土方回填工程施工培训教材.docx
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土方回填工程施工培训教材
6-1-9土方回填
6-1-9-1土料要求与含水量控制
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，应符合以下规定：
（1）碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺土厚的2/3），可用于表层下的填料；
（2）含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料；（3）淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土地区，经过处理含水量符合压实要求的，可用于填方中的次要部位。
填土土料含水量的大小，直接影响到夯实（碾压）质量，在夯实（碾压）前应先试验，以得到符合密实度要求条件下的最优含水量和最少夯实（或碾压）遍数。
含水量过小，夯压（碾压）不实；含水量过大，则易成橡皮土。
各种土的最优含水量和最大密实度参考数值见表6-55。
粘性土料施工含水量与最优含水量之差可控制在-4%~+2%范围内（使用振动碾时，可控制在-6%~+2%范围内）。
土的最优含水量和最大干密度参考表表6-55
项次
土的种类
变动范围
最优含水量（%）（重量比）
最大干密度（t/m3）
1
砂土
8~12
1.80~1.88
2
粘土
19~23
1.58~1.70
3
粉质粘土
12~15
1.85~1.95
4
粉土
16~22
1.61~1.80
注：
1．表中土的最大干密度应以现场实际达到的数字为准；
2．一般性的回填，可不作此项测定。
土料含水量一般以手握成团，落地开花为适宜。
当含水量过大，应采取翻松、晾干、风干、换土回填、掺入干土或其他吸水性材料等措施；如土料过干，则应预先洒水润湿，每1m3铺好的土层需要补充水量（L）按下式计算：
（6-24）
式中V——单位体积内需要补充的水量（L）；
w——土的天然含水量（%）（以小数计）；
wop——土的最优含水量（%）（以小数计）；
ρw——填土碾压前的密度（kg/m3）。
当含水量小时，亦可采取增加压实遍数或使用大功率压实机械等措施。
在气候干燥时，须采取加速挖土、运土、平土和碾压过程，以减少土的水分散失。
当填料为碎石类土（充填物为砂土）时，碾压前应充分洒水湿透，以提高压实效果。
6-1-9-2基底处理
1．场地回填应先清除基底上垃圾、草皮、树根，排除坑穴中积水、淤泥和杂物，并应采取措施防止地表滞水流入填方区，浸泡地基，造成基土下陷。
2．当填方基底为耕植土或松土时，应将基底充分夯实和碾压密实。
3．当填方位于水田、沟渠、池塘或含水量很大的松散土地段，应根据具体情况采取排水疏干，或将淤泥全部挖出换土、抛填片石、填砂砾石、翻松、掺石灰等措施进行处理。
4．当填土场地地面陡于1/5时，应先将斜坡挖成阶梯形，阶高0.2~0.3m，阶宽大于1m，然后分层填土，以利结合和防止滑动。
6-1-9-3填方边坡
1．填方的边坡坡度应根据填方高度、土的种类和其重要性在设计中加以规定，当设计无规定时，可按表6-56和表6-57采用。
2．对使用时间较长的临时性填方边坡坡度，当填方高度小于10m时，可采用1：
1.5；超过10m，可作成折线形，上部采用1：
1.5，下部采用1：
1.75。
永久性填方边坡的高度限值表6-56
项次
土的种类
填方高度（m）
边坡坡度
1
粘土类土、黄土、类黄土
6
1：
1.50
2
粉质粘土、泥灰岩土
6~7
1：
1.50
3
中砂或粗砂
10
1：
1.50
4
砾石和碎石土
10~12
1：
1.50
5
易风化的岩土
12
1：
1.50
6
轻微风化、尺寸25cm内的石料
6以内
1：
1.33
6~12
1：
1.50
7
轻微风化、尺寸大于25cm的石料，边坡用最大石块、分排整齐铺砌
12以内
1：
1.50~1：
0.75
8
轻微风化、尺寸大于40cm的石料，其边坡分排整齐
5以内
1：
0.50
5~10
1：
0.65
＞10
1：
1.00
注：
1．当填方高度超过本表规定限值时，其边坡可做成折线形，填方下部的边坡坡度应为1：
1.75~1：
2.00；
2．凡永久性填方，土的种类未列入本表者，其边坡坡度不得大于φ＋45°/2，φ为土的自然倾斜角。
压实填土的边坡允许值表6-57
填料类别
压实系数
λc
边坡允许值（高宽比）
填料厚度H（m）
H≤5
5＜H≤10
10＜H≤15
15＜H≤20
碎石、卵石
0.94~0.97
1：
1.25
1：
1.50
1：
1.75
1：
2.00
砂夹石（其中碎石、卵石占全重30%~50%）
I：
1.25
1：
1.50
I：
1.75
I：
2.00
土夹石（其中碎石、卵石占全重30%~50%）
0.94~0.97
1：
1.25
1：
1.50
1：
1.75
1：
2.00
粉质粘土、粘粒含量ρc≥10%的粉土
1：
1.50
1：
1.75
1：
2.00
1：
2.25
注：
当压实填土厚度大于20m时，可设计成台阶进行压实填土的施工。
6-1-9-4人工填土方法
用手推车送土，以人工用铁锹、耙、锄等工具进行回填土。
填土应从场地最低部分开始，由一端向另一端自下而上分层铺填。
每层虚铺厚度，用人工木夯夯实时不大于20cm，用打夯机械夯实时不大于25cm。
深浅坑（槽）相连时，应先填深坑（槽），相平后与浅坑全面分层填夯。
如采取分段填筑，交接处应填成阶梯形。
墙基及管道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯实，防止墙基及管道中心线位移。
夯填土采用人工用60~80kg的木夯或铁、石夯，由4~8人拉绳，二人扶夯，举高不小于0.5m，一夯压半夯，按次序进行。
较大面积人工回填用打夯机夯实。
两机平行时其间距不得小于3m，在同一夯打路线上，前后间距不得小于10m。
6-1-9-5机械填土方法
1．推土机填土
填土应由下而上分层铺填，每层虚铺厚度不宜大于30cm。
大坡度堆填土，不得居高临下，不分层次，一次堆填。
推土机运土回填，可采用分堆集中，一次运送方法，分段距离约为10~15m，以减少运土漏失量。
土方推至填方部位时，应提起一次铲刀，成堆卸土，并向前行驶0.5~1.0m，利用推土机后退时将土刮平。
用推土机来回行驶进行碾压，履带应重叠宽度的一半。
填土程序宜采用纵向铺填顺序，从挖土区段至填土区段，以40~60m距离为宜。
2．铲运机填土
铲运机铺土，铺填土区段，长度不宜小于20m，宽度不宜小于8m。
铺土应分层进行，每次铺土厚度不大于30~50cm（视所用压实机械的要求而定），每层铺土后，利用空车返回时将地表面刮平。
填土程序一般尽量采取横向或纵向分层卸土，以利行驶时初步压实。
3．汽车填土
自卸汽车为成堆卸土，须配以推土机推土、摊平。
每层的铺土厚度不大于30~50cm（随选用压实机具而定）。
填土可利用汽车行驶作部分压实工作，行车路线须均匀分布于填土层上。
汽车不能在虚土上行驶，卸土推平和压实工作须采取分段交叉进行。
6-1-10填土的压实
6-1-10-1压实的一般要求
1．密实度要求
填方的密实度要求和质量指标通常以压实系数久。
表示。
压实系数为土的控制（实际）干土密度ρd与最大干土密度ρdmax的比值。
最大干土密度ρdmax是当最优含水量时，通过标准的击实方法确定的。
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确定，如未作规定，可参考表6-58数值。
压实填土的质量控制表6-58
结构类型
填土部位
压实系数λc
控制含水量（%）
砌体承重结构和框架结构
在地基主要受力层范围内
≥0.97
wop±2
在地基主要受力层范围以下
≥0.95
排架结构
在地基主要受力层范围内
≥0.96
wop±2
在地基主要受力层范围以下
≥0.94
注：
1．压实系数λc为压实填土的控制千密度ρd与最大干密度ρdmax的比值，wop为最优含水量。
2．地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于0.94。
压实填土的最大干密度ρdmax（t/m3）宜采用击实试验确定。
当无试验资料时，可按下式计算：
（6-25）
式中η——经验系数，对于粘土取0.95，粉质粘土取0.96，粉土取0.97；
ρw——水的密度（t/m3）；
ds——土粒相对密度；
wop——最优含水量（%）（以小数计），可按当地经验或取wp+2（wp——土的塑限），或参考表6-55取用。
2．含水量控制
参见6-1-9-1一节。
3．铺土厚度和压实遍数
填土每层铺土厚度和压实遍数视土的性质、设计要求的压实系数和使用的压（夯）实机具性能而定，一般应进行现场碾（夯）压试验确定。
表6-59为压实机械和工具每层铺土厚度与所需的碾压（夯实）遍数的参考数值，如无试验依据，可参考应用。
填土施工时的分层厚度及压实遍数表6-59
压实机具
分层厚度（mm）
每层压实遍数
平碾
250~300
6~8
振动压实机
250~350
3~4
柴油打夯机
200~250
3~4
人工打夯
不大于200
3~4
6-1-10-2压实机具的选择
1．平碾压路机
又称光碾压路机，按重量等级分轻型（3~5t）、中型（6~10t）和重型（12~15t）三种；按装置形式的不同又分单轮压路机、双轮压路机及三轮压路机等几种；按作用于土层荷载的不同，分静作用压路机和振动压路机两种。
平碾压路机具有操作方便，转移灵活，碾压速度较快等优点，但碾轮与土的接触面积大，单位压力较小，碾压上层密实度大于下层。
静作用压路机适用于薄层填土或表面压实、平整场地、修筑堤坝及道路工程；振动平碾适用于填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土或粉土的大型填方工程。
常用平碾压路机的型号及技术性能见表6-60。
常用静作用压路机技术性能与规格表6-60
项目
型号
两轮压路机2Y6/8
两轮压路机2Y8/10
三轮压路机3Y10/12
三轮压路机3Y12/15
三轮压路机3Y15/18
重量（t）不加载
6
8
10
12
15
加载后
8
10
12
15
18
压轮直径（mm）前轮
1020
1020
1020
1120
1170
后轮
1320
1320
1500
1750
1800
压轮宽度（mm）
1270
1270
530×2
530×2
530×2
单位压力（kN/cm）
前轮：
不加载
0.192
0.259
0.332
0.346
0.402
加载后
0.259
0.393
0.445
0.470
0.481
后轮：
不加载
0.290
0.385
0.632
0.801
0.503
加载后
0.385
0.481
0.724
0.930
1.150
行走速度（km/h）
2~4
2~4
1.6~5.4
2.2~7.5
2.3~7.7
最小转弯半径（m）
6.2~6.5
6.2~6.5
7.3
7.5
7.5
爬坡能力（%）
14
14
20
20
20
牵引功率（kW）
29.4
29.4
29.4
58.9
73.6
转速（r/min）
1500
1500
1500
1500
1500
外形尺寸（mm）
长×宽×高
4440×1610×
2620
4440×1610×
2620
4920×2260×
2115
5275×2260×
2115
5300×2260×
2140
注：
制造单位洛阳建筑机械厂、邯郸建筑机械厂。
常用振动压路机的型号及技术性能见表6-61。
常用振动压路机技术性能与规格表6-61
项目
型号
YZS0.6B手扶式
YZ2
YZJ7
YZ10P
YZJ14拖式
重量（t）
0.75
2.0
6.53
10.8
13.0
振动轮直径（mm）
405
750
1220
1524
1800
振动轮宽度（mm）
600
895
1680
2100
2000
振动频率（Hz）
48
50
30
28/32
30
激振力（kN）
12
19
19
197/137
290
单位线压力（N/cm）
静线压力
62.5
134
-
257
650
动线压力
100
212
-
938/652
1450
总线压力
162.5
346
-
1195/909
2100
行走速度（km/h）
2.5
2.43~5.77
9.7
4.4~22.6
-
牵引功率（kW）
3.7
13.2
50
73.5
73.5
转速（r/min）
2200
2000
2200
1500/2150
1500
最小转弯半径（m）
2.2
5.0
5.13
5.2
-
爬坡能力（%）
40
20
-
30
-
外形尺寸（mm）
长×宽×高
2400×790×
1060
2635×1063×
1630
4750×1850×
2290
5370×2356×
2410
5535×2490×
1975
制造厂
洛阳建筑机械厂
邯郸建筑机械厂
三明重型机械厂
洛阳建筑机械厂
洛阳建筑机械厂
2．小型打夯机
有冲击式和振动式之分，由于体积小，重量轻，构造简单，机动灵活、实用，操纵、维修方便，夯击能量大，夯实工效较高，在建筑工程上使用很广。
但劳动强度较大，常用的有蛙式打夯机、柴油打夯机、电动立夯机等，其技术性能见表6-62，适用于粘性较低的土（砂土、粉土、粉质粘土）基坑（槽）、管沟及各种零星分散、边角部位的填方的夯实，以及配合压路机对边缘或边角碾压不到之处的夯实。
蛙式打夯机、振动夯实机、内燃打夯机技术性能与规格表6-62
项目
型号
蛙式打夯机
HW-70
蛙式打夯机
HW-201
振动压实机
Hz-280
振动压实机
Hz-400
柴油打夯机
ZH7-120
夯板面积（cm2）
-
450
2800
2800
550
夯击次数（次/min）
140~165
140~150
1100~1200（Hz）
1100~1200（Hz）
60~70
行走速度（m/min）
-
8
10~16
10~16
-
夯实起落高度（mm）
-
145
300（影响深度）
300（影响深度）
300~500
生产率（m3/h）
5~10
12.5
33.6
336（m2/min）
18~27
外形尺寸（长×宽×高）
（mm）
1180×450×
905
1006×500×
900
1300×560×
700
1205×566×
889
434×265×
1180
重量（kg）
140
125
400
400
120
3．平板式振动器
为现场常备机具，体形小，轻便、适用，操作简单，但振实深度有限。
适于小面积粘性土薄层回填土振实、较大面积砂土的回填振实以及薄层砂卵石、碎石垫层的振实。
4．其他机具
对密实度要求不高的大面积填方，在缺乏碾压机械时，可采用推土机、拖拉机或铲运机结合行驶、推（运）土、平土来压实。
对已回填松散的特厚土层，可根据回填厚度和设计对密实度的要求采用重锤夯实或强夯等机具方法来夯实。
6-1-10-3填土压（夯）实方法
1．一般要求
（1）填土应尽量采用同类土填筑，并宜控制土的含水率在最优含水量范围内。
当采用不同的土填筑时，应按土类有规则地分层铺填，将透水性大的土层置于透水性较小的土层之下，不得混杂使用，边坡不得用透水性较小的土封闭，以利水分排除和基土稳定，并避免在填方内形成水囊和产生滑动现象。
（2）填土应从最低处开始，由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。
（3）在地形起伏之处，应做好接搓，修筑1：
2阶梯形边坡，每台阶高可取50cm、宽100cm。
分段填筑时每层接缝处应作成大于1：
1.5的斜坡，碾迹重叠0.5~1.0m，上下层错缝距离不应小于1m。
接缝部位不得在基础、墙角、柱墩等重要部位。
（4）填土应预留一定的下沉高度，以备在行车、堆重或干湿交替等自然因素作用下，土体逐渐沉落密实。
预留沉降量根据工程性质、填方高度、填料种类、压实系数和地基情况等因素确定。
当土方用机械分层夯实时，其预留下沉高度（以填方高度的百分数计）：
对砂土为1.5%；对粉质粘土为3%~3.5%。
2．人工夯实方法
（1）人力打夯前应将填土初步整平，打夯要按一定方向进行，一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，两遍纵横交叉，分层夯打。
夯实基槽及地坪时，行夯路线应由四边开始，然后再夯向中间。
（2）用柴油打夯机等小型机具夯实时，一般填土厚度不宜大于25cm，打夯之前对填土应初步平整，打夯机依次夯打，均匀分布，不留间隙。
（3）基坑（槽）回填应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。
（4）回填管沟时，应用人工先在管子周围填土夯实，并应从管道两边同时进行，直至管顶0.5m以上。
在不损坏管道的情况下，方可采用机械填土回填夯实。
3．机械压实方法
（1）为保证填土压实的均匀性及密实度，避免碾轮下陷，提高碾压效率，在碾压机械碾压之前，宜先用轻型推土机、拖拉机推平，低速预压4~5遍，使表面平实；采用振动平碾压实爆破石渣或碎石类土，应先静压，而后振压。
（2）碾压机械压实填方时，应控制行驶速度，一般平碾、振动碾不超过2km/h；并要控制压实遍数。
碾压机械与基础或管道应保持一定的距离，防止将基础或管道压坏或使位移。
（3）用压路机进行填方压实，应采用“薄填、慢驶、多次”的方法，填土厚度不应超过25~30cm；碾压方向应从两边逐渐压向中间，碾轮每次重叠宽度约15~25cm，避免漏压。
运行中碾轮边距填方边缘应大于500mm，以防发生溜坡倾倒。
边角、边坡边缘压实不到之处，应辅以人力夯或小型夯实机具夯实。
压实密实度，除另有规定外，应压至轮子下沉量不超过1~2cm为度。
（4）平碾碾压一层完后，应用人工或推土机将表面拉毛。
土层表面太干时，应洒水湿润后，继续回填，以保证上、下层接合良好。
（5）用铲运机及运土工具进行压实，铲运机及运土工具的移动须均匀分布于填筑层的全面，逐次卸土碾压。
4．压实排水要求
（1）填土层如有地下水或滞水时，应在四周设置排水沟和集水井，将水位降低。
（2）已填好的土如遭水浸，应把稀泥铲除后，方能进行下一道工序。
（3）填土区应保持一定横坡，或中间稍高两边稍低，以利排水。
当天填土，应在当天压实。
6-1-10-4质量控制与检验
1．填土施工过程中应检查排水措施，每层填筑厚度、含水量控制和压实程序。
2．对有密实度要求的填方，在夯实或压实之后，要对每层回填土的质量进行检验，一般采用环刀法（或灌砂法）取样测定土的干密度，求出土的密实度，或用小轻便触探仪直接通过锤击数来检验干密度和密实度，符合设计要求后，才能填筑上层。
3．基坑和室内填土，每层按100~500m2取样1组；场地平整填方，每层按400~900m2取样1组；基坑和管沟回填每20~50m取样1组，但每层均不少于1组，取样部位在每层压实后的下半部。
用灌砂法取样应为每层压实后的全部深度。
4．填土压实后的干密度应有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0.08t/m3，且不应集中。
5．填方施工结束后应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准参见表6-63。
填土工程质量检验标准（mm）表6-63
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
桩基、基坑、基槽
场地平整
管沟
地（路）面基础层
人工
机械
主控项目
1
标高
-50
±30
±50
-50
-50
水准仪
2
分层压实系数
设计要求
按规定方法
一般项目
1
回填土料
设计要求
取样检查或直观鉴别
2
分层厚度及含水量
设计要求
水准仪及抽样检查
3
表面平整度
20
20
30
20
20
用靠尺或水准仪
6-1-11土方工程特殊问题的处理
6-1-11-1滑坡与塌方的处理
1．滑坡与塌方原因分析
产生滑坡与塌方的因素（或条件）是十分复杂的，归纳起来可分为内部条件和外部条件两个方面。
不良的地质条件是产生滑坡的内因条件，而人类的工程活动和水的作用则是触发并产生滑坡的主要外因条件。
产生滑坡与塌方的原因主要有：
（1）斜坡土（岩）体本身存在倾向相近、层理发达、破碎严重的裂隙，或内部夹有易滑动的软弱带，如软泥、粘土质岩层，受水浸后滑动或塌落。
（2）土层下有倾斜度较大的岩层，或软弱土夹层；或土层下的岩层虽近于水平，但距边坡过近，边坡倾度过大，在堆土或堆置材料、建筑物荷重和地表水作用下，增加了土体的负担，降低了土与土、土体与岩面之间的抗剪强度，而引起滑坡或塌方。
（3）边坡坡度不够，倾角过大，土体因雨水或地下水浸入，剪切应力增大，粘聚力减弱，使土体失稳而滑动。
（4）开堑挖方，不合理的切割坡脚；或坡脚被地表、地下水掏空；或斜坡地段下部被冲沟所切，地表、地下水浸入坡体；或开坡放炮坡脚松动等原因，使坡体坡度加大，破坏了土（岩）体的内力平衡，使上部土（岩）体失去稳定而滑动。
（5）在坡体上不适当的堆土或填土，设置建筑物；或土工构筑物（如路堤、土坝）设置在尚未稳定的古（老）滑坡上，或设置在易滑动的坡积土层上，填方或建筑物增荷后，重心改变，在外力（堆载振动、地震等）和地表、地下水双重作用下，坡体失去平衡或触发古（老）滑坡复活，而产生滑坡。
2．处理的措施和方法
（1）加强工程地质勘察，对拟建场地（包括边坡）的稳定性进行认真分析和评价；工程和线路一定要选在边坡稳定的地段，对具备滑坡形成条件的或存在有古老滑坡的地段，一般不应选作建筑场地，或采取必要的措施加以预防。
（2）做好泄洪系统，在滑坡范围外设置多道环形截水沟，以拦截附近的地表水，在滑坡区域内，修设或疏通原排水系统，疏导地表水及地下水，阻止其渗入滑坡体内。
主排水沟宜与滑坡滑动方向一致，支排水沟与滑坡方向成30°~45°斜交，防止冲刷坡脚。
（3）处理好滑坡区域附近的生活及生产用水，防止浸入滑坡地段。
（4）如因地下水活动有可能形成山坡浅层滑坡时，可设置支撑盲沟、渗水沟，排除地下水。
盲沟应布置在平行于滑坡滑动方向有地下水露头处。
做好植被工程。
（5）保持边坡有足够的坡度，避免随意切割坡脚。
土体尽量削成较平缓的坡度，或做成台阶形，使中间有1~2个平台，以增加稳定（图6-41a）；土质不同时，视情况削成2~3种坡度（图6-41b）。
在坡脚处有弃土条件时，将土石方填至坡脚，使其起反压作用，筑挡土堆或修筑台地，避免在滑坡地段切去坡脚或深挖方。
如整平场地必须切割坡脚，且不设挡土墙时，应按切割深度，将坡脚随原自然坡度由上而下削坡，逐渐挖至要求的坡脚深度（图6-42）。
图6-41边坡处理
（a）作台阶或边坡；（b）不同土层留设不同坡度
（a＝1500~2000mm）
图6-42切割坡脚措施
1-滑动面；2-应削去的不稳定部分；3-实际挖去部分
（6）尽量避免在坡脚处取土，在坡肩上设置弃土或建筑物。
在斜坡地段挖方时，应遵守由上而下分层的开挖程序。
在斜坡上填方时，应遵守由下往上分层填压的施工程序，避免在斜坡上集中弃土，同时避免对滑坡体的各种振动作用。
（7）对可能出现的浅层滑坡，如滑坡
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