第1章土方工程

第一章土方工程學(xué)習(xí)要求:了解土的分類和現(xiàn)場(chǎng)鑒別土的種類；掌握基坑(槽)、場(chǎng)地平整土石方工程量的計(jì)算方法；了解土壁塌方和發(fā)生流砂現(xiàn)象的原因及防止方法；熟悉常用土方施工機(jī)械的特點(diǎn)、性能、適用范圍及提高生產(chǎn)率的方法；掌握回填土施工方法及質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。1.1

土的分類及工程性質(zhì)

1.2

土方計(jì)算1.3

施工準(zhǔn)備與輔助工作1.5

基坑(槽)施工1.4

土方機(jī)械化施工1.6

填土與壓實(shí)1.7土方工程常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷及處理1.8冬季和雨期施工1.9土方工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù)End本章內(nèi)容按土開(kāi)挖的難易程度將土分為：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開(kāi)挖，或用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)施工；堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土和軟石要用鎬、撬棍開(kāi)挖，或預(yù)先松土，部分用爆破的方法施工；次堅(jiān)石、堅(jiān)石和特堅(jiān)硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法見(jiàn)表1.1所示。

1.1土的分類及工程性質(zhì)1.1.1土的分類與鑒別

表1.1土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s一類土(松軟土)

砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥)

1.08～1.17

1.01～1.03

能用鍬、鋤頭挖掘

二類土(普通土)

亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填筑土及亞砂土

1.14～1.28

1.02～1.05

用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松

三類土(堅(jiān)土)

軟及中等密實(shí)粘土，重亞粘土，粗礫石，干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實(shí)的填筑土

1.24～1.30

1.04～1.07

要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍

四類土(砂礫堅(jiān)土)

重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實(shí)的黃土，天然級(jí)配砂石，軟泥灰?guī)r及蛋白石

1.26～1.32

1.06～1.09

整個(gè)用鎬、撬棍，然后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘

土的分類

土的名稱

可松性系數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

KSK’s五類土(軟石)硬石炭紀(jì)粘土，中等密實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白堊土，膠結(jié)不緊的礫巖，軟的石炭巖

1.30～1.451.10～1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)泥巖，砂巖，礫巖，堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖，泥灰?guī)r，密實(shí)的石灰?guī)r，風(fēng)化花崗巖，片麻巖1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開(kāi)挖,部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r，風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開(kāi)挖

八類土(特堅(jiān)硬石))

安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玢巖1.45～1.501.20～1.30用爆破方法開(kāi)挖土的含水量：土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率。1.1.2土的工程性質(zhì)

1.1.2.1土的含水量

式中：m濕——含水狀態(tài)土的質(zhì)量，kg；m干——烘干后土的質(zhì)量，kg；

mW

——土中水的質(zhì)量，kg；

mS—固體顆粒的質(zhì)量，kg。

土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對(duì)土方邊坡的穩(wěn)定性及填方密實(shí)程度有直接的影響。(1.1)土的天然密度:

在天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。它與土的密實(shí)程度和含水量有關(guān)。土的天然密度按下式計(jì)算：

1.1.2.2土的天然密度和干密

式中ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的總質(zhì)量，kg；

V—土的體積，m3。

(1.2)干密度:土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，用下式表示：

式中ρd——土的干密度，kg/m3；

mS

——固體顆粒質(zhì)量，kg；

V—土的體積，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的干密度愈大，表示土愈密實(shí)。土的密實(shí)程度主要通過(guò)檢驗(yàn)填方土的干密度和含水量來(lái)控制。

(1.3)1.1.2.3土的可松性系數(shù)

土的可松性：天然土經(jīng)開(kāi)挖后，其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍然不能完全復(fù)原，土的這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性用可松性系數(shù)表示，即式中KS、KS′——土的最初、最終可松性系數(shù)；

V1——土在天然狀態(tài)下的體積，m3；V2——土挖出后在松散狀態(tài)下的體積，m3；V3——土經(jīng)壓(夯)實(shí)后的體積，m3。(1.4)(1.5)土的最初可松性系數(shù)KS是計(jì)算車輛裝運(yùn)土方體積及挖土機(jī)械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)是計(jì)算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)，各類土的可松性系數(shù)見(jiàn)表1.1所示。

1.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過(guò)的性質(zhì)。土的滲透性用滲透系數(shù)表示。滲透系數(shù)：表示單位時(shí)間內(nèi)水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級(jí)配、密實(shí)程度等有關(guān)，是人工降低地下水位及選擇各類井點(diǎn)的主要參數(shù)。土的滲透系數(shù)見(jiàn)表1.2所示。

表1.2土的滲透系數(shù)參考表

土的名稱

滲透系數(shù)(m/d)

土的名稱滲透系數(shù)(m/d)

粘土

＜0.005

中砂

5.00～20.00

亞

粘

土

0.005～0.10

均質(zhì)中砂

35～50

輕亞粘土

0.10～0.50

粗砂

20～50

黃土

0.25～0.50

圓

礫

石

50～100

粉砂

0.50～1.00

卵石

100～500

細(xì)砂

1.00～5.00

1.2土方計(jì)算1.2.1基坑與基槽土方量計(jì)算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個(gè)平行的平面作底的一種多面體)體積公式計(jì)算(圖1.1)。即

式中H——基坑深度，m；A1、A2——基坑上、下底的面積，m2；

A0

—基坑中截面的面積，m2。(1.6)基槽土方量計(jì)算可沿長(zhǎng)度方向分段計(jì)算(圖1.2)：

式中V1——第一段的土方量，m3；

L1

—第一段的長(zhǎng)度，m。

將各段土方量相加即得總土方量：

(1.7)(1.8)1.2.2場(chǎng)地平整土方計(jì)算

對(duì)于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場(chǎng)、車站等占地廣闊工程的平整場(chǎng)地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場(chǎng)地設(shè)計(jì)要求的平面。

場(chǎng)地挖填土方量計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計(jì)算的場(chǎng)地劃分成若干橫截面后，用橫截面計(jì)算公式逐段計(jì)算，最后將逐段計(jì)算結(jié)果匯總。橫截面法計(jì)算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對(duì)于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網(wǎng)法。

1．場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)考慮：滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)囊?；充分利用地形（如分區(qū)臺(tái)階布置），盡量使挖填方平衡，以減少土方量；要有一定泄水坡度（≥2%），使之能滿足排水要求；要考慮最高洪水位的影響。

（1）初步計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0）初步計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高的原則是場(chǎng)內(nèi)挖填方平衡，即場(chǎng)內(nèi)挖方總量等于填方總量。H0=（1-10）式中：N——方格數(shù)目；H1——一個(gè)方格獨(dú)有的角點(diǎn)標(biāo)高；H2——兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；H3——三個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高；H4——四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高。(2)調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。初步確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0）僅為一理論值，實(shí)際上，還需要考慮以下因素對(duì)初步場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高（H0）值進(jìn)行調(diào)整。①土的可松性影響。由于具有可松性，會(huì)造成填土的多余，需相應(yīng)地提高設(shè)計(jì)標(biāo)高。②場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響。由于場(chǎng)地內(nèi)大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及從經(jīng)濟(jì)角度比較，將部分挖方就近棄于場(chǎng)外（簡(jiǎn)稱棄土）或?qū)⒉糠痔罘骄徒⊥劣趫?chǎng)外（簡(jiǎn)稱借土）等，均會(huì)引起挖填土方量的變化。必要時(shí)，需重新調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高。③考慮泄水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響。按調(diào)整后的同一設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行場(chǎng)地平整時(shí)，整個(gè)場(chǎng)地表面均處于同一水平面，但實(shí)際上由于排水的要求，場(chǎng)地需有一定泄水坡度。平整場(chǎng)地的表面坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如無(wú)設(shè)計(jì)要求時(shí)，排水溝方向的坡度不應(yīng)小于2%。因此，還需要根據(jù)場(chǎng)地的泄水坡度的要求（單向泄水或雙向泄水），計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi)各方格角點(diǎn)實(shí)際施工所用的設(shè)計(jì)標(biāo)高。Hij=H0±Lxix±Lyiy

（1-12）式中：Lx

、Iy?——該點(diǎn)沿x-x、y-y方向距場(chǎng)地的中心線的距離；ix

、iy——該點(diǎn)沿x-x、y-y方向的泄水坡度。2.方格網(wǎng)法計(jì)算場(chǎng)地平整土方量步驟為：

(1)讀識(shí)方格網(wǎng)圖方格網(wǎng)圖由設(shè)計(jì)單位(一般在1/500的地形圖上)將場(chǎng)地劃分為邊長(zhǎng)a=10～40m的若干方格，與測(cè)量的縱橫坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)，在各方格角點(diǎn)規(guī)定的位置上標(biāo)注角點(diǎn)的自然地面標(biāo)高(H)和設(shè)計(jì)標(biāo)高(Hn)，如圖1.3所示。(2)計(jì)算場(chǎng)地各個(gè)角點(diǎn)的施工高度

施工高度為角點(diǎn)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高與自然地面標(biāo)高之差，是以角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為基準(zhǔn)的挖方或填方的施工高度。各方格角點(diǎn)的施工高度按下式計(jì)算：

式中hn——角點(diǎn)施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n—方格的角點(diǎn)編號(hào)(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。

(1.9)(3)計(jì)算“零點(diǎn)”位置，確定零線方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點(diǎn)，即為“零點(diǎn)”(圖1.4)。零點(diǎn)位置按下式計(jì)算：

式中x1、x2——角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離，m；h1、h2——相鄰兩角點(diǎn)的施工高度(均用絕對(duì)值)，m；

a—方格網(wǎng)的邊長(zhǎng)，m。

(1.10)

確定零點(diǎn)的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點(diǎn)上標(biāo)出挖填施工高度相應(yīng)比例，用尺相連，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。

(4)計(jì)算方格土方工程量按方格底面積圖形和表1.3所列計(jì)算公式，逐格計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的挖方量或填方量。(5)邊坡土方量計(jì)算

場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區(qū)的穩(wěn)定。邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進(jìn)行計(jì)算，一種為三角棱錐體(圖1.6中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中④)。

表1.3常用方格網(wǎng)點(diǎn)計(jì)算公式

項(xiàng)目圖式計(jì)算公式一點(diǎn)填方或挖方(三角形)

兩點(diǎn)填方或挖方(梯形)

三點(diǎn)填方或挖方(五角形)

四點(diǎn)填方或挖方(正方形)

A

三角棱錐體邊坡體積

式中l(wèi)1——邊坡①的長(zhǎng)度；

A1——邊坡①的端面積；h2——角點(diǎn)的挖土高度；

m—邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。(1.11)B

三角棱柱體邊坡體積

兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中l(wèi)4——邊坡④的長(zhǎng)度；

A1、A2、A0—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。

C

計(jì)算土方總量

將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計(jì)算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場(chǎng)地挖方和填方的總土方量。

(1.12)(1.13)【例1.1】某建筑場(chǎng)地方格網(wǎng)如圖1.7所示，方格邊長(zhǎng)為20m×20m，填方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為1.0，挖方區(qū)邊坡坡度系數(shù)為0.5，試用公式法計(jì)算挖方和填方的總土方量。

【解】

(1)

根據(jù)所給方格網(wǎng)各角點(diǎn)的地面設(shè)計(jì)標(biāo)高和自然標(biāo)高，計(jì)算結(jié)果列于圖1.8中。由公式1.9得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06(2)計(jì)算零點(diǎn)位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號(hào)不同，說(shuō)明此方格邊上有零點(diǎn)存在。由公式1.10求得：1—5線x1=4.55(m)2—6線x1=13.10(m)6—7線x1=7.69(m)7—11線x1=8.89(m)11—12線x1=15.38(m)

將各零點(diǎn)標(biāo)于圖上，并將相鄰的零點(diǎn)連接起來(lái)，即得零線位置，如圖1.8。

(3)計(jì)算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形，土方量為：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面為兩個(gè)梯形，土方量為：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：

VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)

方格網(wǎng)總填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)

方格網(wǎng)總挖方量：

∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)(4)邊坡土方量計(jì)算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計(jì)算外，其余均按三角棱錐體計(jì)算，

依式1.11、1.12可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)1.2.3土方調(diào)配

土方調(diào)配是土方工程施工組織設(shè)計(jì)(土方規(guī)劃)中的一個(gè)重要內(nèi)容，在平整場(chǎng)地土方工程量計(jì)算完成后進(jìn)行。編制土方調(diào)配方案應(yīng)根據(jù)地形及地理?xiàng)l件，把挖方區(qū)和填方區(qū)劃分成若干個(gè)調(diào)配區(qū)，計(jì)算各調(diào)配區(qū)的土方量，并計(jì)算每對(duì)挖、填方區(qū)之間的平均運(yùn)距(即挖方區(qū)重心至填方區(qū)重心的距離)，確定挖方各調(diào)配區(qū)的土方調(diào)配方案，應(yīng)使土方總運(yùn)輸量最小或土方運(yùn)輸費(fèi)用最少，而且便于施工，從而可以縮短工期、降低成本。

土方調(diào)配的原則：力求達(dá)到挖方與填方平衡和運(yùn)距最短的原則；近期施工與后期利用的原則。進(jìn)行土方調(diào)配，必須依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況、有關(guān)技術(shù)資料、工期要求、土方施工方法與運(yùn)輸方法，綜合上述原則，并經(jīng)計(jì)算比較，選擇經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)配方案。調(diào)配方案確定后，繪制土方調(diào)配圖(如圖1.10)。在土方調(diào)配圖上要注明挖填調(diào)配區(qū)、調(diào)配方向、土方數(shù)量和每對(duì)挖填之間的平均運(yùn)距。圖中的土方調(diào)配，僅考慮場(chǎng)內(nèi)挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方。1.3施工準(zhǔn)備與輔助工作1.3.1施工準(zhǔn)備

(1)

在場(chǎng)地平整施工前，應(yīng)利用原場(chǎng)地上已有各類控制點(diǎn)，或已有建筑物、構(gòu)筑物的位置、標(biāo)高，測(cè)設(shè)平場(chǎng)范圍線和標(biāo)高。(2)對(duì)施工區(qū)域內(nèi)障礙物要調(diào)查清楚，制訂方案，并征得主管部門(mén)意見(jiàn)和同意，拆除影響施工的建筑物、構(gòu)筑物；拆除和改造通訊和電力設(shè)施、自來(lái)水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹(shù)木。(3)盡可能利用自然地形和永久性排水設(shè)施，采用排水溝、截水溝或擋水壩措施，把施工區(qū)域內(nèi)的雨雪自然水、低洼地區(qū)的積水及時(shí)排除，使場(chǎng)地保持干燥,便于土方工程施工。(4)對(duì)于大型平整場(chǎng)地，利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，將場(chǎng)地設(shè)計(jì)平面圖的方格網(wǎng)在地面上測(cè)設(shè)固定下來(lái)，各角點(diǎn)用木樁定位，并在樁上注明樁號(hào)、施工高度數(shù)值,以便施工。(5)

修好臨時(shí)道路、電力、通訊及供水設(shè)施，以及生活和生產(chǎn)用臨時(shí)房屋。1.3.2土方邊坡與土壁支撐

土壁穩(wěn)定，主要是由土體內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會(huì)塌方。造成土壁塌方的主要原因有：

邊坡過(guò)陡，使土體本身穩(wěn)定性不夠，尤其是在土質(zhì)差、開(kāi)挖深度大的坑槽中，常引起塌方。雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因?；?槽)邊緣附近大量堆土，或停放機(jī)具、材料，或由于動(dòng)荷載的作用，使土體產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過(guò)土體的抗剪強(qiáng)度。

1.3.2.1土方邊坡

土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度)

h與底寬b之比表示(圖1.11)，即

土方邊坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m

式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。

當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過(guò)下列規(guī)定：密實(shí)、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m；

硬塑、可塑的粉土及粉質(zhì)粘土：1.25m；

硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)：

1.5m；

堅(jiān)硬的粘土：2m。

挖土深度超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)考慮放坡或做成直立壁加支撐。

當(dāng)挖地基坑較深或晾槽時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)行情況采取護(hù)面措施。常用的坡面保護(hù)方法有帆布、塑料薄膜覆蓋法，坡面拉網(wǎng)法或掛網(wǎng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好，土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時(shí)，挖方深度在5m以內(nèi)且不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)符合表1.4規(guī)定。

基坑(槽)或管溝挖好后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)工程或地下結(jié)構(gòu)工程施工。在施工過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。表1.4深度在5m內(nèi)的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度

土的類別

邊坡坡度(高∶寬)

坡頂無(wú)荷載

坡頂有靜載

坡頂有動(dòng)載

中密的砂土

1∶1.00

1：1.251：1.50中密的碎石類土(充填物為砂土)

1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土

1：0.671：0.751：1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)

1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉質(zhì)粘土、粘土

1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.101：0.251：0.33軟土(經(jīng)井點(diǎn)降水后)

1：1.00----

永久性挖方邊坡坡度應(yīng)按設(shè)計(jì)要求放坡。臨時(shí)性挖方的邊坡值應(yīng)符合表1.5的規(guī)定。

表1.5臨時(shí)性挖方邊坡值

土的類別

邊坡值(高∶寬)

砂土(不包括細(xì)砂、粉砂)

1∶1.25～1∶1.50

一般性粘土

硬

1∶0.75～1∶1.00硬、塑

1∶1.00～1∶1.25

軟

1∶1.50或更緩

碎石類土

充填堅(jiān)硬、硬塑粘性土

1∶0.50～1∶1.00

充填砂土

1∶1.00～1∶1.50

1.3.3基坑（槽）支撐當(dāng)基坑（槽）開(kāi)挖較深，由于土質(zhì)條件差、放坡后土方量過(guò)大，甚至影響周圍建筑物、城市道路、地下管線，采用放坡開(kāi)挖無(wú)法保證施工安全或由于施工場(chǎng)地狹小無(wú)放坡條件時(shí)，一般采用支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)土壁進(jìn)行支撐，以保證基坑（槽）的土壁穩(wěn)定?；樱ú郏┲ёo(hù)結(jié)構(gòu)主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)和撐錨兩部分組成。其主要作用是支撐土壁，同時(shí)還兼有不同程度的擋水作用。基坑（槽）支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型較多。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的其受力狀態(tài)不同可分為橫撐式支撐、板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)（懸臂式、支撐式）、重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)；根據(jù)其工作機(jī)理和圍護(hù)墻的形式可分為以下類型：為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明溝排水法和井點(diǎn)降水法。

1.3.4降低地下水位

1集水井降水法

集水井降水法又稱明溝排水法，是一種設(shè)備簡(jiǎn)單、應(yīng)用普遍的人工降低水位的方法。施工方法是，開(kāi)挖基坑或溝槽過(guò)程中，遇到地下水或地表水時(shí)，在基礎(chǔ)范圍以外地下水流的上游，沿坑底的周圍開(kāi)挖排水溝，設(shè)置集水井，使水經(jīng)排水溝流入井內(nèi)，然后用水泵抽出坑外(見(jiàn)圖1.16)。明溝排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細(xì)砂土和粉砂土層，因?yàn)榈叵滤疂B出會(huì)帶走細(xì)粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。流砂：當(dāng)開(kāi)挖深度大、地下水位較高而土質(zhì)為細(xì)砂或粉砂時(shí)，如果采用集水井法降水開(kāi)挖，當(dāng)挖至地下水位以下時(shí)，坑底下面的土?xí)纬闪鲃?dòng)狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂。

流砂現(xiàn)象如果土層中產(chǎn)生局部流砂現(xiàn)象，應(yīng)采取減小動(dòng)水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有：如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m；

水中挖土?xí)r，不抽水或減少抽水，保持坑內(nèi)水壓與地下水壓基本平衡；

采用井點(diǎn)降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產(chǎn)生。

井點(diǎn)降水：基坑開(kāi)挖前，在基坑四周預(yù)先埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，在基坑開(kāi)挖前和開(kāi)挖過(guò)程中，利用抽水設(shè)備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基礎(chǔ)工程施工結(jié)束為止。

井點(diǎn)降水有兩類：一類為輕型井點(diǎn)(包括電滲井點(diǎn)與噴射井點(diǎn))；另一類為管井點(diǎn)(深井泵)。對(duì)不同的土質(zhì)應(yīng)采用不同的降水形式，表1.6為常用的降水形式。2井點(diǎn)降水法

表1.6降水類型及適用條件

適合條件降水類型滲透系數(shù)(cm/s)可能降低的水位深度(m)輕型井點(diǎn)多級(jí)輕型井點(diǎn)10-2～10-5

3～66～12噴射井點(diǎn)10-3～10-6

8～20電滲井點(diǎn)＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5

＞10(1)輕型井點(diǎn)

輕型井點(diǎn)(圖1.17)就是沿基坑周圍或一側(cè)以一定間距將井點(diǎn)管(下端為濾管)埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管連接，利用抽水設(shè)備將地下水經(jīng)濾管進(jìn)入井管，經(jīng)總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。輕型井點(diǎn)法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.1～50m/d的土層中；降低水位深度：一級(jí)輕型井點(diǎn)3～6m，二級(jí)井點(diǎn)可達(dá)6～9m。

輕型井點(diǎn)設(shè)備由管路系統(tǒng)和抽水設(shè)備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點(diǎn)管、彎聯(lián)管及總管等。

濾管(圖1.18)為進(jìn)水設(shè)備，其構(gòu)造是否合理對(duì)抽水設(shè)備影響很大。

輕型井點(diǎn)的布置

當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過(guò)5m時(shí)，可用單排線狀井點(diǎn)布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)度一般不小于溝槽寬度(圖1.19)。

在考慮到抽水設(shè)備的水頭損失以后，井點(diǎn)降水深度一般不超過(guò)6m。井點(diǎn)管的埋設(shè)深度H(不包括濾管)按下式計(jì)算(圖1.19(b))：式中H1——井點(diǎn)管埋設(shè)面至基坑底的距離，m；h——基坑中心處坑底面(單排井點(diǎn)時(shí)，為遠(yuǎn)離井點(diǎn)一側(cè)坑底邊緣)至降低后地下水位的距離，一般為0.5～1.0m；i——地下水降落坡度；環(huán)狀井點(diǎn)為1/10，單排線狀井點(diǎn)為1/4；

L——井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離(單排井點(diǎn)中為井點(diǎn)管至基坑另一側(cè)的水平距離)，m。

(1.14)如寬度大于6m或土質(zhì)不定，滲透系數(shù)較大時(shí)，宜用雙排井點(diǎn)，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(diǎn)(圖1.20)；為便于挖土機(jī)械和運(yùn)輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點(diǎn)。

當(dāng)一級(jí)井點(diǎn)系統(tǒng)達(dá)不到降水深度時(shí)，可采用二級(jí)井點(diǎn)，即先挖去第一級(jí)井點(diǎn)所疏干的土，然后在基坑底部裝設(shè)第二級(jí)井點(diǎn)，使降水深度增加（圖1.21）。

輕型井點(diǎn)的安裝輕型井點(diǎn)的施工分為準(zhǔn)備工作及井點(diǎn)系統(tǒng)安裝。

準(zhǔn)備工作包括井點(diǎn)設(shè)備、動(dòng)力、水泵及必要材料準(zhǔn)備，排水溝的開(kāi)挖，附近建筑物的標(biāo)高監(jiān)測(cè)以及防止附近建筑沉降的措施等。埋設(shè)井點(diǎn)系統(tǒng)的順序：根據(jù)降水方案放線、挖管溝、布設(shè)總管、沖孔、下井點(diǎn)管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點(diǎn)管與總管、安裝抽水設(shè)備、試抽。

井點(diǎn)管的埋設(shè)一般用水沖法施工，分為沖孔(圖1.22(a))和埋管(圖1.22(b))兩個(gè)過(guò)程。輕型井點(diǎn)使用

輕型井點(diǎn)運(yùn)行后，應(yīng)保證連續(xù)不斷地抽水。

井點(diǎn)淤塞，一般可以通過(guò)聽(tīng)管內(nèi)水流聲響、手摸管壁感到有振動(dòng)、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺(jué)等簡(jiǎn)便方法檢查。

地下基礎(chǔ)工程(或構(gòu)筑物)竣工并進(jìn)行回填土后，停機(jī)拆除井點(diǎn)排水設(shè)備。

1.4.1.1推土機(jī)

按行走的方式，可分為履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)。

履帶式推土機(jī)附著力強(qiáng)，爬坡性能好，適應(yīng)性強(qiáng)；輪胎式推土機(jī)行駛速度快，靈活性好。

目前，我國(guó)生產(chǎn)的履帶式推土機(jī)有東方32100、T-120、黃河220等；輪胎式推土機(jī)有TL160等。

1.4土方機(jī)械化施工1.4.1常用土方施工機(jī)械

1.4.1.1鏟運(yùn)機(jī)

按行走方式分為牽引式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)；按鏟斗操縱系統(tǒng)分，有液壓操縱和機(jī)械操縱兩種。為了提高鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)效率，可以采取下坡鏟土、推土機(jī)推土助鏟等方法，縮短裝土?xí)r間，使鏟斗的土裝得較滿。

助鏟法：根據(jù)填、挖方區(qū)分布情況，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理選擇運(yùn)行路線，提高生產(chǎn)率。一般有環(huán)形路線和“8”字形路線兩種形式。環(huán)形路線

見(jiàn)圖1.23“8”字形路線

見(jiàn)圖1.241.4.1.3單斗挖土機(jī)

單斗挖土機(jī)按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種(圖1.25)。

單斗挖土機(jī)按其操縱機(jī)構(gòu)的不同，可分為機(jī)械式和液壓式兩類。液壓式單斗挖土機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能無(wú)級(jí)調(diào)速且調(diào)速范圍大；快速作業(yè)時(shí)，慣性小，并能高速反轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，可減少?gòu)?qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)身輕，尺寸?。桓接胁煌难b置，能一機(jī)多用；操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(1)正鏟挖土機(jī)正鏟挖土機(jī)的工作特點(diǎn)是前進(jìn)行駛，鏟斗由下向上強(qiáng)制切土，挖掘力大，生產(chǎn)效率高；適用于開(kāi)挖含水量不大于27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個(gè)挖掘運(yùn)輸作業(yè)；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正鏟挖土機(jī)的開(kāi)挖方式，根據(jù)開(kāi)挖路線與運(yùn)輸車輛的相對(duì)位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種：正向挖土，側(cè)向卸土(圖1.26(b))正向挖土，反向卸土(圖1.26(a))

(2)

反鏟挖土機(jī)反鏟挖土機(jī)的工作特點(diǎn)是機(jī)械后退行駛，鏟斗由上而下強(qiáng)制切土，用于開(kāi)挖停機(jī)面以下的一至三類土，適用于挖掘深度不大于4m的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開(kāi)挖。

反鏟挖土機(jī)的開(kāi)行方式有溝端開(kāi)挖和溝側(cè)開(kāi)挖兩種。溝端開(kāi)挖(圖1.28(a))反鏟挖土機(jī)停在溝端，向后退著挖土。

溝側(cè)開(kāi)挖(圖1.28(b))挖土機(jī)在溝槽一側(cè)挖土，挖土機(jī)移動(dòng)方向與挖土方向垂直。(3)拉鏟挖土機(jī)拉鏟挖土機(jī)工作時(shí)利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼絲繩進(jìn)行挖土或卸土，鏟斗由上而下，靠自重切土，可以開(kāi)挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開(kāi)挖方式與反鏟相似，可溝端開(kāi)挖，也可溝側(cè)開(kāi)挖。(4)抓鏟挖土機(jī)

抓鏟挖土機(jī)主要用于開(kāi)挖土質(zhì)比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程，特別適于水下挖土。土質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)不能用抓鏟施工。

1.4.2.1土方機(jī)械選擇的原則

施工機(jī)械的選擇應(yīng)與施工內(nèi)容相適應(yīng)；土方施工機(jī)械的選擇與工程實(shí)際情況相結(jié)合；主導(dǎo)施工機(jī)械確定后，要合理配備完成其他輔助施工過(guò)程的機(jī)械；選擇土方施工機(jī)械要考慮其他施工方法，輔助土方機(jī)械化施工。

1.4.2土方機(jī)械的選擇

1.4.2.2土方開(kāi)挖方式與機(jī)械選擇

(1)

平整場(chǎng)地常由土方的開(kāi)挖、運(yùn)輸、填筑和壓實(shí)等工序完成。地勢(shì)較平坦、含水量適中的大面積平整場(chǎng)地，選用鏟運(yùn)機(jī)較適宜。地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場(chǎng)地，運(yùn)距在1000m以上時(shí)，可選擇正鏟挖土機(jī)配合自卸車進(jìn)行挖土、運(yùn)土，在填方區(qū)配備推土機(jī)平整及壓路機(jī)碾壓施工。挖填方高度均不大，運(yùn)距在100m以內(nèi)時(shí)，采用推土機(jī)施工，靈活、經(jīng)濟(jì)。(2)地面上的坑式開(kāi)挖單個(gè)基坑和中小型基礎(chǔ)基坑開(kāi)挖，在地面上作業(yè)時(shí)，多采用抓鏟挖土機(jī)和反鏟挖土機(jī)。抓鏟挖土機(jī)適用于一、二類土質(zhì)和較深的基坑；反鏟挖土機(jī)適于四類以下土質(zhì)，深度在4m以內(nèi)的基坑。(3)長(zhǎng)槽式開(kāi)挖

指在地面上開(kāi)挖具有一定截面、長(zhǎng)度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎(chǔ)和管溝，宜采用反鏟挖土機(jī)；若為水中取土或土質(zhì)為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機(jī)挖土。若土質(zhì)干燥，槽底開(kāi)挖不深，基槽長(zhǎng)30m以上，可采用推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)施工。地面上的坑式開(kāi)挖(4)整片開(kāi)挖

對(duì)于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機(jī)開(kāi)挖。若基坑內(nèi)土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機(jī)，可在坑上作業(yè)。(5)對(duì)于獨(dú)立柱基礎(chǔ)的基坑及小截面條形基礎(chǔ)基槽的開(kāi)挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機(jī)配以翻斗車來(lái)完成淺基坑(槽)的挖掘和運(yùn)土。

房屋定位：在基礎(chǔ)施工之前根據(jù)建筑總平面圖設(shè)計(jì)要求，將擬建房屋的平面位置和零點(diǎn)標(biāo)高在地面上固定下來(lái)。定位一般用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和鋼尺等測(cè)量?jī)x器，根據(jù)主軸線控制點(diǎn)，將外墻軸線的四個(gè)交點(diǎn)用木樁測(cè)設(shè)在地面上(圖1.29)。

房屋外墻軸線測(cè)定后，根據(jù)建筑平面圖將內(nèi)部縱橫的所有軸線都一一測(cè)出，并用木樁及樁頂面小釘標(biāo)識(shí)出來(lái)。1.5基坑(槽)施工1.5.1房屋定位

放線：房屋定位后，根據(jù)基礎(chǔ)的寬度、土質(zhì)情況、基礎(chǔ)埋置深度及施工方法，計(jì)算確定基槽(坑)上口開(kāi)挖寬度，拉通線后用石灰在地面上畫(huà)出基槽(坑)開(kāi)挖的上口邊線即放線(圖1.30)。

1.5.2放線

基槽開(kāi)挖寬度的計(jì)算：

(1)不放坡，不加擋土板支撐

(2)不放坡，但要留工作面

一般，當(dāng)基槽(坑)底在地下水位以上時(shí)，每邊留出工作面寬度為300mm(圖1.31)，基槽放灰線尺寸為：

式中d——基礎(chǔ)放灰線寬，mm；a——基礎(chǔ)底寬，mm；

c—工作面寬(一般取300mm)(1.15)(3)留工作面并加支撐

當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深，場(chǎng)地又狹窄不能放坡時(shí)，為防止土壁坍塌，必須設(shè)置支撐。此時(shí)，放灰線尺寸除考慮基礎(chǔ)底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。(4)放坡

如果基槽深度超過(guò)《土方和爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定時(shí)，即使土質(zhì)良好且無(wú)地下水，亦需根據(jù)挖土深度和土質(zhì)情況，參照表1.5放坡。放灰線尺寸為(圖1.32)：式中b——放坡寬度，b=mh；m——坡度系數(shù)；h—基槽開(kāi)挖深度。

(1.16)1.5.3基槽(坑)土方開(kāi)挖

基槽(坑)開(kāi)挖有人工開(kāi)挖和小型液壓挖土機(jī)開(kāi)挖兩種形式。開(kāi)挖基槽(坑)應(yīng)按規(guī)定的尺寸，合理安排開(kāi)挖順序和分層進(jìn)行，且連續(xù)施工。土方開(kāi)挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況一致，并遵循“開(kāi)槽支撐，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。1.5.3.1基槽(坑)開(kāi)挖深度控制

當(dāng)基槽(坑)挖到離坑底0.5m左右時(shí)，根據(jù)龍門(mén)板上標(biāo)高及時(shí)用水準(zhǔn)儀抄平，在土壁上打上水平樁，作為控制開(kāi)挖深度的依據(jù)。

1.5.3.2基槽(坑)開(kāi)挖中注意事項(xiàng)

在開(kāi)挖基槽(坑)之前，應(yīng)檢查龍門(mén)板、軸線樁有無(wú)走動(dòng)現(xiàn)象，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙校核基礎(chǔ)軸線的位置、尺寸及水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高等?；?坑)、管溝的挖土應(yīng)分層進(jìn)行。在施工過(guò)程中，基槽(坑)、管溝邊堆置土方不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)荷載?；?坑)土方施工中及雨后，應(yīng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境進(jìn)行觀察和監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)處理，待恢復(fù)正常后方可繼續(xù)施工。

基槽(坑)開(kāi)挖時(shí)，要加強(qiáng)垂直高度方向的測(cè)量，防止超挖，防止攪動(dòng)基底土層。對(duì)特大型基坑，應(yīng)分區(qū)分塊挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，分區(qū)分塊及時(shí)澆筑墊層。土方開(kāi)挖施工中，若發(fā)現(xiàn)古墓及文物等，要保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)，并立即通知文物管理部門(mén)，經(jīng)查看處理后方可施工。1.5.3.3驗(yàn)槽基槽(坑)開(kāi)挖完畢并清理好以后，在墊層施工以前，施工單位應(yīng)會(huì)同勘察、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位一起進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查并驗(yàn)收基槽，通常稱為驗(yàn)槽。

驗(yàn)槽(坑)的主要內(nèi)容和方法如下：核對(duì)基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底標(biāo)高。核對(duì)基槽(坑)土質(zhì)和地下水情況?？昭ā⒐拍?、古井、防空掩體及地下埋設(shè)物的位置、深度、形狀。對(duì)整個(gè)基槽(坑)底進(jìn)行全面觀察，注意土的顏色是否一致，土的堅(jiān)硬程度是否一樣，有無(wú)軟硬不一或弱土層，局部的含水量有無(wú)異常現(xiàn)象，走上去有無(wú)顫動(dòng)的感覺(jué)等。驗(yàn)槽的重點(diǎn)應(yīng)選擇在樁基、承重墻或其他受力較大部位。

1.6填土與壓實(shí)1.6.1填土的要求

填土的土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。含有大量有機(jī)物、石膏和水溶性硫酸鹽(含量大于5%)的土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應(yīng)作為填方土料；以粘土為土料時(shí)，應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，其最大粒徑不得超過(guò)每層鋪墊厚度的2/3。填土應(yīng)按整個(gè)寬度水平分層進(jìn)行，當(dāng)填方位于傾斜的山坡時(shí)，應(yīng)將斜坡修筑成1∶2階梯形邊坡后施工，以免填土橫向移動(dòng)，并盡量用同類土填筑。回填施工前，填方區(qū)的積水采用明溝排水法排除，并清除雜物。1.6.2土的壓實(shí)方法填土的壓實(shí)方法一般有碾壓、夯實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)等幾種。

碾壓法是靠沿填筑面滾動(dòng)的鼓筒或輪子的壓力壓實(shí)填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機(jī)械有平碾(壓路機(jī))、羊足碾、振動(dòng)碾和汽胎碾。碾壓機(jī)械進(jìn)行大面積填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。

夯實(shí)方法是利用夯錘自由下落的沖擊力來(lái)夯實(shí)填土，適用于小面積填土的壓實(shí)。夯實(shí)機(jī)械有夯錘、內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)等。

1.6.3填土壓實(shí)的影響因素填土壓實(shí)的主要影響因素為壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。1.6.3.1壓實(shí)功的影響

填土壓實(shí)后的密度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加功的關(guān)系見(jiàn)圖1.33。

1.6.3.2含水量的影響

填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實(shí))遍數(shù)和質(zhì)量。

較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實(shí)；當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時(shí)，土的顆粒之間因水的潤(rùn)滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實(shí)功作用下，得到最大的密實(shí)度，這時(shí)土的含水量稱做最佳含水量(圖1.34)。各種土的最佳含水量和最大干密度見(jiàn)表1.7所示。

表1.7土的最佳含水量和最大干密度參考表

項(xiàng)次土的種類變動(dòng)范圍最佳含水量(%)(質(zhì)量比)最大干密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉質(zhì)粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.801.6.3.3鋪土厚度的影響在壓實(shí)功作用下，土中的應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小(圖1.35)，其壓實(shí)作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。

各種壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)影響深度與土的性質(zhì)和含水量等因素有關(guān)。對(duì)于重要填方工程，其達(dá)到規(guī)定密實(shí)度所需的壓實(shí)遍數(shù)、鋪土厚度等應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和壓實(shí)機(jī)械在施工現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)試驗(yàn)決定。若無(wú)試驗(yàn)依據(jù)應(yīng)符合表1.8的規(guī)定。表1.8填土施工時(shí)的分層厚度及壓實(shí)遍數(shù)

壓實(shí)機(jī)具分層厚度(mm)每層壓實(shí)遍數(shù)平碾250～3006～8振動(dòng)壓實(shí)機(jī)250～3503～4柴油打夯機(jī)200～2503～4人工打夯＜2003～41.6.4填土質(zhì)量檢查填土壓實(shí)后必須要達(dá)到密實(shí)度要求，填土密實(shí)度以設(shè)計(jì)規(guī)定的控制干密度ρd(或規(guī)定的壓實(shí)系數(shù)λ)作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實(shí)系數(shù)。土的最大干密度乘以規(guī)范規(guī)定或設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)系數(shù)，即可計(jì)算出填土控制干密度ρd的值。土的實(shí)際干密度可用“環(huán)刀法”測(cè)定。填方施工結(jié)束后，應(yīng)檢查標(biāo)高、邊坡坡度、壓實(shí)程度等，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1.9的規(guī)定。

表1.9填土工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法樁基基坑基槽場(chǎng)地平整管溝地(路)面基礎(chǔ)層人工機(jī)械主控項(xiàng)目1標(biāo)高-50±30±50-50-50水準(zhǔn)儀

2分層壓實(shí)系數(shù)

設(shè)計(jì)要求

按規(guī)定方法

一般項(xiàng)目

1回填土料

設(shè)計(jì)要求

取樣檢查或直觀鑒別

2分層厚度及含水量

設(shè)計(jì)要求

水準(zhǔn)儀及抽樣檢查

3表面平整度

2020302020用靠尺或水準(zhǔn)儀

1.7土方工程常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷及處理在土方工程施工中，由于施工操作不善和違反操作規(guī)程而引起質(zhì)量事故，其危害程度很大，如造成建筑物（或構(gòu)筑物）的沉陷、開(kāi)裂、位移、傾斜，甚至倒塌。因此，對(duì)土方工程施工必須特別重視，按設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求認(rèn)真施工，以確保土方工程質(zhì)量。1.7.1場(chǎng)地積水在建筑場(chǎng)地平整過(guò)程中或平整完成后，場(chǎng)地范圍內(nèi)高低不平，局部或大面積出現(xiàn)積水。1．原因（1）場(chǎng)地平整填土面積較大或較深時(shí)，未分層回填壓（夯）實(shí)，土的密實(shí)度不均勻或不夠，遇水產(chǎn)生不均勻下沉而造成積水。（2）場(chǎng)地周圍未做排水溝，或場(chǎng)地未做成一定排水坡度，或存在反向排水坡。（3）測(cè)量錯(cuò)誤，使場(chǎng)地高低不平。2．防治（1）平整前，應(yīng)對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的排水坡、排水溝、截水溝和下水道進(jìn)行有組織排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。施工時(shí)，應(yīng)遵循先地下后地上的原則做好排水設(shè)施，使整個(gè)場(chǎng)地排水通暢。排水坡度的設(shè)置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行；當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，對(duì)地形平坦的場(chǎng)地，縱橫方向應(yīng)做成不小于0.2％坡度，以利泄水。在場(chǎng)地周圍或場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置排水溝（截水溝），其截面、流速和坡度等應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。（2）場(chǎng)地內(nèi)的填土應(yīng)認(rèn)真分層回填碾壓（夯）實(shí)，使其密實(shí)度不低于設(shè)計(jì)要求。當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，一般也應(yīng)分層回填、分層壓（夯）實(shí)，使相對(duì)密實(shí)度不低于85％，以免松填。填土壓（夯）實(shí)的方法應(yīng)根據(jù)土的類別和工程條件合理選用。（3）做好測(cè)量的復(fù)核工作，防止出現(xiàn)標(biāo)高誤差。3．處理已積水的場(chǎng)地應(yīng)立即疏通排水和采用截水設(shè)施，將水排除。場(chǎng)地未做排水坡度或坡度過(guò)小，應(yīng)重新修坡；對(duì)局部低洼處，應(yīng)填土找平、碾壓（夯）實(shí)至符合要求，避免再次積水。1.7.2填方出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象基坑（槽）回填時(shí)，填土局部或大片出現(xiàn)沉陷。從而造成室外散水坡空鼓下陷、積水，甚至引起建筑物不均勻下沉，出現(xiàn)開(kāi)裂。1.原因（1）填方基底上的草皮、淤泥、雜物和積水未清除就填方，含有機(jī)物過(guò)多，腐朽后造成下沉。（2）基礎(chǔ)兩側(cè)用松土回填，未經(jīng)分層夯實(shí)。（3）槽邊松土落入基坑（槽），夯填前未認(rèn)真進(jìn)行處理，回填后土受到水的浸泡產(chǎn)生沉陷。（4）基槽寬度較窄，采用人工回填夯實(shí)，未達(dá)到要求的密實(shí)度。（5）回填土料中夾有大量干土塊，受水浸泡產(chǎn)生沉陷。（6）采用含水量大的黏性土、淤泥質(zhì)土、碎塊草皮作土料，回填質(zhì)量不合要求。（7）冬期施工時(shí)基底土體受凍脹，未經(jīng)處理就直接在其上填方。2.防治（1）基坑（槽）回填前，應(yīng)將坑槽中積水排凈，淤泥、松土、雜物清理干凈，如有地下水或地表積水，應(yīng)有排水措施。（2）回填土采取嚴(yán)格分層回填、夯實(shí)。每層虛鋪土厚度不得大于300ｍｍ。土料和含水量應(yīng)符合規(guī)定?；靥钔撩軐?shí)度要按規(guī)定抽樣檢查，使符合要求。（3）填土土料中不得含有大于50mm直徑的土塊，不應(yīng)有較多的干土塊，急需進(jìn)行下道工序時(shí)，宜用二八或三七灰土回填夯實(shí)。3.治理基坑（槽）回填土沉陷造成墻腳散水空鼓，如混凝土面層尚未破壞，可填入碎石，側(cè)向擠壓搗實(shí)；若面層已經(jīng)裂縫破壞，則應(yīng)視面積大小或損壞情況，采取局部或全部返工。局部處理可用錘、鑿將空鼓部位打去，填灰土或黏土、碎石混合物夯實(shí)后再作面層。因回填土沉陷引起結(jié)構(gòu)物下沉?xí)r，應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)部門(mén)針對(duì)情況采取加固措施。1.7.3邊坡塌方在挖方過(guò)程中或挖方后，基坑（槽）邊坡土方局部或大面積坍塌或滑坡。1.原因（1）基坑（槽）開(kāi)挖較深，放坡不夠?；蛲诜匠叽绮粔颍瑢⑵履_挖去。（2）通過(guò)不同土層時(shí)，沒(méi)有根據(jù)土的特性分別放成不同坡度，致使邊坡失穩(wěn)而造成坍方；（3）在有地表水、地下水作用的土層開(kāi)挖基坑（槽）時(shí)，未采取有效的降、排水措施，使土層濕化，黏聚力降低，在重力作用下失穩(wěn)而引起塌方；（4）邊坡頂部堆載過(guò)大，或受施工設(shè)備、車輛等外力振動(dòng)影響；（5）土質(zhì)松軟，開(kāi)挖次序、方法不當(dāng)而造成塌方。2.防治（1）根據(jù)土的種類、物理力學(xué)性質(zhì)（土的內(nèi)摩擦角、黏聚力、濕度、密度、休止角等）確定適當(dāng)?shù)倪吰缕露取＝?jīng)過(guò)不同土層時(shí)，其邊坡應(yīng)做成折線形。（2）做好地面排水工作，避免在影響邊坡的范圍內(nèi)積水，造成邊坡塌方。當(dāng)基坑（槽）開(kāi)挖范圍內(nèi)有地下水時(shí)，應(yīng)采取降、排水措施，將水位降至離基底0.5ｍ以下方可開(kāi)挖，并持續(xù)到基坑（槽）回填完畢。（3）土方開(kāi)挖應(yīng)自上而下分段分層依次進(jìn)行，防止先挖坡腳，造成坡體失穩(wěn)。相臨基坑（槽）和管溝開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)遵循先深后淺或同時(shí)進(jìn)行的施工順序，并及時(shí)做好基礎(chǔ)或鋪管，盡量防止對(duì)地基的擾動(dòng)。（4）施工中應(yīng)避免在坡體上堆放棄土和材料。（5）基坑（槽）或管溝開(kāi)挖時(shí)，在建筑物密集的地區(qū)施工，有時(shí)不允許按規(guī)定的坡度進(jìn)行放坡，可以采用設(shè)置支撐或支護(hù)的施工方法來(lái)保證土方的穩(wěn)定。3．處理對(duì)溝坑（槽）塌方，可將坡腳塌方清除作臨時(shí)性支護(hù)措施，如堆裝土編織袋或草袋、設(shè)支撐、砌磚石護(hù)坡墻等；對(duì)永久性邊坡局部塌方，可將塌方清除，用塊石填砌或回填二八灰或三七灰嵌補(bǔ)，與土接觸部位做成臺(tái)階搭接，防止滑動(dòng)；將坡頂線后移；將坡度改緩。土方工程施工中，一旦出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)塌方現(xiàn)象，后果非常嚴(yán)重。不但造成安全事故，而且會(huì)增加大量費(fèi)用，拖延工期等。因此應(yīng)引起高度重視。1.7.4填方出現(xiàn)橡皮土1.原因在含水量很大的黏土或粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、腐殖土等原狀土地基上進(jìn)行回填，或采用上述土作土料進(jìn)行回填時(shí)，由于原狀土被擾動(dòng)，顆粒之間的毛細(xì)孔被破壞，水分不易滲透和散發(fā)。當(dāng)施工氣溫較高時(shí)，對(duì)其進(jìn)行夯擊或碾壓，表面易形成一層硬殼，更阻止了水分的滲透和散發(fā)，使土形成軟塑狀態(tài)的橡皮土。這種土埋藏越深，水分散發(fā)越慢，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不易消失。2.防治（1）夯（壓）實(shí)填土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)控制填土的含水量。（2）避免在含水量過(guò)大的黏土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土和腐殖土等原狀土上進(jìn)行回填。（3）填方區(qū)如有地表水，應(yīng)設(shè)排水溝排水；如有地下水，地下水水位應(yīng)降低至基底0.5ｍ以下。（4）暫停一段時(shí)間回填，使橡皮土含水量逐漸降低。（5）用干土、石灰粉和碎磚等吸水材料均勻摻入橡皮土中，吸收土中的水分，降低土的含水量。（6）將橡皮土翻松、晾曬、風(fēng)干至最優(yōu)含水量范圍，再夯（壓）實(shí)。（7）將橡皮土挖除，然后換土回填夯（壓）實(shí)，回填灰土和級(jí)配砂石夯（壓）實(shí)。1.8冬季和雨期施工1.8.1土方工程的冬季施工冬期施工，是指室外日平均氣溫降低到5℃或5℃以下，或者最低氣溫降低到0℃或0℃以下時(shí)，用一般的施工方法難以達(dá)到預(yù)期目的，必須采取特殊的措施進(jìn)行施工的方法。土方工程冬期施工造價(jià)高，功效低，一般應(yīng)在入冬前完成。如果必須在冬期施工時(shí)，其施工方法應(yīng)根據(jù)本地區(qū)氣候、土質(zhì)和凍結(jié)情況，并結(jié)合施工條件進(jìn)行技術(shù)比較后確定。地基土的保溫防凍土方工程冬期施工，應(yīng)采取防凍措施，常用的方法有松土防凍法、覆蓋雪防凍法和隔熱材料防凍等。（1)松土防凍法。入冬期，在挖土的地表層先翻松25~40cm厚表層土并耙平，其寬度應(yīng)不小于土凍結(jié)深度的兩倍與基底寬之和。在翻松的土中，有許多充滿空氣的孔隙，以降低土層的導(dǎo)熱性，達(dá)到防凍的目的。（2)覆蓋雪防凍法。降雪量較大的地區(qū)，可利用較厚的雪層覆蓋作保溫層，防止地基土凍結(jié)。對(duì)于大面積的土方工程，可在地面上與風(fēng)主導(dǎo)方向垂直的方向設(shè)置籬笆、柵欄或雪堤(高度為0.5~1.0m，其間距10~15m)，人工積雪防凍。對(duì)于面積較小的基槽（坑）土方工程，在土凍結(jié)前，可以在地面上挖積雪溝(深30~50cm)，并隨即用雪將溝填滿，以防止未挖土層凍結(jié)。（3)隔熱材料防凍法。面積較小的基槽(坑)的地基土防凍，可在土層表面直接覆蓋爐渣、鋸末、草墊、樹(shù)葉等保溫材料，其寬度為土層凍結(jié)深度的兩倍與基槽寬度之和。2.凍土的融化凍結(jié)土的開(kāi)挖比較困難，可用外加熱能融化后挖掘。這種方式只有在面積不大的工程上采用，費(fèi)用較高。（1)烘烤法。適用面積較小，凍土不深，燃料充足地區(qū)。常用鋸末、谷殼和刨花等作燃料。在凍土上鋪上雜草、木柴等引火材料，然后撒上鋸末，上面壓數(shù)厘米的土，讓它不起火苗地燃燒，250mm厚的鋸末經(jīng)一夜燃燒可熔化凍土300mm左右，開(kāi)挖時(shí)分層分段進(jìn)行。（2)蒸汽熔化法。當(dāng)熱源充足，工程量較小時(shí)，可采用蒸汽熔化法。把帶有噴氣孔的鋼管插入預(yù)先鉆好的凍土孔中，通蒸汽熔化。3.凍土的開(kāi)挖凍土的開(kāi)挖方法有人工法開(kāi)挖、機(jī)械法開(kāi)挖、爆破法開(kāi)挖三種。（1)人工法開(kāi)挖。人工開(kāi)挖凍土適用開(kāi)挖面積較小和場(chǎng)地狹窄，不具備其他方法進(jìn)行土方破碎開(kāi)挖的情況。開(kāi)挖時(shí)一般用大鐵錘和鐵楔子劈凍土。（2)機(jī)械法開(kāi)挖。機(jī)械法開(kāi)挖適用于大面積的凍土開(kāi)挖。破土機(jī)械的選擇，根據(jù)凍土層的厚度和工程量大小選用。當(dāng)凍土層厚度小于0.25m時(shí)，可直接用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)挖掘開(kāi)挖；當(dāng)凍土層厚度為0.6~1.0m時(shí)，用打樁機(jī)將楔形劈塊按一定順序打入凍土層，劈裂破碎凍土，或用起重設(shè)備將重3~4t的尖底錘吊至5~6m高時(shí)，脫鉤自由落下，擊碎凍土層（擊碎厚度可達(dá)1~2m），然后用斗容量大的挖土機(jī)進(jìn)行挖掘。（3)爆破法開(kāi)挖。爆破法開(kāi)挖適用面積較大，凍土層較厚的土方工程。采用打炮眼、填藥的爆破方法將凍土破碎后，用機(jī)械挖掘施工。4.冬期回填土施工由于凍結(jié)土塊堅(jiān)硬且不易破碎，回填過(guò)程中又不易被壓實(shí)，待溫度回升、土層解凍后會(huì)造成較大的沉降。為保證冬期回填土的工程質(zhì)量，冬期回填土施工必須按照施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定組織施工。冬期填方前，要清除基底的冰雪和保溫材料，排除積水，挖除凍塊或淤泥。對(duì)于基礎(chǔ)和地面工程范圍內(nèi)的回填土，凍土塊的含量不得超過(guò)回填土總體積的15%，且凍土塊的粒徑應(yīng)小于15cm。填方宜連續(xù)進(jìn)行，且應(yīng)采取有效的保溫防凍措施，以免地基土或已填土受凍。填方時(shí)，每層的虛鋪厚度應(yīng)比常溫施工時(shí)減少20%～25%。填方的上層應(yīng)用未凍的、不凍脹或透水性好的土料填筑。1.8.2土方工程的雨期施工 在雨期進(jìn)行土方工程，施工難度大，對(duì)土的性質(zhì)、工程質(zhì)量及安全問(wèn)題等方面影響較大。因此土方工程雨期施工應(yīng)有保證工程質(zhì)量和安全的技術(shù)措施；對(duì)于重要或特殊的土方工程應(yīng)盡量在雨期前完成。土方工程雨期施工的措施主要有：1）編制施工組織計(jì)劃時(shí)，要根據(jù)雨期施工的行點(diǎn)，將不宜在雨期施工的分項(xiàng)工程提前或延后安排，對(duì)必須在雨期施工的工程制定有效的措施。2）合理組織施工。晴天抓緊室外工作，雨天安排室內(nèi)工作，盡量縮小雨天外作業(yè)時(shí)間和工作面。3）雨期開(kāi)挖基槽（坑）或管溝時(shí)，應(yīng)注意邊坡穩(wěn)定。必要時(shí)可放緩邊坡坡度或設(shè)置支撐。施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)邊坡和支撐的檢查。為防止邊坡被雨水沖塌，可在邊坡上加釘鋼絲網(wǎng)片，并噴止50mm的細(xì)雨石混凝土。4）雨期施工的工作面不宜過(guò)大，應(yīng)逐段、逐征分期完成。基礎(chǔ)挖到標(biāo)高后，及時(shí)驗(yàn)收并澆筑混凝土墊層，如基坑（槽）開(kāi)挖后，不能及時(shí)進(jìn)行下道工序時(shí)，應(yīng)留保護(hù)層。對(duì)膨脹土地基及回填土要有防雨措施。5）為防止基坑浸泡，開(kāi)挖時(shí)要在坑內(nèi)做好排水溝、集水井。位于地下的池子和地下室，施工時(shí)應(yīng)考慮周到。如預(yù)先考慮不周，澆筑混凝土后，遇有大雨時(shí)，容易造成池子和地下室上浮的事故。1.9土方工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù)1.9.1土方工程質(zhì)量驗(yàn)收內(nèi)容1．場(chǎng)地平整挖填方工程的驗(yàn)收內(nèi)容⑴平整區(qū)域的坐標(biāo)、高程和平整度；⑵挖填方區(qū)的中心位置、斷面尺寸和標(biāo)高；⑶邊坡坡度要求及邊坡的穩(wěn)定；⑷泄水坡度，水溝的位置、斷面尺寸和標(biāo)高；⑸填方壓實(shí)情況和填土的密實(shí)度；⑹隱蔽工程記錄。2．基槽的驗(yàn)收內(nèi)容⑴基槽(坑)的軸線位置、寬度；⑵基槽(坑)底面的標(biāo)高；⑶基槽(坑)和管溝底的土質(zhì)情況及處理；⑷槽(坑)壁的邊坡坡度；⑸槽(坑)、管溝的回填情況和密實(shí)度。1.9.2質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1．一般規(guī)定（1）土方工程施工前應(yīng)進(jìn)行挖、填方的平衡計(jì)算，綜合考慮工程結(jié)構(gòu)形式、基坑深度、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、擬定的施工方法、施工工期和地面荷載等資料，確定基坑開(kāi)挖方案。（2）在挖方前，應(yīng)做好地面排水和降低地下水位工作。（3）平整場(chǎng)地的表面坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，排水溝方向的坡度不應(yīng)小于2‰。平整后的場(chǎng)地表面應(yīng)逐點(diǎn)檢查。檢查點(diǎn)為每100～400m2取1點(diǎn)，但不應(yīng)少于10點(diǎn)；長(zhǎng)度、寬度和邊坡均為每20m取1點(diǎn)，每邊不應(yīng)少于1點(diǎn)。（4）基坑開(kāi)挖應(yīng)盡量防止擾動(dòng)地基土。當(dāng)人工挖土?xí)r，應(yīng)預(yù)留150～300mm厚的土不挖，待下一道工序開(kāi)始前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高；當(dāng)采用機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)保留土層厚度200～300mm由人工開(kāi)挖。當(dāng)土方工程挖方較深時(shí)，施工單位應(yīng)采取措施，防止基坑底部土的隆起并避免危害周邊環(huán)境。（5）土方工程施工，應(yīng)經(jīng)常測(cè)量和校核其平面位置、水平標(biāo)高和邊坡坡度。平面控制樁和水準(zhǔn)控制點(diǎn)應(yīng)采取可靠的保護(hù)措施，定期復(fù)測(cè)和檢查。土方不應(yīng)堆在基坑邊緣。（6）基坑開(kāi)挖后，應(yīng)及時(shí)清底、驗(yàn)槽，減少暴露時(shí)間，防止暴曬和雨水沖刷破壞地基土的原狀結(jié)構(gòu)。在雨季和冬季施工還應(yīng)遵守國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2．土方開(kāi)挖質(zhì)量驗(yàn)收