第一章 土石方工程与处理

2、多斗挖土机施工
多斗挖土机优点：挖土作业是连续的，在 同样条件下生产率较高；开挖每单位土方量所 需的能量消耗较低，开挖沟槽的底和壁较整齐， 在连续挖土的同队能将土自动卸在构槽一侧。 挖沟机不宜开挖坚硬的土和含水量较大的 土。宜于开挖黄土，扮质粘土等。 挖沟机由工作装置、行走装置和动力、操 纵及传动装置等部分组成。
2、铲运机施工 铲运机是平整场地中使用最广泛的一种 土方机械，该机操纵简便灵活，不需其他机械 配合，能综合完成铲土、运土、卸土、填筑、 压实等多项工序、行驶速度较快，适用于大面 积场地平整，开挖大面积浅基坑和沟槽，填筑 堤坝等挖运土方工程。 3、挖土机施工 挖土机适用于开挖场地为一~~四类、含水 量不大于27%的丘陵地带土壤及经爆破后的岩 石和冻土。
二、土的压实性与压缩性
压实是指用机械的方法，如用静力的，振动的冲击 的设备使土密实。土的压实过程时间是比较短。其 目的是使地基土密实，提高承载力，减少土的压缩 性。 压缩是指地基土在压力作用下体积减少的性质。土 的压缩过程时间的长短，随土质、压力和含水量的 不同而不同。引起地基变形，从而使建筑物等产生 一定的沉降量和沉降差，对建筑物等的使用和安全 造成危害。
二、土方的平衡调配
1、土方平衡调配的原则
1）应力求达到挖、填平衡和运距最短； 2）调配区的划分应该与构筑物的平面位置相协调，并 考虑它们的分期施工顺序； 3）好土要用在回填质量要求较高的地区； 4）分区调配应与全场调配相协调。避免只顾局部平衡； 5）取土或弃土应尽量少占或不占农田及便于机械施工 等。
d﹥2mm的颗粒含量≦全重50％，干燥时呈无塑性 或微塑性(塑性指数IP3)的土。砂土根据粒径和占全部 质量的百分率不同，又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和 粉砂。
（三）粉土和粘性土 塑性指数IP ，当10 IP 17为粉质砂土；当 IP 17时为粘土。 （四）人工填土 人工填土是指人类活动而形成的堆积物，其 物质成分较杂乱，均匀性差。按其形成有素填土、 杂填土和冲填土。
二、沟槽、基坑土方回填 沟槽回填应在管道验收后进行，基坑要在构筑物达 到足够强度再进行回填土方。 回填的施工过程包括还土、摊平、夯实、检查等工 序。其中关键的工序是压实，应符合设计所规定的 压实度。 1、回填土方的压实方法 沟槽和基坑回填压实方法有夯实和振动。振动是将 重锤放在土层表面或内部，借助振动设备使重锤振 动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。用于 振实非黏性土壤。夯实法是利用夯锤自由下落的冲 力来夯实土壤，是沟槽、基沟回填常用的方法。
竖撑(图1-29)用于土质较差，地 下水较多或有流砂的情况下。竖 撑的特点是撑板可在开槽过程中先 于 挖土插人土中，在回填以后再拔出， 因此，支撑和拆撑都较安全。
撑板分木撑板和金属撑板两种，木撑板不应有 纹裂等缺陷。常用的是金属撑板(图1-30)，由 钢板焊接于槽钢上拼成，槽钢间用型钢连系加 固。金属撑板每块长有2、4、6m等种类。
六、土方施工发生塌方与流砂的处理
1、边坡塌方 沟槽、基坑边坡的稳定，主要是由土体的内摩阻力 和黏结力来保持平衡的。当土地失去平衡，边坡就会 塌方。 为了防治滑坡和塌方，应采取如下措施： A:注意地表水、地下水的排除； B:严格遵守放坡规定，放足边坡； C:当开挖深度大，施工时间长、边坡有机具或堆 置材料等情况，边坡应平缓； D:当因受场地限制，或因放坡增加土方量过大， 则应采用设置支撑的施工方法。
支撑结构应满足下列要求： 1．牢固可靠，进行强度和稳定性计算和校核。 支撑材料要求质地和尺寸合格，保证施工安全。 2.在保证安全的前提下，节约材料，宜采用工具 式钢支撑。 3、便于支设和拆除及后续工序的操作。 为了做到上述要求，支撑材料的选用、支设和使 用过程，应严格遵守施工操作规程。
一、支撑种类及其适用条件 支撑形式有横撑、竖撑和板桩撑等。依靠各杆件的 压力和摩擦力连接起来，横撑分疏撑和密撑两种。 疏撑是撑板之间有间距，分单板撑、井字撑和稀撑 等；密撑是各撑板间密接铺设。根据土压力和土的 密实程度选用支撑的形式，有时可在沟槽的上部设 疏撑，下部设密撑。 横撑(因1-28)用于土质较好，地下水量较小的沟槽。 随着沟槽逐渐挖深而分层铺设，支设容易，但在拆 除时首先拆除最下层的撑板和撑杠，施工不安全。
板桩撑是将桩板垂直地打人 槽底下一定深度， 如图1-32所示。
钢板桩为槽钢或工字钢或用特制的钢板 桩(图l-33)。根据不同的要求，钢板桩 应有多种系列和规格。桩板的断面模数 与每m’质量之比值愈大，使用性能愈好。 桩板与桩板之间采用啮口连接，以提高 板桩撑的整体性和水密性。 采用特殊断面桩板的目的是为了提高桩 板间的啮合作用，或为了提高桩板的惯 性矩，或上述两者兼合。由于桩板打人 土中，板桩按悬臂结构支承。从结构上 说，板校撑可以不设横板与撑杠。但是， 如果桩板入土深度不足，仍应辅之以横 板与撑杠，在桩饭项部加一横条，用水 平锚杆固定在土壁中
桩板在沟槽开挖之前用打桩机打人土中。因 此，板桩撑在构槽开挖及其以后各工序施工 中，始终起保证安全的作用。桩校的啮合和 深人槽底一定长度．可以延长地下水的渗径， 有效地阻止流砂渗入。 在各种支撑中，板桩撑是安全度最高的支撑。 因此在弱饱和土层中，经常采用板桩撑。
三、支撑的设置和拆除
挖槽到一定深度或到地下水位以上时，开始支设支 撑，然后逐层开挖逐层支没。支设程序一般为： 首先支设撑板并要求紧贴槽壁，而后安设立柱(或横 木)和撑扛，必须横平竖直．支设牢固。 竖撑支设过程为：将撑板密徘立贴在槽壁，再将横 木在撑板上下两端支设并加撑杠固定。然后随着挖 土，撑板底瑞高于槽底，再逐块将撑板锤打到槽底。 根据土质，每次挖深50~60cm，将撑板下锤一次。撑 板锤至槽底徘水沟底为止。下锤撑板每到1.2—1.5m， 再加撑杠一道。
第五节 土方回填
一、场地平整回填 为了保证填土的强度和稳定性，填土前应对填土区基底的 垃圾和软弱土层进行清理压实；在水田、池塘及沟渠上填 土时，先需排水疏干，对基底进行处理。还必须正确选择 土料及填筑、压实方法。 1、回填土料选择与填筑 作为回填用的土料，应符合如下规定：含水量大的黏土， 不宜作回填土用；碎石类土、砂土和爆破石碴等，可用于 表层以下的填料；对碎块草皮和有机质含量大于8%的土， 仅用于无压实要求的填方区。 2、填土压实方法 填土压实一般有：碾压、夯实、振动压实及利用运土工具 压实等方法。
五、土方机械与运输车辆的配合
实际选用挖土机械时应注意： 1、选择效率高费用低的机械进行施工。 2、当挖土机挖出的土方需要运土车辆运走时， 挖土机的生产率不仅取决于本身的技术性能， 而且还决定于所选的运输工具是否与之协调。 3、为了使挖土机充分发挥生产能力，应使运 土车辆的载重量Q与挖土机的每斗土重保持 一定的倍数关系。
二、基坑（沟槽）边坡坡度与开挖断面
1、基坑、沟槽边坡与断面选择依据： 土的种类及其物理力学性质、地下水情况、 开挖深度、断面尺寸、施工方法、晾槽时间， 周边的环境条件等，并按照设计规定的基础、 管道的断面尺寸、长度和埋设深度等进行。 2、给水排水管道的沟槽常用断面形式： 有直槽、梯形槽、混合槽等，当有两条或多 条管道共同埋设时，还需采用联合槽。
二、土方的平衡调配
2、土方平衡调配图表的编制
A、划分调配区 B、计算各挖、填方调配区之间的平均运距 C、绘出土方调配图 D、列出土方量平衡表
第三节 土石方开挖与机械化施工
一、准备工作 土石方开完前的准备工作主要包括： 拆除或搬迁施工区域内有碍施工的障碍物； 修建排水防洪措施，在有地下水的区域，应 有妥善的排水措施； 修建运输道路和土方机械的运行道路； 修建临时水、电、气等管线设施； 作好挖土、运输车辆及各种辅助设备的维修 检查、试运转和进场工作等。
立柱和横扛通常采用槽钢。 撑杠由撑头和圆套管组成如图l-3l所示。撑头为一丝 杠，以球铰连接于撑头板，带柄螺母套于丝杠。应用 时，将撑头丝扛插入圆套管内，旋转带柄螺母，柄把 止于套管端，而丝杠伸长，则撑头板就紧压立柱，使 撑板固定。丝杠在套管内的最短长度应为20cm，以保 证安全。这种工具式撑杠的优点是支设方便，而且可 更换圆套管长度，适用于各种不同的槽宽。
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2、在滑坡体上挖填土方 （1）当需要在滑坡体内挖方时，应遵守由上 至下的开挖程序。 （2）在滑坡体上进行填方时，应遵守由下至 上的施工顺序。
七、土石方爆破施工
常用的爆破方法有： 炮眼爆破 药壶爆破 深孔爆破 小洞室爆破 二次爆破 定向爆破及微差爆破等。
第四节 沟槽及基坑支撑
支撑是防止沟槽土壁坍塌的一种临时性挡土结 构，由木材或钢材做成。 支撑的荷裁就是原土和地面荷载所产生的侧土 压力。沟槽支撑与否应根据土质、地下水情况、 槽深、槽宽、开挖方法、排水方法、地面荷载 等因素确定。一般情况下，沟槽土质较差、深 度较大而又挖成直槽时，或高地下水位砂性土 质并采用表面排水措施时，均应支设支撑。支 设支撑可以减少挖方量和施工占地面积，减少 拆迁。但支撑增加材料消耗，有时影响后续工 序的操作。
2、流砂的防治
水下挖土法； 打钢板桩法； 地下连续墙法等； 人工降低地下水位法：此法较广泛、可靠。
3、滑坡体施工中的作业方法
在进行开挖和填方时，应注意以下几点： （1） 在靠近滑坡边沿处开挖土方 一般不应切割滑坡体的坡脚，当必须切割 坡脚时，应按切割深度，将坡脚随原自然坡度 由上向下削坡，逐渐挖至要求的坡脚深度。
第一章
土石方工程与地基处理
土的工程性质及分类 土方量的计算及调配 沟槽与基坑开挖 沟槽支撑 土方回填 石方爆破
◆第一节 ◆第二节 ◆第三节 ◆第四节 ◆第五节 ◆第六节
第一节 土的工程分类
一、土的工程分类
（一）碎石土
d﹥2mm的颗粒占全重50％以上，根据颗粒级配和 占全重百分率不同，分为漂石、块石、卵石、碎石、圆 砾和角砾。 （二）砂土
V2 K 松 V1
土经挖掘后体积增加值用最初可松性系数K松表 示： V '
K松
3
V1
土经回填后的体积增加值，用最后可松性 系数K’松 表示：
K
' 松
V3 V1
式中
V1—开挖前土的自然密实体积； V2—开挖后土的松散体积； V3—压实后土的体积。
第二节 土石方平衡与调配
一、土石方工程量的计算 在土石方施工之前，通常需要计算土石方的 工程量。但土石方工程的外形往往复杂、不规 则，精确计算很困难，在一般情况下，都将其 假设划分为一定的几何形状近似计算。 （一）基坑的土方量计算 （二）沟槽土方量计算 （三）场地土方量计算 （四）边坡土方量的计算
三、场地平整施工方法
场地平整施工包括：土方开挖、运输、填筑与压实 等，当遇有坚硬土层、岩石或障碍物时，还常需爆破。 场地平整的施工方法，在大面积平整时，通常采用 机械施工。常用的机械有推土机、铲运机和挖土机等。 1、推土机施工 推土机操作灵活、运行方便、所需工作面较小，既 可挖土又可作短距离运土，适用于切土深度不大的场地 整平，铲除腐殖土并运送到附近的卸土区；开挖深度不 大于I．5m的基坑；回填基坑和沟槽；平整其他机械卸 置的土堆，运送松散的硬土和岩石以及砂石材料等。
四、沟槽与基坑开挖施工
沟槽、基坑土方的开挖，除工程量不大而又分 散时可采用人工或小型机械施工外，应尽量采 用机械化施工，以减轻繁重的体力劳动并加快 施工速度。 沟槽与基坑机械开挖，应依施工具体条件，选 择单斗挖土机和多斗挖土机。 1、单斗挖土机 单斗挖土机是给排水工程中常用的一种机械， 根据其工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉 铲和抓铲等。
三、土的渗透性
土的渗透性表示土的透水的性质。土 的渗透性用渗透系数K表示。土的渗透系 统大小决定于土的结构、土颗粒大小和 粒径级配状况、土的密实程度等。
四、土的可松性
土经挖掘后，颗粒间的连接遭到破坏，在把土 回填到沟槽内，并按一般回填密实度夯实后其体 积也要比开槽前自然体积增大一些。土体积增大 归因于土的可松性。