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土方工程施工與質量控制

2020-04-23

       今日宇碩集團小編為大家講一講土方工程施工與質量控制。

一、土方工程施工準備

1.1土方工程施工要求

      土方量少、工期短、費用??;

       因地制宜編制合理的施工方案,預防流砂、管涌、塌方等事故發生,確保安全;

       要求標高、斷面控制準確;

       土體有足夠的強度和穩定性;

       應盡可能采用先進的施工工藝、施工組織和機械化施工。  

1.2土方工程內容

       包括一切土的挖掘、填筑、運輸等過程以及排水降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內容有:

     (1)場地平整:包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設計標高、計算挖填土方量、合理進行土方平衡調配等。

     (2)開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩):包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護結構等。

     (3)土方回填與壓實:包括土料選擇、運輸、填土壓實的方法及密實度檢驗等。

1.3土的工程分類

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1.4土的工程性質

二、土方工程施工工藝、技術介紹

2.1.場地平整

       場地設計標高H0的確定

       H0 的確定原則

       滿足生產工藝和運輸的要求;

       充分利用地形,分區或分臺階布置,分別確定不同的設計標高;

       考慮挖填平衡,棄土運輸或取土回填的土方量較少;

       要有合理的泄水坡度(≧2‰),滿足排水要求;

       考慮較高洪水位的影響。

       場地設計標高H0的調整

H0僅為一理論值,還應考慮以下因素進行調整,求出H,0:

土的可松性影響——填方因土的可松性引起的填方體積增加;

場內挖方和填方的影響——從經濟觀點出發,安排的挖方就近棄土和填方就近場外取土,引起的挖填土方量的變化;

場地泄水坡度的影響——單坡?雙坡?

場地土方量計算

       1、求各方格角點的施工高度hn;

       2、繪出零線;

       3、計算場地挖、填土方量;

       4、計算各挖、填方調配區之間的平均運距。

土方調配

       劃分調配區(繪出零線)→ 計算調配區之間的平均運距(即挖方區至填方區土方重心的距離)→ 確定初始調配方案→ 優化方案判別→ 繪制土方調配圖表。

       原則是:力求挖填平衡、運距較短、費用較省,考慮土方的利用,以減少土方的重復挖填和運輸。

2.2.土方開挖

土方施工準備工作

       (1)搭設臨時設施、修筑施工道路;

       (2) 踏勘現場;

       (3)熟悉圖紙、編制施工方案;

       (4)施工機具、用料準備。

       (5)清除現場障礙物,平整施工場地,進行地下墓探,設置排水降水設施;

       (6)控制坐標和水準點的引測,建立測量控制網,設置方格網、控制樁等;

邊坡開挖

       場地邊坡開挖應采取沿等高線自上而下、分層、分段依次進行。在邊坡上采取多臺階同時進行開挖時,上臺階應比下臺階開挖進深不少于30m,以防塌方。

       邊坡臺階開挖,應作成一定坡勢以利泄水。邊坡下部設有護腳矮墻及排水溝時,在邊坡修完后,應立即進行護腳矮墻和排水溝的砌筑和疏通,以保證坡面不被沖刷和坡腳范圍內不積水。

基坑(槽)和管溝開挖

       (1)基坑開挖應防止對基礎持力層的擾動?;油诤煤蟛荒芰⒓催M入下道工序時,應預留15(人工)~30cm(機械)一層土不挖,待下道工序開始前再挖至設計標高,以防止持力層土壤被陽光曝曬或雨水浸泡;

       (2)基坑開挖,上部應有排水措施,防止地表水流入坑內沖刷邊坡,造成塌方和破壞基土;

       (3)基坑開挖,應進行測量定位、抄平放線,定出開挖寬度,根據土質和水文情況確定在四側或兩側、直立或放坡開挖,坑底寬度應注意預留施工操作面;

       (4) 應根據開挖深度、土體類別及工程性質等綜合因素確定保持土壁穩定的方法和措施;

       (5)基坑開挖的一般程序:測量放線→切線分層開挖→排降水→修坡→整平→留足預留土層等。相鄰基坑開挖時應遵循先深后淺或同時進行的施工程序,挖土應自上而下水平分段分層進行,邊挖邊檢查坑底寬度及坡度,每3m左右修一次坡,至設計標高再統一進行一次修坡清底;

       (6)基坑挖完后,應組織有業主、設計、勘察、監理四方參與的基坑驗槽,并報質監站驗證。符合要求后方可進入下一道工序。

       (7)雨季施工時基坑槽應分段開挖,挖好一段澆筑一段墊層;

       (8)棄土應及時運出,在基坑槽邊緣上側臨時堆土、材料或移動施工機械時,應與基坑上邊緣保持1m以上的距離,以保證坑壁或邊坡的穩定;

       (9)在地下水位以下挖土,應在基坑內設置排水溝、集水井或其它施工降水措施,降水工作應持續到基礎施工完成;

       (10)土方開挖應遵循:開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖 的原則。

       (11)機械開挖基坑時?;滓陨蠎A留200~300 mm  厚土層由人工清底,以避免 超挖和基底土層遭受擾動。

2.3.深基坑支護

深基坑支護的基本要求:    

       確保支護結構能起擋土作用,基坑邊坡保持穩定; 

       確保相鄰的建(構)筑物、道路、地下管線的安全,不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害;

       通過排水降水等措施,確?;A施工在地下水位以上進行。

土壁支護

       保持邊坡穩定的基本條件是,在土體重力及外部荷載作用下產生的 剪應力 小于土體的抗剪強度 。

       一般基坑的支護方法有:斜柱支撐法、錨拉支撐法、短柱橫隔板支撐法、臨時擋土墻支撐法 等,施工時按適用條件進行選擇。

2.4.施工排水

       基坑開挖時,流入坑內的地下水和地表水如不及時排除,會使施工條件惡化、造成土壁塌方,亦會降低地基的承載力。

       施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。

明排水法:一般采用截、疏、抽 的方法。   

       截:在現場周圍設臨時或排水溝、防洪溝或擋水堤,以攔截雨水、潛水流入施工區域;

       疏:在施工范圍內設置縱橫排水溝,疏通、排干場內地表積水;

       抽:在低洼地段設置集水、排水設施,然后用抽水機抽走。

一、明溝與集水井排水

       在基坑的一側或四周設置排水明溝,在四角或每隔20~30m設一集水井,排水溝始終比開挖面低0.4~0.5m,集水井比排水溝低0.5~1m,在集水井內設水泵將水抽排出基坑。

       適用于土質情況較好、地下水量不大的基坑排水。

二、分層明溝排水

       當基坑開挖土層由多種土層組成,中部夾有透水性強的砂類土時,為防止上層地下水沖刷基坑下部邊坡,宜在基坑邊坡上分層設置明溝及相應的集水井。

       適用于深度較大、地下水位較高、上部有透水性強的土層的基坑排水.

三、深層明溝排水

       當地下基坑相連,土層滲水量和排水面積大,為減少大量設置排水溝的復雜性,可在基坑內的深基礎或合適部位設置一條縱、長、深的主溝,其余部位設置邊溝或支溝與主溝連通,通過基礎部位用碎石或砂子作盲溝。

       適用于深度大的大面積地下室、箱基的基坑施工排水.

1、管井井點

       管井井點由濾水井管、吸水管和抽水機組成。管井埋設的深度和距離根據需降水面積、深度及滲透系數確定,一般間距10~50m,較大埋深可達10m,管井距基坑邊緣距離不小于1.5m(沖擊鉆成孔)或3m(鉆孔法成孔),型井點的平面布置形式有  單排  、 雙排 、 環形 。適用于降水深度3~5m、滲透系數為20~200m/d的基坑中施工降水。

2、輕型井點

       輕型井點是沿基坑四周將井點管道路線埋入蓄水層內,利用抽水設備將地下水從井點管內不斷抽出,將地下水位降至基坑底以下。 

       適用于滲透系數為0.1~50m/d的土層中。每一級輕型井點的降水深度,一般不超過6 m。

       輕型井點管插入井孔后,需填灌粗砂或礫石濾水層,上部用粘土封口,其封口的作用是 防止漏氣 。

2.5.土方回填

       填土壓實的影響因素較多,主要有  壓實功 、 土的含水量  及 每層鋪土厚度 。

(1)夯實法

       俗稱“打夯”,是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤,常用的蛙式打夯機、振動打夯機、內燃打夯機,適用于粘性較低的土,常用于基坑(槽)、管溝部位小面積的回填土的夯實,也可配合壓路機對邊緣或邊角碾壓不到之處進行夯實。

       填土厚度一般為25cm,一夯壓半夯、依次夯打。

(2)振動壓實法

       適用于非粘性土壤的振動夯實。主要施工機械是振動壓路機、平板振動器。雙鋼輪驅動振動壓路機壓實效果好、影響深度大、生產效率高,適用于各類土壤的壓實,是大型土石方壓實的設備。

(3)碾壓法

       適用于大面積的場地平整和路基、堤壩工程,用壓路機進行填方壓實時,填土厚度不應超過25~30cm,碾壓遍數一樣,碾輪重量先輕后重,碾壓方向應從兩邊逐漸壓向中央,每次碾壓應有15~25cm的重疊。

       壓路機碾壓應“薄填、慢駛、多次”.

2.6.回填土壓實

土料要求

       填方土料應符合設計要求,設計無規定時應符合以下規定:

       1、淤泥和淤泥質土,一般不能用作填料,但在軟土或沼澤地區,經過含水量處理符合壓實要求后,可用于填方中的次要部位。 

       2、碎石類土、砂土和爆破石渣(粒徑不大于每層鋪厚的2/3),可用于表層以下的填料; 

       3、含水量符合壓實要求的粘性土,可用作各層填料;

       4、碎塊草皮和有機質含量大于8%的土,僅用于無壓實要求的填方;

       含有大量有機物的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于2%的土壤、凍結或液化狀態的土壤不能作填土之用。

較好含水量

       回填土含水量過大過小都難以夯壓密實,當土壤在較好含水量的條件下壓實時,能獲得較大的密實度。土壤過濕時,可先曬干或摻入干土;土壤過干時,則應灑水濕潤以求取得較佳的含水量。

填方施工注意事項  

       斜坡上的土方回填應將斜坡改成階梯形,以防填方滑動;

       填方區如有積水、雜物和軟弱土層等,必須進行換土回填,換土回填亦分層進行; 

       回填基坑、墻基或管溝時,應從四周或兩側分層、均勻、對稱進行,以防基礎、墻基或管道在土壓力下產生偏移和變形。 

三、土方工程質量通病預控與防治

3.1.場地平整、回填

(1)、房心回填土下沉

       現象:房心回填土局部或大片下沉,造成地平墊層面層空鼓、開裂甚至塌陷破壞。

       原因:1)填土土料含有有機雜質或大土塊等;2)填土未按規定厚度分層夯實;3)房心處局部有軟弱土層,或有各類地下坑穴;4)冬期回填土含有冰塊。

       預防:1)選用土質好的土料回填2)回填土前,應對房心原自然軟弱土層進行處理;3)根據回填高度,制定有效的回填方案

(2)、挖方邊坡塌方

       現象:在場地平整過程中或平整后,挖方邊坡土方局部或大面積發生塌方或滑塌現象。

       原因:1)開挖順序不合理;2)地表水、地下水作用;3)邊坡頂存在堆重或振動荷載等。

       預防:1)在斜坡等地段開挖時,制定有效的開挖措施;2)在有地表滯水或地下水作用的地段,應做好排水,降水措施;3)應避免在開挖好的坡頂上堆土和存放建筑材料,并禁止行駛施工機械設備和車輛振動。

(3)、填方邊坡塌方

       現象:填方邊坡塌陷,造成坡腳處土方堆積,坡頂上部土體裂縫

       原因:1)邊坡坡度過陡;2)邊坡基底的草皮、淤泥、松土等未清理干凈;3)邊坡未按要求回填夯實;4)未做好排水工作。

       預防:1)填方的邊坡坡度應根據有關資料按設計規定放坡;2)填方應選用符合要求的土料,避免采用腐殖土和未經破碎的大塊土;3)在邊坡上、下部作好排水溝,避免在影響邊坡穩定的范圍內積水。

(4)、場地積水

       現象:在建筑場地平整過程中或平整完成后,場地范圍內高洼不平,局部或大面積出現積水。

       原因:1)回填土未分層夯實,土的密實度不夠,致使不均勻下沉;2)場地周圍無排水溝或場地沒有排水坡度;3)測量錯誤

       預防:1)土方回填時,應根據要求進行施工(如分層夯實等)2)場地面積較大時,應考慮排水的問題;3)測量工作必須到位,復核數據。

(5)、填方出現橡皮土(彈簧土)

       現象:填土受夯打后,基土發生顫動,受夯擊處下陷,四周鼓起,形成軟塑狀態,而體積并沒有壓縮,人踩上去有種顫動感覺。

       原因:1)回填土質差,含水量高2)原狀土物理性能變化;

       預防:1)采用優質土回填,并控制其控制含水量;2)填方區有水時,應設排水溝排走;3)暫停一段時間回填,使橡皮土含水量逐漸降低。

(6)、填土密實度達不到要求

       現象:回填土經碾壓或夯實后,達不到設計要求的密實度,將使填土場地地基在荷載下變形增大,承載力和穩定性降低,或導致不均勻下沉。

       原因:1)填方土料不符合要求,有垃圾等;2)土的含水率過大或過??;3)填土過厚,夯實遍數不夠;4)夯實機具能力不夠

       預防:1)控制土料質量;2)控制土的含水率;3)嚴格控制填土厚度,夯實機具能量及夯實遍數

3.2.場地基坑開挖

(1)、邊坡超挖

       現象:邊坡面界面不平,出現較大凹陷,造成積水,使邊坡坡度加大,影響邊坡穩定。

       原因:1)采用了機械開挖,控制不嚴,局部多挖;2)邊坡存在松軟土層;3)測量放線錯誤。

       預防:1)機械開挖應預留0.3m厚采用人工修坡;2)對松軟土層采取保護措施,避免外界車輛的振動;3)加強測量復測,嚴格定位,在坡頂邊腳設置明顯標志和邊線,并設專人檢查。

(2)、基坑(槽)泡水

       現象:基坑(槽)開挖后,地基土被水浸泡,造成地基松軟,承載力降低,地基下沉。

       原因:1)開挖基坑未設排水溝或擋水堤,地表水流入基坑;2)未采取降排水措施,未連續降水

       預防:1)合理設置排水溝或擋水堤;2)地下水位以下開挖時,根據水位高度,確定降水方式及設置排水溝;3)施工中保持連續性降水,直至基坑(槽)回填完畢。

(3)、基土擾動

       現象:基坑開挖后,地基土表層局部或大部分出現松動、浸泡等現象,原土結構遭到破壞,造成承載力降低,基土下沉。

       原因:1)基坑開挖后未及時進行下道工序,施工機械或車輛行走造成的擾動;2)地基長時間爆曬、失水;3)冬季地基表層受凍脹;4)被水浸泡。

      預防:1)開挖后,立即進行下道工序的施工,禁止邊坡堆重;2)機械開挖時注意開挖順序;3)做好降水措施。

四、土方工程施工注意事項

       1、在挖運土方時注意對定位標準樁、軸線引樁、標準水準點等的保護,并經常測量和校核其平面位置、水平標高和邊坡坡度是否符合設計要求。定位標準樁和標準水準點也將定期復測和檢查做到準確無誤。
       2、支護工程施工完成后,仍應注意對支護結構的成品保護工作,在基坑未回填之前,不得拆除、損壞支護結構構件,以確?;A施工階段基坑的安全。

       3、土方開挖時,如遇到鄰近建筑物或構筑物、道路、管線等發生下沉和變形時應采取防護措施。必要時應與設計單位或業主協商,采取防護措施,并在施工中進行沉降或位移觀測。 

       4、施工中如發現有文物或古墓等,將妥善保護,并及時報請當地有關部門處理。如發現有測量用的標樁或地質、地震部門設置的長期觀測點等,加以保護。

       5、不得在原支護體系條件下超挖,否則有可能導致支護結構變形過大,甚至出現更大的險情。

6.1常見地面下沉部位:

       無地下室建筑:室內、外地面下沉。

       有地下室建筑:地下室外圍散水、道路、園林地面下沉。

       路面、路面管井蓋下沉。

6.2見地面下沉開裂產生原因:

       無地下室建筑:室內外回填土均采用機械回填,一次性完成。沒有按照設計要求分層夯實。

       有地下室建筑:地下室外墻邊坡均采用機械回填,一次性完成。沒有按照設計要求分層夯實。

       路面或井蓋下沉:路基基層碾壓密度和抗壓強度不夠;水泥砂穩定層厚度不夠或壓實密度不夠;井蓋安裝構造不合理所致。

6.3.1無地下室建筑防止沉降措施

       1.地基回填土在2m以上的場地,須先對該地基進行強夯或其它措施處理后,方可進行基礎(樁基或天然基礎)工程施工。

       2.若該地基軟弱,且地基回填土較深(2m以上),且不便于強夯等措施對地基回填土進行密度改造,建議在初步設計階段與設計院商量,首層增設鋼筋砼梁板結構。

       3.若該地基為原土結構,回填土在2m以內,可采用分層夯實方案?;蚴覂韧饣靥钔吝x用石碴、砂卵石、無有機物的建筑碎碴、含砂量較高的回填土等,通過機械夯或水夯等方式達到設計回填土壓實密度要求。

6.3.2有地下室建筑防止沉降開裂措施

       1.邊坡回填土必須層層壓實(每層厚度小于50cm)??刹捎玫蹂N夯實法或機械夯實法。

       2.邊坡回填土可選擇石碴、砂卵石、無有機物的建筑碎碴、含砂量較高的回填土等。通過吊錘夯、機械夯或水夯等方式達到設計回填土壓實密度要求。

       3.邊坡外回填前,若有深埋的化糞池,應先施工完成后再回填土。

       4.邊坡回填土完成后,要用壓路機壓實,再開挖安裝室外給排水電氣管網。

五、土方工程質量驗收

       1.土方工程施工前應進行挖、填方的平衡計算,綜合考慮土方運距較短、運程合理和各個工程項目的合理施工程序等,做好土方平衡調配,減少重復挖運。

       2. 當土方工程挖方較深時,施工單位應采取措施,防止基坑底部土的隆起并避免危害周邊環境。

       3. 在挖方前,應做好地面排水和降低地下水位工作。

       4. 平整場地的表面坡度應符合設計要求,如設計無要求時,排水溝方向的坡度不應少于 2‰。平整后的場地表面應逐點檢查。檢查點為每100-400m2取1點,但不應少于10點;長度、寬度和邊坡均為每20m取1點,每邊不應少于1點。

       5.土方工程施工,應經常測量和校核其平面位置、水平標高和邊坡坡度。平面控制樁和水準控制點采取可靠的保護措施,定期復測和檢查。土方不應堆在基坑邊坡。

       6.對雨季和冬季施工還應遵守國家現行有關標準。

       關于土方工程你還有什么疑問嗎?歡迎來電咨詢宇碩集團。

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