第四章 工程施工技术

第一节 建筑工程施工技术

　　一、土石方工程施工技术

　　(一)土石方工程分类

场地平整	确定场地设计标高→确定挖方、填方的平衡调配→选择土方施工机械→拟定施工方案。
基坑（槽）开挖	浅基坑（槽）：开挖深度＜5m。深基坑（槽）：开挖深度≥5m
基坑（槽）回填	填土必须具有一定的密实度，填方应分层进行并尽量采用同类土填筑
地下工程大型土石方开挖
路基修筑

　　(二)土石方工程的准备与辅助工作

　　1.土方边坡及其稳定

　　土方边坡坡度以其高度H与底宽度B之比表示。

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　　2.基坑(槽)支护

　　(1)横撑式支撑

　　开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。

横撑式支撑	适用情况
水平挡土板式	间断式	湿度小的黏性土挖土深度小于3m时
	连续式	松散、湿度大的土，挖土深度可达5m
垂直挡土板式	对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限

　　(2)重力式支护结构

　　①用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相搅拌，形成相互搭接的格栅状结构形式，也可相互搭接成实体结构形式，具有防渗和挡土的双重功能。

　　②搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。

　　(3)板式支护结构

　　板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑(或拉锚)系统。

挡墙系统	①常用的材料有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩及地下连续墙等。 ②钢板桩有平板形和波浪形两种，具有较好的隔水能力。在基础施工完毕后还可拔出重复使用。
支撑系统	拉锚系统材料一般用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。基坑较浅，挡墙具有一定刚度时，可采用悬臂式挡墙而不设支撑点。

　　【练习题】

　　1.在松散土体中开挖6m深的沟槽，支护方式应优先采用( )。【2015】

　　A.间断式水平挡土板横撑式支撑

　　B.连续式水平挡土板横撑式支撑

　　C.垂直挡土板式支撑

　　D.重力式支护结构支撑

　　【答案】C

　　【解析】湿度小的黏性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑;对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。

　　2.在松散潮湿的砂土中挖4m深的基槽，其支护方式不宜采用( )【2010】

　　A.悬臂式板式支护

　　B.垂直挡土板式支撑

　　C.间断式水平挡土板支撑

　　D.连续式水平挡土板支撑

　　【答案】C

　　【解析】湿度小的黏性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑;对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。

　　3.降水与排水

　　(1)明排水法施工

　　①明排水法宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。但当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应采用井点降水法。

　　②集水坑应设置在基础范围以外，地下水走向的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力，集水坑每隔20～40m设置一个。集水坑的直径或宽度一般为0.6～0.8m，其深度随着挖土的加深而加深，要经常低于挖土面0.7～1.0m。

　　3.通常情况下，基坑土方开挖的明排水法主要适用于( )。【2013】

　　A.细砂土层

　　B.粉砂土层

　　C.粗粒土层

　　D.淤泥土层

　　【答案】C

　　【解析】明排水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍，宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。

　　4.采用明排水法开挖基坑，在基坑开挖过程中设置的集水坑应( )。【2014】

　　A.布置在基础范围以内

　　B.布置在基坑底部中央

　　C.布置在地下水走向的上游

　　D.经常低于挖土面1.0m以上

　　【答案】C

　　【解析】集水坑应设置在基础范围以外，地下水走向的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵能力，集水坑每隔20～40m设置一个。集水坑的直径或宽度一般为0.6～0.8m，其深度随着挖土的加深而加深，要经常低于挖土面0.7～1.0m，坑壁可用竹、木或钢筋笼等简易加固。

　　(2)井点降水施工

　　井点降水法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等，井点降水的方法根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等，按照下表选择。

　　各种井点的适用范围(2017教材有改)

井点类别	土的渗透系数(m/d)	降低水位深度(m)
单级轻型井点	0.005～20	＜6
多级轻型井点	0.005～20	＜20
喷射井点	0.005～20	＜20
电渗井点	＜0.1	根据选用的井点确定
管井井点	0.1～200	不限
深井井点	0.1～200	＞15

　　5.土方开挖的降水深度约16m，土体渗透系数50m/d，可采用的降水方式有( )。

　　A.轻型井点降水

　　B.喷射井点降水

　　C.管井井点降水

　　D.深井井点降水

　　E.电渗井点降水

　　【答案】CD

　　【解析】各种井点的适用范围

井点类别	土的渗透系数(m/d)	降低水位深度(m)
单级轻型井点	0.005～20	＜6
多级轻型井点	0.005～20	＜20
喷射井点	0.005～20	＜20
电渗井点	＜0.1	根据选用的井点确定
管井井点	0.1～200	不限
深井井点	0.1～200	＞15

　　1)轻型井点

　　①型井点构造

　　1-井点管;2-滤管;3-总管;4一弯联管;5-水泵房;6-原有地下水位线;7-降低后地下水位线

　　②轻型井点布置

单排布置	适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况。井点管应布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的宽度。
双排布置	适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。
环形布置	适用于大面积基坑。
U形布置	土方施工机械需进出基坑时，可采用U形布置。采用U形布置，则井点管不封闭的一段应设在地下水的下游方向。

　　③轻型井点施工

　　(1)井点系统的安装顺序：

　　6.关于基坑土石方工程采用轻型井点降水，说法正确的是( )【2016】

　　A.U型布置不封闭段是为施工机械进出基坑留的开口

　　B.双排井点管适用于宽度小于6米的基坑

　　C.单排井点管应布置在基坑的地下水下游一侧

　　D.施工机械不能经U型布置的开口端进出基坑

　　【答案】A

　　【解析】单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的宽度。双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。环形布置适用于大面积基坑。如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应设在地下水的下游方向。当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。

　　2)喷射井点

适用条件	降水深度超过8m时，宜采用喷射井点，降水深度可达8～20m
平面布置	单排：基坑宽度≤10m
	双排：基坑宽度＞10m
	环形：基坑面积较大时
井点要求	间距一般采用2～3m，每套喷射井点宜控制在20～30根井管

　　3)电渗井点

　　在饱和黏土中，特别是淤泥和淤泥质黏土中，由于土的透水性较差，持水性较强，用一般喷射井点和轻型井点降水效果较差，此时宜增加电渗井点来配合轻型或喷射井点降水，以便对透水性较差的土起疏干作用，使水排出。

　　4)深井井点

　　一般可降低水位30～40m，有的甚至可达百米以上。常用的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵(沉没式深井泵)。

　　5)管井井点

　　在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。

　　(三)土石方工程机械化施工

　　1.推土机施工

　　推土机的经济运距在100m以内，以30m～60m为最佳运距。

　　推土机的几种施工方法

下坡推土法	在推土丘、回填管沟时，均可采用
分批集中 一次推送法	在较硬的土中，推土机的切土深度较小，一次铲土不多，可分批集中，再整批地推送到卸土区
并列推土法	并列推土时，铲刀间距15～30cm。并列台数≤4台
沟槽推土法	沿第一次推过的原槽推土，前次推土所形成的土埂能阻止土的散失，从而增加推运量
斜角推土法	铲刀与推土机横轴在水平方向形成一定角度进行推土。一般在管沟回填且无倒车余地时，可采用这种方法

　　2.铲运机施工

　　(1)特点：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。

　　(2)适用性：

　　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Ⅰ～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。

　　(3)铲运机的开行路线

　　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。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。

　　②8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。比环形路线可缩短运行时间，提高生产效率，机械磨损较均匀。

　　(4)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：

下坡铲土	应尽量利用有利地形进行下坡铲土。
跨铲法	预留土埂，间隔铲土的方法。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。
助铲法	一般每3～4台铲运机配1台推土机助铲。

　　9.为了提高铲运机铲土效率，适宜采用的铲运方法为( )。【2013】

　　A.上坡铲土

　　B.并列铲土

　　C.斜向铲土

　　D.间隔铲土

　　【答案】D

　　【解析】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。2)跨铲法。3)助铲法。

　　3.单斗挖掘机施工

正铲	前进向上、强制切土	开挖停机面以内的Ⅰ～Ⅳ级土
反铲	后退向下、强制切土	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
拉铲	后退向下、自重切土	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
抓铲	直上直下、自重切土	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

　　11.用推土机回填管沟，当无倒车余地时一般采用( )。【2014】

　　A.沟槽推土法

　　B.斜角推土法

　　C.下坡推土法

　　D.分批集中，一次推土法

　　【答案】B

　　【解析】斜角推土法。将铲刀斜装在支架上，与推土机横轴在水平方向形成一定角度进行推土。一般在管沟回填且无倒车余地时可采用这种方法。

　　12.关于推土机施工作业，说法正确的是( )。【2016】

　　A.土质较软使切土深度较大时可采用分批集中后一次推送

　　B.并列推土的推土机数量不宜超过4台

　　C.沟槽推土法是先用小型推土机推出两侧沟槽后再用大型推土机推土

　　D.斜角推土法是指推土机行走路线沿斜向交叉推进

　　【答案】B

　　【解析】A错误，应该是土质较硬，切土深度较小时可采用分批集中后一次推送;C错误，沟槽推土法应是沿第一次推过的原槽推土，前次推土所形成的土埂能阻止土的散失，从而增加推运量。这种方法可以和分批集中、一次推送法联合运用;D错误，斜角推土法指的应是将铲刀斜装在支架上，与推土机横轴在水平方向形成一定角度进行推土。一般在管沟回填且无倒车余地时可采用这种方法。

　　(四)土石方的填筑与压实

　　1.填筑压实的施工要求

　　(1)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。

　　(2)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，填土施工时的分层厚度及压实遍数见下表：

压实机具	分层厚度(mm)	每层压实遍数（次）
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	<200	3～4

　　2.土料选择与填筑方法

填方 土料	碎石类土、砂土、爆破石渣、含水量符合压实要求的黏性土	√
	淤泥、冻土、膨胀性土、有机物含量大于8%的土硫酸盐、 含量大于5%的土、含水量大的黏土	×

　　3.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。

碾压法	羊足碾一般用于碾压黏性土，不适于砂性土
夯实法	主要用于小面积填土
振动压实法	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。

　　14.关于土石方填筑正确的意见是( )。【2013】

　　A.不宜采用同类土填筑

　　B.从上之下填筑土层的透水性应从小到大

　　C.含水量大的粘土宜填筑在下层

　　D.硫酸盐含量小于5%的土不能使用

　　【答案】B

　　【解析】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。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%的土均不能做填土。