挖湖工程施工技术-《园林工程施工技术（第3版）》

知识点:了解园林挖湖工程的基础知识,掌握挖湖工程施工的工艺流程和验收标准。

能力点:能根据施工图进行挖湖工程的施工、管理与验收。

任务描述

平整场地、挖人工湖是土方施工中一项主要工程任务。某大学拟在校园内挖人工湖,挖方工程量比较大,平均挖深将近4 m。所以要想高质量、低成本按期完成该项工程建设任务,现场施工人员必须掌握土壤的工程性质、土石方施工的基本知识、定点放线的技术等。

任务分析

通过对施工图纸的分析我们知道,要做好该项工程的施工管理工作,现场施工人员必须具有较强的管理能力、协调能力和责任心。挖湖工程的土方施工是在计算完土方工程量之后,按照清理现场、定点放线、土方开挖、土方运输、土方填筑、土方压实等工序完成施工任务。具体应解决好以下几个问题:

①正确识读挖湖施工图,准确把握设计人员的设计意图。

②根据土石方工程的特点,编制切实可行的人工湖挖湖施工组织方案。

③进行有效的人工湖挖湖施工现场管理、指导和协调工作。

④做好人工湖成品修整和保护工作。

⑤做好竣工验收的准备工作。

任务咨询

园林用地设计地形的实现必然要依靠土方施工来完成。任何建筑物、构筑物、道路及广场等工程的修建,都要在地面作一定的基础,挖掘基坑、路槽等,这些工程都是从土方施工开始的。园林中地形的利用、改造或创造,如挖湖堆山、平整场地都要依靠动土方来完成。土方工程量,一般来说在园林建设中是一项大工程,而且在建园中它又是先行的项目。它完成的速度和质量,直接影响后续工程,所以它和整个建设工程的进度关系密切。为了使工程能多快好省地完成,必须做好土方工程的设计和施工的安排。

一、土方施工基本知识

1)土方工程的种类及其施工要求

土方工程根据其使用期限和施工要求,可分为永久性和临时性两种,但是不论是永久性还是临时性的土方工程,都要求具有足够的稳定性和密实度,使工程质量和艺术造型都符合原设计的要求。同时在施工中还要遵守有关的技术规范和原设计的各项要求,以保证工程的稳定和持久。

2)土壤的工程性质及工程分类

土壤的工程性质对土方工程的稳定性、施工方法、工程量及工程投资有很大关系,也涉及工程设计、施工技术和施工组织的安排。因此,对土壤的这些性质要进行研究并掌握它。以下是土壤的几种主要的工程性质:

(1)土壤的容重 单位体积内天然状况下的土壤重量,单位为kg/m 3。土壤容重的大小直接影响施工的难易程度,容重越大挖掘越难,在土方施工中把土壤分为松土、半坚土、坚土等类,所以施工中施工技术和定额应根据具体的土壤类别来制订。

(2)土壤的自然倾斜角(安息角) 土壤自然堆积,经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角,就是土壤的自然倾斜角。在工程设计时,为了使工程稳定,其边坡坡度数值应参考相应土壤的自然倾斜角的数值,土壤自然倾斜角还受到其含水量的影响,见表1.4。

表1.4　土壤的自然倾斜角

(3)土壤含水量 土壤的含水量是土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。

土壤含水量在5%以内称干土,在30%以内称潮土,大于30%称湿土。土壤含水量的多少,对土方施工的难易也有直接的影响,土壤含水量过小,土质过于坚实,不易挖掘;含水量过大,土壤易泥泞,也不利于施工,无论用人力或机械施工,工效均降低。以黏土为例,含水量在30%以内最易挖掘,若含水量过大时,则其本身性质发生很大变化,并丧失其稳定性,此时无论是填方或挖方,其坡度都显著下降,因此含水量过大的土壤不宜做回填土用。

在填方工程中土壤的相对密实度是检查土壤施工中密实程度的标准,为了使土壤达到设计要求的密实度,可以采用人力夯实或机械夯实。一般采用机械压实,其密实度可达95%,人力夯实在87%左右。大面积填方如堆山等,通常不加夯压,而是借土壤的自重慢慢沉落,久而久之也可达到一定的密实度。

(4)土壤的可松性 土壤经挖掘后,其原有紧密结构遭到破坏,土体松散而使体积增加的性质。这一性质与土方工程的挖土和填土量的计算及运输等都有很大关系。

二、土方施工准备工作

在造园施工中,由于土方工程是一项比较艰巨的工作。所以准备工作和组织工作不仅应先行,而且要做得周全仔细,否则因为场地大或施工点分散,容易造成窝工甚至返工而影响工效。

1)准备工作

施工以前,要做以下工作:

①审阅土方设计图。

②收集与施工现场有关资料,如地质、市政、气象等。

③了解施工单位情况,如人力、装备、效率等。

④做土方施工的组织设计、进度、方法、人员、设备安排、场地布置图,完成以上工作后,进场。

2)清理场地

在施工地范围内,凡有碍工程的开展或影响工程稳定的地面物或地下物都应该清理,例如不需要保留的树木、废旧建筑物或地下构筑物等。

(1)场地树木及其他设施清理 凡土方开挖深度不大于50 cm,或填方高度较小的土方施工,现场及排水沟中的树木,必须连根拔除,清理树墩除用人工挖掘外,直径在50 cm以上的大树墩可用土机铲除或用爆破法清除。

(2)建筑物和地下构筑物的拆除 应根据其结构特点进行工作,并遵照《建筑工程安全技术规范》的规定进行操作。

(3)管线及其他异常物体 如果施工场地内的地面地下或水下发现有管线通过或其他异常物体时,应事先请有关部门协同查清。未查清前,不可动工,以免发生危险或造成其他损失。

3)排水

场地积水不仅不便于施工,而且也影响工程质量,在施工之前,应该设法将施工场地范围内的积水或过高的地下水排走。

(1)排除地面积水 在施工前,根据施工区地形特点在场地周围挖好排水沟(在山地施工为防山洪,在山坡上方应做截洪沟),使场地内排水通畅,而且场外的水也不致流入。

在低洼处或挖湖施工时,除挖好排水沟外,必要时还应加筑围堪或设防水堤,为了排水通畅,排水沟的纵坡不应小于2%。沟的边坡值取1∶1.5,沟底宽及深不小于50 cm。

(2)地下水的排除 排除地下水方法很多,但一般多采用明沟,引至集水井,并用水泵排出,因为明沟较简单经济。一般按排水面积和地下水位的高低来安排排水系统,先定出主干渠和集水井的位置,再定支渠的位置和数目,土壤含水量大的要求排水迅速的,支渠分布应密些,其间距约1.5 m,反之可疏。

挖湖施工中应先挖排水沟,排水沟的深度,应深于水体挖深。沟可一次挖掘到底,也可以依施工情况分层下挖,采用哪种方式可根据出土方向决定。

三、土方施工

土方工程施工包括挖、运、填、压4 个内容。其施工方法可采用人力施工,也可用机械化或半机械化施工。这要根据场地条件、工程量和当地施工条件决定。在规模较大、土方较集中的工程中,采用机械化施工较经济;但对工程量不大、施工点较分散的工程或因受场地限制,不便于采用机械施工的地段,应用人力施工或半机械化施工,以下按上述4 个内容简单介绍。

1)土方的挖掘

(1)人力施工 人力施工适用于一般园林小型建筑、构筑物的基坑、小溪流和假植沟、带状种植沟和小范围整地的挖方工程。

①施工工具:主要是锹、铺、钢钎等。

②施工流程:确定开挖顺序→确定开挖边界和深度→分层开挖→修整边缘部位→清底。

③施工注意事项:人力施工不但要组织好劳动力而且要注意安全和保证工程质量。

a.施工者要有足够的工作面,一般平均每人应有4～6 m2。

b.开挖土方附近不得有重物及易坍落物。

c.在挖土过程中,随时注意观察土质情况,要有合理的边坡,必垂直下挖者,松软土不得超过0.7 m,中等密度者不超过1.25 m,坚硬土不超过2 m,超过以上数值的须设支撑板或保留符合规定的边坡。

d.挖方工人不得在土壁下向里挖土,以防坍塌。

e.在坡上或坡顶施工者,要注意坡下情况,不得向坡下滚落重物。

f.施工过程中注意保护基桩、龙门板或标高桩。

(2)机械施工 主要施工机械有推土机、挖土机等。在园林施工中推土机应用较广泛,例如,在挖掘水体时,以推土机推挖,将推至水体四周,再行运走或堆置地形。最后岸坡用人工修整。(www.xing528.com)

用推土机挖湖挖山,效率较高,但应注意以下几个方面:

①推土前应识图或了解施工对象的情况,在动工之前应向推土机手介绍拟施工地段的地形情况及设计地形的特点,最好结合模型,使之一目了然。另外施工前还要了解实地定点放线情况,如桩位、施工标高等。这样施工起来司机心中有数,推土铲就像他手中的雕塑刀,能得心应手地按照设计意图去塑造地形。这一点对提高施工效率有很大关系,这一步工作做得好,在修饰山体(或水体)时便可以省去许多劳力物力。

②注意保护表土:在挖湖堆山时,先用推土机将施工地段的表层熟土(耕作层)推到施工场地外围,待地形整理停当,再把表土铺回来,这样做较麻烦费工,但对公园的植物生长却有很大的好处,有条件之处应该这样做。

③桩点和施工放线要明显,推土机施工进进退退,其活动范围较大,施工地面高低不平,加上进车或退车时司机视线存在某些死角,所以桩木和施工放线很容易受破坏。为了解决这一问题,应加高桩木的高度,桩木上可做醒目标志(如挂小彩旗或桩木上涂明亮的颜色),以引起施工人员的注意。施工期间,施工人员应该经常到现场,随时随地用测量仪器检查桩点和放线情况,掌握全局,以免挖错(或堆错)位置。

2)土方的运输

一般竖向设计都力求土方就地平衡,以减少土方的搬运量,土方运输是较艰巨的劳动,人工运土一般都是短途的小搬运。车运人挑,这在有些局部或小型施工中还经常采用。运输距离较长的,最好使用机械或半机械化运输。不论是车运人挑,运输路线的组织很重要,卸土地点要明确,施工人员随时指点,避免混乱和窝工。如果使用外来土垫地堆山,运土车辆应设专人指挥,卸土的位置要准确,否则乱堆乱卸,必然会给下一步施工增加许多不必要的小搬运,从而浪费了人力物力。

3)土方的填筑

填土应该满足工程的质量要求,土壤的质量要根据填方的用途和要求加以选择,在绿化地段土壤应满足种植植物的要求,而作为建筑用地则以要求将来地基的稳定为原则。利用外来土垫地堆山,对土质应检定放行,劣土及受污染的土壤不应放入园内,以免将来影响植物的生长和妨害游人健康。

①大面积填方应分层填筑,一般每层20～50 cm,有条件的应层层压实。

②在斜坡上填土,为防止新填土方滑落,应先把土坡挖成台阶状,然后再填方,这样可保证新填土方的稳定。

③辇土或挑土堆山,土方的运输路线和下卸,应以设计的山头为中心并结合来土方向进行安排。一般以环形线为宜,车辆或人挑满载上山,土卸在路两侧,空载的车(人)沿路线继续前行下山,车(人)不走回头路,不交叉穿行,所以不会顶流拥挤。随着卸土,山势逐渐升高,运土路线也随之升高,这样既组织了人流,又使土山分层上升,部分土方边卸边压实,这不仅有利于山体的稳定,山体表面也较自然。如果土源有几个来向,运土路线可根据设计地形特点安排几个小环路,小环路以人流车辆不相互干扰为原则。

4)土方的压实

人力压可用穷、破、碾等工具;机械碾压可用碾压机或用拖拉机带动的铁碾。小型的夯压机械有内燃穷、蛙式穷等。如土壤过分干燥,需先洒水湿润后再行压实。

在压实过程中应注意以下几点:

①压实工作必须分层进行。

②压实工作要注意均匀。

③压实松土时夯压工具应先轻后重。

④压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢,否则边缘土方外挤易引起坍落。

土方工程,施工面较宽,工程量大,施工组织工作很重要,大规模的工程应根据施工力量和条件决定,工程可全面铺开,也可以分区分期进行。

施工现场要有人指挥调度,各项工作要有专人负责,以确保工程按期、按计划高质量地完成。

任务实施

一、平整场地

按设计要求平整场地。

(1)清理现场 在景区拟建的“T”字形广场上,清理地面上的障碍物,包括树木、构筑物、建筑垃圾及生活垃圾等。

(2)定点放线 用经纬仪将图1.12所示的方格测设到地面上,地面上方格的边长为10 m。在每个方格角点处钉上木桩,木桩一侧标出1-1,1-2,2-1,2-2 等编号,要求与图上方格网的角点编号一致。另一侧标出已计算出的每个角点施工标高。

(3)挖土 在地面上用白灰标记出填方与挖方区,用小型挖掘机或人工进行挖土作业。挖土时,由上而下,逐层进行。

(4)运土与填土 根据景区广场土方调配图,分区进行土方的运输,可采用人工推车或小型机械进行运输作业。在施工现场,施工人员要认真组织运输路线,按照不同填方区先远后近,由上而下逐方进行填土,避免发生卸土出错和窝工现象。

(5)压土 填土后要及时压实,如果土壤过分干燥,可先洒水后再压实,以保证土壤的压实质量,并检查设计标高及坡度是否达到要求。

二、挖人工湖

(1)清理现场 某大学校园拟建人工湖施工图。根据施工现场实际情况,可以采取相应措施进行地面上障碍物的清理。

(2)挖沟排水 当地下水位较高时,需挖沟排水。排水沟的深度,应深于水体挖深。为了更好地排水,排水沟的纵坡不应小于0.2%,沟的边坡为1∶1.5,沟底宽及沟深不小于50 cm,利用水泵排水。要求沟一次挖到底,一侧出土。

(3)定点放线 按照人工湖施工范围,放好湖体边界线及施工标高。用经纬仪或全站仪等仪器在地面上依照施工图确定出人工湖的各特征点的位置,各点钉上木桩,然后将各点用白灰连接,即为边界线。在边界线的内部,还要再打上一定数量、具有一定密度的基底标高木桩,使用水准仪,利用附近水准点的已知高程,根据设计给定的水体基底标高,在木桩上进行测设,在木桩上画线标明开挖深度。

(4)挖土 在挖土施工中,各桩点尽量不要破坏,可以在各桩点处留出土台,待人工湖开挖接近完成时,再将此土台挖掉。机械挖土采用端头挖土法,挖掘机分别从待挖湖区域的南边作业线及西边湖岸线开挖,自西向东,自南向北。以前进行驶的方法进行开挖,自卸汽车配置在挖掘机的两侧装运土。边挖边检查湖体边坡线及湖体施工标高,同时检查湖岸坡度。边坡一般用人工修整,利用边坡样板来控制边坡坡度,达到设计边坡要求(本施工现场,土质为砂质黏土,其边坡坡度为1∶0.5),不符合时可及时修整。

当挖土出现浅层滑坡时,如滑坡土方量不大,应将滑坡体全部挖除;如土方量较大,可对滑坡体采取深翻、推压、表面压实等措施进行处理。

挖土自上而下水平分段分层进行,挖掘机挖到湖底设计标高以上20 cm后,用推土机推平、清理,湖底部应尽量整平,不留土墩,以便湖里养鱼。开挖过程中,设专人监控开挖深度、坡度,随时为挖掘机司机指示湖底余量。

(5)运土 根据施工现场实际,选择好运土路线,明确卸土准确位置,最好将土运至待堆筑的土山附近,便于日后的土山施工。对于施工地段的表层熟土(即20 cm左右的耕作层),应单独存放,堆积高度控制在1.5 m,不需压实,以便日后用作种植土使用。

(6)压土 湖底土层需整平压实。如果不作混凝土面层,可选用黏质土,每层铺土厚度为20～30 cm,压实6～8 遍,压实密实度达到设计要求,以防治水的渗漏,四周做上护坡(后面任务中提到)。

任务考核

巩固训练

参照图1.18所示某小区游园的设计要求及土方量的计算结果,结合校园广场工程建设,按照清理现场、定点放线、挖土、运土、填土、压土的施工程序进行场地平整。另外也可结合校园路面及广场铺装从中选出几个施工程序进行土方施工。

一、材料及用具

场地平整施工图、木桩、白灰、皮尺、经纬仪、铁锤、铁锹、蛙式夯、土筐、小推车、小型挖掘机等。

二、组织实施

①根据挖、填方区将学生分成5 个小组,以小组为单位进行土方施工。

②参照场地平整土方施工程序,完成施工任务。

三、训练成果

①每人交一份训练报告,并参照上述任务考核进行评分。

②根据场地平整设计要求,完成土方施工。

拓展提高

园林工程施工放样技术

在清场之后,为了确定施工范围及挖土或填土的标高,应按设计图纸的要求,用测量仪器在施工现场进行定点放线工作。这一步工作很重要,为使施工充分表达设计意图,测设时应尽量精确。

(1)平整场地的放线 用经纬仪将图纸上的方格测设到地面上,并在每个交点处立桩木,边界上的桩木依图纸要求设置。桩木侧面须平滑,下端削尖,以便打入土中,桩上应表示出桩号(施工图上方格网的编号)和施工标高(挖土用“ +”号,填土用“ -”号)。

(2)自然地形的放线 挖湖堆山,首先确定堆山或挖湖的边界线,但这样的自然地形放到地面上去是较难的。特别是在缺乏永久性地面物的空旷地上,在这种情况下应先在施工图上方把格,再把方格网放到地面上,而后把设计地形等高线和方格网的交点一一标到地面上并打桩,桩木上也要标明桩号及施工标高。堆山时由于土层不断升高,桩木可能被土埋没,所以桩的长度应大于每层填土的高度,土山不高于5 m 的,可用长竹竿做标高桩,在桩上把每层的标高定好,不同层可用不同颜色标志,以便识别,这样可省点。

(3)山体放线 山体放线有两种方法:一种是一次性立桩,适用于较低山体,一般最高处不高于5 m。堆山时由于土层不断升高,桩木可能被土埋没,所以桩的长度应大于每层填土的高度。一般可用长竹竿做标高桩,在桩上把每层的标高定好。不同层可用不同颜色标志,以便识别。另一种方法就是分层放线,分层设置标高桩,这种方法适用于较高的山体。

(4)水体放线 水体放线工作和山体放线基本相同,但由于水体挖深一般较一致,而且池底常年隐没在水下,放线可以粗放些,但水体底部应尽可能整平,不留土墩,这对养鱼和捕鱼有利。如果水体打算栽植水生植物,还要考虑所栽植物的适宜深度。岸线和岸坡地定点放线应该准确,这不仅因为它是水上部分,有造景之功,而且和水体岸坡的稳定有很大的关系。为了施工的精确,可以用边坡样板来控制边坡坡度。

(5)沟渠放线 在开挖沟渠时,木桩常容易被移动甚至被破坏,从而影响校核工作,所以实际工作中一般使用龙门板,龙门板构造简单,使用也方便。每隔30～100 m 设龙门板一块,其间距视沟渠纵坡的变化情况而定。板上应标明沟渠中心线位置及沟上口、沟底的宽度等。板上还要设坡度板来控制沟渠纵坡。