土方工程施工與質量控制

土方工程施工與質量控制土方工程是建筑工程施工中主要工種之一，常見的土方工程有：場地平整、基坑（槽）的開挖、巖土爆破及運輸、土方回填與夯實等主要施工過程，其中包括基坑（槽）降水、排水和邊坡處理等準備與輔助工作。土方工程施工質量，直接影響基礎工程乃至主體結構工程施工的正常進行。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(fā)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(wěn)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(nèi)容包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^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(nèi)容有：⑴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(diào)配等。⑵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。⑶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(chǎn)工藝和運輸?shù)囊?；●充分利用地形，分區(qū)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最少；●要有合理的泄水坡度(≧2‰)，滿足排水要求；●考慮最高洪水位的影響。場地設計標高H0的調(diào)整H0僅為一理論值，還應考慮以下因素進行調(diào)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(nèi)挖方和填方的影響——從經(jīng)濟觀點出發(fā)，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(diào)配區(qū)之間的平均運距。土方調(diào)配劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）→計算調(diào)配區(qū)之間的平均運距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）→確定初始調(diào)配方案→優(yōu)化方案判別→繪制土方調(diào)配圖表。原則是：力求挖填平衡、運距最短、費用最省，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⑴踏勘現(xiàn)場；⑵熟悉圖紙、編制施工方案；⑶清除現(xiàn)場障礙物，平整施工場地，進行地下墓探，設置排水降水設施；⑷永久性控制坐標和水準點的引測，建立測量控制網(wǎng)，設置方格網(wǎng)、控制樁等；⑸搭設臨時設施、修筑施工道路；⑹施工機具、用料準備。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(nèi)不積水?；樱ú郏┖凸軠祥_挖⑴基坑開挖，上部應有排水措施,防止地表水流入坑內(nèi)沖刷邊坡,造成塌方和破壞基土；⑵基坑開挖，應進行測量定位、抄平放線，定出開挖寬度，根據(jù)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；⑶應根據(jù)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(wěn)定的方法和措施；⑷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(tǒng)一進行一次修坡清底；⑸基坑開挖應防止對基礎持力層的擾動。基坑挖好后不能立即進入下道工序時，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；⑹在地下水位以下挖土，應在基坑內(nèi)設置排水溝、集水井或其它施工降水措施，降水工作應持續(xù)到基礎施工完成；⑺雨季施工時基坑槽應分段開挖，挖好一段澆筑一段墊層；⑻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(wěn)定；⑼基坑挖完后，應組織有業(yè)主、設計、勘察、監(jiān)理四方參與的基坑驗槽，并報質監(jiān)站驗證。符合要求后方可進入下一道工序。(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。基底以上應預留200～300mm厚土層由人工清底，以避免超挖和基底土層遭受擾動。2.3.土壁支護保持邊坡穩(wěn)定的基本條件是，在土體重力及外部荷載作用下產(chǎn)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。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(wěn)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，確保基礎施工在地下水位以上進行。2.4.施工排水基坑開挖時，流入坑內(nèi)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(xiàn)場周圍設臨時或永久性排水溝、防洪溝或擋水堤，以攔截雨水、潛水流入施工區(qū)域；疏：在施工范圍內(nèi)設置縱橫排水溝，疏通、排干場內(nèi)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。⑴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(nèi)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。⑵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.⑶深層明溝排水當?shù)叵禄酉噙B，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(nèi)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)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(nèi)，利用抽水設備將地下水從井點管內(nèi)不斷抽出，將地下水位降至基坑底以下。適用于滲透系數(shù)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６m。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)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(jù)需降水面積、深度及滲透系數(shù)確定，一般間距10～50m，最大埋深可達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(huán)形。適用于降水深度3～5m、滲透系數(shù)為20～200m/d的基坑中施工降水。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)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(shù)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)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(nèi)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。(3)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(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實，是大型土石方壓實的首選設備。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(guī)定時應符合以下規(guī)定：⑴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；⑵含水量符合壓實要求的粘性土，可用作各層填料；⑶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；⑷淤泥和淤泥質土，一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過含水量處理符合壓實要求后，可用于填方中的次要部位。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(tài)的土壤不能作填土之用。最佳含水量回填土含水量過大過小都難以夯壓密實，當土壤在最佳含水量的條件下壓實時，能獲得最大的密實度。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(qū)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(chǎn)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)、挖方邊坡塌方現(xiàn)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(fā)生塌方或滑塌現(xiàn)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。(2)、填方邊坡塌方現(xiàn)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）永久性填方的邊坡坡度應根據(jù)有關資料按設計規(guī)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(jīng)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(wěn)定的范圍內(nèi)積水。(3)、填方出現(xiàn)橡皮土（彈簧土）現(xiàn)象:填土受夯打后，基土發(fā)生顫動，受夯擊處下陷，四周鼓起，形成軟塑狀態(tài)，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(yōu)質土回填，并控制其控制含水量；2）填方區(qū)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。(4)、填土密實度達不到要求現(xiàn)象：回填土經(jīng)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(wěn)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(shù)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(shù)(5)、房心回填土下沉現(xiàn)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(guī)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(jù)回填高度，制定有效的回填方案(6)、場地積水現(xiàn)象：在建筑場地平整過程中或平整完成后，場地范圍內(nèi)高洼不平，局部或大面積出現(xiàn)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(jù)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(shù)據(jù)。3.2.場地基坑開挖(1)、邊坡超挖現(xiàn)象：邊坡面界面不平，出現(xiàn)較大凹陷，造成積水，使邊坡坡度加大，影響邊坡穩(wěn)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(xiàn)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(xù)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(jù)水位高度，確定降水方式及設置排水溝；3）施工中保持連續(xù)性降水，直至基坑（槽）回填完畢。(3)、基土擾動現(xiàn)象：基坑開挖后，地基土表層局部或大部分出現(xiàn)松動、浸泡等現(xiàn)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(jīng)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、土方開挖時，如遇到鄰近建筑物或構筑物、道路、管線等發(fā)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(yè)主協(xié)商，采取防護措施，并在施工中進行沉降或位移觀測。3施工中如發(fā)現(xiàn)有文物或古墓等，將妥善保護，并及時報請當?shù)赜嘘P部門處理。如發(fā)現(xiàn)有測量用的永久性標樁或地質、地震部門設置的長期觀測點等，加以保護。4、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(xiàn)更大的險情。5、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。6.1常見地面下沉部位：無地下室建筑：室內(nèi)、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(chǎn)生原因：無地下室建筑：室內(nèi)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(wěn)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