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土方施工
单元1：
学习目标
知识
目标
技能
目标
1
掌握土的分类和土的工程性质及鉴别方法
2
熟悉土方工程量的计算
3
熟悉土方开挖前施工准备工作内容，
掌握土壁支撑方法，能正确选择施工机械
4
了解土料填筑的要求，熟悉压实功、含水量
和铺土厚度对填土压实的影响，掌握填土压
实方法的技术要求
5
熟悉集水井降水法的施工工艺
6
熟悉土方工程施工的质量标准
能够进行挖土施工机械的选择
3
能够确定土方工程的预留量与
弃土量以及挖土运输车次
2
能够进行土方工程量的计算
1
学习目标（Study Objectives）
能够编写土方工程施工方案
4
能够进行土方回填质量检查验收
5
知识脉络图
土方工程
施工概述
土方施工
土的工程分类
土方计算
土方开挖
施工准备
施工措施
土方机械
化施工
土的工程性质
土方施工的特点
土的工程分类
土的工程性质
排除地面水
修筑临时设施
场地清理
定位放线
土的工程分类
土的工程性质
土方施工的特点
土的工程分类
土的工程性质
理论知识
土方工程施工是建筑工程施工中的分部工程之一，建筑工程中常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）与管沟的开挖，人防工程及地下建筑物的土方开挖，填土及碾压等。土方工程的施工有土的开挖或爆破、运输、填筑、平整和压实等主要施工过程，以及排水、降水和土壁支撑等准备工作与辅助工作。
1.5 土方机械化施工
1.5 土方机械化施工
土方工程工程量大，工期长。为节约劳动力，降低劳动强度，加快施工速度，对土方工程的开挖、运输、填筑、压实等施工过程应尽量采用机械化施工。
土方工程施工机械的种类很多，有推土机、铲运机、单斗挖土机、多斗挖土机和装载机等。而在房屋建筑工程施工中，尤以推土机、铲运机和单斗挖土机应用最广。
施工时，应根据工程规模、地形条件、水文地质情况和工期要求正确选择土方施工机械。

1.5 土方机械化施工
1.5.1单斗挖土机施工
单斗挖土机是大型基坑开挖中最常用的一种土方机械。挖土机按行走方式可分为履带式和轮胎式两种；按传动方式可分为机械传动和液压传动两种；按工作装置不同可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。
建筑工程中单斗挖土机斗容量一般为0.5～2.0m3。

单斗挖土机作业方式
1.5 土方机械化施工
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，生产效率高，适用于开挖停机面以上的含水量不大于27%的一～四类土。当地下水位较高时，应采取降低地下水位的措施，把基坑土疏干。开挖大型基坑时需设坡道，挖土机在坑底作业。
正铲挖土机的作业方式有正向挖土、侧向卸土和正向挖土、后方卸土两种。

1.5 土方机械化施工
（1）正向挖土、侧向卸土
挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在侧面装土。采用这种作业方式，挖土机卸土时铲臂回转角度小，装车方便，循环时间短，生产效率高，用于开挖工作面较大、深度不大的基坑（槽）和管沟等，是常用的开挖方法。
（ 2）正向挖土、后方卸土
挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在后面装土。采用这种作业方式，挖土机卸土时铲臂回转角度大，汽车要倒车开入，生产效率低。当开挖工作面较小且基坑（槽）和管沟较深时采用。

1.5 土方机械化施工
1.5.2土方填筑与压实
1.土料选择
填方土料应符合设计要求，保证填方的强度和稳定性，如设计无要求时，应符合下列规定。
（1）碎石类土、砂土和爆破石碴（最大粒径不大于每层铺填厚度的2/3，当用振动碾压时不超过每层铺填厚度的3/4）可用做表层以下的填料。
（2）含水量符合压实要求的黏性土，可作为各层填料。
（3）淤泥和淤泥质土，一般不能作为填料，但在软土和沼泽地区，经过处理含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。
（4）碎块草皮和有机质含量大于5％的土，仅用于无压实要求的填方。
（5）含盐量符合规定的盐渍土，一般可用作填料，但土中不得含有盐晶、盐块或含盐植物根茎。
（6）冻土、膨胀性土、有机物含量大于8％的土，以及水溶性硫酸盐含量大于5％的土均不能作为填土。

1.5 土方机械化施工
2.填筑要求
土方填筑前，填方基底的处理，应符合设计要求。设计无要求时，应符合下列规定。
（1）应清除基底上的垃圾、草皮、树根，排除坑穴中积水、淤泥和杂物等，并应采取措施防止地表水流入填方区浸泡地基土。
（2）当填土场地地面坡度陡于1/5时，应先将斜坡挖成阶梯形，阶高0.2～0.3 m，阶宽不小于1 m。
（3）当填方基底为耕植土或松土时，应将基底碾压密实。
（4）在水田、沟渠或池塘上填土前，应根据实际情况采用排水疏干、挖除淤泥进行换土或抛填块石、沙砾、掺石灰等方法处理后，再进行填土。

1.5 土方机械化施工
3.填土施工方法
填土可采用人工填土和机械填土两种方法。人工填土用手推车送土，以人工用铁锹、耙和锄等工具进行回填；机械填土可采用推土机、铲运机和汽车等设备。
填土施工应分层填土、分层压实，并分层检测填土压实质量，符合设计要求后，才能填筑上层。填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。各种土不得混杂使用。分段填筑时，每层接缝处应做成大于1:1.5的斜坡形，碾迹重叠0.5～1.0m。上、下层错缝距离不应小于1m。回填基坑（槽）和管沟时，应从四周或两侧均匀地分层进行，以防基础和管道在土压力作用下产生偏移或变形。

1.5 土方机械化施工
4.填土压实方法
填土压实方法有碾压法、夯实法和振动压实法三种，如图所示。此外，还可利用运土工具压实。

填土压实方法
1.5 土方机械化施工
（1）碾压法
碾压法利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾、羊足碾及气胎碾等。场地平整等大面积填土工程多采用碾压法。平碾（光碾压路机）是一种以内燃机为动力的自行式压路机，适用于碾压黏性和非黏性土。羊足碾一般都没有动力，靠拖拉机牵引，有单筒、双筒两种。羊足碾虽与土接触面积小，但单位面积的压力比较大，土壤压实的效果较好，一般用于碾压黏性土。气胎碾在工作时是弹性体，对土壤碾压较为均匀，填土质量较好。

单筒羊足碾构造示意
1-前拉头；2-机架；3-轴承座；4-碾筒；5-铲刀；6-后拉头；7-装砂口；8-水口；9-羊足头
1.5 土方机械化施工
（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，主要用于基坑（槽）、管沟及各种零星分散、边角部位的小面积回填，可以夯实黏性和非黏性土。夯实法分人工夯实和机械夯实两种。人工夯实常用的工具有木夯、石夯等；机械夯实常用的机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。打夯前对填土应初步平整，打夯机依次夯打，均匀分布，不留间隙。

蛙式打夯机外形
1-夯头 2-夯架 3-三角胶带 4-底盘
1.5 土方机械化施工
（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。采用这种方法振实非黏性土效果较好。
5.影响填土压实质量的因素
影响填土压实质量的因素很多，其中主要有土的含水量、压实功和铺土厚度。（1）土的含水量
土的含水量的大小对填土压实质量有很大影响，含水量过小，土粒之间摩擦阻力较大，填土不宜被压实；含水量较大，超过一定限度时，土颗粒间的孔隙被水填充而呈饱和状态，填土也不宜被压实。只有当土具有适当的含水量，土颗粒之间的摩擦阻力由于水的润滑作用而减小，土才易被压实。

1.5 土方机械化施工
土在最优含水量的情况下，使用同样的压实功进行压实，所得到的密度最大（下图）。各种土的最优含水量和最大干密度可参见下表。
为了保证填土在压实过程中具有最优含水量，当土过湿时应予翻松晾干，也可掺人同类干土或吸水性土料；当土过干时，则应先洒水湿润。土料含水量一般以手握成团，落地开花为宜。

土的干密度与含水量关系示意
最优含水量与最大干密度
1.5 土方机械化施工
（2）压实功
填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定关系。由下图可以看出，当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度急剧增加，待接近土的最大密度时，压实功虽然增加许多而土的密度则变化很小。在实际施工中，对不同的土应根据压实后的密实度要求和选择的压实机械选择合理的压实遍数。

土的密度与压实功关系示意 压实作用沿深度的变化
1.5 土方机械化施工
（3）铺土厚度
土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小（上图），其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等因素有关。铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，则也要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少，可按照表1-16选用。在表中规定压实遍数范围内，轻型压实机械取小值，重型压实机械取大值。
6.填土压实的质量检查
填土压实后要达到一定的密实度要求，以避免建筑物的不均匀沉陷。填方的密实度要求和质量指标以压实系数 表示。压实系数为土的控制（实际）干土密度 与最大干土密度 的比值，即
密实度要求一般由设计根据工程结构性质、使用要求以及土的性质决定。如未作规定，可参考表1-12。

1.5 土方机械化施工
最大干土密度是当土在最优含水量时，通过标准的击实法确定的。当无实验资料时，可按下式计算:
式中 ——压实填土的最大干密度（t／m3）；
——经验系数，对于黏土取0.95，粉质黏土取0.96，粉土取0.97；
——水的密度（t／m3）；
——土粒相对密度；
——最优含水量（％，以小数计），可按当地经验或取 +2%（ 为土的塑限指标）。

1.5 土方机械化施工
检查压实后的实际干密度，可采用环刀法取样。其取样组数为；基坑回填每20～50m3取样一组（每个基坑不少于一组；基槽或管沟回填每层按长度20～50 m取样一组；基坑和室内填土每层按100～500mm2取样一组；场地平整填方每层按400～900 m2取样一组。每层均不少于一组，取样部位在每层压实后的下半部。
填土压实后的实际干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值之差不得大于0.08 t/m3，且应分散不得集中。

常见问题解析
1. 基坑超挖的处理方法解析
在基坑开挖过程中，应严格控制基坑开挖深度，但若已经开挖过深，则视原土的土质和承载力情况，可采用如下方法进行处理：
（1）原土为粉土或粘性土的承载力在180KPa以下，可用1：9灰土分层夯填即可，承载力更高的用2：8灰土回填。
（2）原土为砂或碎石土，可用级配砂石或粘土掺碎石（俗称 “AB料”）进行回填。
施工中，严格控制夯（压）实质量。
2.土方分段填筑时，每层接缝处应做成大于1:1.5的斜坡形，此作法应与“单元9混凝土施工”中混凝土构件留施工缝的区别开来，切勿混淆。
3.填土的压实系数对于压实质量要求高低的反应
填土的压实系数 愈接近1，表明压实质量要求越高。
4.土的最佳含水量
土的最佳含水量其最大干密度相对应的含水量，并非土的最大含水量或最小含水量。

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