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建筑工程通用知识讲座常德职业技术学院土建系陈贤清2012年6月第二篇常见施工工艺与方法第一节土方工程土方工程具有工程量大，施工工期长，施工条件复杂，劳动强度大的特点，在组织土方工程施工前必须了解土的工程性质，做好土方施工组织设计，合理选择施工方案和施工机械，实行科学管理。一、房屋建筑工程1.土方工程概述（1）土的分类及工程性质土的种类繁多，分类方法也较多。在建筑工程施工中根据土的坚硬程度和开挖难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类。前四类属一般土，后四类属岩石。其基本工程性质包括密度、可松性、压缩性、含水量和渗透性等。第一节土方工程（2）土方工程机械土方的开挖、运输、填筑和压实等施工过程应尽量采用机械化施工，常用的施工机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、多斗挖土机、平土机、松土机及各种碾压、夯实机械等。1）推土机推土机操作机动灵活，运转方便迅速，所需工作面较小，易于转移，在建筑工程施工中应用最多。常适用于切土深度不大的场地平整和开挖深度不大于1.5m的基槽。第一节土方工程2）铲运机铲运机是一种能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整的土方施工机械，对道路要求较低，操作灵活，具有生产效率高的特点。常采用下坡铲土法、推土机推土助铲法、跨铲法等。3）单斗挖土机单斗挖土机是一种常用的土方开挖机械，按工作装置不同可分为正铲、反铲、拉铲、抓铲四种。其中正铲挖土机适用于开挖停机面以上一～三类土，反铲挖土机适用于开挖停机面以下一～三类土。第一节土方工程2．基坑（槽）的开挖及支护（1）浅基坑开挖1）浅基坑开挖前首先应进行测量定位、抄平放线，定出开挖尺寸、按放线分段分层挖土。当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑（槽）底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但挖方深度应按表7-1规定执行，基坑长度稍大于基础长度。当开挖深度超过上述规定时，应考虑放坡开挖。土方开挖时，当土体含水量大且不稳定，或边坡较陡、基坑较深、地质条件不好时，应对坑壁采取加固措施。第一节土方工程2）基坑开挖工艺流程：测量放线→分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层。3）基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查，尽量防止对地基土的扰动；相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序；挖出的土应堆在坑（槽）、沟边１ｍ外，其高度不宜超过1.5m；挖完后应进行验槽。第一节土方工程（2）浅基坑支护在建筑稠密的地区施工，或有地下水渗入基坑（槽）时，往往不能按要求的坡度放坡开挖，这就需要进行基坑（槽）的支护，以保证施工的顺利及安全。浅基坑支护形式主要有：1）斜柱支撑2）锚拉支撑3）型钢桩横挡板支撑4）短桩横隔板支撑5）临时挡土墙支撑6）挡土灌注桩支护7）叠袋式挡墙支护等。第一节土方工程（3）深基坑开挖在深基坑土方开挖前，要详细确定挖土方案和施工组织，要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。1）深基坑工程的挖土方案主要有：放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者无支护结构，后三种皆有支护结构。2）土方开挖顺序和方法应与设计工况一致，遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。如有超挖不可立即填平后做为地基使用。3）在基坑开挖过程中或开挖后，要做好深基坑支护结构施工和维护，防止边坡失稳、防止地基土浸水和深基坑挖土后土体回弹变形过大、防止桩位移和倾斜等第一节土方工程（4）深基坑支护深基坑土方开挖，当施工现场不具备放坡条件、放坡无法保证安全、通过放坡及加临时支撑已经不能满足施工需要时，一般采用支护结构进行临时支挡，以保证基坑土壁的稳定。支护结构的选型有排桩或地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙或采用上述型式的第一节土方工程1）排桩或地下连续墙通常由维护墙、支撑及防渗帷幕组成。排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻孔灌注桩、加筋水泥桩等多种类型；适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级。2）水泥土墙是指依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙两种；适用于基坑侧壁安全等级二、三级；基坑深度不宜大于6m。第一节土方工程3）土钉墙土钉墙是用密集的土钉、被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成，它起主动嵌固作用，增加边坡稳定性。适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地，基坑深度不宜大于12m。4）逆作拱墙当基坑平面形状适合时，可采用拱墙做围护墙，适用于基坑侧壁安全等级三级，基坑深度不宜大于12m，但淤泥和淤泥质土不宜采用。第一节土方工程3.验槽及地基处理（1）验槽所有建（构）筑物基坑均应进行施工验槽。基坑挖至基底设计标高并清理后，施工单位必须会同建设、监理、勘察、设计等单位共同进行验槽，合格后方能进行基础工程施工。1）验槽时必须具备的资料和条件①建设、监理、勘察、设计、施工等单位有关负责及技术人员到场；②基础施工图和结构总说明；③详勘阶段的岩土工程勘察报告；④开挖完毕、槽底无浮土、松土，基槽条件良好。第一节土方工程2）验槽程序①施工单位自检，自检合格后提出验收申请；②总监理工程师或建设单位项目负责人组织建设、监理、施工、勘察、设计单位的项目负责人、技术质量负责人，共同按设计文件要求和有关规范标准进行现场验收。第一节土方工程3）验槽的主要内容①根据设计图纸检查基槽的开挖平面位置、尺寸、槽底深度，检查是否与设计图纸相符，开挖深度是否符合设计要求。②仔细观察槽壁、槽底土质类型、均匀程度和有关异常土质是否存在，核对基坑土质及地下水情况是否与勘察报告相符。③检查基槽之中是否有旧建筑物基础、古井、古墓、洞穴、地下掩埋物及地下人防工程等。④检查基槽边坡外缘与附近建筑物的距离，基坑开挖对建筑物稳定是否有影响。天然地基验槽应检查核实分析钎探资料，对存在的异常点位进行复合检查，桩身检测质量合格第一节土方工程4）验槽方法地基验槽常采用观察法。在进行直接观察时，可采用袖珍式贯入仪作为辅助手段。当遇到下列情况之一时，应在基底进行轻型动力触探。①持力层明显不均匀；②浅部有软弱下卧层；③有浅埋的坑穴、古墓、古井等，直接观察难以发现时；④勘察报告或设计文件规定应进行轻型动力触探时。第一节土方工程4．土方的填筑与压实建筑工程的回填土主要有地基、基坑（槽）、室内地坪、室外场地、管沟和散水等，填土一定要密实。填筑时应从最低处开始分层进行，并尽量采用同类土填筑，当天填土应当天压实，基础墙两侧应同时回填夯实。填土的压实质量常用压实系数控制，地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，其压实系数不应小于0.94，填土的压实方法一般有碾压法、夯实法、振动压实法等。影响填土压实的因素主要有压实功、土的含水量和每层铺土厚度。每层铺土厚度及压实遍数按表7-4的要求执行。填土施工结束后，应检查标高、边坡坡度及压实程度等，检查标准应符合表7-5的规定。第一节土方工程（2）地基处理当建筑物直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称为天然地基。若天然地基不能满足强度和变形，则必须进行地基处理。地基处理就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土的承载力，保证地基稳定，减少房屋的沉降或不均匀沉降，消除湿陷性黄土的湿陷性及提高抗液化能力等。常见的地基处理方法主要有：机械压实法、排水固结法、换土垫层法、夯实法、挤密桩法、振冲法、化学固结法等。第一节土方工程1）机械压实法机械压实法是一种通过机械压实设备对松散地基进行压密的一种较简单的方法，主要包括机械碾压法和振动压实法。机械碾压常用的机械有平碾、羊足碾、压路机等，适合于大面积填土和杂填土的压实，碾压时一般以慢速效果最好，压实速度以2-4Km/h最为适宜；而振动压实是一种在地基表面施加振动把浅层松散土振密的方法，主要机具是振动压实机。适合于处理杂填土、混陷性黄土、炉渣、细砂、碎石地基。振实的有效深度一般可达1.2-1.5m。第一节土方工程2）排水固结法在建筑物建造以前，有条件地在建筑场地上进行预压，使地基土的固结沉降基本完成以提高地基土强度的处理方法。预压系统有堆载预压和真空预压两类；排水系统有砂井、塑料排水带等。一般适用于淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏土的地基处理。第一节土方工程3）换土垫层法当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土垫层法来处理软弱地基。换土垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去；然后回填强度较高、压缩性较低、没有侵蚀性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、矿渣、素混凝土等，再分层夯实后作为地基的持力层。第一节土方工程4）夯实法①重锤夯实法重锤夯实是利用起重机将夯锤（2~3t）提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密的硬壳层，从而使地基得到加固。适用于地下水位0.8m以上、稍湿的黏性土、砂土、饱和度Sr≤60%的湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基的加固处理。第一节土方工程②强夯法：是用起重机械将大吨位（一般8~30t）夯锤起吊到6~30m高度后，自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法；处理范围应大于建筑物基础范围，对一般建筑物，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~1/3，并不小于3ｍ。第一节土方工程5）挤密桩法①灰土桩灰土挤密桩是利用锤击将钢管打入土中侧向挤密成孔，将管拔出后，在桩孔中分层回填2：8或3：7灰土夯实而成，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。②砂石桩砂桩和砂石桩统称砂石桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或砂卵石（砾石、碎石）挤压入土孔中，形成大直径的砂或砂卵石（碎石）所构成的密实桩体，它是处理软弱地基的一种常用的方法。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基，对建在饱和黏性土地基上主要不以变形控制的工程，也可采用砂石桩作置换处理。第一节土方工程③水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩，是近年来发展起来的处理软弱地基的一种新方法。它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合成制成具有一定强度的桩体。其施工工艺可根据现场条件选用长螺旋钻孔灌注成桩；长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩；振动沉管灌注成桩等。④水泥土桩用洛阳铲或螺旋钻机成孔，在孔中分层填入水泥、土混合料经夯实成桩，与桩间土共同组成复合地基。第一节土方工程6）振冲法是利用一个振动器，在高压水流的振动下，在土中成孔，再在孔内填入碎石形成一根根桩体，桩体与原地基构成复合地基。从而提高地基的承载力，减少沉降和不均匀沉降，是一种快速、经济有效的加固方法。7）化学固结法将化学浆液通过注浆管灌入或喷入土中，使土体固结以加固地基。常用的有灌浆法、高压喷射注浆法和深层搅拌法。化学浆液一般采用以普通硅酸盐水泥为主剂的水泥浆液和以硅酸钠（水玻璃）为主剂的硅化浆液。第一节土方工程6.土方工程施工的质量与安全要求（1）质量要求1）土方工程施工应由具有相应资质的施工企业承担；2）熟悉工程地质勘探报告，根据报告编制施工开挖方案并经技术负责人审批同意，土方在定位放线完成并经复核无误后，方可进行施工；3）做好施工区域内临时排水系统的规划，并注意在有地下管道、管线的地段施工时，应先取得管理部门同意并采取措施防止损坏；第一节土方工程（2）安全要求1）土方工程施工应由具有相应资质和安全生产许可证的企业承担；2）土方工程应编制专项施工安全方案，并应严格按方案实施；3）施工前应针对安全风险进行安全教育和安全技术交底，特种作业人员必须持证上岗，机械操作人员应经过专业技术培训；4）施工现场发现危及人身安全和公共安全的隐患时，必须立即停止作业，排除隐患后方可恢复施工；5）在土方工程施工过程中，当发现古墓、古物等地下文物或其他不能辨认的液体、气体及异物时，应立即停止作业，做好现场保护，并报有关部门处理后方可继续施工。第一节土方工程4）基坑开挖时的放坡坡度、临边支护和在临街、临建筑物和深基坑开挖时要