萬小軍

【摘 要】土方工程是每一項(xiàng)土木工程當(dāng)中必不可少的一項(xiàng)工作，故土方工程的優(yōu)劣直接關(guān)系到土木工程的質(zhì)量問題。本研究通過探討土的性質(zhì)，提出了挖地基土?xí)r的相關(guān)要求及過程，總結(jié)了各種挖土機(jī)在施工時(shí)的費(fèi)用問題及在挖土過程中常遇到的問題。

【關(guān)鍵詞】土木工程；土方工程；質(zhì)量問題

土方工程或土方挖運(yùn)工程指的是把地表面過高處的土壤挖去（挖方），并把它傾卸到地表面過低的其他地方（填方）。在大量的土木工程建筑施工過程中，土方工程的施工往往具有工程量大，施工工期長，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工條件復(fù)雜且多為露天作業(yè)等特點(diǎn)；土方施工又受氣候、水文、地質(zhì)、場(chǎng)地限制、地下障礙等因素的影響，進(jìn)一步加大了施工的難度。[1]因此，在組織土方工程施工前，應(yīng)詳細(xì)分析與核對(duì)各項(xiàng)技術(shù)資料，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并根據(jù)現(xiàn)有施工條件，制定出技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的施工設(shè)計(jì)方案。組織土石方施工時(shí)，盡可能采用機(jī)械化施工。另外，要合理安排施工計(jì)劃，盡可能避免在雨季施工，否則，應(yīng)做好防洪排水等工作。

1 土的性質(zhì)與分類

覆蓋在地球大部分表面的土是一種礦物顆粒的聚合體，在巖土工程中，在力的作用下土壤體中的顆粒間經(jīng)常發(fā)生相對(duì)位移，因此，一項(xiàng)土力學(xué)方面的研究必須是建立在對(duì)材料的顆粒性質(zhì)足夠了解的基礎(chǔ)上，土的另一個(gè)重要特征是它們的三相體系，三相體系包括固相、液相和氣相。由于土顆粒的大小和礦物成分差別很大，在固體、液體和氣體組成的三相體系中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用，特別是黏土顆粒，它與周圍介質(zhì)相互作用，對(duì)黏性土的性質(zhì)變化具有重要的影響。所以三相組成的相對(duì)比例是隨著時(shí)間和荷載相對(duì)變化的，因此，三相組成了土的性狀和定量描述的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

許多土壤描述和分類是基于土壤顆粒的大小。土壤通常命名為礫石，沙，淤泥和粘土等。土壤可通過任何以下方法進(jìn)行分類：（1）物理性質(zhì)，（2）地質(zhì)起源，（3）化學(xué)成分，（4）粒度。

2 地基土開挖的施工作業(yè)要求及施工工藝

由于土體有很多分類，所以在土木建筑施工中要遵循相應(yīng)的作業(yè)要求：

1）在土方工程開挖之前，應(yīng)根據(jù)施工方案要求，將施工區(qū)域內(nèi)地下、地上障礙物清除干凈。

2）建筑物或構(gòu)筑物的位置或場(chǎng)地的定位控制線（樁）標(biāo)準(zhǔn)水平樁及開槽的灰線尺寸，必須經(jīng)過檢驗(yàn)合格，并辦完預(yù)檢手續(xù)。

3）在夜間施工時(shí)，應(yīng)有足夠的照明設(shè)施：在危險(xiǎn)地段應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)志，并要合理安排開挖順序，防止錯(cuò)挖或超挖。

4）開挖有地下水位的基坑（槽）、管溝時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)資料，采取措施降低地下水位。一般要降至低于開挖面0.5m，然后才能開挖。

5）在機(jī)械施工無法作業(yè)的部位和修整邊坡坡度和清理均應(yīng)配備人工進(jìn)行。

6）臨時(shí)土方開挖的邊坡值應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范。

7）土方開挖的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合的要求相應(yīng)的規(guī)范。

施工工藝：

1）挖土機(jī)沿挖方邊緣移動(dòng)時(shí)，機(jī)械距離邊坡上緣的寬度不得小于基坑深度的12。

2）在開挖過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查槽壁和邊坡的狀態(tài)。

3）開挖基坑（槽）和管溝，不得挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下，如不能準(zhǔn)確地挖至設(shè)計(jì)地基標(biāo)高時(shí)，可在設(shè)計(jì)標(biāo)高以上暫留一層土不挖，以便在找平后，由人工挖出。暫留土層約20cm左右。

4）在機(jī)械施工挖不到的土方，應(yīng)配合人工隨時(shí)進(jìn)行挖掘，并用手推車把土方運(yùn)到機(jī)械挖到的地方，以便及時(shí)挖走。

5）修幫和清底。在距槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm槽幫處，找出水平線，釘上小木橛，然后用人工將暫留土層挖走。

6）開挖基坑（槽）的土方，在場(chǎng)地有條件堆放時(shí)，一定留足回填需用的好土；多余的土方，應(yīng)一次運(yùn)走，避免二次搬運(yùn)。

3 挖土機(jī)施工分析

由于和土木工程中任何其他工種的施工方法與費(fèi)用相比較，土方挖運(yùn)的施工方法與費(fèi)用的變化都要快得多。在1935年，目前所采用的利用輪胎式機(jī)械設(shè)備進(jìn)行土方挖運(yùn)的方法大多數(shù)還沒有出現(xiàn)。那時(shí)大部分土方是采用窄軌鐵路運(yùn)輸，主要的開挖方式是使用正鏟、反鏟、拉鏟或抓斗等挖土機(jī)。因此，土木工程師為了使自己在土方挖運(yùn)設(shè)備方面的知識(shí)跟得上時(shí)代的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)花費(fèi)一些時(shí)間去研究現(xiàn)代的機(jī)械。[2，4]

為了降低土方工程費(fèi)用，填方量應(yīng)該等于挖方量，而且挖方地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近土方量相等的填方地點(diǎn)，以減少運(yùn)輸量和填方的二次搬運(yùn)。土方設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作落到了從事道路設(shè)計(jì)的工程師的身上，因?yàn)橥练焦こ痰脑O(shè)計(jì)比其他任何工作更能決定工程造價(jià)是否低廉。費(fèi)用最低的運(yùn)土方法是用同一臺(tái)機(jī)械直接挖方取土并且卸土作為填方。這并不是經(jīng)常可以做到的，但若能做到則是很理想的，因?yàn)檫@樣既快捷又省錢。拉鏟挖土機(jī)，推土機(jī)和正鏟挖土機(jī)都能做到這點(diǎn)。拉鏟挖土機(jī)的工作半徑最大。推土機(jī)所推運(yùn)土的數(shù)量最多，只是運(yùn)輸距離很短。拉鏟挖土機(jī)的缺點(diǎn)是只能挖比它本身低的土，不能施加壓力挖入壓實(shí)的土壤內(nèi)，不能在陡坡上挖土，而且挖卸都不準(zhǔn)確。

正鏟挖土機(jī)介于推土機(jī)和拉鏟挖土機(jī)之間，其作用半徑大于推土機(jī)，但小于拉鏟挖土機(jī)。正鏟挖土機(jī)能挖取豎直陡峭的工作面，這種方式對(duì)推土機(jī)司機(jī)來說是危險(xiǎn)的，而對(duì)拉鏟挖土機(jī)則是不可能的。正鏟挖土機(jī)不能挖比其停機(jī)平面低很多的土，而深挖堅(jiān)實(shí)的土壤時(shí)，反鏟挖土機(jī)最適用，但其卸料半徑比起裝有正鏟的同一挖土機(jī)的卸料半徑則要小很多。在比較平坦的場(chǎng)地開挖，如果用拉鏟或正鏟挖土機(jī)運(yùn)輸距離太遠(yuǎn)時(shí)，則裝有輪胎式的斗式鏟運(yùn)機(jī)就是必不可少的。它能在比較平的地面上挖較深的土（但只能挖機(jī)械本身下面的土），需要時(shí)可以將土運(yùn)至幾百米遠(yuǎn)，然后卸土并在卸土的過程中把土大致鏟平。在挖掘硬土?xí)r，人們發(fā)現(xiàn)在開挖場(chǎng)地經(jīng)常用一輛助推拖拉機(jī)（輪式或履帶式），對(duì)返回挖土的鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行助推這種施工方法是經(jīng)濟(jì)的。一旦鏟運(yùn)機(jī)裝滿，助推拖拉機(jī)就回到開挖的地點(diǎn)去幫助下一臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)。

斗式鏟運(yùn)機(jī)通常是功率非常大的機(jī)械，許多廠家制造的鏟運(yùn)機(jī)鏟斗容量為8m3，滿載時(shí)可達(dá)10m3。翻斗機(jī)可能是使用最為普遍的輪胎式運(yùn)輸設(shè)備，因?yàn)樗鼈冞€可以被用來送混凝土或者其他建筑材料。翻斗車的車斗位于大橡膠輪胎車輪前軸的上方，盡管鉸接式翻斗車的卸料方向有很多種，但大多數(shù)車斗是向前翻轉(zhuǎn)的。最小的翻斗車的容量大約為0.5立方米，而最大的標(biāo)準(zhǔn)型翻斗車的容量大約為4.5m3。特殊型式的翻斗車包括容量為4m3的自裝式翻斗車，和容量約為0.5m3的鉸接式翻斗車。

4 土方工程施工中應(yīng)注意的質(zhì)量問題[3]

1）基底超挖：開挖基坑（槽）、管溝不得超過基底標(biāo)高，如個(gè)別地方超挖時(shí)，其處理方法應(yīng)取得設(shè)計(jì)單位的同意。

2）基底未保護(hù)：基坑（槽）開挖后應(yīng)盡量減少對(duì)基土的擾動(dòng)。如果基礎(chǔ)不能及時(shí)施工時(shí)，可在基底標(biāo)高以上預(yù)留30cm土層不挖，待做基礎(chǔ)時(shí)再挖。

3）施工順序不合理：應(yīng)嚴(yán)格按施工方案規(guī)定的施工順序進(jìn)行開挖土方，應(yīng)注意宜先從低處開挖，分層、分段依次進(jìn)行，形成一定坡度，以利排水。

4）施工機(jī)械下沉：施工時(shí)必須了解土質(zhì)和地下水位情況。推土機(jī)、鏟土機(jī)一般需要在地下水位0.5m以上推鏟土；挖土機(jī)一般需在地下水位0.8m以上挖土，以防機(jī)械自身下沉。正鏟挖土機(jī)挖方的臺(tái)階高度，不得超過最大挖掘高度的1.2倍。

5）開挖尺寸不足，邊坡過陡：基坑（槽）或管溝底部的開挖寬度和坡度，除應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)尺寸要求外，應(yīng)根據(jù)施工需要增加工作面寬度。如排水設(shè)施、支撐結(jié)構(gòu)等所需寬度。

5 結(jié)論

土方工程是土木建筑必不可少的一部分，本文分析了土的主要性質(zhì)及分類，闡述了地基土開挖的施工作業(yè)要求及施工工藝，分析了各種挖土機(jī)在施工作業(yè)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)，并總結(jié)了土方工程施工中常遇到的質(zhì)量問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱忠賢.淺談土方工程的施工[J].科技資訊，2008（17）.

[2]席居法.土方工程機(jī)械的合理選擇和安全使用[J].建筑，2014（04）.

[3]李曉玲.淺談土方工程施工[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2009（05）.

[4]張文淵.土方工程機(jī)械化施工管理[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004（08）.

[責(zé)任編輯：湯靜]