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土方工程施工工艺及施工控制
 
来源:土木工程网 日期:[2018-5-17]
    一、土方工程施工工艺

    1.土方工程施工准备工作

    1.1查勘现场。摸清场地情况,包括地形、地貌、水文、地质、河流、运输道路、邻近建筑物、地下埋设物、管道、电缆线路,地面上障碍物、堆积物以及水电供应等,以便进行土方开挖。

    1.2清除障碍物。将施工区域内的所有障碍物,如电杆、电线、地上和地下管道、电缆、树木、沟渠以及旧房屋等进行拆除或进行改线,可利用的建筑物应充分利用。

    1.3设计排水设施。在施工区域内设置临时性或永久性排水沟,将地面水排走;或排到低洼处,再用水泵排水;或疏通原有排水洪系统,使场地不积水。

    1.4做好测量控制。设置区域测量控制网,包括基线和水平基准点,要求避开建筑物、构筑物、机械操作面及土方运输线路,做好轴线桩的测量及校核,进行土方工程量的测量工作。

    2.土方施工中的技术应用

    2.1场地平整。

    2.1.1土方应平衡调配。土方平衡调配的原则主要有挖方与填方基本达到平衡,在挖方的同时进行填方,减少重复倒运。并在施工过程中实施就近调配。

    2.1.2土方调配的方法。

    ①即在场地平面图上先划出挖、填方区的分界线即零线,并在挖、填方区划出若干调配区;

    ②计算各调配区的土方量,并标明在调配图上;

    ③计算各调配区的平均运距,即挖方调配区土方重心到填方调配区土方重心之间的距离;

    ④绘制土方调配图,在图中标明调配方向、土方数量及平均运距;

    ⑤列出土方量平衡表。

    2.2施工排水。在土方施工中,做好施工排水工作,保持土体干燥是尤为重要的。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。明排水法:就是采用截、疏、抽的排水方法。截,是截住水流;疏,是疏干积水;抽,是在基坑开挖过程中,在坑底设置集水井,并沿坑底的周围开挖排水沟,使水流入集水井中,然后用水泵抽走。

    人工降低地下水位是在基坑开挖前,先在基坑周围埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备从中抽水,使地下水位降落到坑底以下,直到基础工程施工完毕为止。这样,可使基坑始终保持干燥状态,既防止流沙发生,又改善了工作条件。但降水前,应考虑到降水影响范围内的原有建筑物和构筑物可能产生附加沉降、位移,从而引起开裂、倾斜和倒塌,甚至地面塌陷防护措施主要采用以下五种方法:

    2.2.1轻型井点。就是沿基坑四周将许多直径较小的井点管埋入蓄水层内,井点管上部与总管连接,通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,使原有的地下水位降至坑底以下。此种方法适用于土壤渗透系数K=0.1~50m/d的土层中;降水深度为:单级轻型井点3~6m,多级轻型井点6~12m。

    2.2.2喷射井点。当基坑开挖较深时,宜采用喷射井点,其降水深度可达8~20m。喷射井点设备由喷射井管、高压水泵及进水、排水管路组成。喷射井管由内管和外管组成,在内管下端装有与滤管相连的喷射扬水器。当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时,地下水即被吸入而压出地面。

    2.2.3电渗井点。电渗井点适用于土壤渗透系数小于0.1m/d,用一般井点不能降低地下水位的含水层,尤其适用于淤泥排水。电渗井点排水的原理,以井点管作负极,以打入的钢筋或钢管作正极,当通以直流电后,土颗粒从负极向正极移动,水则自正极向负极移动而被集中排出。土颗粒移动的现象称为电泳现象,水移动的现象称为电渗现象。

    2.2.4管井井点。就是沿基坑每隔20~50m的距离设置一个管井,每个管井单独用一台水泵抽水,从而降低地下水位。此法适用土壤渗透系数大(K=20~200m/d)地下水量大的土层。

    2.2.5深井泵井点。如果要求降水深度较大(降水深度大于15m),在管井井点内采用一般离心泵或潜水泵不能满足要求时,可采用特制的深井泵。

    3.土方开挖

    3.1主体工程的临时开挖边坡要结合实际地形和开挖深度,自行确定边坡度,报监理工程师审批。永久性的护面的加固工作应及时完成,避免受雨水冲刷。

    3.2机械施工要派专职人员进行指挥,和负责道路交通指挥,在转弯和道口派专人指挥并设警示牌。

    3.3对职工经常进行安全生产教育和法制教育,每周至少进行一次安全生产大检查,将一切事故隐患消灭在萌芽状态中。

    3.4遇有地下水部位的土方开挖,应保持降低地下水位在开挖底面0.5m以下,防止地下水扰动基底土。在降水过程中,应防止相邻及附近已有建筑物或构筑物、道路、管线等发生下沉或变形,必要时与设计、建设单位协商,对原建筑物地基采取回灌技术等防护措施。

    3.5严禁机械在开挖边坡及坡顶运行频繁,避免由于人为因素增加荷载导致河道滑坡。

    3.6实施过程应加强沉降及变形观测,发现问题应及时采取措施予以解决。

    4.填土压实

    为使填土满足强度及水稳性的要求,必须合理设计填方边坡,选择正确的土料和填筑方法。有机物含量大的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质粘土等,一般不作填土之用。填方工程应分层铺土压实,最好采用同类土壤填筑。回填土含水量过大、过小都难以夯压密实,为此要求回填土应有最佳的含水量。当回填土过湿时,应先晒干或掺入干土及其他吸水材料;过干时,则应洒水进行湿润,尽可能使土壤含水量保持在最佳范围内。对于软弱地基,常采取将基础下面一定厚度的软弱土层挖除,然后用人工砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等方法进行换土处理。垫层施工应分层还土、分层压实。对于斜坡坡度为1/5~1/2.5的填方,应将斜坡改做成阶梯形,阶高为0.2~0.3m,阶宽为1m,以防填方滑动。回填基坑和管沟时,应从四周或两侧均匀地分层进行,以防基础和管道在土压力的作用下产生偏移或变形。

    二、土方工程的施工控制要点分析

    因为土方工程在整个工程建设项目中占有非常重要的地位,所以,搞好土方施工控制,按照设计原则以及质量控制要求施工是实现整体工程质量的重要保证。下面主要对土方工程的施工控制进行简要阐述。

    1.土方填筑质量控制要点

    为了确保土方的质量满足基本设计要求,提高整体工程质量,就要对土方填筑的质量进行控制,主要是指对土方的填筑材料性质和压实质量进行控制,在施工中结合施工程序随时检测土石方填筑质量,并参考设计标准对不符合标准的环节采取及时的调整措施,选择最为经济、合理的施工方法。

    2.土方填料材质控制

    对土石方填筑材料要进行严格把关,除在规定范围内进行开挖取料外,也通常在现场进行抽样检测,对材料的性质、防渗料的含水量、塑性指数、黏粒和最大粒径以及粗粒含量等进行控制,对于过渡料、反滤料要对颗粒组成情况进行检验。土石方的填料不得使用生活垃圾、含草皮或者树根的土,也尽量避免使用易溶性岩石、崩解性岩石、强风化石料等劣性不稳固的材质,若选用的填料岩性相差比较大时,要将岩性不同的填料进行分层分段填筑。

    3.对现场质量进行控制

    对现场质量进行控制一般通过控制试验进行,质量控制试验的基本要求是快速和准确,主要包括容重试验和含水量试验两种方式。容重试验基本包括灌砂法、环刀法、γ射线密度计、压实计、灌水法等;含水量试验主要以快速测定为主,通常采用电炉炒干测量法、红外线灯泡烘干测量法、酒精燃烧测量法、高电波电流干燥法以及中子湿度计等。经过不断的改进技术,中子湿度计和γ射线密度计已经达到了快速、安全和准确的性能要求,将中子湿度计和γ射线密度计融为一体就是核湿度密度计,在施工现场质量控制试验中应用较为方便,在土石方的工程质量控制试验中已被广泛采用。有些国家也会采用压实计,压实计是出现在20世纪80年代左右的电子仪器,在实际工程的现场测量中也被普遍采用。

    4.土方工程全面质量控制

    全面质量管理也被称为全面统计的质量控制,是在20世纪50年代新兴的质量控制方法,是把数理统计和经营管理结合在一起而建立的一整套体系,包括生产施工环节的有效质量管理体系。全面质量管理的主要包含以下几方面内容:对施工的质量、工程成本、施工工期进行的综合的质量控制;工程施工全程的质量控制;全部门、全体员工参与的质量控制等。

    三、结束语

    土方工程多为露天作业,施工受地区的气候、地质以及水文等条件的影响。因此,组织施工前,应详细分析与核实各项技术资料,进行现场调查并结合现有施工条件,制定合理的施工方案,编制好施工组织设计,以指导土方工程的施工。
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