土方工程施工工藝及施工控制

土方開挖是工程初期以至施工過程中的關鍵工序，直接關係到後期工程的質量，這就要求施工單位對建築基礎土方開挖進行正確的施工。

土方工程是一項技術性工作，一定要做好各項技術準備，制定合理的技術方案，並做好工程的安全設施工作，保證工程的順利進行。

一、土方工程施工工藝

1.土方工程施工準備工作

1.1查勘現場。

摸清場地情況，包括地形、地貌、水文、地質、河流、運輸道路、鄰近建築物、地下埋設物、管道、電纜線路，地面上障礙物、堆積物以及水電供應等，以便進行土方開挖。

1.2清除障礙物。

將施工區域內的所有障礙物，如電桿、電線、地上和地下管道、電纜、樹木、溝渠以及舊房屋等進行拆除或進行改線，可利用的建築物應充分利用。

1.3設計排水設施。

在施工區域內設置臨時性或永久性排水溝，將地面水排走;或排到低洼處，再用水泵排水;或疏通原有排水洪系統，使場地不積水。

1.4做好測量控制。

設置區域測量控制網，包括基線和水平基準點，要求避開建築物、構築物、機械操作面及土方運輸線路，做好軸線樁的測量及校核，進行土方工程量的測量工作。

2.土方施工中的技術應用

2.1 場地平整。

2.1.1 土方應平衡調配。

土方平衡調配的原則主要有挖方與填方基本達到平衡，在挖方的同時進行填方，減少重複倒運。

並在施工過程中實施就近調配。

2.1.2 土方調配的方法。

①即在場地平面圖上先劃出挖、填方區的分界線即零線，並在挖、填方區劃出若干調配區;

②計算各調配區的土方量，並標明在調配圖上;

③計算各調配區的平均運距，即挖方調配區土方重心到填方調配區土方重心之間的距離;

④繪製土方調配圖，在圖中標明調配方向、土方數量及平均運距;

⑤列出土方量平衡表。

2.2 施工排水。

在土方施工中，做好施工排水工作，保持土體乾燥是尤為重要的。

施工排水可分為明排水法和人工降低地下水位法兩種。

明排水法：就是採用截、疏、抽的排水方法。

截，是截住水流;疏，是疏干積水;抽，是在基坑開挖過程中，在坑底設置集水井，並沿坑底的周圍開挖排水溝，使水流入集水井中，然後用水泵抽走。

人工降低地下水位是在基坑開挖前，先在基坑周圍埋設一定數量的濾水管(井)，利用抽水設備從中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直到基礎工程施工完畢為止。

這樣，可使基坑始終保持乾燥狀態，既防止流沙發生，又改善了工作條件。

但降水前，應考慮到降水影響範圍內的原有建築物和構築物可能產生附加沉降、位移，從而引起開裂、傾斜和倒塌，甚至地面塌陷防護措施主要採用以下五種方法：

2.2.1 輕型井點。

就是沿基坑四周將許多直徑較小的井點管埋入蓄水層內，井點管上部與總管連接，通過總管利用抽水設備將地下水從井點管內不斷抽出，使原有的地下水位降至坑底以下。

此種方法適用於土壤滲透係數 K=0.1～50m/d 的土層中;降水深度為：單級輕型井點 3～6m，多級輕型井點 6～12m。

2.2.2 噴射井點。

當基坑開挖較深時，宜採用噴射井點，其降水深度可達 8～20m。

噴射井點設備由噴射井管、高壓水泵及進水、排水管路組成。

噴射井管由內管和外管組成，在內管下端裝有與濾管相連的噴射揚水器。

當高壓水經內外管之間的環形空間由噴嘴噴出時，地下水即被吸入而壓出地面。

2.2.3 電滲井點。

電滲井點適用於土壤滲透係數小於 0.1m/d，用一般井點不能降低地下水位的含水層，尤其適用於淤泥排水。

電滲井點排水的原理，以井點管作負極，以打入的鋼筋或鋼管作正極，當通以直流電後，土顆粒從負極向正極移動，水則自正極向負極移動而被集中排出。

土顆粒移動的現象稱為電泳現象，水移動的現象稱為電滲現象。

2.2.4 管井井點。

就是沿基坑每隔 20～50m 的距離設置一個管井，每個管井單獨用一台水泵抽水，從而降低地下水位。

此法適用土壤滲透係數大(K=20～200m/d)地下水量大的土層。

2.2.5 深井泵井點。

如果要求降水深度較大 (降水深度大於15m)，在管井井點內採用一般離心泵或潛水泵不能滿足要求時，可採用特製的深井泵。

3.土方開挖

3.1 主體工程的臨時開挖邊坡要結合實際地形和開挖深度，自行確定邊坡度，報監理工程師審批。

永久性的護面的加固工作應及時完成，避免受雨水沖刷。

3.2 機械施工要派專職人員進行指揮，和負責道路交通指揮，在轉彎和道口派專人指揮並設警示牌。

3.3 對職工經常進行安全生產教育和法制教育，每周至少進行一次安全生產大檢查，將一切事故隱患消滅在萌芽狀態中。

3.4 遇有地下水部位的土方開挖，應保持降低地下水位在開挖底面 0.5m 以下，防止地下水擾動基底土。

在降水過程中，應防止相鄰及附近已有建築物或構築物、道路、管線等發生下沉或變形，必要時與設計、建設單位協商，對原建築物地基採取回灌技術等防護措施。

3.5 嚴禁機械在開挖邊坡及坡頂運行頻繁，避免由於人為因素增加荷載導致河道滑坡。

3.6 實施過程應加強沉降及變形觀測，發現問題應及時採取措施予以解決。

4.填土壓實

為使填土滿足強度及水穩性的要求，必須合理設計填方邊坡，選擇正確的土料和填築方法。

有機物含量大的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大於2%的土壤、凍結或液化狀態的泥炭、粘土或粉狀砂質粘土等，一般不作填土之用。

填方工程應分層鋪土壓實，最好採用同類土壤填築。

回填土含水量過大、過小都難以夯壓密實，為此要求回填土應有最佳的含水量。

當回填土過濕時，應先曬乾或摻入干土及其他吸水材料;過干時，則應洒水進行濕潤，儘可能使土壤含水量保持在最佳範圍內。

對於軟弱地基，常採取將基礎下面一定厚度的軟弱土層挖除，然後用人工砂墊層、碎石墊層、灰土墊層等方法進行換土處理。

墊層施工應分層還土、分層壓實。

對於斜坡坡度為1/5～1/2.5 的填方，應將斜坡改做成階梯形，階高為0.2～0.3m，階寬為1m，以防填方滑動。

回填基坑和管溝時，應從四周或兩側均勻地分層進行，以防基礎和管道在土壓力的作用下產生偏移或變形。

二、土方工程的施工控制要點分析

因為土方工程在整個工程建設項目中占有非常重要的地位，所以，搞好土方施工控制，按照設計原則以及質量控制要求施工是實現整體工程質量的重要保證。

下面主要對土方工程的施工控制進行簡要闡述。

1.土方填築質量控制要點

為了確保土方的質量滿足基本設計要求，提高整體工程質量，就要對土方填築的質量進行控制，主要是指對土方的填築材料性質和壓實質量進行控制，在施工中結合施工程序隨時檢測土石方填築質量，並參考設計標準對不符合標準的環節採取及時的調整措施，選擇最為經濟、合理的施工方法。

2.土方填料材質控制

對土石方填築材料要進行嚴格把關，除在規定範圍內進行開挖取料外，也通常在現場進行抽樣檢測，對材料的性質、防滲料的含水量、塑性指數、黏粒和最大粒徑以及粗粒含量等進行控制，對於過渡料、反濾料要對顆粒組成情況進行檢驗。

土石方的填料不得使用生活垃圾、含草皮或者樹根的土，也儘量避免使用易溶性岩石、崩解性岩石、強風化石料等劣性不穩固的材質，若選用的填料岩性相差比較大時，要將岩性不同的填料進行分層分段填築。

3.對現場質量進行控制

對現場質量進行控制一般通過控制試驗進行，質量控制試驗的基本要求是快速和準確，主要包括容重試驗和含水量試驗兩種方式。

容重試驗基本包括灌砂法、環刀法、γ射線密度計、壓實計、灌水法等;含水量試驗主要以快速測定為主，通常採用電爐炒干測量法、紅外線燈泡烘乾測量法、酒精燃燒測量法、高電波電流乾燥法以及中子濕度計等。

經過不斷的改進技術，中子濕度計和γ射線密度計已經達到了快速、安全和準確的性能要求，將中子濕度計和γ射線密度計融為一體就是核濕度密度計，在施工現場質量控制試驗中應用較為方便，在土石方的工程質量控制試驗中已被廣泛採用。

有些國家也會採用壓實計，壓實計是出現在20世紀80年代左右的電子儀器，在實際工程的現場測量中也被普遍採用。

4.土方工程全面質量控制

全面質量管理也被稱為全面統計的質量控制，是在20世紀50年代新興的質量控制方法，是把數理統計和經營管理結合在一起而建立的一整套體系，包括生產施工環節的有效質量管理體系。

全面質量管理的主要包含以下幾方面內容：對施工的質量、工程成本、施工工期進行的綜合的質量控制;工程施工全程的質量控制;全部門、全體員工參與的質量控制等。

三、結束語

土方工程多為露天作業，施工受地區的氣候、地質以及水文等條件的影響。

因此，組織施工前，應詳細分析與核實各項技術資料，進行現場調查並結合現有施工條件，制定合理的施工方案，編制好施工組織設計，以指導土方工程的施工。