土方工程施工与质量控制，这篇讲得够全够彻底！

来源：河南九建

土方工程是建筑工程施工中主要工种之一，常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）的开挖、岩土爆破及运输、土方回填与夯实等主要施工过程，其中包括基坑（槽）降水、排水和边坡处理等准备与辅助工作。土方工程施工质量，直接影响基础工程乃至主体结构工程施工的正常进行。

一、土方工程施工准备

1.1土方工程施工要求
● 土方量少、工期短、费用省；
● 因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；
● 要求标高、断面控制准确；
● 土体有足够的强度和稳定性；
● 应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。
1.2土方工程内容
包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：
⑴ 场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。
⑵ 开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。
⑶ 土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。
1.3土的工程分类
1.4土的工程性质

二、土方工程施工工艺、技术介绍

2.1.场地平整
场地设计标高H0的确定
H0 的确定原则
● 满足生产工艺和运输的要求；
● 充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；
● 考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；
● 要有合理的泄水坡度(≧2‰)，满足排水要求；
● 考虑最高洪水位的影响。
场地设计标高H0的调整 
H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出H,0：
● 土的可松性影响——填方因土的可松性引起的填方体积增加；
● 场内挖方和填方的影响——从经济观点出发，安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土，引起的挖填土方量的变化；
● 场地泄水坡度的影响——单坡？双坡？
场地土方量计算
1、求各方格角点的施工高度hn；
2、绘出零线；
3、计算场地挖、填土方量；
4、计算各挖、填方调配区之间的平均运距。
土方调配
划分调配区（绘出零线）→ 计算调配区之间的平均运距（即挖方区至填方区土方重心的距离）→ 确定初始调配方案→ 优化方案判别→ 绘制土方调配图表。
原则是：力求挖填平衡、运距最短、费用最省，考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。
2.2.土方开挖
土方施工准备工作
⑴ 踏勘现场；
⑵ 熟悉图纸、编制施工方案；
⑶ 清除现场障碍物，平整施工场地，进行地下墓探，设置排水降水设施；
⑷ 永久性控制坐标和水准点的引测，建立测量控制网，设置方格网、控制桩等；
⑸ 搭设临时设施、修筑施工道路；
⑹ 施工机具、用料准备。
边坡开挖
场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时，上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m，以防塌方。
边坡台阶开挖，应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时，在边坡修完后，应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。
基坑（槽）和管沟开挖
⑴ 基坑开挖，上部应有排水措施,防止地表水流入坑内冲刷边坡,造成塌方和破坏基土；
⑵ 基坑开挖，应进行测量定位、抄平放线，定出开挖宽度，根据土质和水文情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖，坑底宽度应注意预留施工操作面；
⑶ 应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定的方法和措施；
⑷ 基坑开挖的一般程序：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序，挖土应自上而下水平分段分层进行，边挖边检查坑底宽度及坡度，每3m左右修一次坡，至设计标高再统一进行一次修坡清底；
⑸ 基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序时，应预留15（人工）～30cm（机械）一层土不挖，待下道工序开始前再挖至设计标高，以防止持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡；
⑹ 在地下水位以下挖土，应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施，降水工作应持续到基础施工完成；
⑺ 雨季施工时基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层；
⑻ 弃土应及时运出，在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时，应与基坑上边缘保持1m以上的距离，以保证坑壁或边坡的稳定；
⑼ 基坑挖完后，应组织有业主、设计、勘察、监理四方参与的基坑验槽，并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。
(10)土方开挖应遵循：开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖 的原则。
(11)机械开挖基坑时。基底以上应预留200～300 mm  厚土层由人工清底，以避免 超挖和基底土层遭受扰动。
2.3.土壁支护
保持边坡稳定的基本条件是，在土体重力及外部荷载作用下产生的 剪应力 小于土体的抗剪强度 。
一般基坑的支护方法有：斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法 等，施工时按适用条件进行选择。
深基坑支护
深基坑支护的基本要求：
●  确保支护结构能起挡土作用，基坑边坡保持稳定；
● 确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；
● 通过排水降水等措施，确保基础施工在地下水位以上进行。
2.4.施工排水
基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。
施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。
明排水法：一般采用截、疏、抽 的方法。
截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域；
疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内陆表积水；
抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。
⑴ 明沟与集水井排水
在基坑的一侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔20～30m设一集水井，排水沟始终比开挖面低0.4～0.5m，集水井比排水沟低0.5～1m，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。
适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水。
⑵  分层明沟排水
当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。
适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水.
⑶  深层明沟排水
当地下基坑相连，土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟，其余部位设置边沟或支沟与主沟连通，通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。
适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水.
(1)轻型井点
轻型井点是沿基坑四周将井点管道路线埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。
适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。每一级轻型井点的降水深度，一般不超过６ m。
轻型井点管插入井孔后，需填灌粗砂或砾石滤水层，上部用粘土封口，其封口的作用是 防止漏气 。
(2) 管井井点
管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，型井点的平面布置形式有  单排  、 双排 、 环形 。适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/d的基坑中施工降水。
2.5.土方回填
填土压实的影响因素较多，主要有  压实功 、 土的含水量  及 每层铺土厚度 。
(1)碾压法
适用于大面积的场地平整和路基、堤坝工程，用压路机进行填方压实时，填土厚度不应超过25～30cm，碾压遍数一样，碾轮重量先轻后重，碾压方向应从两边逐渐压向中央，每次碾压应有15～25cm的重叠。
压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”.
(2)夯实法
俗称“打夯”，是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机,适用于粘性较低的土，常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实，也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。
填土厚度一般为25cm，一夯压半夯、依次夯打。
(3)振动压实法
适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械是振动压路机、平板振动器。双钢轮驱动振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高，适用于各类土壤的压实，是大型土石方压实的首选设备。
2.6.回填土压实
土料要求
填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定：
⑴ 碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3），可用于表层以下的填料；
⑵ 含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；
⑶ 碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方；
⑷ 淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过含水量处理符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。
含有大量有机物的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的土壤不能作填土之用。
最佳含水量
回填土含水量过大过小都难以夯压密实，当土壤在最佳含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度。土壤过湿时，可先晒干或掺入干土；土壤过干时，则应洒水湿润以求取得较佳的含水量。
填方施工注意事项  
● 斜坡上的土方回填应将斜坡改成阶梯形，以防填方滑动；
● 填方区如有积水、杂物和软弱土层等，必须进行换土回填，换土回填亦分层进行；
● 回填基坑、墙基或管沟时，应从四周或两侧分层、均匀、对称进行，以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。

三、土方工程质量通病预控与防治

3.1.场地平整、回填
(1)、挖方边坡塌方
现象：在场地平整过程中或平整后，挖方边坡土方局部或大面积发生塌方或滑塌现象。
原因：1）开挖顺序不合理；2）地表水、地下水作用；3）边坡顶存在堆重或振动荷载等。
预防：1）在斜坡等地段开挖时，制定有效的开挖措施；2）在有地表滞水或地下水作用的地段，应做好排水，降水措施；3）应避免在开挖好的坡顶上堆土和存放建筑材料，并禁止行驶施工机械设备和车辆振动。
(2)、填方边坡塌方
现象：填方边坡塌陷，造成坡脚处土方堆积，坡顶上部土体裂缝
原因：1）边坡坡度过陡；2）边坡基底的草皮、淤泥、松土等未清理干净；3）边坡未按要求回填夯实；4）未做好排水工作。
预防：1）永久性填方的边坡坡度应根据有关资料按设计规定放坡；2）填方应选用符合要求的土料，避免采用腐殖土和未经破碎的大块土；3）在边坡上、下部作好排水沟，避免在影响边坡稳定的范围内积水。
(3)、填方出现橡皮土（弹簧土）
现象:填土受夯打后，基土发生颤动，受夯击处下陷，四周鼓起，形成软塑状态，而体积并没有压缩，人踩上去有种颤动感觉。
原因：1）回填土质差，含水量高2）原状土物理性能变化；
预防：1）采用优质土回填，并控制其控制含水量；2）填方区有水时，应设排水沟排走；3）暂停一段时间回填，使橡皮土含水量逐渐降低。
(4)、填土密实度达不到要求
现象：回填土经碾压或夯实后，达不到设计要求的密实度，将使填土场地地基在荷载下变形增大，承载力和稳定性降低，或导致不均匀下沉。
原因：1）填方土料不符合要求，有垃圾等；2）土的含水率过大或过小；3）填土过厚，夯实遍数不够；4）夯实机具能力不够
预防：1）控制土料质量；2）控制土的含水率；3）严格控制填土厚度,夯实机具能量及夯实遍数
(5)、房心回填土下沉
现象：房心回填土局部或大片下沉，造成地平垫层面层空鼓、开裂甚至塌陷破坏。
原因：1）填土土料含有有机杂质或大土块等；2）填土未按规定厚度分层夯实；3）房心处局部有软弱土层，或有各类地下坑穴；4）冬期回填土含有冰块。
预防：1）选用土质好的土料回填2）回填土前，应对房心原自然软弱土层进行处理；3）根据回填高度，制定有效的回填方案
(6)、场地积水
现象：在建筑场地平整过程中或平整完成后，场地范围内高洼不平，局部或大面积出现积水。
原因：1）回填土未分层夯实，土的密实度不够，致使不均匀下沉；2）场地周围无排水沟或场地没有排水坡度；3）测量错误
预防：1）土方回填时，应根据要求进行施工（如分层夯实等）2）场地面积较大时，应考虑排水的问题；3）测量工作必须到位，复核数据。
3.2.场地基坑开挖
(1)、边坡超挖
现象：边坡面界面不平，出现较大凹陷，造成积水，使边坡坡度加大，影响边坡稳定。
原因：1）采用了机械开挖，控制不严，局部多挖；2）边坡存在松软土层；3）测量放线错误。
预防：1）机械开挖应预留0.3m厚采用人工修坡；2）对松软土层采取保护措施，避免外界车辆的振动；3）加强测量复测，严格定位，在坡顶边脚设置明显标志和边线，并设专人检查。
(2)、基坑（槽）泡水
现象：基坑（槽）开挖后，地基土被水浸泡，造成地基松软，承载力降低，地基下沉。
原因：1）开挖基坑未设排水沟或挡水堤，地表水流入基坑；2）未采取降排水措施,未连续降水
预防：1）合理设置排水沟或挡水堤；2）地下水位以下开挖时，根据水位高度，确定降水方式及设置排水沟；3）施工中保持连续性降水，直至基坑（槽）回填完毕。
(3)、基土扰动
现象：基坑开挖后，地基土表层局部或大部分出现松动、浸泡等现象，原土结构遭到破坏，造成承载力降低，基土下沉。
原因：1）基坑开挖后未及时进行下道工序，施工机械或车辆行走造成的扰动；2）地基长时间爆晒、失水；3）冬季地基表层受冻胀；4）被水浸泡。
预防：1）开挖后，立即进行下道工序的施工，禁止边坡堆重；2）机械开挖时注意开挖顺序；3）做好降水措施。

四、土方工程施工注意事项

1、在挖运土方时注意对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点等的保护，并经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。定位标准桩和标准水准点也将定期复测和检查做到准确无误。
2、土方开挖时，如遇到邻近建筑物或构筑物、道路、管线等发生下沉和变形时应采取防护措施。必要时应与设计单位或业主协商，采取防护措施，并在施工中进行沉降或位移观测。
3    施工中如发现有文物或古墓等，将妥善保护，并及时报请当地有关部门处理。如发现有测量用的永久性标桩或地质、地震部门设置的长期观测点等，加以保护。
4、不得在原支护体系条件下超挖，否则有可能导致支护结构变形过大，甚至出现更大的险情。
5、支护工程施工完成后，仍应注意对支护结构的成品保护工作，在基坑未回填之前，不得拆除、损坏支护结构构件，以确保基础施工阶段基坑的安全。
6.1常见地面下沉部位：
无地下室建筑：室内、外地面下沉。
有地下室建筑：地下室外围散水、道路、园林地面下沉。
路面、路面管井盖下沉。
6.2见地面下沉开裂产生原因：
无地下室建筑：室内外回填土均采用机械回填，一次性完成。没有按照设计要求分层夯实。
有地下室建筑：地下室外墙边坡均采用机械回填，一次性完成。没有按照设计要求分层夯实。
路面或井盖下沉：路基基层碾压密度和抗压强度不够；水泥砂稳定层厚度不够或压实密度不够；井盖安装构造不合理所致。
6.3.1无地下室建筑防止沉降措施
1.地基回填土在2m以上的场地，须先对该地基进行强夯或其它措施处理后，方可进行基础（桩基或天然基础）工程施工。
2.若该地基软弱，且地基回填土较深（2m以上），且不便于强夯等措施对地基回填土进行密度改造，建议在初步设计阶段与设计院商量，首层增设钢筋砼梁板结构。
3.若该地基为原土结构，回填土在2m以内，可采用分层夯实方案。或室内外回填土选用石碴、砂卵石、无有机物的建筑碎碴、含砂量较高的回填土等，通过机械夯或水夯等方式达到设计回填土压实密度要求。
6.3.2有地下室建筑防止沉降开裂措施
1.边坡回填土必须层层压实（每层厚度小于50cm）。可采用吊锤夯实法或机械夯实法。
2.边坡回填土可选择石碴、砂卵石、无有机物的建筑碎碴、含砂量较高的回填土等。通过吊锤夯、机械夯或水夯等方式达到设计回填土压实密度要求。
3.边坡外回填前，若有深埋的化粪池，应先施工完成后再回填土。
4.边坡回填土完成后，要用压路机压实，再开挖安装室外给排水电气管网。

五、土方工程质量验收

1.土方工程施工前应进行挖、填方的平衡计算，综合考虑土方运距最短、运程合理和各个工程项目的合理施工程序等，做好土方平衡调配，减少重复挖运。
2. 当土方工程挖方较深时，施工单位应采取措施，防止基坑底部土的隆起并避免危害周边环境。
3. 在挖方前，应做好地面排水和降低地下水位工作。
4. 平整场地的表面坡度应符合设计要求，如设计无要求时，排水沟方向的坡度不应少于 2‰。平整后的场地表面应逐点检查。检查点为每100-400m2取1点，但不应少于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边不应少于1点。
5.土方工程施工，应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施，定期复测和检查。土方不应堆在基坑边坡。
6.对雨季和冬季施工还应遵守国家现行有关标准。
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