土石方工程包括土石方的开挖、运输、填筑、平整与压实等主要施工过程,以及场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土,路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工计划,尽量不要安排在雨季,同时为了降低土石方工程施工费用,贯彻不占或少占农田和可耕地并有利于改地造田的原则,要作出土石方的合理调配方案,统筹安排。
一、土石方工程的施工特点
1、工程量大、劳动繁重:
在场地平整和大型基坑开挖中,土石方工程量往往可达几十万乃至几百万立方米以上,因此,合理选择土方机械、组织机械化施工,对于缩短工期、降低工程成本都有很重要的意义。
2、施工条件复杂:
土石方工程施工多为露天作业,土、石又是一种天然物质,种类繁多,成分较为复杂,施工中直接受到地区、气候、水文和地质条件的影响,在地面建筑物稠密的城市中进行土石方工程施工,还会受到施工环境的影响。因此,在施工前应做好调研,制定合理的施工方案组织施工。
二、土石方工程的施工过程
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。
(一)、土石方的挖运
1、推土机施工:
推土机的经济运距在100米以内,以30~60米为最佳运距。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,如拖式铲运机、松土机、羊足碾等。使用推土机推土的几种施工方法有:
(1)、下坡推土法:推土机顺地面坡势进行下坡推土,可以借机械本身的重力作用,增加铲刀的切土力量,因而可增大推土机铲土深度和运土数量,提高生产效率,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%。
2、铲运机施工:
施工的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作,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,适宜运距为600~1500米,当运距为200~350米时效率最高。
铲运机铲土的施工方法:
为了提高铲运机的生产率,除规划合理的开行路线外,还可根据不同的施工条件,采用下列施工方法:
(1)下坡铲土。应尽量利用有利地形下坡铲土。这样可以利用铲运机的重力来增大牵引力,使铲斗切土加深,缩短装土时间从而提高生产率。一般地面坡度以5°~7°为宜。如果自然条件不允许,可在施工中逐步创造一个下坡铲土的地形。
(2)跨铲法。预留土埂,间隔铲土的方法。可使铲运机在挖两边土槽时减少向外撒土量,挖土埂时增了两个自由面,阻力减小,铲土容易,土埂高度应不大于300mm,宽度以不小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。此法的关键是双机要紧密配合,否则达不到预期效果。一般每3~4台铲运机配1台推土机助铲。推土机在助铲的空隙时间,可做松土或其他零星的平整工作,为铲运机施工创造条件。
3、单斗挖土机施工
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)、正铲挖土机
正铲挖土机的挖土特点是:前进向上,强制切土。其挖掘力大,生产率高,能开挖停机面以内的 I~IV级土,开挖大型基坑时需设下坡道,适宜在土质较好、无地下水的地区工作。根据挖土机与运输工具的相对位置不同,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、后向卸土。
(2)、反铲挖土机
反铲挖土机的特点是:后退向下,强制切土。其挖掘力比正铲小,能开挖停机面以下的I~Ⅲ级的砂土或粘土,适宜开挖深度4m以内的基坑,对地下水位较高处也适用。反铲挖土机的开挖方式,可分为沟端开挖与沟侧开挖。
(3)、拉铲挖土机
拉铲挖土机的挖土特点是: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。拉铲挖土机的开挖方式基本与反铲挖土机相似,也可分为沟端开挖和沟侧工挖。
(4)、抓铲挖土机
抓铲挖土机的挖土特点是: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。
(二)、土石方的填筑与压实
1、填筑压实的施工要求
(1)填方的边坡坡度,应根据填方高度、土的类别、使用期限及其重要性确定。
(2)填方宜采用同类土填筑,若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。
(4)填方应按设计要求预留沉降量,如无设计要求时,可根据工程性质、填方高度、填料类别、压实机械用压实方法等,同有关部门共同确定。
(5)填方压实工程应自下至上分层铺填,分层压(夯)实,分层厚度用压(夯)实遍数,根据压(夯)机械、密实度要求、填料种类及含水量确定。
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粘性土可作为填方土料。淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量在于8﹪的土,以及硫酸盐含量大于5%的土均不能做填土。填方土料为粘性土时,填土前应检验其含水量是否在控制范围以内,含水量大的粘土不宜做填土用。
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粘性土。
(1)、碾压法
碾压适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾和气胎碾。平碾(光碾压路机)是一种以内燃机为动力的自行式压路机,重量6~15t。羊足碾一般都没有动力,靠拖拉机牵引,有单筒、双筒两种。根据碾压要求,又可分为空筒及装砂、注水等三种。羊足碾一般用于碾压粘性土,不适于砂性土,因在砂土中碾压时,土的颗粒受到羊足碾较大的单位压力会向四面移动而使土的结构破坏。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
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤,主要用于小面积回填土。夯实主要用于小面积填土,可以夯实粘性土或非粘性土。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
振动压实法是将振动压实机放在土层表面,借助振动机构使压实机振动,土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。振动碾比一般平碾提高功效1~2倍,可节省动力30%。这种方法用于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉土等非粘性土效果较好。
总之:在土石方工程的施工过程中,只要遵循先对土石方工程进行分类,再根据类别的不同在施工过程中采用相应施工方法的规律,就可以减轻繁重的体力劳动,加快施工进度,降低工程造价。
参考文献:
[1] 梅锦煜. 土石方工程施工技术综述[J]. 水利水电施工, 2002, (04)
[2] 陈金山. 浅谈土石方工程施工机械的合理配置及管理[J]. 山西建筑, 2008, (07) .
[3] 陈国平. 土石方工程施工经验小结[J]. 广东建材, 2008, (07) .
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土石方工程施工特点以及过程
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