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1、建筑施工,五大员培训,第一章：土方工程与施工机械,一、施工机械简介 土方工程的施工过程主要包括：土方开挖、运输、填筑与压实等。常用的施工机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等，施工时应按照施工机械的特点正确选用，并按照现场条件选择正确的施工方法，以加快施工进度。,1 推土机施工 推土机是土方工程施工的主要机械之一。 ( 1 ）特点及适用范围 推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬300左右的缓坡，因此应用较广。多用于场地清理和平整、开挖深度1 .5m 以内的基坑，填平沟坑，以及配合铲运机、挖土机工作等。 ( 2 ）作业方法 为了提高推土机的生产率，可采取下坡
2、推土、并列推土如图 所示、多刀送土和利用前次推土的槽推土等方法来提高推土效率，缩短推土时间和减少土的失散。,推土机推图示意,2 铲运机施工 ( 1 ）特点及适用范围 铲运机的特点是能综合完成挖土、运土、平土和填土等全部土方施工工序，对行驶道路要求较低，操纵灵活、运转方便，生产率高，在土方工程中常应用于大面积场地平整，开挖大基坑、沟槽及填筑路基、堤坝等工程。适宜于铲运含水量不大于27 的松土和普通土，不适于在砾石层和冻土地带及沼泽区工作，当铲运三、四类较坚硬的土时，宜用推土机助铲或用松土机配合将土翻松0 . 2 一0 . 4m ，以减少机械磨损，提高生产率。 ( 2 ）铲运机的开行路线 铲运机的
3、开行路线主要有环形路线和8 字形路线开行两种形式。 ( 3 ）铲运机施工方法 为了提高铲运机的生产率，除了合理确定开行路线外，还应根据施工条件选择施工方法。常用的施工方法有：下坡铲土、跨铲法、助铲法。,3 单斗挖土机施工 单斗挖土机在土方工程中应用较广，种类很多，按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两类。单斗挖土机还可根据工作的需要，更换其工作装置。按其工作装置的不同， 分为正铲、反铲、拉铲和抓铲等。按其操纵机械的不同，可分为机械式和液压式两类。 ( 1 ）正铲挖土机施工 1 ）特点及适用范围 正铲挖土机的挖土特点是：“向前向上，强制切土”。其挖掘能力大，生产率高，: 于开挖停机面以上的一一
4、三类土，它与运土汽车配合能完成整个挖运任务。可用于开型干燥基坑以及土丘等。 2 ）开挖方式 根据挖土机的开挖路线与运输工具的相对位置不同，可分为正向挖土侧向卸土和挖土后方卸土两种。 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。正向挖土后方卸土。挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在挖土机后方装土。,( 2 ）反铲挖土机施工 1 ）特点及适用范围 反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其挖掘力比正铲小，能开把面以下的一三类土。 适用于挖基坑、基槽和管沟、下水的土壤或泥泞土壤。 2 ）开挖方式 反铲挖土机挖土时可采用沟端开挖和沟侧开挖两种方式。,4 装载机施工装载机按行走方
5、式分履带式和轮胎式两种，按工作方式分单斗式装载机、链式和轮斗式装载机。土方工程主要使用单斗铰接式轮胎装载机。它具有操作轻便、灵活、转运方便、快速等特点。适用于装卸土方和散料，也可用于松软土的表层剥离、地面平整和场地清理等工作。,二、土方边坡与土壁支撑 1 土方边坡土方开挖过程中及开挖完毕后，基坑（槽）边坡土体由于自重产生的下滑力在土体中产生剪应力，该剪应力主要靠土体的内摩阻力和内聚力平衡，一旦土体中力的体系失去平衡，边坡就会塌方。,造成边坡塌方的原因有两方面： 其一是土体剪应力增加。 如坡顶堆物、行车等荷载；基坑边坡太陡；开挖深度较大；雨水或地面水渗人土中，使土的含水量增加而使土的自重增加；地
6、下水的渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。 其二是土的抗剪强度（土体的内摩阻力和内聚力）降低。 如本身土质较差或因气候影响使土质变软；土体内含水量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。为了防止塌方保证施工安全，在基坑（槽）开挖深度超过一定限度时，土壁应做成有斜率的边坡以减少土体自重P，或者加以临时的土壁支撑利用外加压力以保持土体的稳定。 土方边坡的坡度以土方挖方深度H 与底宽B 之比表示。即：土方边坡坡度=H/B=1/m 式中m=B/H称为坡度系数,根据施工经验，当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加
7、支撑，但深度不宜超过下列规定： 密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）1 .0om ; 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土 1.25m ; 硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘土）1 .5m ; 坚硬的粘土 2m 。 挖方深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。 当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方深度在5m 以内，根据施工经验，不加支撑的边坡的最陡坡度应符合下表规定。,永久性挖方边坡应按设计要求放坡口对于临时性挖方，根据现行规范，其边坡的挖方深度及边坡的最陡坡度应符合下表规定。 挖方深度在5m 以内不加支撑的边坡的最陡坡度,注：静载指堆土或材料等；动
8、载指机械挖土或汽车运输作业等。静载或动载距挖方边缘的距离应保证边坡和直立壁的稳定；堆土或材料应距挖方边缘0.8m 以外，高度不超过1 . 5m 。,临时性挖方边坡值,注：1.设计有要求时，应符合设计要求。 2如采用降水措施或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核。 3开挖深度，对软土不应超过4m , 对硬土不应超过8m。,2 土壁支撑 开挖基坑（槽）时，如地质和周围条件允许，可放坡开挖。但在建筑稠密地区施工或基坑深度较大时，无法按要求放坡的宽度开挖；或者施工时有防止地下水渗人基坑要求，这时就需要用土壁支撑土体，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物等的不利影响。 土壁支撑的种类甚多
9、，应根据开挖深度、土质条件、地下水位、开挖方法及相邻建筑物的情况等综合选择和设计，支护结构按其工作机理和围护墙形式分为以下几种类型：,现将常用的几种支护结构介绍如下：( l ）水泥土墙 水泥土墙是用深层搅拌机就地将土和输人的水泥浆强制搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体围护墙。 高压旋喷桩墙的加固材料亦为水泥浆，它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成柱桩水泥加固体，相互搭接形成桩墙用来挡土和止水。,( 2 ）钢板桩 钢板桩有两种：槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩。 1 ）槽钢钢板桩 这种简易的钢板桩围护墙由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长6 8m ，型号由计算确定。打人地下后顶部接
10、近地面处设一道拉锚或支撑。由于其截面抗弯能力弱，一般用于深度不超过4m 的基坑。由于搭接处不严密，一般不能完全止水。如地下水位高，需要时可降低地下水位。一般只用于小型工程。,2 ）热轧锁口钢板桩 热轧锁口钢板桩的形式有U 形、L 形、V 形、一字形二H 形和组合型。建筑工程中常用前两种，基坑深度较大时才用后两种。常用的U 型钢板桩，多用于周围环境要求不甚高的深5 8m 的基坑，视支撑（拉锚）加设情况而定。 钢板桩施工工艺流程是： 钢板桩矫正安装围檩支架 钢板桩打设 封闭合拢 （基础施工） 钢板桩的拔除。,( 3 ）型钢横挡板 型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。这种围护墙由工字钢（或H 型钢）
11、桩和横挡板（亦称衬板）组成，再加上围擦、支撑等则形成一种支护体系。 施工时先按一定间距打设工字钢或H 型钢桩，然后在开挖土方时边挖边加设横挡板。施工结束拔除工字钢或H 型钢桩，并在安全允许条件下尽量收回横挡板。型钢横挡板围护墙多用于土质较好、地下水位较低的地区。,( 4 ）钻孔灌注桩 根据目前的施工工艺，钻孔灌注桩为间隔排列，间隙不小于100，因此它不具备挡水功能，需另做挡水帷幕，目前我国应用较多的是厚1.2m 的水泥土墙。有的工程为不用支撑简化施工，采用相隔一定距离的双排钻孔灌注桩与桩顶横梁组成空间结构围护墙，使悬臂桩围护墙可用于一14 .5m 的基坑。如基坑周围狭窄，不允许在钻孔灌注桩后再
12、施工1.2m 厚的水泥土挡水帷幕时，可考虑在水泥土钉墙中套打钻孔灌注桩。,( 5 ）挖孔桩挖孔桩围护墙其成孔是人工挖土，多为大直径桩，宜用于土质较好地区。 ( 6 ）地下连续墙地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇筑混凝土形成的地下土中的混凝土墙。我国常用板壁式地下连续墙，目前常用的厚度为60Omm 、800 、1000 ，多用于-12m 以下的深基坑。适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级者，在软土中悬臂式结构不宜大于5m 。 ( 7 ）加筋水泥土墙（SMW 工法）即在水泥土搅拌桩内插人H 型钢，使之成为同时具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙。坑深
13、大时亦可加设支撑。我国目前多用于8 一10m 基坑。加筋水泥土墙施工机械为三根搅拌轴的深层搅拌机，全断面搅拌，H 型钢靠自重可顺利下插至设计标高，H 型钢用后可拔出。,( 8 ）土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护，施工时，每挖深1 .5m 左右，钻孔插人钢筋或钢管并灌浆，然后挂细钢筋网，喷射细石混凝土面层厚50100 ，依次进行直至坑底。 ( 9 ）逆作拱墙当基坑平面形状适合时，可采用拱墙作为围护墙。拱墙在垂直方向应分道施工，每道施工高度视土层直立高度而定，不宜超过2.5m 。待上道拱墙合拢且混凝土强度达到设计强度的70 后，才可进行下道拱墙施工。上下两道拱墙的竖向施工缝应错开，错开距离不宜小
14、于2m 。拱墙宜连续施工，每道拱墙施工时间不宜超过36h 。,三、 土方工程的施工 1 施工准备及辅助工作土方工程施工前通常需完成下列准备工作：施工现场准备，如场地清理、排除地面水与降低地下水位、修建临时设施；土方工程的测量放线和编制施工组织设计等；有时尚需完成下列辅助工作，如：基坑、沟槽的边坡保护，降低地下水位等。 2 放线基槽放线：根据房屋主轴线控制点，首先将外墙轴线的交点用木桩测设在地面上，并在桩顶钉上钢钉作为标志。房屋外墙轴线测定以后，再根据建筑物平面图，将内部开间所有轴线都一一测出。最后根据中心轴线，再考虑基础宽度、放坡、基础施工工作面等，确定实际开挖的范围，用石灰在地面上撒出基槽开
15、挖边线。同时在房屋四周设置龙门板或轴线控制桩，以便于基础施工时复核轴线位置。,大基坑开挖，根据房屋的控制点用经纬仪放出基坑四周的挖土边线。开挖范围一2mH + 2B + A ， 其中 A 基础宽度； B 基础施工工作面；H 基坑高度； m坡度系数。 3 土方开挖基坑（槽）开挖有人工开挖和机械开挖，对于大型基坑应优先考虑选用机械化施工，以加决施工进度。( 1 ）基坑（槽）开挖的要求开挖基坑（槽）应按规定的尺寸合理确定开挖顺序和分层开挖深度，连续地进行施工，尽快的完成。开挖基坑（槽）时，应符合下列规定：1 ）土方开挖施工要求标高、断面准确，在开挖过程中要随时注意检查。 2 ）为防止坑壁滑塌，根据土
16、质情况及坑（槽）深度，在坑顶两边一定距离（一般为0 .8m ）内不得堆放弃土，在此距离外堆土高度不得超过1.5m ，否则，应验算边坡的稳定性。,3 ）在坑边放置有动载的机械设备时，也应根据验算结果，离开坑边较远距离，如地质条件不好，还应采取加固措施。基坑（槽）挖好后，应立即做垫层或浇筑基础，否则，挖土时应在基底标高以上保留150 300mm 厚的土层，待基础施工时再行挖去。 4 ）如用机械挖土，不应直接挖到坑（槽）底，应根据机械种类，在基底标高以上留出200300mm ，待基础施工前用人工铲平修整。 5 ）挖土不得挖至基坑（槽）的设计标高以下，如个别处超挖，应用与基土相同的土料填补，并夯实到要求的密实度。如用当地土填补不能达到要求的密实度时，应用碎石类土填补，并仔细夯实到要求的密实度。如在重要部位超挖时，可用低强度等级的混凝土（如C10 ）填补。,
