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土石方工程施工技术

　　(一)土石方工程分类

　　(1)场地平整

　　场地平整前必须确定场地设计标高，计算挖方和填方的工程量，确定挖方、填方的平衡调配，选择土方施工机械，拟定施工方案。

　　(2)基坑(槽)开挖

　　开挖深度在 5m 以内的称为浅基坑(槽)，挖深超过 5m(含 5m)的称为深基坑(槽)。应根据建筑物、构筑物的基础形式，坑(槽)底标高及边坡坡度要求开挖基坑(槽)。

　　(3)基坑(槽)回填

　　(4)地下工程大型土石方开挖

　　(5)路基修筑

　　(二)土石方工程的准备与辅助工作

　　1.土方边坡及其稳定

　　土方边坡坡度以其高度(H)与底宽度(B)之比表示。边坡可做成直线形、折线形或踏步形。边坡坡度应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。

　　2.基坑(槽)支护

　　开挖基坑(槽)，如地质条件及周围环境许可，采用放坡开挖是较经济的。

　　(1)横撑式支撑

　　(2)重力式支护结构

　　重力式支护结构是指主要通过加固基坑周边土形成一定厚度的重力式墙，以达到挡土的目的。水泥土搅拌桩(或称深层搅拌桩)支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。

　　(3)板式支护结构

　　板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑(或拉锚)系统。悬臂式板桩支护结构则不设支撑(或拉锚)。

　　3.降水与排水

　　(1)明排水法施工。

　　明排水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍。宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。但当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒，发生流沙现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应采用井点降水法。

　　(2)井点降水施工

　　井点降水法有：轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等，井点降水的方法根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等.

　　1)轻型井点

　　①轻型井点构造

　　②轻型井点布置

　　根据基坑平面的大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求，轻型井点可采用单排布置、双排布置以及环形布置;当土方施工机械需进出基坑时，也可采用 U 形布置。

　　③轻型井点施工

　　井点系统的安装顺序：挖井点沟槽、铺设集水总管;冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料;弯联管将井点管与集水总管连接;安装抽水设备;试抽。

　　南方地区可用透明的塑料软管，便于直接观察井点抽水状况。北方寒冷地区宜采用橡胶软管。

　　2)喷射井点

　　当降水深度超过 8m 时，宜采用喷射井点，降水深度可达 8～20m。

　　3)电渗井点

　　在饱和黏土中，特别是淤泥和淤泥质黏土中，由于土的透水性较差，持水性较强，用一般喷射井点和轻型井点降水效果较差，此时宜增加电渗井点来配合轻型或喷射井点降水，以便对透水性较差的土起疏干作用，使水排出。

　　4)深井井点。当降水深度超过 15m 时，在管井井点内采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水要求时，可加大管井深度，改用深井泵即深井井点来解决。深井井点一般可降低水位 30～40m，有的甚至可达百米以上。常用的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵(沉没式深井泵)。

　　5)管井井点。管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。管井的间距，一般为20～50m。

　　(三)土石方工程机械化施工

　　土石方工程的施工过程包括：土石方开挖、运输、填筑与压实等。

　　1.推土机施工

　　推土机的特点是操作灵活、运输方便，所需工作面较小，行驶速度较快，易于转移。推土机的经济运距在 100m 以内，以 30m～60m 为最佳运距。

　　推土机顺地面坡势进行下坡推土，可增大推土机铲土深度和运土数量，提高生产效率。

　　(2)分批集中，一次推送法

　　在较硬的土中，推土机的切土深度较小，一次铲土不多，可分批集中，再整批地推送到卸土区。应用此法，可使铲刀的推送数量增大，缩短运输时间，提高生产效率 12%～18%。

　　(3)并列推土法

　　在较大面积的平整场地施工中，采用 2 台或 3 台推土机并列推土，能减少土的散失。铲刀间距15～30cm。并列台数不宜超过 4 台，否则互相影响。

　　(4)沟槽推土法。

　　前次推土所形成的土埂能阻止土的散失，从而增加推运量。能够更有效地利用推土机，缩短运土时间。

　　(5)斜角推土法。一般在管沟回填且无倒车余地时可采用这种方法。

　　2.铲运机施工

　　铲运机的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产效率高。常用于坡度在 20°以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基等土方工程。铲运机可在Ⅰ～Ⅲ类土中直接挖土、运土，适宜运距为 600～1500m，当运距为 200～350m 时效率最高。

　　(1)铲运机的开行路线。根据实践，铲运机的开行路线有以下几种：

　　1)环形路线。施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程，适宜采用环形路线。

　　2)8 字形路线。对于挖、填相邻、地形起伏较大，且工作地段较长的情况，可采用 8 字路线。

　　(2)铲运机铲土的施工方法

　　1)下坡铲土。应尽量利用有利地形进行下坡铲土。

　　2)跨铲法。预留土梗，间隔铲土的方法。土梗高度应不大于 300mm，宽度以不大于拖拉机两履带间净距为宜。

　　3)助铲法。在地势平坦、土质较坚硬时，可采用推土机助铲以缩短铲土时间。此法的关键是双机要紧密配合，否则达不到预期效果。一般每 3～4 台铲运机配 1 台推土机助铲。推土机在助铲的空隙时间，可做松土或其他零星的平整工作，为铲运机施工创造条件。

　　3.单斗挖掘机施工

　　(1)正铲挖掘机。正铲挖掘机的挖土特点是：前进向上，强制切土。其挖掘力大，生产率高，能开挖停机面以上的Ⅰ～Ⅳ级土，开挖大型基坑时需设下坡道，适宜在土质较好、无地下水的地区工作。

　　(2)反铲挖掘机。反铲挖掘机的特点是：后退向下，强制切土。其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的Ⅰ～Ⅲ级的砂土或黏土，适宜开挖深度 4m 以内的基坑，对地下水位较高处也适用。反铲挖掘机的开挖方式，可分为沟端开挖与沟侧开挖。

　　(3)拉铲挖掘机。拉铲挖掘机的挖土特点是：后退向下，自重切土。其挖掘半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的Ⅰ～Ⅱ级土，适宜开挖大型基坑及水下挖土。拉铲挖掘机的开挖方式基本与反铲挖掘机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖。

　　(4)抓铲挖掘机。抓铲挖掘机的挖土特点是：直上直下，自重切土。其挖掘力较小，只能开挖Ⅰ～Ⅱ级土，可以挖掘独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。

　　(四)土石方填筑与压实

　　1.填筑压实的施工要求

　　2.土料选择与填筑方法

　　为了保证填土工程的质量，必须正确选择土料和填筑方法。

　　碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料。淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于 5%的土，以及硫酸盐含量大于 5%的土均不能作填土。填方土料为黏性土时，填土前应检验其含水量是否在控制范围以内，含水量大的黏土不宜做填土用。

　　3.填土压实方法

　　填土压实方法有：碾压法、夯实法及振动压实法。