第四章工程施工技术Word文档下载推荐.docx
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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。
施工中除应正确确定边坡,还要进行护坡,以防边坡发生滑动。
因此,在土方施工中,要预估各种可能出现的情况,采取必要的措施护坡防坍,特别要注意及时排除雨水、地面水,防止坡顶集中堆载及振动,必要时可采用钢丝网细石混凝土(或砂浆)护坡面层加固。
如果是永久性土方边坡,则应做好永久性加固措施。
2.基坑(槽)支护
开挖基坑(槽)时,如地质条件及周围环境许可,采用放坡开挖是较经济的。
基坑(槽)支护根据受力状态可分为横撑式支撑、重力式支护结构、板粧式支护结构等,其中,板桩式支护结构又分为悬臂式和支撑式。
(1)横撑式支撑。
开挖较窄的沟槽,多用横撑式土壁支撑。
横撑式土壁支撑根据挡土板的不同,分为水平挡土板式以及垂直挡土板式两类。
横撑式土壁支撑挡土板的布置又分间断式和连续式两种。
湿度小的黏性土挖土深度小于3m时,可用间断式水平挡土板支撑;
对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑,挖土深度可达5m。
对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑,其挖土深度不限。
(2)重力式支护结构。
基坑支护结构一般根据地质条件、基坑开挖深度以及对周边环境保护要求采取重力式支护结构、板式支护结构、土钉墙等形式。
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。
这种支护由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙,既具有挡土作用,又兼有隔水作用,适用于4〜6m深的基坑/最大可达7〜8m。
(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)。
挡墙系统常用的材料有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩及地下连续墙等。
支撑系统一般采用大型钢管、H型钢或格构式钢支撑,也可采用现浇钢筋混凝土支撑。
拉锚系统材料一般用钢筋、钢索、型钢或土锚杆,根据基坑开挖的深度及挡墙系统的截面性能可设置一道或多道支点。
基坑较浅、挡墙具有一定刚度时,可采用悬臂式挡墙而不设支撑点。
支撑或拉锚与挡墙系统通过围檩、冠梁等连接成整体
一般钢板桩、混凝土板桩采用打入法,而灌注桩及地下连续墙则采用就地成孔(槽)现浇的方法。
3.降水与排水
降水方法可分为重力降水(如积水井、明渠等)和强制降水(如轻型井点、深井泵、电渗井点等)。
土石方工程中采用较多的是明排水法和轻型井点释水。
排除地面一般采取在基坑周围设置排水沟、截水沟或筑土堤等办法,并尽量利用原有的排水系统,使临时排水系统与永久排水设施相结合
(1)明排水法施工。
明排水法是在基坑开挖过程中,在坑底设置集水坑,并沿坑底周围或中央开挖排水沟,使水流入集水坑,然后用水泵抽走
明排水法宜用于粗粒土层,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,发生流砂现象,导致边坡坍塌、坑底涌砂,难以施工,此时应采用井点降水法。
集水坑应设置在基础范围以外,地下水走向的上游。
根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力,集水坑每隔20〜40m设置一个。
集水坑的直径或宽度一般为0.6〜0.8m,其深度随着挖土的加深而加深,要经常低于挖土面0.7〜1.0m,坑壁可用竹、木或钢筋笼等简易加固。
当基础挖至设计标高后,坑底应低于基础底面标高1〜2m,并铺设碎石滤水层,以免在抽水时间较长时将泥砂抽出,并防止坑底的土被搅动。
采用集水坑降水时,根据现场土质条件,应能保持开挖边坡的稳定。
边坡坡面上如有局部渗出地下水时,应在渗水处设置过滤层,防止土粒流失,并设置排水沟,将水引出坡面。
(2)井点降水施工。
井点降水法是在基坑开挖之前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井),利用抽水设备抽水,使地下水位降落到坑底以下,并在基坑开挖过程中仍不断抽水。
这样,可使所挖的土始终保持干燥状态,也可防止流砂发生,土方边坡也可陡些,从而减少了挖方量。
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。
1)轻型井点。
①轻型井点构造。
在施工过程中要不断地抽水,直至基础施工完毕并回填土为止。
一套抽水设备能带动的总管长度,一般为100〜120m。
②轻型井点布置。
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。
单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m,且降水深度不超过5m的情况,井点管应布置在地下水的上游一侧,两端延伸长度不宜小于坑、槽的宽度。
双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。
环形布置适用于大面积基坑。
如采用U形布置,则井点管不封闭的一段应设在地下水的下游方向。
2)喷射井点。
当基坑较深而地下水位又较高时,需要采用多级轻型井点,会增加基坑的挖土量,延长工期并增加设备数量,是不经济的,因此当降水深度超过8m时,宜采用喷射井点,降水深度可达8〜20m。
喷射井点的平面布置:
当基坑宽度小于等于l0m时,井点可作单排布置;
当大于10m时,可作双排布置;
当基坑面积较大时,宜采用环形布置。
井点间距一般采用2〜3m,每套喷射井点宜控制在20〜30根井管。
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。
在土的渗透系数大、地下水量大的土层中,宜采用管井井点。
管井直径为150〜250mm。
管井的间距,一般为20〜50m。
管井的深度为8〜15m,井内水位降低,可达6〜10m,两井中间则为3〜5m。
(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
推土机的经济运距在100m以内,以30〜60m为最佳运距,使用推土机推土的几种施工方法:
(1)下坡推土法。
在推土丘、回填管沟时,均可采用。
(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,因为2台或3台单独推土时。
并列台数不宜超过4台,否则互相影响。
(4)沟槽推土法。
就是沿第一次推过的原槽推土,前次推土所形成的土埂能阻止土的散失,从而增加推运量。
(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。
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2.铲运机施工
铲运机常用于坡度在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。
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,一个循环能完成两次作业,机械磨损较均匀。
(2)铲运机铲土的施工方法。
1)下坡铲土。
一般地面坡度以5°
〜7°
为宜。
2)跨炉法。
预留土埂,间隔铲土的方法。
土埂高度应不大于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。
一般每3〜4台铲运机配1台推土机助铲。
3.单斗挖掘机施工
单斗挖掘机按其行走装置的不同,分为履带式和轮胎式两类;
按其工作装置的不同,可以分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种;
按其传动装置又可分为机械传动和液压传动两种。
当场地起伏高差较大、土方运输距离超过1000m,且工程量大而集中时,可采用挖掘机挖土,配合自卸汽车运土,并在卸土区配备推土机平整土堆。
(1)正铲挖掘机。
前进向上,强制切土。
能开挖停机面以内的I〜Ⅳ级土,正铲挖土和卸土的方式有以下两种:
正向挖土、侧向卸土;
正向挖土、后方卸土。
⑵反铲挖掘机。
后退向下,强制切土。
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。
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。
分为沟端开挖和沟侧开挖。
(4)抓铲挖掘机。
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)土石方的填筑与压实
1.填筑压实的施工要求
(2)填方宜采用同类土填筑,如采用不同透水性的土分层填筑时,下层宜填筑透水性较大、上层宜填筑透水性较小的填料,或将透水性较小的土层表面做成适当坡度,以免形成水囊。
(3)基坑(槽)回填前,应清除沟槽内积水和有机物,检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填。
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8%的土,以及硫酸盐含量大于5%的土均不能做填土。
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。
填方施工应接近水平地分层填土、分层压实,每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。
应分层检查填土压实质量,符合设计要求后,才能填筑上层。
当填方位于倾斜的地面时,应先将斜坡挖成阶梯状,然后分层填筑,以防填土横向移动。
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。
平整场地等大面积填土多采用碾压法,小面积的填土工程多用夯实法,而振动压实法主要用于压实非黏性土。
(1)碾压法。
适用于大面积填土工程。
碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾和汽胎碾。
羊足碾一般用于碾压黏性土,不适于砂性土。
此外,松土不宜用重型碾压机械直接滚压,否则土层有强烈起伏现象,效率不高。
如果先用轻碾压实,再用重碾压实就会取得较好效果。
(2)夯实法。
主要用于小面积回填土。
夯实主要用于小面积填土,可以夯实黏性土或非黏性土。
夯实法分人工夯实和机械夯实两种,人工夯实所用的工具有木夯、石夯等;
常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。
(3)振动压实法。
这种方法对于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉土等非黏性土效果较好。
二、地基与基础工程施