场地工程施工

工程施工
第一节土方与基础工程施工
一、土方工程分类及施工要求
㈠土方工程分类(施工特点：面广量大、劳动繁重；施工条件复杂)
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)。

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。

㈡土方工程施工要求
⑴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。

⑵对于需使用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。

⑶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。

⑷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。

⑸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)*ΔH 式中L—原有建筑基础底面边缘至挖方坡脚的距离；ΔH—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。

⑹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
㈠推土机(一种自行式的挖土、运土工具)施工
运距在l00m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:⑴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~l00m，最远不宜超过120m；大型履带推土机为50~l00m，最远不宜超过150m；轮胎式推土机为50~80m，最远不宜超过150m。

⑵侧铲作业。

用于傍山铲土、单侧弃土。

⑶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
⑴下坡推土法。

⑵分批集中，一次推送法。

⑶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。

⑷沟槽推土法。

就是沿第一次推过的原槽推土。

㈡铲运机施工
铲运机有拖式铲运机和自行式铲运机两种。

工作装置是铲斗。

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20º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
⑴铲土过程。

铲运机应保持直线行驶。

⑵运土过程。

应尽量降低车辆重心，增加平稳性和安全性。

⑶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。

⑷返回过程。

2.铲运机的开行路线:⑴环形路线。

适用于施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程。

⑵8字形路线。

适用于挖、填相邻，地形起伏较大，且工作地段较长的情况，特点是行驶一个循环完成两次作业。

3.铲运机铲土的施工方法
⑴下坡铲土。

利用铲运机的重力来增大牵引力提高生产率。

⑵跨铲法。

预留土埂，间隔铲土的方法。

⑶助铲法。

一般每3~4台铲运机配1台推土机助铲。

㈢单斗挖土机(土方开挖常用)施工
按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式；按其工作装置的不同，可以更换为正铲、反铲、拉铲和抓铲；按其传动装置又可分为机械传动和液压传动。

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。

㈠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~Ⅳ类土，适宜在土质较好、无地下水的地区工作。

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类土，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类土，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。

能开挖I~Ⅱ类土，可以开挖独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。

㈡.单斗液压挖土机的工作过程，属新增内容，要理解过程。

㈢.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
㈠明排水法施工。

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。

宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的粘土层，不适用土为细砂和粉砂(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。

集水坑每隔20~40m设置一个。

采用集水坑降水时，应能保持开挖边坡的稳定。

㈡井点降水法施工。

是在基坑开挖之前，在基坑四周埋设一定数量的流水管(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。

分类：轻型、喷射、管井、深井及电渗井点等。

可根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等选择井点降水方法。

1.轻型井点。

一套抽水设备能带动的总管长度，一般为100~120m。

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、降水深度要求而有用单排、双排、环形等布置方式。

⑴轻型井点施工。

主要包括施工准备、井点系统安装与使用。

井点施工前，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。

井点管沉设可按现场条件及土层情况选用下列方法:1)用冲水管冲孔后，沉设井点管；2)直接利用井点管水冲下沉；3)套管式冲枪水冲法或振动水冲法成孔后沉设井点管。

井点管沉设采用冲水管冲孔方法，可分为冲孔与沉管两个过程。

井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，紧接着就灌填砂滤料，以防止坍孔。

每根井点管沉设后应检验渗水性能，检验方法是:在正常情况下，当灌填砂滤料时，井管口应有泥浆水冒出；如果管口没有泥浆冒出，应从井点管口向管内灌清水，测定管内水位下渗快慢情况，如下渗很快，则表明滤管质量良好。

在第一组轻型井点系统安装完毕后，应立即进行抽水试验，以检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等，如发现漏气、漏水现象，应及时处理。

因为一个漏气点往往能影向整个井点系统的真空度大小，影响降水效果。

若发现滤管被泥砂堵塞，则属于“死井”
⑵轻型井点的使用。

轻型井点使用时，一般应连续抽水。

真空度是判断井点使用良好与否的尺度，必须经常观测。

如发现真空不足，则应立即检查井点系统有无漏气并采取相应的消除方法。

2.喷射井点。

当降水深度超过8m时，宜采用喷射井点。

平面布置:当基坑宽度小于等于10m 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。

设备主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。

3.管井井点。

沿基坑每隔一定距离(20~50m)设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。

当降水深度很大时，可改用深井泵，加大管井深度来解决。

在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。

4深井井点:当降水深度超过15m时，宜采用深井井点。

四、填土压实
㈠填方压实的施工要求
⑴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。

⑵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。

⑶基坑(槽)回填前，应清槽，检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填。

⑷填方应按设计要求预留沉降量。

⑸填方压实工程应由下至上分层铺填，分层压(夯)实，分层厚度及压(夯)实遍数，根据压(夯)实机械、密实度要求、填料分类及含水量确定。

㈡土料选择与填筑方法。

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大于8%的土，以及硫酸盐含量大于5%的土均不能做填土。

含水量大的粘土不宜做填土用。

填方施工应接近水平地分层填土、分层压实，当填方位于倾斜地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑，以防填土横向移动。

㈢填土压实方法: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，振动压实法主要用于压实非粘性土。

1.碾压法。

碾压机械有平碾、羊足碾等。

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后会向四面移动而使土的结构破坏。

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。

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。

3.振动压实法。

振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械。

适宜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。

第二节基础工程施工
一、桩基础施工
桩基础根据其在土中受力情况，可分为端承桩和摩擦桩。

端承桩是穿过软弱土层而达到深层坚实土的一种桩，上部结构荷载主要由桩尖阻力来承担；摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上部结构荷载要由桩尖阻力和桩身侧面与土之间的摩阻力共同来承担。

桩身按施工方法可分为预制桩和灌注桩。

㈠钢筋混凝土预制桩施工。

钢筋混凝土预制桩常用的断面有方形实心桩与管桩两种。

方形桩在尖端设置桩靴。

管桩在工厂内用离心法制成。

1.桩的制作、运输和堆放
⑴桩的制作。

长度在10m以下的短桩，一般多在工厂预制，较长的桩，在打桩现场附近露天预制。

实心桩宜采用工具式木模或钢模板支在坚实平整的场地上，用间隔重叠的方法预制。

上层桩的浇灌，待下层桩的混凝土达到设计强度的30％以后进行，重叠层数不超过三层。

完成后，应洒水养护不少于7d。

⑵运输、堆放。

钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70％后方可起吊；达到设计强度的100％才能运输和打桩。

桩的堆放层数不宜超过四层。

2.打桩
⑴打桩机具选择。

打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。

施工中常用的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤和振动桩锤。

桩锤的适用范围见表3.2.1。

选择桩架种类与高度，应根据桩锤的种类、桩的长度、施工地点的条件等决定。

⑵打桩前的准备工作。

认真处理地上、地下障碍物，在打桩前应根据设计图纸确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地上。

⑶确定打桩顺序。

一般当基坑不大时，打桩应从中间开始分头向两边或周边进行；当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段范围内分别进行。

打桩应避免自外向内，或从周边向中间进行。

当桩基的设计标高不同时，打桩顺序宜先深后浅；当桩的规格不同时，打桩顺序宜先大后小、先长后短。

⑷打桩施工。

打桩工程必须在打桩过程中做好记录。

⑸桩及桩头处理。

空心管桩，在打完桩后，桩尖以上1~1.5m范围内的空心部分应立即用细石混凝土填实，其余部分可用细砂填实。

各种预制桩，打桩完毕后，为使桩顶符合设计高程，应将桩头或无法打人的桩身截去。

3.压桩。

我国沿海软土地基上较为广泛地采用。

利用静压力将预制桩压入土中。

⑴压桩程序。

预制桩一般情况下都采取分段压入、逐段接长的方法，
⑵接桩方法。

可用焊接法或浆锚法。

4.振动沉桩。

主要适用于砂土、砂质粘土、亚粘土层，在含水砂层中的效果显著。

在砂砾层中，尚需配以水冲法。

不宜用于粘性土及土层中央有孤石的情况。

㈡灌注桩施工
与预制桩相比，可节省钢材、木材和水泥，消除打桩对邻近建筑物的有害影响。

1.钻孔灌注桩。

使用钻孔机械钻孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。

⑴螺旋钻孔灌注桩。

要求场地碾压平整。

当钻到预定深度后，必须在原深处进行空转清土，然后停转提起钻杆。

桩孔钻成清孔后，应尽快吊放钢筋笼，灌注混凝土不要隔夜，灌注混凝土时应分层进行。

⑵大直径钻孔扩底桩。

一般桩身直径大于70cm，施工工艺：场地平整+放桩位线+钻孔机就位+机械钻直孔+人工清直孔及扩孔+扩孔清底+检查+放钢筋笼+灌注混凝土。

2.冲击振动灌注桩。

用落锤或蒸汽锤将桩管(钢管)打人土中成孔，然后放钢筋骨架，灌注混凝土，拔出桩管而成桩。

当桩管打至要求的贯人度或标高后，检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。

待混凝土灌满桩管后，开始拔管，拔管时要使速度均匀，同时使管内混凝土保持略高于地面，这样一直到桩管全部拔出地面为止。

复打是在第一次打完并将混凝土灌注到桩顶设计标高、拔出桩管后，清除管外壁上的污泥和桩孔周围地面上的浮土，在原桩位上第二次安放桩靴作第二次沉管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后再第二次灌注混凝土。

桩管在第二次打人时，应与第一次的轴线重合，并必须在第一次灌注的混凝土初凝之前，完成扩桩、灌注第二次混凝土的工作。

3.振动灌注桩。

机械设备与冲击振动灌注桩基本相同，不同的是以激振器代替桩锤。

桩管下端装有活瓣桩尖，桩管上部与振动桩锤刚性连接。

施工时，将桩管下端活瓣合拢，利用振动机及桩管自重，把桩尖压人土中。

当桩管沉到设计标高后，停止振动，将混凝土灌人桩管内，混凝土一般可灌满桩管或略高于地面。

混凝土浇灌完毕，再次开动沉桩机和卷扬机拔出桩管，边振边拔，桩管内的混凝土被振实而留在土中成桩。

拔管方法根据承载力的不同要求，可分别采用单振法、复振法和反插法。

⑴单振法，即一次拔管法。

单振法施工速度快，混凝土用量较小，但桩的承载力较低。

⑵复振法。

采用单振法施工完成后，再把活瓣闭合起来，在原桩孔混凝土上第二次沉下桩管，将未凝固的混凝土向四周挤压，然后进行第二次灌注混凝土和振动拔管。

复振法能使桩径增大，提高桩的承载能力。

⑶反插法。

拔管时，每拔出0.5m，再把管下沉0.2m，如此反复进行，并始终保持振动，直至桩管全部拔出地面。

在淤泥层中为消除瓶颈宜用此法，但坚硬土层中易损坏桩尖，不宜采用。

振动灌注桩的承载力比同样条件的钻孔灌注桩高50％~80％。

单振法的桩截面比沉人的钢管扩大30％，复振法扩大80％，反插法扩大50％左右。

4.爆扩灌注桩。

又称爆扩桩，是由桩柱和扩大头两部分组成。

施工时一般采用简易的麻花钻(手工或机动)在地基上钻出细而长的小孔，然后在孔内安放适量的炸药，利用爆炸的力量挤土成孔(也可用机钻成孔)；接着在孔底安放炸药，利用爆炸的力量在底部形成扩大头。

这种桩成孔方法简便，能节省劳动力，降低成本，做成的桩承载力也较大。

爆扩桩的适用范围较广，除软土和新填土外，其他各种土层中均可使用。

爆扩桩成孔方法有：一次爆扩法及二次爆扩法。

二、基坑围护
当不能按要求放坡，甚至不允许放坡，可采用设置土壁支撑的施工方法。

1.横撑式支撑。

适用于开挖较狭窄的基坑或沟槽。

横撑式支撑根据挡土板放置的方式不同，可分为水平挡土板和垂直挡土板；前者又可分为断续式和连续式。

⑴断续式水平支撑。

挡土板水平放置，中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖楞木，再用工具式横撑上下顶紧。

适用于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度在3m以内。

⑵连续式水平支撑。

挡土板水平连续放置，不留间隙，适用于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度为3~5m。

⑶垂直支撑。

挡土板垂直放置，连续或留适当间隙，然后每侧上下或上中下各水平顶一根横楞木，再用横撑顶紧。

适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限。

⑷锚拉支撑。

水平挡土板支在桩柱内侧，桩柱一端打人土中，另一端用拉杆与锚板拉紧，在挡土板内侧回填土。

适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土而不能安设横撑时使用。

2.板桩支撑。

板桩是一种支护结构，既挡土又防水。

板桩可用木材、钢筋混凝土或钢材制成。

钢板桩由于强度高、打设方便，应用最广泛。

钢板桩互相连接就形成钢板桩墙，适用于在高层建筑的深基础工程中挡土和挡水。

三、地基处理
土木工程的地基问题，可包括以下四个方面:
⑴强度和稳定性问题。

⑵压缩及不均匀沉降问题。

⑶地基的渗漏量超过允许值时，会发生水量损失导致发生事故。

⑷地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无粘性土的液化、失稳和震陷等危害。

在各种地基中，需要根据不同条件进行处理的有: 软弱土和不良土，对原来地基提出更高的要求，或者在开挖深基坑，建造地下铁道等工程中有土体稳定、变形或渗流问题时，要进行地基处理。

地基处理的方法：采取措施使土中孔隙减少，土颗粒之间靠近，密度加大，土的承载力提高；在地基中掺加各种物料，通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起，使地基承载力提高，刚度加大，变形减小。

㈠砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩
碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩。

是指在软弱地基中成孔，再将碎石或砂挤压入孔，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。

水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩)是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩。

桩的承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力，桩越长承载力愈高，适用于多层和高层建筑地基，是近年来新开发的一种地基处理技术。

㈡土桩和灰土桩
土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”，适用于处理地下水位以上，深度5~15m的湿陷性黄土或人工填土地基。

地下水位以下或含水量超过25％的土，不宜采用。

土柱和灰土桩的施工方法是利用打人钢套管(或振动沉管)在地基中成孔，通过挤压作用，使地基土得到加密，然后在孔内分层填入素土(或灰土、粉煤灰加石灰)后夯实而成土桩或灰土桩。

土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料。

因此，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。

在灰土桩挤密地基中，灰土桩可以承担总荷载的½。

大大降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素，同时，由于灰土桩对桩间土能起到侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。

除了上述土桩和灰土桩外，还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰桩。

使桩周土体的含水量降低，孔隙比减小，使土体挤密和桩柱体硬化。

桩和桩间土共同承受荷载，成为一种复合地基。

㈢深层搅拌法施工
深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承
载力的复合地基。

深层搅拌法适宜于加固各种成因的饱和软粘土，如淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。

施工工艺有两种：用水泥浆和地基土搅拌（旋喷桩）；用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌（粉喷桩）。