市政道路土方工程施工研究

2013-08-06李树阳

城市道桥与防洪 2013年8期

李树阳

（山东省威海市乳山公路管理局，山东威海 264500）

0 引言

土方工程是市政道路施工重要的组成部分，特别是对于一些大型的道路规划工程，土方工程所占整体工程量更大，因此，必须进行有效规划和开展土方工程。在一般的市政道路工程中，土方工程具有以下几个特点。第一，开挖、回填土方量巨大，工期相当紧；第二，土方主要为弃方，并且需挖土机挖土自卸汽车运土；第三，回填土方量较大，并且压实度较高，一般要达到90%；第四，土方开挖、回填、运输相互交叉施工，工程测量复杂，难度大。针对这些工程特点，必须从多个层面系统地开展有效的施工措施，保证土方工程施工质量，为后期市政道路工程打下坚实的基础。

1 土方工程整体流程及施工准备

从施工程序上，土方工程可能并不复杂，但是在实际施工过程中，各个环节的工程施工量较大，并且施工环节的紧促性较强。因此，在土方工程施工中必须从整体规划入手，从各个环节的细节施工出发，保证工程施工质量。

1.1 土方工程整体流程

从施工的顺序分析，整体土方工程施工流程可以划分为图1中的几个环节。从图1可以看出，整体施工流程并不复杂，其单一的流线形式的施工流程在施工操作上比较简单。但是，正是这种流线型的施工流程，对于各个环节的施工要求更高。

土方工程在施工中的目的及意义就是为了保证场地平整。场地平整是将需要进行施工范围内的自然地面，通过人工或机械挖填平整，改造为设计所需要的平面，以利于现场平面布置和文明施工。场地平整要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求，这也是对整体土方工程提出的施工原则和施工要求。

图1 市政道路土方工程施工流程图

1.2 土方工程施工准备工作

准备工作是土方工程施工的前提和基础，对于后续工作意义重大。准备阶段的工作主要包括以下几个方面的内容。第一，地质勘察。地质勘察对于土方开挖等工程具有重要的指导作用，通过地质勘查，能够了解场地地形、地貌和周围环境。通过地质勘查情况，确定施工方案，绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、底面标高、边坡坡度、排水沟等位置，以及挖去土方的堆放地点，提出需要的施工机具、劳动力、推广新技术计划。第二，施工测量。施工测量主要是为土方开挖进行范围确定。通过施工测量能够有效地布设施工控制网，精确控制轴线，同时负责埋设沉降观测点，并按规程定期观测，测绘施工区域原始地形图及竣工图。对于整体土方工程提供有效的参考。第三，其他准备工作。除了上述两点之外，人员机械配置，图纸等施工资料在施工之前都要做好充足的准备。

2 土方挖运施工

土方挖运属于土方工程的取土工作，也是道路施工的第一个核心环节，包括土方开挖和运输两个施工步骤，在施工过程中应当根据要求，文明、安全地施工。

2.1 土方开挖施工

在土方开挖过程中，一般采用场地水平分层，沿场地平面长度方向分部挖掘法施工。这种施工方法能够为施工提供较大的施工平面空间，能够使得土方开挖分层、多向施工，有效地提高施工效率。取土过程采用机械开挖方式，在施工过程中，必须保证积水及时排除。因此，需要修建截水沟排除挖方地段上方边坡的地表水。整体土方开挖自上而下分层施工。由于各地质层条件不同，对于软弱土与坚硬岩石应当区别进行施工。对于软弱土层可以利用挖掘机械直接进行开挖，但是对于坚硬岩石应当先用破碎器进行破碎松动后再逐层开挖。在取土过程中，道路两侧应当预留30 cm左右边坡，保证土方开挖的稳定。

土方开挖过程中，要注意三个方面的问题。第一，彻底清理杂物。道路工程施工过程中，一定要将所有的杂物，例如树木，生活垃圾，腐殖质等进行彻底清理，保证开挖土方的质量，因为这些土方可能会被用来其他工程施工；第二，土方开挖过程中，不能一次开挖到底，必须根据施工要求进行分层开挖，并且，每层土方必须设置一定的坡度，保证土方开挖之后边坡的稳定性；第三，当挖掘机挖掘的土方符合工程设计要求时，将土方直接装入自卸汽车内运输至填筑施工现场。

2.2 土方运输施工

与土方开挖相比，土方运输施工环节相对简单，主要是保证运输机械的充足即可。在土方运输过程中应当注意两个方面的问题。第一，土方运输必须符合城市道路建设有关的三体物料运输规定，并且选择合适的运输车辆，保证运输过程中土料不撒漏；第二，土方运输过程中必须进行良好的交通规划，尽量减少土方运输过程中影响正常交通运输。因此，在实际操作中，运输道路应采用现有主要道路，通过现场附近现有道路进入施工现场，避免运输过程中经过居民密集区域，若必须经过，切实做好安全、文明及环保措施，确保工程施工的顺利进行。

2.3 土方挖运施工质量保证措施

在土方挖运过程中，有很多施工细节值得注意，而这些施工细节正是决定施工质量的重要因素。从施工技术角度，要保证土方挖运环节的质量，在施工过程中应当着重注意以下几个方面的施工细节。第一，开挖深度必须符合要求。在取土过程中，由于是机械进行挖土，因此，很容易导致取土深度超过规划要求。针对这一问题，必须在测量时就应当进行准确定位，在开挖时，应严格进行分层开挖，并且在接近开挖标高时使用人工开挖方式，保证开挖深度符合施工要求。第二，严格施工机械的选择。针对不同地层条件应当选择合适的开挖机械，例如软弱土层和地质岩层一定要区别，并且在开挖过程中必须保证开挖方式和开挖顺序符合要求，防止路基深部基层受到扰动，造成一系列安全隐患。第三，开挖与土方填筑工程相结合，如不能及时填筑时，应将回填土和弃土分别堆放，不得混淆，弃土区应进行适度平整。堆土区均设置在基坑边线20 m以外，以确保现场交通和基坑边坡的稳定。第四，在开挖过程中，所开挖土方若为松填土、有机土等，不能直接应用于填方使用，必须进行置换，并且，要做好积水排除，保证工作面干燥。

3 回填土方施工

土方挖运过程是市政道路工程的第一个重要环节，在此基础上要进行最终的道路工程施工，也即回填土方施工。回填土方施工是为了保证地基的稳定性而进行的必要施工环节。其施工质量对于市政道路的稳定性及使用周期具有十分重要的影响。由于回填土方施工工程针对性较强，因此，在下文分析中将按照一般情况下道路土方回填工程施工进行分析。

3.1 填筑施工环节

填筑是回填土方施工的第一个环节，其施工过程如图2所示。在施工过程中，填筑施工包括三个过程。第一，土料铺填运输。一般而言，土料运输采用大型自卸汽车（型号一般为10 t以上），将回填料运输到填筑工作面，并按照一定的间距进行卸土，保证施工方便。第二，土料的摊铺。在施工中，摊铺机械采用74 kW推土机平土。在摊铺过程中，不能完全依赖机械施工，必须辅助人工配合。特别要注意的是，在摊铺过程中，必须及时地清理其中的树根等杂物，保证土料的质量。第三，土层厚度的测量控制。当土料摊铺完成之后，要对摊铺土层的水分和厚度进行测定，并根据土质的干湿度适当作洒水或翻晒处理，雨后填筑新料时则减薄铺料厚度，同时清除表面浮土。

图2 土方回填施工过程示意图

另外，在填料铺筑过程中，针对不同的土层，其施工方法是不同的。对于地质条件不好的施工路段，其所取土深度较深，那么在填料铺筑时所需的土料厚度也较厚，这样在铺筑过程中就必须采用水平分层填筑法施工，按照横断面全宽从最低处逐层向上水平填筑。在作业时，推土机铲满土料，推送至填筑面，卸土后斜线倒退，向一侧移位，同样方法可推送相邻土料。而对于土料铺筑厚度较小的施工路段，例如3 m以内的深度，就直接从堤顶卸于坡面，由推土机将所卸土料推至工作面并铺平即可。

3.2 土方碾压施工环节

铺筑环节施工完成之后，就要进行碾压施工环节，从而使得整体道路基底稳定。在碾压过程中，整体道路碾压应采用15 t及以上型号的重型振动压力机进行分段分区骑缝碾压。在一般市政道路中，分段长度在100 m左右，碾压顺序采用先两侧后中间的原则，并且行走方向应平行于道路轴向方向。在施工细节方面，对于机械碾压不到的部分，应当用人工利用蛙式夯实机进行夯实，而对于一系列的管道位置，必须在整个施工过程中采用机械碾压和人工修正相结合的方法，以保证碾压效果。

3.3 回填土方施工质量保证措施

除了用常规的技术施工之外，根据回填土方施工要求还开展一系列的施工保证措施，以此来保证整体土方工程的施工质量。整个质量保证措施包括事前控制、事中控制、事后控制三个环节，每个环节着重对于施工细节进行质量保证。

事前控制的内容主要对原材料的质量保证。在投料之前必须要对土料进行碾压试验，有效地控制土料的含水量，并且一定要控制极小粒径（＜5 mm）的土料。事中控制的内容则主要针对碾压施工工艺及施工环节的各个参数。例如，临时坡面在低高程部位填筑时，每填一层用反铲或推土机将坡面松散体推至待填面上，与新填料一起碾压。通过事中控制有效地保证施工质量，提供稳定性的土方基础。事后控制则是对碾压完成之后的工程进行抽样检查。例如各区段碾压完成后，按要求取样频率挖坑取样检测，合格后方可进行下一层的填筑。通过这种方式有效地减少了施工环节之间的误差，保证工程的整体质量。