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土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)除采用防止地表水下渗的措施外,可根据湿陷性黄土工程特性和工程要求,因地制宜采取换填法、冲击碾压法、强夯法、挤密桩法、桩基础法等措施对地基进行处理。地基处理方法均应进行试验段施工。基底处理场地附近有结构物时,场地边缘与结构物的最小水平安全距离应满足规定要求。冲击碾压或强夯处理段,地基土的压实度、压缩系数和湿陷系数应在施工结束7d后进行检测,强度检验应在15d后进行。地基处理所用原材料应满足设计要求。石灰宜采用I级及以上等级的消石灰;水泥宜选用32.5级以上的普通硅酸盐水泥;土料宜采用塑性指数为7~15的不含有机质的黏质土,土块粒径宜不大于15mm。在自重或一定压力下受水浸湿后,土体结构迅速破坏,并产生显著下沉现象的黄土称为湿陷性黄土。一般呈黄色或黄褐色,粉土含量常占60%以上,含有大量的碳酸盐、硫酸盐等可溶盐类,天然孔隙比在1左右,肉眼可见大孔隙。在自重压力或自重压力与附加压力共同作用下,受

湿陷性黄土

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(1)

1.现象

湿陷性黄土地基上的建(构)筑物,在使用过程中受到水(雨水,生产、生活废水)的不同程度的浸湿后,地基常产生大量不均匀下沉(陷),造成建(构)筑物裂缝、倾斜,甚至倒塌。

2.原因分析

在自重或一定压力下受水浸湿后,土体结构迅速破坏,并产生显著下沉现象的黄土称为湿陷性黄土。一般呈黄色或黄褐色,粉土含量常占60%以上,含有大量的碳酸盐、硫酸盐等可溶盐类,天然孔隙比在1左右,肉眼可见大孔隙。在自重压力或自重压力与附加压力共同作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著下沉。具有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性,导致黄土地区的路基易产生多种问题及病害。

湿陷性黄土又称大孔土,与其他黄土同属于黏性土,但性质有所不同,它在天然状态下,具有很多肉眼可见的大孔隙,并常夹有由于生物作用所形成的管状孔隙,天然剖面呈竖直节理,具有一定抵抗移动和压密的能力。它在干燥状态下,由于土质具有垂直方向分布的小管道,几乎能保持竖直的边坡。但它受水浸湿后,土的骨架结构迅速崩解破坏产生严重的不均匀沉陷,因此使建筑物也随之产生变形甚至破坏。

3.预防措施

地基处理所用原材料应满足设计要求。石灰宜采用I级及以上等级的消石灰;水泥宜选用32.5级以上的普通硅酸盐水泥;土料宜采用塑性指数为7~15的不含有机质的黏质土,土块粒径宜不大于15mm。

除采用防止地表水下渗的措施外,可根据湿陷性黄土工程特性和工程要求,因地制宜采取换填法、冲击碾压法、强夯法、挤密桩法、桩基础法等措施对地基进行处理。地基处理方法均应进行试验段施工。基底处理场地附近有结构物时,场地边缘与结构物的最小水平安全距离应满足规定要求。冲击碾压或强夯处理段,地基土的压实度、压缩系数和湿陷系数应在施工结束7d后进行检测,强度检验应在15d后进行。

(1)换填法:将湿陷性黄土挖去一层(厚约1.0~3.0m),用原土或灰土再分层回填夯实,夯实质量应符合设计要求或规范规定。夯实后,土的孔隙减小,湿陷性降低。换填法处理湿陷性黄土地基时,宜采用石灰土垫层或水泥土垫层,也可采用素土垫层。石灰土垫层宜采用磨细生石灰粉,石灰剂量或水泥剂量应满足要求。垫层应分层摊铺碾压,每层厚度宜不大于300mm,压实度应符合所在部位的标准要求。

(2)冲击碾压法处理湿陷性黄土地基时,冲压处理的施工长度应不小于100m;与结构物的安全距离不满足要求时宜开挖隔震沟;地基土的含水率应控制在最佳含水率+3%范围内;应采用排压法进行冲压;过程中应对地基的沉降值、压实度进行检测。

(3)强夯法处理湿陷性黄土地基时,同一强夯能级宜采用重锤、低落距的方式进行;地基土的含水率宜控制在8%~24%之间;宜分为主夯、副夯、满夯三遍实施,两遍夯击之间宜有一定的时间间歇;夯点的夯击次数应按试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定;与结构物安全距离不满足要求时应开挖隔震沟。

1)重锤夯实法:采用重2.0~3.0t的截头圆锥体钢筋混凝土夯锤,起吊4.0~6.0m高自由下落夯击土层,一夯换一夯,使土层密实度提高,夯实范围每边应超出基础宽不小于0.6m,适于消除1.0~2.0m厚的土层湿陷性。采用重锤夯实回填土地基时,应分层进行,每层虚铺土厚度一般相当于锤底直径,夯击遍数应通过试夯确定,试夯层数不宜少于二层,土的含水量一般控制在相当于塑限含水量士2%较合适。

2)强夯法:用8~16t的重锤,从6~20m高自由落下夯击土层,以提高地基承载力,适于消除5~8m厚的土层湿陷性。

(4)挤密桩法处理湿陷性黄土地基,深度在12m之内时,宜采用沉管法成孔,超过12m时,可采用预钻孔法进行成孔;石灰土挤密桩不得采用生石灰;干拌水泥碎石挤密桩所用石屑粒径宜为0~5mm,碎石粒径宜为5~20mm,含泥量应不大于5%;填料前应夯实孔底;成桩回填应分层投料分层夯击,填料的压实度宜不小于93%;挤密桩完成后,应及时进行桩顶石灰土垫层的施工。

基底设灰土挤密桩,处理宽度每边超出基础宽0.5m,桩顶设不小于0.5m厚的灰土垫层,可挤密地基土,提高承载力,消除5~10m厚土层的湿陷性。

(5)桩基础法进行湿陷性黄土地基处理时,桩顶的桩帽应采用水泥混凝土现场浇筑,桩顶进入桩帽的长度宜不小于50mm;桩帽顶的加筋石灰土垫层应及时施工,土工格栅应采用绑扎连接,铺设时应拉紧并锚固,铺设后应及时用石灰土覆盖;过程中应对桩位偏差、桩体质量、桩帽质量、土工格栅的原材料及铺设质量、垫层的质量进行检验;有要求时应进行单桩承载力试验,预制桩应在成桩15d后进行,灌注桩应在成桩28d后进行。

(6)做好排水防水:做好建筑场地周围的排水、防洪设施,建筑场地应有不小于2%的坡度,防止雨水浸泡基坑,建筑物周围散水应适当加宽(做成1.2~1.5m),并设隔水层。做好屋面雨水和室内地面水的防水措施。地下管道、水池、化粪池应与建筑物保持一定的距离,并严防漏水、渗漏,尽量保持原土层的干湿状态。

湿陷性黄土地基处理前,应完成截水及临时排水设施,并应完成地基基底的坑洞和陷穴回填。路基施工时,低洼积水地段或灌溉区的路堤两侧坡脚外5~10m范围内,应采用素土或石灰土填平并压实,并应高出原地表200mm以上,路基两侧不得积水。

(7)地基陷穴处理方法

地基范围内的陷穴,应在其发源地点对陷穴进口进行封填,并截排周围地表水。现有的陷穴,可采用回填夯实、明挖回填夯实、开挖导洞或竖井回填夯实、灌砂、注浆或爆破回填等处理方法。

1)路堤坡脚线或路堑坡顶线之外,原地表高侧80m范围内、低侧50m范围内存在的黄土陷穴宜进行处理,对串珠状陷穴与路堑边坡出露陷穴应进行处理,对规定距离以外倾向路基的陷穴宜进行处理。

2)陷穴处理前,应对流向陷穴的地表水和地下水采取拦截引排措施。

3)采用灌砂法处理的陷穴,地表下0.5m范围内应采用6%~8%的石灰土进行封填并压实。

4)对危及路基安全的黄土陷穴,应根据其埋藏深度和大小选用适当的方法进行处理。

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(2)

路基陷穴的处理

5)处理后仍暴露在外的陷穴口,应采用石灰土等不透水材料进行防渗处理,防渗层厚度应不小于500mm,穴口表面应高于周围地面。

4.治理方法

(1)如建筑物变形已基本稳定,只需做好地面排水工作,对受损部位进行必要的修补加固。

(2)如变形较严重,尚未稳定,除做好排水外,可采取在基础周围或一侧设石灰桩、灰砂桩加固,以起到挤密加固地基的作用,或用化学注浆或注碱液加固地基,以改善黄土湿陷性质,提高地基承载力。

(3)如基础、墙开裂系因基底部有墓坑下沉造成,则应重新回填灰土夯实空虚墓坑,并加大基底面尺寸。

(4)对结构物出现倾斜,可采取浸水矫正,即在结构物倾斜的相反方向钻孔(或挖沟)注水而产生湿陷,使倾斜得到矫正,必要时适当加压,以加快矫正速度。浸水法适于土层含水量较低的情况,加压矫正则用于含水量较高的情况。


膨胀土

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(3)

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(4)

1.现象

膨胀土为一种高塑性黏土,一般承载力较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、倾斜甚至破坏,且往往成群出现,尤以低层平房严重,危害性很大。裂缝特征有外墙垂直裂缝,端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝,内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等;地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。

2.原因分析

主要是膨胀土成分中含有较多的亲水性强的蒙脱石(微晶高岭土)、伊利石(水云母)、硫化铁和蛭石等膨胀性物质,土的细颗粒含量较高,具有明显的湿胀干缩效应。遇水时,土体即膨胀隆起(一般自由膨胀率在10%以上),产生很大的上举力,使房屋上升(可高达10cm);失水时,土体即收缩下沉,由于这种体积膨胀收缩的反复可逆运动,以及建筑物各部挖方深度、上部荷载和地基土浸湿、脱水的差异,使建筑物产生不均匀的升、降运动,造成建筑物出现裂缝、位移、倾斜甚至倒塌。

3.预防措施

(1)提前整平场地,使场地经过雨水预湿,减少挖填方湿度过大的差别,使含水量得到新的平衡,大部分膨胀力得到释放。

(2)尽量保持原自然边坡、保持场地的稳定条件,避免大挖大填。基础适当埋深或用墩式基础、桩基础,以增加基础附加荷载,减小膨胀土层厚度,减轻升降幅度,但成孔时切忌向孔内灌水,成孔后宜当天浇筑混凝土。

(3)临坡建筑不宜在坡脚挖土施工,避免使坡体平衡改变,使建筑物产生水平膨胀、位移。

(4)采取换土处理,将膨胀土层部分全部挖去,用灰土、土石混合物或砂砾回填夯实;或用人工垫层如砂、砂砾作缓冲层,厚度不小于90cm。

(5)在建筑物周围做好地表渗、排水沟等,散水坡适当加宽(可做成宽1.2~1.5m),其下做砂或炉渣垫层,并设隔水层。室内下水道设防漏、防湿措施,使地基土尽量保持原有天然湿度和天然结构。

(6)加强结构刚度,如设置地箍、地梁,在两端和内外墙连接处,设置水平钢筋加强连接等。

(7)做好保湿防水措施,加强施工用水管理,做好现场施工临时排水,避免基坑(槽)浸泡和建筑物附近积水。基坑(槽)挖好后,及时分段快速施工完成,并回填覆盖夯实,减少基坑(槽)暴露时间,避免暴晒。

4.治理方法

对已产生胀缩裂缝的建筑物,应迅速修复断沟漏水,堵住局部渗漏,加宽排水坡。做渗排水沟,以加快稳定。对裂缝进行修补加固,如加柱墩、抽砖加扒钉配筋、压(喷)浆、拆除部分砖墙重新砌筑等,在墙外加砌砖垛和加拉杆,使内外墙连成整体,防止墙体局部倾斜。


软土

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(5)

1.现象

软土为一种天然含水量大、压缩性高、承载力低的从软塑到流动状态的饱和黏性土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭质土等。它具有沉降量大而不均匀,沉降速度快,沉降稳定时间长等特性,易造成建筑物不均匀沉降,导致房屋墙身开裂、倾斜破坏,管道断裂,污水不能排出等情况发生。

2.原因分析

软土在静水或缓慢流水环境中沉积,经生物化学作用而形成。它的特征为:天然含水量高,一般大于液限(40%~90%);天然孔隙比大(一般大于1);压缩性高,压缩系数大于0.5;承载力低,不排水抗剪强度小于30kPa;渗透系数小(K=1x~1xcm/s);它的工程性质为具有触变性、高压缩性、低透水性、不均匀性、流变性以及沉降速度快等。施工中应根据这些特征和工程性质,采取预防处理措施,以防出现结构物开裂倾斜破坏。

3.预防措施

(1)采用置换法或拌入法处理地基,如用砂、碎石等材料置换软弱地基中部分软弱土体,形成复合地基或在软土中掺入水泥石灰等,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,以提高承载力,减少压缩性。常用方法有振冲置换法、生石灰桩法、深层搅拌法、高压喷浆法等;对暗埋的塘、浜、沟、坑穴等可用局部挖除、换土垫层、灌浆、悬浮式短桩等方法处理。

(2)对大面积厚层软土地基,采用砂井预压、真空预压、堆载预压等措施,以加速地基排水固结,提高其抗剪强度。

(3)建筑物各部差异较大时,合理安排施工顺序,先施工高度大、重量重的部分,使在施工期内先完成部分沉降;后施工高度低和重量轻的部分,以减少部分差异沉降。

(4)施工注意基坑土的保护,通常可在坑底保留20cm厚左右,施工垫层时再挖除,避免扰动而破坏土的结构。如已被扰动,可换去扰动部分,用砂、碎石回填处理。

(5)对仓库、油罐、水池等结构物,适当控制活荷载的施加速度,使软土逐步固结,地基强度逐步增长,以适应荷载增长的要求和借以降低总沉降量,防止土侧向挤出,避免建(构)筑物产生局部破坏或倾斜。

4.治理方法

对已产生收缩裂缝的建筑物,应迅速修复断沟漏水,堵住局部渗漏,加宽排水坡。做渗排水沟,以加快稳定。对裂缝进行修补加固,如加柱墩、抽砖加扒钉配筋、压(喷)浆、拆除部分砖墙重新砌筑等,在墙外加砌砖垛和加拉杆,使内外墙连成整体,防止墙体局部倾斜。


盐渍土

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(6)

土方工程施工安全注意事项(土方施工质量通病)(7)

1.现象

盐渍土是一种土层内含有石膏、芒硝、岩盐(硫酸盐或氯化物)等易溶盐且其含量大于0.5%的土。具有溶陷性、膨胀性和腐蚀性,其地基承载力变化大,随着季节和气候的变化而变化,在干燥时盐分呈结晶状态,地基承载力较高,一旦浸水后,晶体溶解变为液体,承载力降低,压缩性增大;土中含硫酸盐类结晶,体积膨胀,溶解后体积缩小,易使地基土的结构破坏,强度降低并形成松胀盐土;由于盐类遇水溶解,使地基容易产生溶蚀现象,降低地基的稳定性。在天然状态下,盐渍土为很好的地基,一旦因自然条件改变就会产生严重的溶陷、膨胀和腐蚀,使建筑物裂缝、倾斜或结构被腐蚀破坏。

2.原因分析

盐渍土的成因主要是海水浸入到沿岸地区或内陆盆地或洼地中,易溶盐随水流由高处带往低处,或冲积平原含易溶盐地下水位上升,经过毛细作用和蒸发作用,盐分残留、凝聚地面而形成。盐渍土一般分布在地表至地面下1.5m的部位,个别可达4.0m,土的含盐量多集中在近地表处,向深部逐渐减小;再受季节性变化很大,旱季盐分向地表大量聚集,表层含盐量增高,雨季盐分被水淋滤下渗,含盐量下降。

3.预防措施

(1)清除地基表层松散土层及含盐量超过规定的土层,使基础埋于盐渍土层以下,或采用含盐类型单一和含盐低的土层作为地基持力层或清除含盐多的表层盐渍土而代之以非盐渍土类的粗颗粒土层(碎石类土或砂土垫层),隔断有害毛细水的上升。

(2)铺设隔绝层或隔离层,以防止盐分向上运移。

(3)采用垫层、重锤击实及强夯法处理浅部土层,可消除基土的湿陷量,提高其密实度及承载力,降低透水性,阻挡水流下渗;同时破坏土的原有毛细结构,阻隔土中盐分向上运移。

(4)厚度不大或渗透性较好的盐渍土,可采取浸水预溶,水头高度不应小于30cm,浸水坑的平面尺寸,每边应超过拟建房屋边缘不小于2.5m。

(5)对溶陷性高、土层厚及荷载很大或重要建筑物上部地层软弱的盐沼地,可根据具体情况采用桩基础、灰土墩、混凝土墩或砾石墩基,深入到盐渍临界深度以下。

(6)施工时做好现场降排水,防止含盐水在土层表面及基础周围聚集,而导致盐胀。

4.治理方法

已产生收缩、膨胀裂缝的建筑物,应迅速修复断沟漏水,堵住局部渗漏,加宽排水坡。做渗排水沟,以加快稳定。对裂缝进行修补加固,如加柱墩、抽砖加扒钉配筋、压(喷)浆、拆除部分砖墙重新砌筑等,在墙外加砌砖垛和加拉杆,使内外墙连成整体,防止墙体局部倾斜。


补充说明:

软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土、填土的区别:

 (1)软土。泛指淤泥及淤泥质土。天然孔隙比e大于或等于1.0。具有高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等特性。(强度低,不动也变)

  (2)湿陷性黄土。在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态,具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,强度迅速降低,有时即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷。湿陷性黄土受水浸湿后,在其自重压力下发生湿陷的,称为自重湿陷性黄土。而在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土。在自重湿陷性黄土地区修筑渠道,初次放水时就可能产生地面下沉,两岸出现与渠道平行的裂缝。(强度高,遇水即下陷)

  管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道折断。路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌。地基土的自重湿陷往往使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜,甚至使一些很轻的建筑物也受到破坏。

  (3)红黏土。天然含水量高、密度小、塑性高,通常呈现较高的强度和较低的压缩性,不具有湿陷性。由于塑限很高,所以尽管天然含水量高,一般仍处于坚硬或硬可塑状态,甚至饱水的红黏土也是坚硬状态的。(强度高,咋动也不变)

  (4)膨胀土。含有大量的强亲水性黏土矿物成分,具有显著的吸水膨胀和失水收缩,且胀缩变形往复可逆。在天然条件下一般处于硬塑或坚硬状态,强度较高,压缩性较低易被误认为是工程性能较好的土,但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量剧烈增大,或土的原状结构被扰动时,土体会骤然强度降低、压缩性增高。这显然是由于土的内摩擦角和内聚力都相应减小及结构强度破坏的缘故。(强度高,遇水即膨胀)

  (5)填土(自身性能随时间,逐步变化为高密度、高强度、咋动也不变的类型)

  1)素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一种或几种材料组成的填土。一般密实度较差,但若堆积时间较长,由于土的自重压密作用,也能达到一定密实度。如堆填时间超过10年的黏性土、超过5年的粉土、超过2年的砂土,均具有一定的密实度和强度,可以作为一般建筑物的天然地基。

  2)杂填土。杂填土是含有大量杂物的填土。试验证明,以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土,一般不宜作为建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土,采用适当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。

  3)冲填土。其含水量大,透水性较弱,排水固结差,一般呈软塑或流塑状态,比同类自然沉积饱和土的强度低、压缩性高。

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