造价工程师《建设工程技术与计量土建 3.docx

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造价工程师《建设工程技术与计量土建3

第三章 工程施工  

第一节 土方工程施工  

一、土方工程分类及施工要求  

（一）土方工程分类  

1．场地平整。

场地平整前必须确定场地设计标高（一般在设计文件中规定），计算挖方和填方的工程量，确定挖方、填方的平衡调配，选择土方施工机械，拟定施工方案。

2．基坑（槽）开挖。

一般开挖深度在5m及其以内的称为浅基坑（槽），挖深超过5m的称为深基坑（槽）。

应根据建筑物、构筑物的基础形式，坑（槽）底标高及边坡坡度要求开挖基坑（槽）。

（对于基础的分类则是以4m为分界线分浅基础，深基础）

3．基坑（槽）回填。

基础完成后的肥槽、房心需回填，为了确保填方的强度和稳定性，必须正确选择填方土料与填筑方法。

填方应分层进行，并尽量采用同类土填筑。

4．路基修筑。

建设工程所在地的场内外道路，以及公路、铁路专用线，均需修筑路基，路基挖方称为路堑，填方称为路堤。

（二）土方工程施工要求  

（1）挖方的边坡坡度，应根据土的种类、物理力学性质（质量密度、含水量、内摩擦角及内聚力等）、工程地质情况、边坡高度及使用期确定。

建议记忆粘土，亚粘土的坡度。

（2）对于较久的土质边坡或易风化的岩石边坡，开挖后应及时采用喷浆、抹面、嵌补、植被等护面措施。

（3）土方宜从上至下、分层分段依次开挖，并随时做成一定的坡势，以利排水。

（4）当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）时，在一定挖土深度内可以不放坡，也可以不加支撑，但挖土深度不宜超过规定。

（5）在原有建筑附近开挖基坑（槽），如开挖深度大于原有建筑基础埋深时，应保持一定的距离，以免影响原有基础和挖方边坡的稳定。

一般应满足下列要求：

L≥（1～2）*H  

式中 L——原有建筑基础底面边缘至挖方坡脚的距离；  

H——原有建筑基础底面标高与坑（槽）底标高之差，  

1～2——安全距离系数，地质条件良好，无地下水时取1；地质条件不良，有地下水时取1．5～2。

（6）基坑（槽）的土质边坡，在开挖过程和敞露期间要注意保护，防止塌方。

二、土方工程机械化施工  

（一）推土机施工  

推土机是一种自行式的挖土、运土工具。

运距在lOO m以内的平土或移挖作填时常采用之，以30-60m为最佳运距。

推土机的特点是操作灵活，运输方便，所需工作面较小行驶速度较快，易于转移。

推土机可以单独使用，也可以卸下铲刀牵引其他无动力的土方机械.

1．推土机的主要作业方式  

（1）直铲作业。

经济作业距离为小型履带推土机一般为50m以内；中型履带推土机为50-lOOm，最远不宜超过120m；大型履带推土机为50-lOOm，最远不宜超过150m；轮胎式推土机为50～80m，最远不宜超过150m。

（2）侧铲作业。

用于傍山铲土、单侧弃土。

侧铲作业的经济运距一般较直铲作业时短，生产率也低。

（3）斜铲作业。

主要应用在坡度不大的斜坡上铲运硬土及挖沟等作业  

2．推土机推土的施工方法  

（1）下坡推土法。

（2）分批集中，一次推送法。

（3）并列推土法。

在较大面积的平整场地施工中，采用两台或三台推土机并列推土，能减少土的散失。

并列推土时，并列台数不宜超过四台，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。

（二）铲运机施工  

铲运机有拖式铲运机和自行式铲运机两种。

 铲运机的工作装置是铲斗.  

铲运机的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产效率高。

常用于坡度在20度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，经济运距为600-1500m，当运距为200—350m时效率最高。

1．铲运机的作业过程  

（1）铲土过程，铲运机应保持直线行驶。

（2）运土过程，应尽量降低车辆重心，增加平稳性和安全性。

（3）卸土过程，如果需要分层铺筑路基时，应先将铲斗下降到所需铺填高度，选择适当车速。

（4）返回过程。

2．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字形路线。

3．使用铲运机铲土的施工方法  

（1）下坡铲土。

利用铲运机的重力来增大牵引力提高生产率。

（2）跨铲法。

预留土埂，间隔铲土的方法。

（3）助铲法。

一般每3-4台铲运机配1台推土机助铲。

（三）单斗挖土机施工  

单斗挖土机是土方开挖常用的一种机械，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，可以更换为正铲、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，可采用挖土机挖土，配合自卸汽车运土，并在卸土区配备推土机平整土堆。

1．单斗挖土机施工特点  

（1） 正铲挖土机。

“前进向上，强制切土”。

能开挖停机面以上的I一Ⅳ级土，  

（2）反铲挖土机。

“后退向下，强制切土”。

能开挖停机面以下的I—Ⅱ级土，适宜开挖深度4m以内的基坑，对地下水位较高处也适用。

（3）拉铲挖土机。

“后退向下，自重切土”。

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。

（4）抓铲挖土机。

“直上直下，自重切土”。

2. 单斗液压挖土机的主要技术性能  

最重要的参数有三个，即标准斗容量、机重和额定功率，也称为主参数。

用来作为液压挖土机分级的标志参数，反映液压挖土机级别的大小。

标准斗容量：

指挖掘Ⅳ级土壤时，铲斗堆尖时的斗容量（m3）。

它直接反映了挖土机的能力和效果，并以此选用施工中的配套运输车辆。

机重：

指带标准反铲或正铲工作装置的整机重量（t）。

功率：

指发动机的额定功率，即正常运转条件下，飞轮输出的净功率（kW）。

三、排水与降水施工  

在开挖基坑或沟槽时，土壤的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内。

雨季施工时，地面水也会流入坑内。

为了保证施工的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能力的

下降，必须做好基坑降水工作。

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降水。

排除地面水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。

（一）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，使水流人集水坑，然后用水泵抽走（图4.1.4）抽出的水应予引开，以防倒流。

明排水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍。

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1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。

（二）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，井点降水的方法根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等，按照表4.1.1选择。

　　1.轻型井点。

（1）轻型井点构造。

轻型井点是沿基坑四周以一定间距埋入直径较细的井点管至地下蓄水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下（见图4.1.5）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。

　　井点管是用直径38mm或51mm、长5～7m的钢管，管下端配有滤管。

集水总管常用直径100～127mm的钢管，每节长4m，一般每隔0．8m或1．2m没一个连接井点管的接头。

　　抽水设备由真空泵、离心泵和水气分离器等组成。

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。

根据基坑平面的大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求，轻型井点可采用单排布置[图4.1.6（a）]、双排布置[图4.1.6（b）]以及环形布置[图4.1.6（c）]，当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置[图4.1.6（d）].

　　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[图4.1.6（a）].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。

　　（3）轻型井点施工。

轻型井点系统的施工，主要包括施工准备、井点系统安装与使用。

　　井点施工前，应认真检查井点设备、施工用具、砂滤料规格和数量、水源、电源等准备工作情况。

同时还要挖好排水沟，以便泥浆水的排放。

为检查降水效果，必须选择有代表性的地点设置水位观测孔。

　　井点系统的安装顺序是：

挖井点沟槽、铺设集水总管；冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料；弯联管将井点管与集水总管连接；安装抽水设备；试抽。

　　井点系统施工时，各工序问应紧密衔接，以保证施工质量。

各部件连接头均应安装严密，以防止接头漏气，影响降水效果。

弯联管宜采用软管，以便于井点安装，减少可能漏气的部位，避免因井点管沉陷而造成管件损坏。

南方地区可用透明的塑料软管。

便于直接观察井点抽水状况，北方寒冷地区宜采用橡胶软管。

　　井点管沉没一般可按现场条件及土层情况选用下列方法：

用冲水管冲孔后，沉设井点管；直接利用井点管水冲下沉；套管式冲枪水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。

　　在亚黏土、轻亚黏土等土层中用冲水管冲孔时，也可同时装设压缩空气冲气管辅助冲孔，以提高效率，减少用水量。

在淤泥质黏土中冲孔时，也可使用加重钻杆，提高成孔速度。

用套管式冲枪水冲法成孔质量好，但速度较慢。

　　井点管沉设当采用冲水管冲孔方法进行，可分为冲孔[图4.1.7（a）]与沉管[图4.1.7（b）]两个过程。

冲孔时，先用起重设备将冲管吊起并插在井点位置上，然后开动高压水泵，将士冲松，冲管则边冲边沉。

冲管采用直径为50～70mm的钢管，长度比井点管长1．5m左右。

冲管下端装有圆锥形冲嘴；在冲嘴的圆锥面上钻有3个喷水小孔，各孔间焊有三角形立翼，以辅助冲水时扰动土层，便于冲管下沉。

冲孔所需的水压，根据土质不同，一般为0.6～1.2MPa.冲孔时应注意冲管垂直，插入土中，并做上下、左右摆动，以加剧土层松动。

冲孔孔径不应小于300mm，并保持垂直，上下一致，使滤管有一定厚度的砂滤层。

冲孔深度应比滤管底深0.5m以上。

以保证滤管埋设深度，并防止被井孔中的沉淀泥砂所淤塞。

　　井孔冲成后，应立即拔出冲管，插人井点管，紧接着就灌填