《給水排水工程施工技術(shù)》3

1、主講：李宗九山東省特種設(shè)備檢驗研究院日照分院山東省特種設(shè)備檢驗研究院日照分院第三節(jié)溝槽及基坑的土方施工一、溝槽斷面形式常用的溝槽斷面形式有直槽、梯形槽、混合槽和聯(lián)合槽等，如圖1-18所示。正確地選擇溝槽斷面形式，可以為管道施工創(chuàng)造良好的施工作業(yè)條件。在保證工程質(zhì)量和施工平安的前提下，減少土方開挖量，降低工程造價，加快施工速度。要使溝槽斷面形式選擇合理，應(yīng)綜合考慮土的種類、地下水情況、管道斷面尺寸、埋深和施工環(huán)境等因素。溝槽底寬由下式確定，如圖1-19所示。溝槽上口寬度由下式計算：工作面寬度b決定于管道斷面尺寸和施工方法，每側(cè)工作面寬度參見表1-13。溝槽開挖深度按管道設(shè)計縱斷面確定。當(dāng)采用梯形

2、槽時，其邊坡的選定，應(yīng)按土的類別并符合表1-14的規(guī)定。不需支撐的直槽邊坡一般采用1:0.05。當(dāng)槽深h不超過以下數(shù)值可開挖直槽并不需要支撐。砂土、砂礫土 h1.0m 亞砂土、亞黏土 h1.25m 黏土 h1.5m 二、溝槽及土方量計算(一)溝槽土方量計算溝槽土方量計算通常采用平均法，由于管徑的變化、地面起伏的變化，為了更準(zhǔn)確地計算土方量，應(yīng)沿長度方向分段計算，如圖1-20所示。其計算公式：將各計算段土方量相加即得總土方量。(二)基坑土方量計算基坑土方量可按立體幾何中柱體體積公式計算，如圖1-21所示。其計算公式為：【例題1-2 】某一給水管線縱斷面圖設(shè)計如圖1-22所示，土質(zhì)為黏土，無地下水

3、，采用人工開槽法施工，其開槽邊暢通采用1: 0.25,工作面寬度b=0.4，計算土方量?！窘狻?根據(jù)管線縱斷面圖，可以看出地形是起伏變化的。為此將溝槽按樁號0+100至0150, 0+150至0+200,0+200至0+225，分三段計算。1.各斷面面積計算三、溝槽及基坑的土方開挖(一)土方開挖的一般原那么(1)合理確定開挖順序：保證土方開挖的順序進(jìn)行，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的水文、地質(zhì)條件，合理確定開挖順序。如相鄰溝槽和基坑開挖時，應(yīng)遵循先深后淺或同時進(jìn)行的施工順序。(2)土方開挖不得超挖，減小對地基土的擾動。采用機(jī)械挖土?xí)r，可在設(shè)計標(biāo)高以上留20cm土層不挖，待人工清理。即使采用人工挖土也不得超挖。如

4、果挖好后不能及時進(jìn)行下一工序時，可在基底標(biāo)高以上留15cm土層不挖，待下一工序開始前再挖除。(3)開挖時應(yīng)保證溝槽槽壁穩(wěn)定，一般槽邊上緣至棄土坡腳的距離應(yīng)不小于0.81.5m，推土高度不應(yīng)超過1.5m。(4)采用機(jī)械開挖溝槽時，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)掌握挖槽斷面尺寸和標(biāo)高。施工機(jī)械離槽邊上緣應(yīng)有一定的平安距離。(5)軟土、膨脹土地區(qū)開挖土方或進(jìn)入季節(jié)性施工時，應(yīng)遵照有關(guān)規(guī)定。(二)開挖方法土方開挖方法分為人工開挖和機(jī)械開挖兩種方法。為了減輕繁重的體力勞動，加快施工速度，提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)盡量采用機(jī)械開挖。溝槽、基坑開挖常用的施工機(jī)械有單斗挖土機(jī)和多斗挖土機(jī)兩個種類。1.單斗挖土機(jī)單斗挖土機(jī)在溝槽或基坑開

5、挖施工中應(yīng)用廣泛，種類很多。按其工作裝置不同，分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟等。按其操縱機(jī)構(gòu)的不同，分為機(jī)械式和液壓式兩類，如圖1-23 所示。目前，多采用的是液壓式挖土機(jī)，它的特點(diǎn)是能夠比較準(zhǔn)確地控制挖土深度。(1)正鏟挖土機(jī)。它適用于開挖停機(jī)面以上的一一三類土，一般與自卸汽車配合完成整個挖運(yùn)任務(wù)?？捎糜陂_挖高度大于2.0m的大型基坑及土丘。其特點(diǎn)是：開挖時土斗前進(jìn)向上，強(qiáng)制切土，挖掘力大，生產(chǎn)率高。其外形如圖1-24所示。正鏟挖土機(jī)技術(shù)性能見表1-15和表1-16。正鏟挖土機(jī)挖土方式有兩種，正向工作面挖土和側(cè)向工作面挖土。開挖基坑一般采用正向工作面挖土，方便汽車倒車、裝土和運(yùn)土，如圖1-25(

6、b所示。開挖土丘一般采用側(cè)向工作面挖土，挖土機(jī)回轉(zhuǎn)卸土的角度小，且防止汽車的倒車和轉(zhuǎn)彎多的缺點(diǎn)，如圖1-25(a)所示。(2)反鏟挖土機(jī)。反鏟挖土機(jī)開挖停機(jī)面以下的一三類土方，其機(jī)身和裝土都在地面上操作，受地下水的影響較小。它適用于開挖溝槽和深度不大的基坑。其外形如圖1-26 所示。反鏟挖土機(jī)的技術(shù)性能見表1-17 。反鏟挖土機(jī)挖土方法通常采用溝端開挖或溝側(cè)開挖兩種，如圖1-27所示。后者挖土的寬度與深度小于前者，但棄土距溝邊較遠(yuǎn)。 (3)拉鏟挖土機(jī)。它適用于開挖停機(jī)面以下的一三類土或水中開挖，主要開挖較深較大的溝槽、基坑。其工效低。外形如圖1-28所示。(4)抓鏟挖土機(jī)。它適用于開挖停機(jī)面以

7、下一三類土，主要用于開挖面積較小、深度較大的基坑及開挖水中的淤泥或疏通舊有渠道等。其外形如圖1-29所示。2.多斗挖土機(jī)多斗挖土機(jī)種類：按工作裝置分，有鏈斗式和輪斗式兩種；按卸土方法分，有裝卸土皮帶運(yùn)輸器和未裝卸土皮帶運(yùn)輸器兩種。多斗挖土機(jī)由工作裝置、行走裝置和動力操縱及傳動裝置等局部組成，如圖1-30所示。多斗挖土機(jī)與單斗挖土機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)為挖土作業(yè)是連續(xù)的，生產(chǎn)效率較高；溝槽斷面整齊；開挖單位土方量所消耗的能量低；在挖土的同時能將土自動地卸在溝槽一側(cè)。多斗挖土機(jī)不宜開挖堅硬的土和含水量較大的土。宜于開挖黃土、亞黏土和亞砂土等。(三)開挖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)不擾動天然地基或地基處理符合設(shè)計要求。(

8、2)槽壁平整，邊坡坡度符合施工設(shè)計規(guī)定。(3)溝槽中心每側(cè)凈寬，不應(yīng)小于管道溝槽底部開挖寬度的一半。(4)槽底高程允許偏差：開挖土方時為20mm，開挖石方時為+20mm，-20mm。(四)溝槽、基坑土方工程機(jī)械化施工方案的選擇大型工程的土方工程施工中應(yīng)合理地選擇機(jī)械,使各種機(jī)械在施工中配合協(xié)調(diào),充分發(fā)揮機(jī)械效率,保證工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、降低工程本錢。因此,在施工前要經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)分析比較，制定出合理的施工方案，用以指導(dǎo)施工。1.制定施工方案的依據(jù)(1)工程類型及規(guī)模；(2)施工現(xiàn)場的工程及水文地質(zhì)情況；(3)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備條件；(4)工期要求。2.施工方案的選擇在大型管溝、基坑施工中，可根據(jù)

9、管溝、基坑深度、土質(zhì)、地下水及土方量等情況，結(jié)合現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備的性能、適合條件，采取不同的施工方法。開挖溝槽常優(yōu)先考慮采用挖溝機(jī)，以保證施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。也可以用反向挖土機(jī)挖土，根據(jù)管溝情況，采取溝端開挖或溝側(cè)開挖。大型基坑施工可以采用正鏟挖土機(jī)挖土，自卸汽車運(yùn)土；當(dāng)基坑有地下水時，可先用正鏟挖土機(jī)開挖地下水位以上的土，再用反向鏟或拉鏟或抓鏟開挖地下水位以下的土。采用機(jī)械挖土?xí)r，為了不使地基土遭到破壞，管溝或基坑底部應(yīng)留200300mm 厚土層，由人工清理整平。3.挖溝機(jī)的生產(chǎn)率計算挖溝機(jī)的生產(chǎn)率為：在一定的土質(zhì)條件下，提高挖溝機(jī)的生產(chǎn)率的主要途徑是加快開挖時的行駛速度。但應(yīng)考慮皮帶運(yùn)輸器的運(yùn)送能力是否及時將土方卸出。4.單斗挖土機(jī)與自卸汽車配套計算(1)單斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計算。單斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計算式為： K1 土的影響系數(shù)。按土的等級確定：級土約為1.0; 級土約為