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一、土石方工程施工技术
(一)土石方工程分类
土石方工程施工包括土石方的开挖、运输、填筑、平整及压实等，常见的土石方工程有:
1)场地平整。场地平整应按场地设计标高计算挖方、填方的工程量以及挖方、填方的平衡调配，选择合适的土方机械施工。
2)基坑(槽)开挖。设计开挖深度在5m以内的称为浅基坑(槽)，挖深超过5m(含5m)的称为深基坑(槽)。根据现场条件和经济技术比较，选择放坡或支护边坡方式开挖。
3)基坑(槽)回填。根据条件尽可能选择合适的填方土石料，合理分层，逐层填筑压实，达到设计要求的密实度。
4)路基、河道开挖与填筑。道路、铁路的路基，由开挖形成的为路堑，填方形成的为路堤。河道由开挖形成河床，由填筑形成河堤。
(二)土石方工程施工辅助措施【重要】
1.开挖放坡
在现场条件容许的情况下，采取放坡开挖土石方通常比较经济，经验算能确保土坡稳定性的可优先考虑放坡开挖。放坡的坡度(坡高与扩宽之比)应根据土石性质、开挖深度、开挖方法、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定，在保证边坡稳定和方便施工的前提下，应减少放坡所增加的挖方量。宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够延伸时，可采用短桩横隔板支撑或临时挡土墙支撑，保持坡脚稳定。短桩横隔板支撑是将短木桩或钢桩部分打入土中，并在其地面以上部分钉上水平挡土板，在其背面填土夯实形成;临时挡土墙支撑是沿坡脚叠砌砖石或码放装土(砂)编织袋形成。在较高的边坡上可设置平台(一般宽约 1.5m)，方便交通和有利于边坡稳定;对土质较差且施工工期较长的基坑，其边坡宜采用网喷或用高分子聚合材料覆盖等措施进行护坡;为防止水流影响边坡的稳定，可考虑在坡顶设置截水沟、坡底设置排水沟、坡面设置排水孔。另外，还要防止坡顶过重堆载。
2.开挖边壁支护
(1)沟槽支护
沟槽开挖支护多采用横撑式支撑。根据挡土板的布置方式，横撑式支撑的形式如图1-22所示。水平挡土板又分为间断式和连续式，对湿度小的黏性土，可采用间断式水平挡土板支撑，挖土深度可达3m;对松散、湿度大的黏性土，可采用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达 5m。对松散的和湿度很高的黏性土，可采用垂直挡土板支撑，挖土深度可超过 5m。挡土板、立柱及横撑的强度、变形及稳定性等应根据实际布置进行结构验算。
(2)浅基坑支护
1)板式支护。板式支护结构由挡墙系统和支撑(或拉锚)系统(见图1-23)组成。悬臂式板桩支护结构则不设支撑(或拉锚)。钢板桩、钢筋混凝土板桩一般采用打入法，而灌注桩及地下连续墙则采用就地成孔(槽)现浇的方法。
支撑系统一般采用大型钢管、H型钢或格构式钢支撑，也可采用现浇钢筋混凝土支撑。拉锚系统一般采用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。
2)叠袋式挡墙支护。当开挖较大、较浅(深度小于 5m)的黏性土基坑时，可采用叠袋式挡墙支护，即采用编织袋或草袋装碎石(砂砾石或土)码砌成重力式挡墙进行支护。墙宽为1500-2000mm，墙下部砌500mm厚的块石基础。
3)挡土灌注桩支护。当开挖较大、较浅(深度小于 5m)的基坑，且邻近有建筑物不容许背面地基下沉或位移时，可采用挡土灌注桩支护。
(3)深基坑支护
工程上常用的深基坑支护形式按其工作机理和围护墙的形式可分为以下几种，如图1-24所示。选择深基坑的支护形式，应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限和基坑结构的安全等级(见表1-5，同一基坑的不同部位可采用不同的安全等级)等因素。
3.排水与降水
地下降水采用较多的是明排水和轻型井点降水。
(1)明排水
明排水是在基坑开挖过程中，逐层在坑底设置集水坑，由坑底周围或中央开挖的排水沟将地下渗水导入集水坑，然后用水泵抽走。集水坑应设置在基础范围以外、地下水走向的上游，如图1-25所示。
(2)井点降水
井点降水是事先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，在基坑开挖之前和开挖过程中，不断利用抽水设备抽水，保持地下水位降至坑底以下，保证干地施工和干燥边坡，也有利于防止流沙和增陡边坡，减少了挖方量。
【例题 1·单选】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()。
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。
【例题 2·单选】基坑开挖时，采用明排法施工，其集水坑应设置在()。
A.基础范围以外的地下水走向的下游
B.基础范围以外的地下水走向的上游
C.便于布置抽水设施的基坑边角处
D.不影响施工交通的基坑边角处
【答案】B
【解析】集水坑应设置在基础范围以外，地下水走向的上游。
(三)一般土石方开挖机械施工
1.推土机施工
推土机的经济运距在 100m以内，以 30-60m为最佳运距。
2.铲运机施工
铲运机常用于坡度在 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，但是不宜挖运干燥散沙和太湿的黏土，不宜行驶在凸凹不平的路面。
3.钻孔机械施工
4.单斗挖掘机施工
单斗挖掘机是基坑(槽)土方开挖常用的一种机械。按其行走装置的不同，可分为履带式和轮胎式两类;按其工作装置的不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种;按其传动装置又可分为机械传动和液压传动两种。当场地起伏高差较大、土方运输距离超过1000米且工程量大而集中时，可采用挖掘机挖土，配合自卸汽车运土，并在卸土区配备推土机平整土堆。
【例题 1·单选】对大面积二类土场地进行平整的主要施工机械应优先考虑()。
A.拉铲挖掘机
B.铲运机
C.正铲挖掘机
D.反铲挖掘机
【答案】B
【解析】铲运机常用于坡度在 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。
【例题 2·多选】关于土石方工程机械化施工，说法正确的有()。
A.土方运距在30～60m，最好采用推土机施工
B.面积较大的场地平整，推土机台数不宜小于四台
C.土方运距在200～350m时适宜采用铲运机施工
D.开挖大型基坑时适宜采用拉铲挖掘机
E.抓铲挖掘机和拉铲挖掘机均不宜用于水下挖土
【答案】ACD
【解析】并列台数不宜超过 4台。拉铲挖掘机适宜开挖大型基坑及水下挖土。抓铲挖掘机可以挖掘独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。
(四)深基坑土万开挖
1.中心岛式开挖
中心岛式开挖适用于大型基坑，采用角撑、环梁式或边桁(框)架式支护结构，使中间具有较大空间，可留置中间土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车也可利用栈桥进入基坑运土，加快挖土和运土的速度。开挖时要遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。开挖一般是先全面挖去第一层，然后从周围分层开挖，留置中间土墩。开挖多用反铲挖土机，基坑深度大的以向上逐级传递至装车外运。
2.盆式开挖
盆式开挖是先开挖基坑中间，周围留土坡，土坡最后挖除。其优点是土坡对围护墙有支撑作用，减少围护墙的变形;缺点是大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运。
【例题·多选】深基坑土方开挖工艺主要分为()。
A.放坡挖土
B.导墙式开挖
C.中心岛式挖土
D.护壁式开挖
E.盆式挖土
【答案】ACE
【解析】深基坑土方开挖有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土。
(五)土石方的填筑与压实【重要】
1.填筑土石料
填方宜采用同类土填筑，当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。有的要将透水性较小的土层表面做成适当坡度，以防形成水囊。
2.填方高度与坡度
永久性填方的高度与边坡坡度应依据不同土石料类别等因素分别确定。
3.填筑方法
填方施工应接近水平地分层填土、分层压实，每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。应分层检查填土压实质量，符合设计要求后，才能填筑上层。当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑，以防填土横向移动。
4.填方压实
(1)压实机械
压实机械有两类，一类是碾压机械，另一类是夯实机械。常见的碾压机械有羊足碾、平碾(光碾压路机)、气胎碾和振动碾等。
(2)压实方法
填方压实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。
【例题·单选】土石方在填筑施工时应()。
A.先将不同类别的土搅拌均匀
B.采用同类土填筑
C.分层填筑时需搅拌
D.将含水量大的黏土填筑在底层
【答案】B
【解析】填方宜采用同类土填筑，填方施工应接近水平地分层填土、分层压实，每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。填方土料为黏性土时，填土前应检验其含水量是否在控制范围以内，含水量大的黏土不宜做填土用。
【提示】土石方工程施工技术重点掌握基坑支护、降水的规定要求以及填筑压实要求。此部分内容与现场施工结合紧密，注意结合现场图片来理解。
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