徐哲民,吳卓珈,周秋萍,周勁松
(浙江建設職業(yè)技術學院 蕭山高教園區(qū),浙江 蕭山 311231)
園林建設的目的是模擬自然、表現生活,為人提供休息、娛樂和文化教育的場所,美化和保護生態(tài)環(huán)境。園林設計內容中除了綠化以外,還有一個至關重要的內容就是在擬定界限的原地形的基礎上,從園林的使用功能出發(fā),確定園林的地形地貌、園林建筑、道路、廣場、綠地之間的用地坡度、控制點高程、規(guī)劃地面形式及場地高程,使園林用地與四周環(huán)境之間,園林內部各組成要素之間,在高程上有一個合理關系,增強園林景觀效果。使園林在景觀上美妙生動,使用上美觀舒適,工程上經濟合理,這是園林設計者經常遇到的園林豎向設計與施工問題,為了實現園林地形的豎向設計,很重要的一項施工內容就是土方工程的施工為手段來實現園林地形的改造目標。所以,園林土方工程施工與園林地形改造的需要有很大的關系。常見的土方工程施工一般包括挖、運、填、壓四方面內容。其施工方法可有人力施工、機械化和半機械化施工等。一般來說要注意以下問題:
在園林工程施工中,無論是筑坡挖池,還是平整場地,挖溝(槽)埋管,開槽筑路,安裝園林設施,構件,建設園林建筑物,都會遇到土方工程的施工問題。為了是園林藝術造型和工程質量同時達到設計、規(guī)范的要求,土方工程都會涉及到土的穩(wěn)定性與壓實性指標。從工程施工角度,園林施工需要熟悉土壤的性質,土的工程類別,在施工中需要遵守有關設計和技術標準、規(guī)范的要求。
一般在施工準備階段,要熟悉土壤、土方施工前的各項準備工作;而在施工階段,則要嚴格按照施工圖紙與規(guī)范的要求進行挖土、運土、填土、堆坡(山)、壓實等工序施工。在施工中為了提高效率,減少不必要的搬運,經常會涉及到土方的調配與運輸問題。
無論是園林建筑或構筑物,還是園林廣場、道路的修建,都要從土方工程開始,通過挖溝槽、做基礎,然后才能進行地面施工。其他的平整場地,挖湖堆山,都是建園中先行施工內,一些土方量大的項目,施工工期長,直接影響到工程進度,在園林工程建設中占有重要地位,必須做好施工調度與安排。
土方工程施工前通常需完成下列準備工作:施工場地的清理;地面水排除;臨時道路修筑;油燃料和其他材料的準備;供電線路與供水管線的敷設;臨時停機棚和修理間的搭設等;土方工程的測量放線和土方工程施工方案編制等。
2.1 場地清理
場地清理包括清理地面及地下各種障礙。在施工前應拆除舊有房屋和古墓,拆遷或改建通訊、電力設備、上下水道以及地下建筑物,遷移樹木,去除耕植土及河塘淤泥等。此項工作由業(yè)主委托有資質的拆卸拆除公司或建筑施工公司完成,發(fā)生費用由業(yè)主承擔。
修筑好臨時道路及供水、供電等臨時設施,做好材料、機具及土方機械的進場工作。
2.2 排除地面水
場地內低洼地區(qū)的積水必須排除,同時應注意雨水的排除,使場地保持干燥,以利土方施工。地面水的排除一般采用排水溝、截水溝、擋水土壩等措施。
應盡量利用自然地形來設置排水溝,使水直接排至場外,或流向低洼處再用水泵抽走。主排水溝最好設置在施工區(qū)域的邊緣或道路的兩旁,其橫斷面和縱向坡度應根據最大流量確定。一般排水溝的橫斷面不小于0.5m×0.5m,縱向坡度一般不小于2‰。場地平整過程中,要注意排水溝保持暢通,必要時應設置涵洞。山區(qū)的場地平整施工,應在較高一面的山坡上開挖截水溝。在低洼地區(qū)施工時,除開挖排水溝外,必要時應修筑擋水土壩,以阻擋雨水的流入。
2.3 做好土方工程的測量和放灰線工作
放灰線時,可用裝有石灰粉末的長柄勺靠著木質板側面,邊撒、邊走,在地上撒出灰線,標出基礎挖土的界線。
基槽(坑)放線:根據園林建筑物或構筑物的主軸線控制點,首先將主要軸線的交點用木樁測設在地面上,并在樁頂釘上鐵釘作為標志。園林建筑物或構筑物的主要軸線測定以后,再根據園林建筑物或構筑物平面圖,將內部所有軸線都一一測出。最后根據中心軸線用石灰在地面上撒出基槽開挖邊線。同時在場地四周設置龍門板如圖1所示,或者在軸線延長線上設置軸線控制樁(又稱引樁)如圖2所示,以便于基礎施工時復核軸線位置?;謴洼S線時,只要將經緯儀安置在某軸線一端的控制樁上,瞄準另一端的控制樁,該軸線即可恢復。
圖1 龍門板的設置
圖2 軸線控制樁(引樁)平面布置圖
為了控制基槽開挖深度,當快挖到槽底設計標高時,可用水準儀根據地面±0.000水準點,在基槽(坑)壁上每間隔2~4m及拐角處打一水平竹樁,如圖3所示。測設時應使樁的上表面離槽底設計標高為整分米數,作為清理槽底和墊層施工控制標高的依據。
圖3 基槽底抄平水準測量示意圖
土壁的穩(wěn)定,主要是由土體內摩擦阻力和粘結力來保持平衡,一旦土體失去平衡,土體就會塌方,這不僅會造成人身安全事故。同時亦會影響工期,有時還會危及附近的建筑物。造成土壁塌方的原因主要有四個方面:①邊坡過陡,使土體的穩(wěn)定性不足導致塌方;尤其是在土質差,開挖深度大的坑槽中;②雨水、地下水滲入土中泡軟土體,從而增加土的自重同時降低土的抗剪強度,這是造成塌方的常見原因;③基坑上口邊緣附近大量堆土或停放機具、材料,或由于行車等動荷載,使土體中的剪應力超過土體的抗剪強度;④土壁支撐強度破壞失效或剛度不足導致塌方。
為了防止塌方保證施工安全,在基坑(槽)開挖深度超過一定限度時,土壁應放足邊坡,或者加以臨時支撐保持土壁的穩(wěn)定。現分述如下:
3.1 放足邊坡
根據《地基與基礎工程施工工藝標準》(QCJJT-JS02-2004),在天然濕度的土中,當挖土深度不超過下列數值時,可不放坡、不支撐。
深度≤1.0m密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土);
深度≤1.25m硬塑、可塑的粘質砂土及砂質粘土;
深度≤1.5m硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土);
深度≤2.0m堅硬的粘土。
挖方深度超過上述規(guī)定時,應考慮放坡或做成直立壁加支撐。
臨時性挖方的邊坡值應符合表1的規(guī)定。
表1 臨時性挖方邊坡值
3.2 設置支撐
為了縮小施工面,減少土方,或受場地的限制不能放坡時,則可設置土壁支撐。如表2所列為一般溝槽支撐方法,主要采用橫撐式支撐;
表2 一般溝槽的支撐方法
在開挖基坑或溝槽時,土壤的含水層常被切斷,地下水將會不斷地滲入坑內。雨季施工時,地面水也會流入坑內。為了保證施工的正常進行,防止邊坡塌方和地基承載能力的下降,必須做好基坑降水工作。降水方法可分為重力降水(如集水井、明渠等)和井點降水。土方工程中采用較多的是集水井降水和輕型井點降水方法。
4.1 集水井降水法
這種方法是在基坑或溝槽開挖時,在坑底設置集水井,并沿坑底的周圍或中央開挖排水溝,使水由排水溝流入集水井內,然后用水泵抽出坑外,如圖4所示。
(1)集水井設置。
(2)水泵的性能及選用。
4.2 井點降水法
細顆粒(顆粒粒徑在0.005~0.05mm)、均勻顆粒、松散(土的天然孔隙比大于75%)、飽和的土容易發(fā)生流砂現象,但是否出現流砂現象的重要條件是動水壓力的大小,即防治流砂應著眼于減小或消除動水壓力。防治流砂的方法主要有:水下挖土法、打板樁法、搶挖法、地下連續(xù)墻法、枯水期施工法及井點降水等。下面簡述如下:
圖4 集水井降低地下水位
(1)水下挖土法即不排水施工,使坑內外的水壓互相平衡,不致形成動水壓力。如沉井施工,不排水下沉,進行水中挖土、水下澆筑混凝土,是防治流砂的有效措施。
(2)將板樁沿基坑周圍打入不透水層,便可起到截住水流的作用;或者打入坑底面一定深度,這樣將地下水引至樁底以下才流入基坑,不僅增加了滲流長度,而且改變了動水壓力方向,從而可達到減小動水壓力的目的。
(3)搶挖法即拋大石塊、搶速度施工。如在施工過程中發(fā)生局部的或輕微的流砂現象,可組織人力分段搶挖,挖至標高后,立即鋪設蘆席并拋大石塊,增加土的壓重以平衡動水壓力,力爭在未產生流砂現象之前,將基礎分段施工完畢。
(4)此法是沿基坑的周圍先澆筑一道鋼筋混凝土的地下連續(xù)墻,從而起到承重、截水和防流砂的作用,它又是深基礎施工的可靠支護結構。
(5)枯水期施工法即選擇枯水期間施工,因為此時地下水位低,坑內外水位差小,動水壓力減小,從而可預防和減輕流砂現象。
以上這些方法都有較大的局限,應用范圍狹窄。采用井點降水法降低地下水位到基坑底以下,使動水壓力方向朝下,增大土顆粒間的壓力,則不論細砂、粉砂都一勞永逸地消除了流砂現象。實際上井點降水法是避免流砂危害的常用方法。
土方基槽(坑)開挖分兩種情況:一是無支護結構基坑放坡開挖,二是有支護結構基坑開挖。
采用放坡開挖時,一般基坑深度較淺,挖土機可以一次開挖至設計標高,所以在地下水位高的地區(qū),軟土基坑采用反鏟挖土機配合運土汽車在地面作業(yè)。如果地下水位較低,坑底堅硬,也可以讓運土汽車下坑,配合正鏟挖土機在坑底作業(yè)。當開挖基坑深度超過4m時,若土質較好,地下水位較低,場地允許,有條件放坡時,邊坡宜設置階梯平臺,分階段、分層開挖,每級平臺寬度不宜小于1.5m。
采用放坡開挖時,要求基坑邊坡在施工期間保持穩(wěn)定?;舆吰缕露葢鶕临|、基坑深度、開挖方法、留置時間、邊坡荷載、排水情況及場地大小確定。放坡開挖應有降低坑內水位和防止坑外水倒灌的措施。若土質較差且基坑施工時間較長,邊坡坡面可采用鋼絲網噴漿進行護坡,以保持基坑邊坡穩(wěn)定。放坡開挖基坑內作業(yè)面大,方便挖土機械作業(yè),施工程序簡單,經濟效益好。但在城市密集地區(qū)施工,條件往往不允許采用這種開挖方式,而有支護結構基坑開挖方式。
(1)土方的人力挖掘。施工工具主要是:鍬、鎬、鋼釬等,人力施工不但要組織好勞動力,而且要注意安全和保證工程質量:①施工者要有足夠的工作面,一般平均每人應有4~6m2;②開挖土方附近不得有重物及易塌落物;③在挖土過程中,隨時注意觀察土質情況,要有合理的邊坡。必須垂直下挖者,松軟土不得超過0.7m,中等密度者不超過1.25m,堅硬土不超過2m;④挖方工人不得在土壁下向里挖土,以防坍塌;⑤在坡上或坡頂施工者,要注意坡下情況,不得向坡下滾落重物;⑥施工過程中注意保護基樁、龍門板或標高樁。
(2)土方的機械施工。主要施工機械有:推土機、挖土機等。在園林施工中推土機應用比較廣泛,例如在挖掘水體時,以推土機推挖,將土推至水體四周,再行運走或堆置地形。最后岸坡用人工修整。用推土機挖湖堆山效率較高,但應注意以下幾方面:①推土機手應識圖或了解施工對象的情況,在動工之前應向推土機手介紹擬施工地段的地形情況及設計地形的特點,最好結合模型,使之一目了然。另外施工前還要了解實地定點放線情況,如樁位、施工標高等。這樣施工起來司機心中有數,推土鏟就象他手中的雕刻刀,能得心應手、隨心所欲地按照設計意圖去塑造地形。這一點對提高施工效率有很大關系,這一步工作做得好,在修飾山體(或水體)時便可省去許多勞力物力。②注意保護表土。在挖湖堆山時,先用推土機將施工地段的表層熟土(耕作層)推到施工場地外圍,待地形整理停當,再把表土鋪回來,這樣做比較麻煩費工,但對公園的植物生長卻有很大好處。有條件之處應該這樣做。③樁點和施工放線要明顯,推土機施工進進退退,其活動范圍較大,施工地面高低不平,加上進車或退車時司機視線存在死角,所以樁木和施工放線很容易受破壞,為了解決這一問題:④應加高樁木的高度,樁木上可做醒目標志(如掛小彩旗或樁木上涂明亮的顏色),以引起施工人員的注意。⑤施工期間,施工人員應經常到現場,隨時隨地地用測量儀器檢查樁點和放線情況,掌握全局,以免挖錯(或堆錯)位置。
(3)當挖土至坑槽底500mm左右時的抄平。一般在坑槽壁各拐角處和坑槽壁每隔2~4m,離坑底設計標高500mm處測設一水平小木樁或竹片樁,作為清理坑槽底和打基礎墊層時控制標高的依據。
(4)在基坑開挖和回填過程中應保持井點降水工作的正常進行。土方開挖前應先做好降水、排水施工,待降水運轉正常并符合要求后,方可開挖土方。開挖過程中,要經常檢查降水后的水位是否達到設計標高要求,要保持開挖面基本干燥,如坑壁出現滲漏水,應及時進行處理。通過對水位觀察井和沉降觀測點的定時測量,檢查是否對鄰近建筑物或道路等構筑物等產生不良影響進而采取適當措施。
(5)開挖前要編制包含安全技術措施在內的基坑土方開挖施工方案,以確保施工安全。
7.1 土方填筑
填土應該滿足工程的質量要求,土壤的質量要依據填方的用途和要求加以選擇,在綠化地段土壤應滿足種植植物的要求,而作為建筑用地則以要求將來地基的穩(wěn)定為原則。利用外來土墊地堆山,對土質應該驗定放行,劣土及受污染土壤,不應放入園內以免將來影響植物的生長和妨害游人健康。
大面積填方應該分層填筑,一般每層20~50cm,有條件的應層層壓實。在斜坡上填土,為防止新填土方滑落,應先把土坡挖成臺階狀,然后再填方(圖),這樣可保證新填土方的穩(wěn)定。
挑土堆山,土方的運輸路線和下卸,應以設計的山頭為中心結合來土方向進行安排。一般以環(huán)形線為宜,車輛或人挑滿載上山,土卸在路兩側,空載的車(人)沿路線繼續(xù)前行下山,車(人)不走回頭路不交叉穿行,所以不會頂流擁擠。隨著卸土,山勢逐漸升高,運土路線也隨之升高,這樣即組織了人流,又使土山分層上升,部分土方邊卸邊壓實,這不僅有利于山體的穩(wěn)定,山體表面也較自然。如果土源有幾個來向,運土路線可根據設計地形特點安排幾個小環(huán)路,小環(huán)路以人流車輛不相互干擾為原則。
7.2 土方壓實
人力夯壓可用夯、硪、碾等工具;機械碾壓可用碾壓機或用拖拉機帶動的鐵碾。小型的夯壓機械有內燃夯、蛙式夯等。為了保證土壤的壓實質量,土壤應該具有最佳含水率。如土壤過分干燥,需先灑水濕潤后再壓實。在壓實過程中應注意以下幾點:①壓實工作必須分層進行;②壓實工作要注意均勻;③壓實松土時夯壓工具應先輕后重;④壓實工作應自邊緣開始逐漸向中間收攏。否則邊緣土方外擠易引起坍落。
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