土方工程是土木工程施工中主要部分工程之一,任何一項(xiàng)工程施工都是從土方工程開始。它包括土方的開挖、運(yùn)輸、填筑與棄土、平整與壓實(shí)等主要施工過(guò)程,以及場(chǎng)地清理、測(cè)量放線、施工排水、降水和土壁支護(hù)等準(zhǔn)備工作于輔助工作(見圖)。
常見的土方工程
一、土方工程的特點(diǎn)與施工要求
土方工程施工,作業(yè)對(duì)象獨(dú)特,施工方法多樣,具有明顯特點(diǎn)。
(一) 面廣量大、勞動(dòng)繁重
(二) 施工條件復(fù)雜
組織土方工程施工的要求有以下4點(diǎn):
(一)在條件允許的情況下應(yīng)盡可能采用機(jī)械化施工,盡可能減輕繁重的體力勞動(dòng)。
(二)要合理安排施工計(jì)劃,盡量避開冬季、雨季施工;否則,應(yīng)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。
(三)為了降低土方工程施工費(fèi)用,減少運(yùn)輸量和占用農(nóng)田,要對(duì)土方進(jìn)行合理調(diào)配、統(tǒng)籌安排。
(四)在施工前要做好調(diào)查研究,了解土壤的種類和工程性質(zhì),工期要求、質(zhì)量要求及施工條件,施工地區(qū)的地形、地質(zhì)、水文、氣象資料,擬合合理的施工方案和技術(shù)措施。以保證工程質(zhì)量和安全,加快施工進(jìn)度。
二、土的工程分類
土的種類很多,其分類方法也很多,如按土的沉積年代、顆粒級(jí)配、密實(shí)度、液性指標(biāo)分類等。在土木工程中,土方工程按土的開挖難易程度將土分為8類,如表1.1.1所示。表中列出了土的工程分類直觀的鑒別方法,就是根據(jù)開挖難易程度和開挖中使用的不同工具和方法來(lái)進(jìn)行分類。
土的開挖難易程度直接影響土方工程的施工方案,勞動(dòng)量消耗和工程費(fèi)用。土越硬,勞動(dòng)量消耗越多,工程成本高。
三、 土的工程性質(zhì)
土的工程性質(zhì)對(duì)土方工程施工有直接影響,也是進(jìn)行土方施工設(shè)計(jì)所必須掌握的基本資料。土的工程性質(zhì)主要有土的可松性、土的壓縮性、土的含水量、土的透水性和土的休止角等。
(一)土的可松性
自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后組織被破壞,其體積因松散而增大,以后雖經(jīng)回填壓實(shí),也不能恢復(fù)為原來(lái)狀態(tài)時(shí)的體積。土的可松性程度,一般用最初可松性系數(shù)和最后可松性系數(shù)來(lái)表示 ,見式(1.1.1)與式(1.1.2)。
式中:
v1--土在天然狀態(tài)下的體積
v2--土經(jīng)開挖后的松散體積
v3--土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積
一般稱含水量在5%以下的為干土;在5%-30%的稱為潮濕土;大于30%的稱為濕土。
(四)土的透水性
土的透水性是指水流通過(guò)土中孔隙的難易程度。地下水在土中滲流速度一般可按達(dá)西定律計(jì)算見(圖),計(jì)算公式為式 :
水力坡度示意圖
(五)土的休止角
土的休止角(安息角)是指在某一狀態(tài)下的土體可以穩(wěn)定的坡度(見圖)。
土的休止角示意圖
四、土方邊坡坡度
(一)土方邊坡的形式及坡度的表示方法
為保證土方工程施工時(shí)土體的穩(wěn)定,防止塌方,保證施工安全,當(dāng)挖土超過(guò)一定的深度時(shí),應(yīng)留置一定的坡度。土方邊坡的坡度以其高度h與寬度b之比來(lái)表示(見圖)
土方邊坡示意圖
(二)確定土方邊坡坡度應(yīng)考慮的因素
確定土方邊坡坡度應(yīng)該考慮如下因素:土質(zhì)、開挖深度、施工工期、地下水水位、排水情況、施工方法、邊坡留置時(shí)間、坡頂荷載、氣候條件、相鄰建筑物等。
邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及工程特點(diǎn)而定,既要保證土體穩(wěn)定和施工安全,又要節(jié)省土方。臨時(shí)性挖方邊坡可按《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》gb50202確定如表1.1.2所示:
表1.1.2 臨時(shí)性挖方的邊坡值
場(chǎng)地邊坡開挖應(yīng)采取沿等高線自上而下、分層、分段依次進(jìn)行。在邊坡上采取多臺(tái)階同時(shí)進(jìn)行開挖時(shí),上臺(tái)階應(yīng)比下臺(tái)階開挖進(jìn)深不少于30m,以防塌方。邊坡臺(tái)階開挖,應(yīng)作成一定坡勢(shì)以利泄水。邊坡下部設(shè)有護(hù)腳矮墻及排水溝時(shí),在邊坡修完后,應(yīng)立即進(jìn)行護(hù)腳矮墻和排水溝的砌筑和疏通,以保證坡面不被沖刷和坡腳范圍內(nèi)不積水。