第四章工程施工技术219Word下载.docx
《第四章工程施工技术219Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章工程施工技术219Word下载.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
铲运机的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产效率高。
常用于坡度在20.以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基等土方工程。
铲运机可在1～Ⅲ类土中直接挖土、运土，适宜运距为600——1500m，当运距为200～350m时效率最高。
1.铲运机的开行路线
由于挖填区的分布不同，根据具体条件，选择合理的铲运路线，对生产率影响很大。
根据实践，铲运机的开行路线有以下几种：
（1）环形路线。
施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程，适宜采用环形路线，如图4.1.8（a）、（b）当挖土和填土交替，而挖填之间距离又较短时，则可采用大环形路线[图4.1.8（c）].大环形路线的优点是一个循环能完成多次铲土和卸土，从而减少了铲运机的转弯次数，提高了工作效率。
（2）8字形路线。
对于挖、填相邻、地形起伏较大，且工作地段较长的情况，可采用8字路线[图4.1.8（d）].其特点是铲运机行驶一个循环能完成两次作业，而每次铲土只需转弯一次，比环形路线可缩短运行时间，提高生产效率。
同时，一个循环中两次转弯方向不同机械磨损较均匀。
2.铲运机铲土的施工方法
为了提高铲运机的生产率，除规划合理的开行路线外，还可根据不同的施工条件，采用下列施工方法：
（1）下坡铲土。
应尽量利用有利地形进行下坡铲土。
这样可以利用铲运机的重力来增大牵引力，使铲斗切土加深，缩短装土时间从而提高生产率。
一般地面坡度以5.～7.为宜。
如果自然条件不允许，可在施工中逐步创造一个下坡铲土的地形。
（2）跨铲法。
预留土埂，间隔铲土的方法。
可使铲运机在挖两边土槽时减少向外撒土量，挖土埂时增加了两个自由面，阻力减小，铲土容易，土埂高度应不大于300mm，宽度以不大于拖拉机两履带间净距为宜。
（3）助铲法。
在地势平坦、土质较坚硬时，可采用推土机助铲以缩短铲土时间。
此法的关键是双机要紧密配合，否则达不到预期效果。
一般每3、4台铲运机配1台推土机助铲。
推土机在助铲的空隙时间，可做松土或其他零星的平整工作，为铲运机施工创造条件当铲运机铲土接近设计标高时，为了正确控制标高，宜沿平整场地区域每隔1Om左右，配合水平仪抄平，先铲出一条标准槽，以此为准，使整个区域平整达到设计要求。
当场地的平整度要求较高时，还可采用铲运机抄平。
此法是铲运机放低斗门，高速行走，使铲土和铺土厚度经常保持在50mm左右，往返铲铺数次。
如土的自然含水量在最佳含水量范围内，往返铲铺2、3次，表面平整的高差，可达50mm左右。
（三）单斗挖土机施工
单斗挖土机是基坑（槽）土方开挖常用的一种机械。
按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两种；
按其工作装置的不同，可以分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种；
按其传动装置又可分为机械传动和液压传动两种。
当场地起伏高差较大、土方运输距离超过1000m，且工程量大而集中时，可采用挖土机挖土，配合自卸汽车运土，并在卸土区配备推土机平整土堆。
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，生产率高，能开挖停机面以内的I～Ⅳ级土，开挖大型基坑时需设下坡道，适宜在土质较好、无地下水的地区工作。
根据挖土机与运输工具的相对位置不同，正铲挖土和卸土的方式有以下两种：
正向挖土、侧向卸土；
正向挖土、后方卸土。
2.反铲挖土机
反铲挖土机的特点是：
后退向下，强制切土。
其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的I～Ⅲ级的砂土或黏土，适宜开挖深度4m以内的基坑，对地下水位较高处也适用。
反铲挖土机的开挖方式，可分为沟端开挖与沟侧开挖。
3.拉铲挖土机
拉铲挖土机的挖土特点是：
后退向下，自重切土。
其挖掘半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的I～Ⅱ级土，适宜开挖大型基坑及水下挖土。
拉铲挖土机的开挖方式基本与反铲挖土机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖。
4.抓铲挖土机
抓铲挖土机的挖土特点是：
直上直下，自重切土。
其挖掘力较小，只能开挖I～Ⅱ级土，可以挖掘独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。
四、土石方填筑与压实
（一）填筑压实的施工要求
（1）填方的边坡坡度，应根据填方高度、土的类别、使用期限及其重要性确定。
永久性填方的边坡坡度见表4.1.2.
表4.1.2永久性填方的边坡坡度
土的种类
填方高度（m）
边坡坡度
黏土
6
1：
1.50
亚黏土、泥灰岩土
6～7
轻亚黏土、细砂
6～8
黄土、类黄土
中砂、粗砂
10
碎石土
10～12
易风化的岩石
12
（2）填方宜采用同类土填筑，如采用不同透水性的土分层填筑时，下层宜填筑透水性较大、上层宜填筑透水性较小的填料，或将透水性较小的土层表面做成适当坡度，以免形成水囊。
（3）基坑（槽）回填前，应清除沟槽内积水和有机物，检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填。
（4）填方应按设计要求预留沉降量，如无设计要求时，可根据工程性质、填方高度、填料类别、压实机械及压实方法等，同有关部门共同确定。
（5）填方压实工程应由下至上分层铺填，分层压（夯）实，分层厚度及压（夯）实遍数，根据压（夯）实机械、密实度要求、填料种类及含水量确定。
（二）土料选择与填筑方法
为了保证填土工程的质量，必须正确选择土料和填筑方法。
碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料。
淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于8％的土，以及硫酸盐含量大于5％的土均不能作填土。
填方土料为黏性土时，填土前应检验其含水量是否在控制范围以内，含水量大的黏土不宜作填土用。
填方施工应接近水平的分层填土、分层压实，每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。
应分层检查填上压实质量，符合设计要求后，才能填筑上层。
当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑，以防填土横向移动。
（三）填土压实方法
填土压实方法有：
碾压法、夯实法及振动压实法。
平整场地等大面积填土多采用碾压法，小面积的填土工程多用夯实法，而振动压实法主要用于压实非黏性土。
1.碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。
碾压适用于大面积填土工程。
碾压机械有平碾（压路机）、羊足碾和汽胎碾。
平碾（光碾压路机）是一种以内燃机为动力的自行式压路机，重量6～15t.羊足碾一般都没有动力，靠拖拉机牵引，有单筒、双筒两种。
根据碾压要求，又可分为空筒及装砂、注水等3种。
羊足碾虽与土接触面积小，但单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。
羊足碾一般用于碾压黏性土，不适于砂性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足碾较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。
此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。
如果先用轻碾压实，再用重碾压实就会取得较好效果。
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，主要用于小面积回填土。
夯实主要用于小面积填土，可以夯实黏性土或非黏性土。
夯实法分人工夯实和机械夯实两种。
人工夯实所用的工具有木夯、石夯等；
常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。
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。
振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械，比一般平碾提高功效1～2倍，可节省动力30％。
这种方法对于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉土等非黏性土效果较好。
０９真题
场地填筑的填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土时，宜采用的压实机械为（）。
A.平碾
B.羊足碾
C.振动碾
D.汽胎碾
答案：
C
例：
能独立完成铲土、运土、卸土、填土、压实等工作的土方机械是（）。
A.推土机
B.铲运机
C.单斗挖土机
D.装卸机
B
某工程开挖大型基坑，长80m，宽20m，开挖深度为停机面以下5m，Ⅱ级土，地下水位较高，挖土机应选用（）。
A.正铲挖土机
B.反铲挖土机
C.拉铲挖土机
D.抓铲挖土机
（四）土石方的填筑与压实
1.填方压实的施工要求
（3）基坑（槽）回填前，应清槽，检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填。
（4）填方应按设计要求预留沉降量。
（5）填方压实工程应由下至上分层铺填，分层压（夯）实，分层厚度及压（夯）实遍数，根据压（夯）实机械、密实度要求、填料分类及含水量确定。
土石方工程中，下列关于填方压实施工要求的说法中不正确的有（）。
A.填充的边坡坡度越小越好
B.填方宜采用同类土填筑
C.基础的结构混凝土达到一定的强度后方可填筑
D.填方按设计要求预留沉降量
E.填方由下向上一层完成
AE
[2006年考题]：
下列土石方填筑材料中，边坡稳定性最差的是（）。
A.碎石土
B.粗砂
C.粘土
D.中砂
第二节基与基础工程施工
一、地基加固处理
土木工程的地基问题，概括地说，可包括以下四个方面：
（1）强度和稳定性问题。
当地基的承载能力不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。
（2）压缩及不均匀沉降问题。
当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。
沉降量较大时，不均匀沉降往往也较大。
（3）地基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致发生事故。
（4）地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等危害。
当结构物的天然地基存在上述四类问题之一或其中几个时，必须采用相应的地基处理措施以保证结构物的安全与正常使用。
在各种地基中，需要根据不同条件进行处理的软弱土和不良土主要包括：
软黏土、杂填土、冲填土、饱和粉细砂、湿陷性黄土、泥炭土、膨胀土、多年冻土、溶洞土等。
除此之外，当旧房改造、加高、工厂设备更新等造成荷载增大，对原来地基提出更高的要求，或者在开挖深基坑，建造地下铁道等工程中有土体稳定、变形或渗流问题时，也需要进行地基处理。
地基处理的方法有很多，工程中人们常常采用的一类方法是采取措施使土中孔隙减少，土颗粒之间靠近，密度加大，土的承载力提高；
另一类方法是在地基中掺加各种物料，通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起，使地基承载力提高，刚度加大，变形减小。
（一）砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩
碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔，再将碎石或砂挤压入孔，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。
水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩。
桩的承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力，桩越长承载力愈高，桩土形成的复合地基承载力提高幅度可达4倍以上且变形量小，适用于多层和高层建筑地基，是近年来新开发的一种地基处理技术。
（二）土桩和灰土桩
土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”。
适用于处理地下水位以上，深度5～15m的湿陷性黄土或人工填土地基。
土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。
地下水位以下或含水量超过25％的土，不宜采用。
土桩和灰土桩的施工方法是利用打人钢套管（或振动沉管）在地基中成孔、通过挤压作用，使地基上得到加密，然后在孔内分层填入素土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯实而成土桩或灰土桩。
回填土料一般采用过筛（筛孔不大于20mm）的粉质黏土，并不得含有有机质物质；
粉煤灰采用含水量为30％～50％湿粉煤灰；
石灰用块灰消解3～4d形成的粗粒粒径不大于5mm的熟石灰。
灰土（体积比例2：
8或3；
7）或二灰土应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩面积约占地基面积的10％“-23％。
土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料，因此，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。
在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，因此只占地基面积约20％的灰土桩可以承担总荷载的1/2.而占地基总面积80％的桩间上仅承担其余1/2.这样就大大降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。
同时，由于灰土桩对桩间土能起到侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。
除了上述土桩和灰土桩外，还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰桩。
石灰桩的成孔也是采用钢套管法成孔，然后在孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺人适量的水硬性掺和料粉煤灰和火山灰，一般的经验配合比为8：
2或7：
3.在拔管的同时进行振捣或捣密。
利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩周土体的含水量降低，孔隙比减小，使土体挤密和桩柱体硬化。
柱和桩间共同承受荷载，成为一种复合地基。
（三）深层搅拌法施工
深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。
深层搅拌法适宜于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质黏土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。
施工前，应依据工程地质勘察资料，进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥掺人比，确定搅拌工艺。
用于深层搅拌的施工工艺目前有两种，一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌（简称旋喷桩），另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌（简称粉喷桩）
2010年考题
采用深层搅拌法进行地基加固处理，适用条件为（）
A.砂砾石松软地基
B.松散砂地基
C.黏土软弱地基
D.碎石土软弱地基
二、桩基础施工
桩基础是由若干根桩和桩顶的承台组成的一种常用的深基础。
它具有承载能力大、抗震性能好、沉降量小等特点。
采用桩基施工可省去大量土方、排水、支撑、降水设施，而且施工简便，可以节约劳动力和压缩工期。
根据桩在土中受力情况不同，可分为端承桩和摩擦桩。
端承桩是穿过软弱土层而达到硬土层或岩层的一种桩，上部结构荷载主要依靠桩端反力支撑；
摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上部结构荷载主要由桩侧的摩阻力承担，而桩端反力承担的荷载只占很小的部分。
按施工方法的不同，桩身可分为预制桩和灌注桩两大类。
预制桩是在工厂或施工现场制成各种材料和形式的桩（如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等），然后用沉桩设备将桩打人、压入、振入（有时还兼用高压水冲）或旋人土中。
灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孑乙内灌注混凝土，也可加入钢筋后灌注混凝土。
根据成孔方法的不同可分为：
钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。
下列说法中正确的是（）。
A.灌注桩比预制桩节省造价
B.预制桩比灌注桩节省造价
C.预制桩比灌注桩操作要求严格
D.灌注桩不易发生质量事故
【答案】A
（一）钢筋混凝土预制桩施工
钢筋混凝土桩坚固耐久，不受地下水和潮湿变化的影响，可做成各种需要的断面和长度，而且能承受较大的荷载，在建筑工程中广泛应用。
常用的钢筋混凝土预制桩断面有实心方桩与预应力混凝土空心管桩两种。
方形桩边长通常为200～550mm，桩内设纵向钢筋或预应力钢筋和横向钢箍，在尖端设置桩靴。
预应力混凝土管桩直径为400～600mm，在工厂内用离心法制成。
混凝土预制桩的沉桩方法有锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法等。
1.桩的制作、运输和堆放
（1）桩的制作。
长度在10m以下的短桩，一般多在工厂预制，较长的桩，因不便于运输，通常就在打桩现场附近露天预制。
实心桩宜采用工具式木模或钢模板支在坚实平整的场地上，用间隔重叠的方法预制。
桩与桩间以皂脚、黏土石灰膏或纸隔开。
上层桩的浇灌，待下层桩的混凝土达到设计强度的30％以后进行，重叠层数不超过4层。
完成后，应洒水养护不少于7d.
2010年真题
采用叠浇法预制构件，浇筑上层构件混凝土时，下层构件混凝土强度与至少达到设计强度的（）
A.20%
B.30%
C.40%
D.50%
（2）运输、堆放。
钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70％方可起吊；
达到设计强度的100％才能运输和打桩。
如提前吊运，应采取措施并经验算合格后方可进行。
桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。
桩的堆放场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉陷。
桩堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上下对齐，堆放层数不宜超过4层。
2.打桩
打桩是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层。
这是最常用的一种沉桩方法。
（1）打桩机具选择。
打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。
桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的主要机具；
桩架是将桩吊到打桩位置，并在打桩过程中引导桩的方向，保证桩锤能沿要求方向冲击的打桩设备；
动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。
在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。
施工中常用的桩锤有落锤、单动气锤、双动气锤、柴油桩锤和振动桩锤。
桩锤的适用范围见表4.2.1.选择桩架种类与高度，应根据桩锤的种类、桩的长度、施工地点的条件等决定。
桩架主要由底盘、导向杆、斜撑、滑轮组等组成。
表4.2.1桩锤的适用范围.
桩锤种类
适用范围
优缺点
附注
落锤
1.适宜打各种桩；
2.黏土、含砾石的土和一般土层均可使用
构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低
落锤是指桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶
单动气锤
适于打各种桩
构造简单，落距短，对设备和桩头不易打坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高
利用蒸气或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩
双动气锤
1.适宜打各种桩，便于打斜桩；
2.使用压缩空气时，可在水下打桩；
3.可用于拔桩
冲击次数多，冲击力大，工作效率高，可不用桩架打桩，但设备笨重，移动较困难
利用蒸气或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量
柴油桩锤
1.最宜用于打木桩、钢板桩；
2.不适于在过硬或过软的土中打桩
附有桩架、动力等设备，机架轻、移动便利，打桩快，燃料消耗少
利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动，有重
量轻和不需要外部能源等优点
振动桩锤
1.适宜于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土桩和木桩；
2.宜用于砂土、塑性黏土及松软砂黏土；
3.在卵石夹砂及紧密黏土中效果较差
沉桩速度快，适应性大，施工操作简易安全，能打各种桩并帮助卷扬机拔桩
利用偏心轮引起激振，
通过刚性连接的桩帽传到桩上
（2）打桩前的准备工作。
打桩前，应认真处理地上、地下（地下管线、旧有基础、树木等）障碍物，打桩机进场及移动范围内的场地应平整压实，以使地面有一定的承载力，并保证桩机的垂直度。
在打桩前应根据设计图纸确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地面。
（3）确定打桩顺序。
打桩顺序是否合理，直接影响打桩进度和施工质量。
确定打桩顺序时要综合考虑到桩的密集程度、基础的设计标高、现场地形条件、土质情况等。
一般当基坑不大时，打桩应从中间开始分头向两边或四周进行；
当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段范围内分别进行（见图4.2.1）打桩应避免自外向内，或从周边向中间进行。
当桩基的设计标高不同时，打桩顺序宜先深后浅；
当桩的规格不同时，打桩顺序宜先大后小、先长后短。
（4）打桩施工。
打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起来，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，垂直度偏差不得超过0.5％，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。
在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围应有5～1Omm的间隙，以防损伤桩顶。
打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的落距锤击，用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于Irn，用柴油锤时应使锤跳动正常。
在打桩过程中，遇有贯人度剧变，桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。
打桩工程是一项隐蔽工程，为了确保工程质量，必须在打桩过程中做好记录。
（5）接桩方法。
钢筋混凝土预制长桩，受运输条件和打桩架的高度限制，一般分成数节制作，分节打入，在现场接桩。
目前，常用的接桩方法有焊接、法兰或硫黄胶泥锚接。
前两种接桩方法适用于各类土层；
后者只适用于软弱土层。
焊接接桩应用最多。
（6）桩头处理。
空心管桩，在打完桩后，桩尖以上1～1.5m范围内的空心部分应立即用细石混凝土填实，其余部分可用细砂
升级会员 