土石方工程包括土石方的開挖、運輸、填筑、平整與壓實等主要施工過程,以及場地平整、基坑(槽)與管溝開挖、路基開挖、人防工程開挖、地坪填土,路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工計劃,盡量不要安排在雨季,同時為了降低土石方工程施工費用,貫徹不占或少占農(nóng)田和可耕地并有利于改地造田的原則,要作出土石方的合理調(diào)配方案,統(tǒng)籌安排。
一、土石方工程的施工特點
1、工程量大、勞動繁重:
在場地平整和大型基坑開挖中,土石方工程量往往可達幾十萬乃至幾百萬立方米以上,因此,合理選擇土方機械、組織機械化施工,對于縮短工期、降低工程成本都有很重要的意義。
2、施工條件復雜:
土石方工程施工多為露天作業(yè),土、石又是一種天然物質(zhì),種類繁多,成分較為復雜,施工中直接受到地區(qū)、氣候、水文和地質(zhì)條件的影響,在地面建筑物稠密的城市中進行土石方工程施工,還會受到施工環(huán)境的影響。因此,在施工前應做好調(diào)研,制定合理的施工方案組織施工。
二、土石方工程的施工過程
土石方工程的施工過程包括:土石方開挖、運輸、填筑與壓實等。
(一)、土石方的挖運
1、推土機施工:
推土機的經(jīng)濟運距在100米以內(nèi),以30~60米為最佳運距。推土機可以單獨使用,也可以卸下鏟刀牽引其他無動力的土方機械,如拖式鏟運機、松土機、羊足碾等。使用推土機推土的幾種施工方法有:
(1)、下坡推土法:推土機順地面坡勢進行下坡推土,可以借機械本身的重力作用,增加鏟刀的切土力量,因而可增大推土機鏟土深度和運土數(shù)量,提高生產(chǎn)效率,在推土丘、回填管溝時,均可采用。
(2)、分批集中,一次推送法:在較硬的土中,推土機的切土深度較小,一次鏟土不多,可分批集中,再整批地推送到卸土區(qū)。應用此法,可使鏟刀的推送數(shù)量增大,縮短運輸時間,提高生產(chǎn)效率12%~18%。
2、鏟運機施工:
施工的特點是能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等工作,常用于坡度在20度以內(nèi)的大面積場地平整,開挖大型基坑、溝槽以及填筑路基等土方工程。鏟運機可在I~III類土中直接挖土、運土,適宜運距為600~1500米,當運距為200~350米時效率最高。
鏟運機鏟土的施工方法:
為了提高鏟運機的生產(chǎn)率,除規(guī)劃合理的開行路線外,還可根據(jù)不同的施工條件,采用下列施工方法:
(1)下坡鏟土。應盡量利用有利地形下坡鏟土。這樣可以利用鏟運機的重力來增大牽引力,使鏟斗切土加深,縮短裝土時間從而提高生產(chǎn)率。一般地面坡度以5°~7°為宜。如果自然條件不允許,可在施工中逐步創(chuàng)造一個下坡鏟土的地形。
(2)跨鏟法。預留土埂,間隔鏟土的方法。可使鏟運機在挖兩邊土槽時減少向外撒土量,挖土埂時增了兩個自由面,阻力減小,鏟土容易,土埂高度應不大于300mm,寬度以不小于拖拉機兩履帶間凈距為宜。
(3)助鏟法。在地勢平坦、土質(zhì)較堅硬時,可采用推土機助鏟以縮短鏟土時間。此法的關鍵是雙機要緊密配合,否則達不到預期效果。一般每3~4臺鏟運機配1臺推土機助鏟。推土機在助鏟的空隙時間,可做松土或其他零星的平整工作,為鏟運機施工創(chuàng)造條件。
3、單斗挖土機施工
當場地起伏高差較大、土方運輸距離超過1000m,且工程量大而集中時,可采用挖土機挖土,配合自卸汽車運土,并在卸土區(qū)配備推土機平整土堆。
(1)、正鏟挖土機
正鏟挖土機的挖土特點是:前進向上,強制切土。其挖掘力大,生產(chǎn)率高,能開挖停機面以內(nèi)的 I~IV級土,開挖大型基坑時需設下坡道,適宜在土質(zhì)較好、無地下水的地區(qū)工作。根據(jù)挖土機與運輸工具的相對位置不同,正鏟挖土和卸土的方式有以下兩種:正向挖土、側(cè)向卸土;正向挖土、后向卸土。
(2)、反鏟挖土機
反鏟挖土機的特點是:后退向下,強制切土。其挖掘力比正鏟小,能開挖停機面以下的I~Ⅲ級的砂土或粘土,適宜開挖深度4m以內(nèi)的基坑,對地下水位較高處也適用。反鏟挖土機的開挖方式,可分為溝端開挖與溝側(cè)開挖。
(3)、拉鏟挖土機
拉鏟挖土機的挖土特點是:后退向下,自重切土。其挖掘半徑和挖土深度較大,能開挖停機面以下的I~II級土,適宜開挖大型基坑及水下挖土。拉鏟挖土機的開挖方式基本與反鏟挖土機相似,也可分為溝端開挖和溝側(cè)工挖。
(4)、抓鏟挖土機
抓鏟挖土機的挖土特點是:直上直下,自重切土。其挖掘力較小,只能開挖I~II級土,可以挖掘獨立基坑、沉井,特別適于水下挖土。
(二)、土石方的填筑與壓實
1、填筑壓實的施工要求
(1)填方的邊坡坡度,應根據(jù)填方高度、土的類別、使用期限及其重要性確定。
(2)填方宜采用同類土填筑,若采用不同透水性的土分層填筑時,下層宜填筑透水性較大、上層宜填筑透水性較小的填料,或?qū)⑼杆暂^小的土層表面做成適當坡度,以免形成水囊。
(3)基坑(槽)回填前,應清除溝槽內(nèi)積水和有機物,檢查基礎的結(jié)構(gòu)混凝土達到一定的強度后方可回填。
(4)填方應按設計要求預留沉降量,如無設計要求時,可根據(jù)工程性質(zhì)、填方高度、填料類別、壓實機械用壓實方法等,同有關部門共同確定。
(5)填方壓實工程應自下至上分層鋪填,分層壓(夯)實,分層厚度用壓(夯)實遍數(shù),根據(jù)壓(夯)機械、密實度要求、填料種類及含水量確定。
2、土料選擇與填筑方法
為了保證填土工程的質(zhì)量,必須正確選擇土料和填筑方法。
碎石類土、砂土、爆破石渣及含水量符合壓實要求的粘性土可作為填方土料。淤泥、凍土、膨脹性土及有機物含量在于8﹪的土,以及硫酸鹽含量大于5%的土均不能做填土。填方土料為粘性土時,填土前應檢驗其含水量是否在控制范圍以內(nèi),含水量大的粘土不宜做填土用。
3、填土壓實方法
填土壓實方法有:碾壓法、夯實法及振動壓實法。
平整場地等大面積填土多采用碾壓法,小面積的填土工程多用夯實法,而振動壓實法主要用于粘性土。
(1)、碾壓法
碾壓適用于大面積填土工程。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾和氣胎碾。平碾(光碾壓路機)是一種以內(nèi)燃機為動力的自行式壓路機,重量6~15t。羊足碾一般都沒有動力,靠拖拉機牽引,有單筒、雙筒兩種。根據(jù)碾壓要求,又可分為空筒及裝砂、注水等三種。羊足碾一般用于碾壓粘性土,不適于砂性土,因在砂土中碾壓時,土的顆粒受到羊足碾較大的單位壓力會向四面移動而使土的結(jié)構(gòu)破壞。此外,松土不宜用重型碾壓機械直接滾壓,否則土層有強烈起伏現(xiàn)象,效率不高。如果先用輕碾壓實,再用重碾壓實就會取得較好效果。
(2)夯實法
夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤,主要用于小面積回填土。夯實主要用于小面積填土,可以夯實粘性土或非粘性土。夯實法分人工夯實和機械夯實兩種。人工夯實所用的工具有木夯、石夯等;常用的夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機等。
(3)、振動壓實法
振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面,借助振動機構(gòu)使壓實機振動,土顆粒發(fā)生相對位移而達到緊密狀態(tài)。振動碾比一般平碾提高功效1~2倍,可節(jié)省動力30%。這種方法用于振實填料為爆破石渣、碎石類土、雜填土和粉土等非粘性土效果較好。
總之:在土石方工程的施工過程中,只要遵循先對土石方工程進行分類,再根據(jù)類別的不同在施工過程中采用相應施工方法的規(guī)律,就可以減輕繁重的體力勞動,加快施工進度,降低工程造價。
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