以上),且不便于强夯等措施对地基回填土进行密度改造,建议在初步设计阶段与设计院商量,首层增设钢筋砼梁板结构。

       3.若该地基为原土结构,回填土在2m以内,可采用分层夯实方案。或室内外回填土选用石碴、砂卵石、无有机物的建筑碎碴、含砂量较高的回填土等,通过机械夯或水夯等方式达到设计回填土压实密度要求。

6.3.2有地下室建筑防止沉降开裂措施

       1.边坡回填土必须层层压实(每层厚度小于50cm)。可采用吊锤夯实法或机械夯实法。

       2.边坡回填土可选择石碴、砂卵石、无有机物的建筑碎碴、含砂量较高的回填土等。通过吊锤夯、机械夯或水夯等方式达到设计回填土压实密度要求。

       3.边坡外回填前,若有深埋的化粪池,应先施工完成后再回填土。

       4.边坡回填土完成后,要用压路机压实,再开挖安装室外给排水电气管网。

五、土方工程质量验收

       1.土方工程施工前应进行挖、填方的平衡计算,综合考虑土方运距较短、运程合理和各个工程项目的合理施工程序等,做好土方平衡调配,减少重复挖运。

       2. 当土方工程挖方较深时,施工单位应采取措施,防止基坑底部土的隆起并避免危害周边环境。

       3. 在挖方前,应做好地面排水和降低地下水位工作。

       4. 平整场地的表面坡度应符合设计要求,如设计无要求时,排水沟方向的坡度不应少于 2‰。平整后的场地表面应逐点检查。检查点为每100-400m2取1点,但不应少于10点;长度、宽度和边坡均为每20m取1点,每边不应少于1点。

       5.土方工程施工,应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施,定期复测和检查。土方不应堆在基坑边坡。

       6.对雨季和冬季施工还应遵守国家现行有关标准。

       关于土方工程你还有什么疑问吗?欢迎来电咨询宇硕集团。

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