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园林土方工程施工中要注意的七个问题

2010-01-15徐哲民吴卓珈周秋萍周劲松

时代农机 2010年11期
关键词:流砂土方压实

徐哲民,吴卓珈,周秋萍,周劲松

(浙江建设职业技术学院 萧山高教园区,浙江 萧山 311231)

园林建设的目的是模拟自然、表现生活,为人提供休息、娱乐和文化教育的场所,美化和保护生态环境。园林设计内容中除了绿化以外,还有一个至关重要的内容就是在拟定界限的原地形的基础上,从园林的使用功能出发,确定园林的地形地貌、园林建筑、道路、广场、绿地之间的用地坡度、控制点高程、规划地面形式及场地高程,使园林用地与四周环境之间,园林内部各组成要素之间,在高程上有一个合理关系,增强园林景观效果。使园林在景观上美妙生动,使用上美观舒适,工程上经济合理,这是园林设计者经常遇到的园林竖向设计与施工问题,为了实现园林地形的竖向设计,很重要的一项施工内容就是土方工程的施工为手段来实现园林地形的改造目标。所以,园林土方工程施工与园林地形改造的需要有很大的关系。常见的土方工程施工一般包括挖、运、填、压四方面内容。其施工方法可有人力施工、机械化和半机械化施工等。一般来说要注意以下问题:

1 土方调配

在园林工程施工中,无论是筑坡挖池,还是平整场地,挖沟(槽)埋管,开槽筑路,安装园林设施,构件,建设园林建筑物,都会遇到土方工程的施工问题。为了是园林艺术造型和工程质量同时达到设计、规范的要求,土方工程都会涉及到土的稳定性与压实性指标。从工程施工角度,园林施工需要熟悉土壤的性质,土的工程类别,在施工中需要遵守有关设计和技术标准、规范的要求。

一般在施工准备阶段,要熟悉土壤、土方施工前的各项准备工作;而在施工阶段,则要严格按照施工图纸与规范的要求进行挖土、运土、填土、堆坡(山)、压实等工序施工。在施工中为了提高效率,减少不必要的搬运,经常会涉及到土方的调配与运输问题。

无论是园林建筑或构筑物,还是园林广场、道路的修建,都要从土方工程开始,通过挖沟槽、做基础,然后才能进行地面施工。其他的平整场地,挖湖堆山,都是建园中先行施工内,一些土方量大的项目,施工工期长,直接影响到工程进度,在园林工程建设中占有重要地位,必须做好施工调度与安排。

2 施工准备

土方工程施工前通常需完成下列准备工作:施工场地的清理;地面水排除;临时道路修筑;油燃料和其他材料的准备;供电线路与供水管线的敷设;临时停机棚和修理间的搭设等;土方工程的测量放线和土方工程施工方案编制等。

2.1 场地清理

场地清理包括清理地面及地下各种障碍。在施工前应拆除旧有房屋和古墓,拆迁或改建通讯、电力设备、上下水道以及地下建筑物,迁移树木,去除耕植土及河塘淤泥等。此项工作由业主委托有资质的拆卸拆除公司或建筑施工公司完成,发生费用由业主承担。

修筑好临时道路及供水、供电等临时设施,做好材料、机具及土方机械的进场工作。

2.2 排除地面水

场地内低洼地区的积水必须排除,同时应注意雨水的排除,使场地保持干燥,以利土方施工。地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。

应尽量利用自然地形来设置排水沟,使水直接排至场外,或流向低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁,其横断面和纵向坡度应根据最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5m×0.5m,纵向坡度一般不小于2‰。场地平整过程中,要注意排水沟保持畅通,必要时应设置涵洞。山区的场地平整施工,应在较高一面的山坡上开挖截水沟。在低洼地区施工时,除开挖排水沟外,必要时应修筑挡水土坝,以阻挡雨水的流入。

2.3 做好土方工程的测量和放灰线工作

放灰线时,可用装有石灰粉末的长柄勺靠着木质板侧面,边撒、边走,在地上撒出灰线,标出基础挖土的界线。

基槽(坑)放线:根据园林建筑物或构筑物的主轴线控制点,首先将主要轴线的交点用木桩测设在地面上,并在桩顶钉上铁钉作为标志。园林建筑物或构筑物的主要轴线测定以后,再根据园林建筑物或构筑物平面图,将内部所有轴线都一一测出。最后根据中心轴线用石灰在地面上撒出基槽开挖边线。同时在场地四周设置龙门板如图1所示,或者在轴线延长线上设置轴线控制桩(又称引桩)如图2所示,以便于基础施工时复核轴线位置。恢复轴线时,只要将经纬仪安置在某轴线一端的控制桩上,瞄准另一端的控制桩,该轴线即可恢复。

图1 龙门板的设置

图2 轴线控制桩(引桩)平面布置图

为了控制基槽开挖深度,当快挖到槽底设计标高时,可用水准仪根据地面±0.000水准点,在基槽(坑)壁上每间隔2~4m及拐角处打一水平竹桩,如图3所示。测设时应使桩的上表面离槽底设计标高为整分米数,作为清理槽底和垫层施工控制标高的依据。

3 土方边坡与土壁支撑

图3 基槽底抄平水准测量示意图

土壁的稳定,主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡,一旦土体失去平衡,土体就会塌方,这不仅会造成人身安全事故。同时亦会影响工期,有时还会危及附近的建筑物。造成土壁塌方的原因主要有四个方面:①边坡过陡,使土体的稳定性不足导致塌方;尤其是在土质差,开挖深度大的坑槽中;②雨水、地下水渗入土中泡软土体,从而增加土的自重同时降低土的抗剪强度,这是造成塌方的常见原因;③基坑上口边缘附近大量堆土或停放机具、材料,或由于行车等动荷载,使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度;④土壁支撑强度破坏失效或刚度不足导致塌方。

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,土壁应放足边坡,或者加以临时支撑保持土壁的稳定。现分述如下:

3.1 放足边坡

根据《地基与基础工程施工工艺标准》(QCJJT-JS02-2004),在天然湿度的土中,当挖土深度不超过下列数值时,可不放坡、不支撑。

深度≤1.0m密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土);

深度≤1.25m硬塑、可塑的粘质砂土及砂质粘土;

深度≤1.5m硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土);

深度≤2.0m坚硬的粘土。

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。

临时性挖方的边坡值应符合表1的规定。

表1 临时性挖方边坡值

3.2 设置支撑

为了缩小施工面,减少土方,或受场地的限制不能放坡时,则可设置土壁支撑。如表2所列为一般沟槽支撑方法,主要采用横撑式支撑;

表2 一般沟槽的支撑方法

4 施工排水与降水

在开挖基坑或沟槽时,土壤的含水层常被切断,地下水将会不断地渗入坑内。雨季施工时,地面水也会流入坑内。为了保证施工的正常进行,防止边坡塌方和地基承载能力的下降,必须做好基坑降水工作。降水方法可分为重力降水(如集水井、明渠等)和井点降水。土方工程中采用较多的是集水井降水和轻型井点降水方法。

4.1 集水井降水法

这种方法是在基坑或沟槽开挖时,在坑底设置集水井,并沿坑底的周围或中央开挖排水沟,使水由排水沟流入集水井内,然后用水泵抽出坑外,如图4所示。

(1)集水井设置。

(2)水泵的性能及选用。

4.2 井点降水法

细颗粒(颗粒粒径在0.005~0.05mm)、均匀颗粒、松散(土的天然孔隙比大于75%)、饱和的土容易发生流砂现象,但是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小,即防治流砂应着眼于减小或消除动水压力。防治流砂的方法主要有:水下挖土法、打板桩法、抢挖法、地下连续墙法、枯水期施工法及井点降水等。下面简述如下:

图4 集水井降低地下水位

(1)水下挖土法即不排水施工,使坑内外的水压互相平衡,不致形成动水压力。如沉井施工,不排水下沉,进行水中挖土、水下浇筑混凝土,是防治流砂的有效措施。

(2)将板桩沿基坑周围打入不透水层,便可起到截住水流的作用;或者打入坑底面一定深度,这样将地下水引至桩底以下才流入基坑,不仅增加了渗流长度,而且改变了动水压力方向,从而可达到减小动水压力的目的。

(3)抢挖法即抛大石块、抢速度施工。如在施工过程中发生局部的或轻微的流砂现象,可组织人力分段抢挖,挖至标高后,立即铺设芦席并抛大石块,增加土的压重以平衡动水压力,力争在未产生流砂现象之前,将基础分段施工完毕。

(4)此法是沿基坑的周围先浇筑一道钢筋混凝土的地下连续墙,从而起到承重、截水和防流砂的作用,它又是深基础施工的可靠支护结构。

(5)枯水期施工法即选择枯水期间施工,因为此时地下水位低,坑内外水位差小,动水压力减小,从而可预防和减轻流砂现象。

以上这些方法都有较大的局限,应用范围狭窄。采用井点降水法降低地下水位到基坑底以下,使动水压力方向朝下,增大土颗粒间的压力,则不论细砂、粉砂都一劳永逸地消除了流砂现象。实际上井点降水法是避免流砂危害的常用方法。

5 土方开挖与填筑

土方基槽(坑)开挖分两种情况:一是无支护结构基坑放坡开挖,二是有支护结构基坑开挖。

采用放坡开挖时,一般基坑深度较浅,挖土机可以一次开挖至设计标高,所以在地下水位高的地区,软土基坑采用反铲挖土机配合运土汽车在地面作业。如果地下水位较低,坑底坚硬,也可以让运土汽车下坑,配合正铲挖土机在坑底作业。当开挖基坑深度超过4m时,若土质较好,地下水位较低,场地允许,有条件放坡时,边坡宜设置阶梯平台,分阶段、分层开挖,每级平台宽度不宜小于1.5m。

采用放坡开挖时,要求基坑边坡在施工期间保持稳定。基坑边坡坡度应根据土质、基坑深度、开挖方法、留置时间、边坡荷载、排水情况及场地大小确定。放坡开挖应有降低坑内水位和防止坑外水倒灌的措施。若土质较差且基坑施工时间较长,边坡坡面可采用钢丝网喷浆进行护坡,以保持基坑边坡稳定。放坡开挖基坑内作业面大,方便挖土机械作业,施工程序简单,经济效益好。但在城市密集地区施工,条件往往不允许采用这种开挖方式,而有支护结构基坑开挖方式。

6 土方施工作业

(1)土方的人力挖掘。施工工具主要是:锹、镐、钢钎等,人力施工不但要组织好劳动力,而且要注意安全和保证工程质量:①施工者要有足够的工作面,一般平均每人应有4~6m2;②开挖土方附近不得有重物及易塌落物;③在挖土过程中,随时注意观察土质情况,要有合理的边坡。必须垂直下挖者,松软土不得超过0.7m,中等密度者不超过1.25m,坚硬土不超过2m;④挖方工人不得在土壁下向里挖土,以防坍塌;⑤在坡上或坡顶施工者,要注意坡下情况,不得向坡下滚落重物;⑥施工过程中注意保护基桩、龙门板或标高桩。

(2)土方的机械施工。主要施工机械有:推土机、挖土机等。在园林施工中推土机应用比较广泛,例如在挖掘水体时,以推土机推挖,将土推至水体四周,再行运走或堆置地形。最后岸坡用人工修整。用推土机挖湖堆山效率较高,但应注意以下几方面:①推土机手应识图或了解施工对象的情况,在动工之前应向推土机手介绍拟施工地段的地形情况及设计地形的特点,最好结合模型,使之一目了然。另外施工前还要了解实地定点放线情况,如桩位、施工标高等。这样施工起来司机心中有数,推土铲就象他手中的雕刻刀,能得心应手、随心所欲地按照设计意图去塑造地形。这一点对提高施工效率有很大关系,这一步工作做得好,在修饰山体(或水体)时便可省去许多劳力物力。②注意保护表土。在挖湖堆山时,先用推土机将施工地段的表层熟土(耕作层)推到施工场地外围,待地形整理停当,再把表土铺回来,这样做比较麻烦费工,但对公园的植物生长却有很大好处。有条件之处应该这样做。③桩点和施工放线要明显,推土机施工进进退退,其活动范围较大,施工地面高低不平,加上进车或退车时司机视线存在死角,所以桩木和施工放线很容易受破坏,为了解决这一问题:④应加高桩木的高度,桩木上可做醒目标志(如挂小彩旗或桩木上涂明亮的颜色),以引起施工人员的注意。⑤施工期间,施工人员应经常到现场,随时随地地用测量仪器检查桩点和放线情况,掌握全局,以免挖错(或堆错)位置。

(3)当挖土至坑槽底500mm左右时的抄平。一般在坑槽壁各拐角处和坑槽壁每隔2~4m,离坑底设计标高500mm处测设一水平小木桩或竹片桩,作为清理坑槽底和打基础垫层时控制标高的依据。

(4)在基坑开挖和回填过程中应保持井点降水工作的正常进行。土方开挖前应先做好降水、排水施工,待降水运转正常并符合要求后,方可开挖土方。开挖过程中,要经常检查降水后的水位是否达到设计标高要求,要保持开挖面基本干燥,如坑壁出现渗漏水,应及时进行处理。通过对水位观察井和沉降观测点的定时测量,检查是否对邻近建筑物或道路等构筑物等产生不良影响进而采取适当措施。

(5)开挖前要编制包含安全技术措施在内的基坑土方开挖施工方案,以确保施工安全。

7 土方的填筑

7.1 土方填筑

填土应该满足工程的质量要求,土壤的质量要依据填方的用途和要求加以选择,在绿化地段土壤应满足种植植物的要求,而作为建筑用地则以要求将来地基的稳定为原则。利用外来土垫地堆山,对土质应该验定放行,劣土及受污染土壤,不应放入园内以免将来影响植物的生长和妨害游人健康。

大面积填方应该分层填筑,一般每层20~50cm,有条件的应层层压实。在斜坡上填土,为防止新填土方滑落,应先把土坡挖成台阶状,然后再填方(图),这样可保证新填土方的稳定。

挑土堆山,土方的运输路线和下卸,应以设计的山头为中心结合来土方向进行安排。一般以环形线为宜,车辆或人挑满载上山,土卸在路两侧,空载的车(人)沿路线继续前行下山,车(人)不走回头路不交叉穿行,所以不会顶流拥挤。随着卸土,山势逐渐升高,运土路线也随之升高,这样即组织了人流,又使土山分层上升,部分土方边卸边压实,这不仅有利于山体的稳定,山体表面也较自然。如果土源有几个来向,运土路线可根据设计地形特点安排几个小环路,小环路以人流车辆不相互干扰为原则。

7.2 土方压实

人力夯压可用夯、硪、碾等工具;机械碾压可用碾压机或用拖拉机带动的铁碾。小型的夯压机械有内燃夯、蛙式夯等。为了保证土壤的压实质量,土壤应该具有最佳含水率。如土壤过分干燥,需先洒水湿润后再压实。在压实过程中应注意以下几点:①压实工作必须分层进行;②压实工作要注意均匀;③压实松土时夯压工具应先轻后重;④压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢。否则边缘土方外挤易引起坍落。

[1]遇洪涛,董洪刚.浅谈基础土方施工方案的选择优化[J].黑龙江科技信息,2010,(11).

[2]孙柯.论舟山中学人文馆工程土方开挖的施工技术[J].建材与装饰,2010,(8).

[3]曾松青.试述建筑土方施工[J].经济技术协作信息,2010,(22).

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