土方开挖（工程初期至施工过程中的工序）-趣爱秀

方式

在施工前，需根据工程规模和特性，地形、地质、水文、气象等自然条件，施工导流方式和工程进度要求，施工条件以及可能采用的施工方法等，研究选定开挖方式。明挖有全面开挖、分部位开挖、分层开挖和分段开挖等。全面开挖适用于开挖深度浅、范围小的工程项目。开挖范围较大时，需采用分部位开挖。如开挖深度较大，则采用分层开挖，对于石方开挖常结合深孔梯段爆破（见深孔爆破）按梯段分层。分段开挖则适用于长度较大的渠道、溢洪道等工程。对于洞挖，则有全断面掘进、分部开挖和导洞法等开挖方式。

施工方法

土方开挖施工，包括松动、破碎、挖装、运输出渣等工序。石方开挖，除松软岩石可用松土器以凿裂法开挖外，一般需以爆破的方法进行松动、破碎。人工和半机械化开挖，使用锹镐、风镐、风钻等简单工具，配合挑抬或者简易小型的运输工具进行作业，适用于小型水利工程。有些灌溉排水沟渠的施工直接使用开沟机，可以一次成形。大中型水利工程的土石方开挖，多用机械施工。

明挖

除使用各类凿岩、钻孔机械钻孔，进行爆破作业外，主要使用：挖掘机械，如各种单斗挖掘机（见图）或多斗挖掘机；铲运机械，如推土机、铲运机和装载机；有轨运输机械，如机车牵引矿车；无轨运输机械，如自卸汽车等。根据不同条件，采用各种配合方式，进行挖、装、运、卸等各项作业。要根据工程规模、施工条件，合理选用适宜的施工机械和相应的施工方法，特别要注意机械设备的配套协调，避免存在薄弱环节。在特定条件下，可采用水力开挖的方法开挖土方；也有采用爆破开挖的方法，即用抛掷爆破或扬弃爆破技术，不仅将土石破碎，并全部或部分地将其抛弃到设计边界以外。

洞挖

一般常用钻孔爆破法掘进，用机械进行挖装、运卸作业；也可采用全断面隧洞掘进机开挖隧洞；在土质松软岩层中可用盾构法施工（见隧洞开挖、地下厂房开挖）。

水下开挖

可以采用索铲、抓斗等陆上开挖机械，但通常多使用各式挖泥船，配合拖轮、驳船等水上运输设备进行联合作业（见疏浚）。

施工方案的编制在满足设计要求、工程质量、施工安全和工期要求等条件下，通过技术经济比较，进行施工方案的优化选择。编制施工方案时，一般应考虑:①开挖方式和施工方法能满足开挖进度要求，与施工导流和混凝土浇筑等前后工序相衔接，并满足防洪和渡汛要求。②根据水文、季节和施工条件，合理安排施工顺序，快速施工，均衡生产。③根据开挖工程规模、土石特性、工作条件、施工方法，选择适用的施工机械设备，挖、装、运、卸各项设备要合理配套。④因地制宜，安排好交通运输路线和施工总平面布置，以及风、水、电等系统。⑤搞好土石方平衡调配，注意安排挖采结合、弃填结合，避免重复倒运。弃渣、弃土场地尽量少占农田，并尽可能造地还田。弃渣要避免侵占河道，避免阻碍行洪或抬高电站尾水位影响发电效益。⑥做好施工排水措施，将妨碍施工作业和工程质量的雨水、地表水、地下水和施工废水排至场地以外，为工程创造良好的施工条件。⑦按设计和施工技术规范的要求，保证施工质量。对施工中可能遇到的问题，如流砂现象、边坡稳定、隧洞塌方等，要进行技术分析，提出解决的措施。⑧注意施工安全，按照安全、防火、环境保护、工业卫生等方面规程的规定，制定施工安全技术措施。

发展

随着水利工程建设规模的日益发展，世界上一些大型工程的土石方开挖量常达到数千万立方米，甚至超过亿立方米，如巴基斯坦塔贝拉土石坝（坝体填筑量达1.2亿立方米）和中国葛洲坝水利枢纽土石方开挖量均超过1亿立方米；巴西伊泰普水电站工程，土石方开挖量达6010万立方米。因此一些发达国家土石方施工机械化水平日益向大型、高效方面发展，主要特点是:①发展大容量、大功率、高效率的土石方施工机械，如10立方米以上的挖掘机，100t级以上的自卸汽车；②各工序所采用的机械配套成龙，容量、效率互相配合；③广泛应用液压技术；④采用电子技术和新材料，广泛应用自动控制技术；⑤既注意发展一机多用的多功能机械，又注意发展专用机械；⑥注意施工机械的维修和保养。

安全措施

（1）在施工组织设计中，要有单项土方工程施工方案，对施工准备、开挖方法、放坡、排水、边坡支护应根据有关规范要求进行设计，边坡支护要有设计计算书。

（2）人工挖基坑时，操作人员之间要保持安全距离，一般大于2．5M；多台机械开挖，挖土机间距离应大于10m，挖土要自上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚的危险作业。

（3）挖土方前对周围环境要认真检查，不能在危险岩石或建筑物下面进行作业。

（4）基坑开挖应严格按要求放坡，操作时应随坡的稳定情况，发现问题及时加固处理。

（5）机械挖土，多台阶同时开挖土方时，应验算边坡的稳定。根据规定和验算确定挖土机高边坡的安全距离。

（6）深基坑四周设防护栏杆，人员上下要有专用爬梯。

（7）运土道路的坡度、转弯半径要符合有关安全规定。

（8）爆破土方要遵守爆破作业安全有关规定。

放坡系数

土方放坡系数（m)：是指土壁边坡坡度的底宽b与基高h之比，即m=b/h计算

1、在建筑中，放坡应该从垫层的上表面开始；

2、管线土方工程定额，对计算挖沟槽土方放坡系数规定如下：

(1)挖土深度在lm以内，不考虑放坡；

(2)挖土深度在1.0lm～2.00m，按l：0.5放坡；

(3)挖土深度在2.0lm～4.00m，按l：0.7放坡；

(4)挖土深度在4.01m～5.00m，按1：1放坡；

(5)挖土深度大于5m，按土体稳定理论计算后的边坡进行放坡。

注意:

计算工程量时，地槽交接处放坡产生的重复工程量不予扣除。

因土质不好，基础处理采用挖土、换土时，其放坡点应从实际挖深开始。

在挖土方、槽、坑时，如遇不同土壤类别，应根据地质勘测资料分别计算。

边坡放坡系数可根据各土壤类别及深度加权取定

这张表的数据并不是在每个地方都适用，只是通用规则，根据2009年新规范讲义:

土类单一土质时，普通土(一二类)开挖深度大于1.2米开始放坡(K=0.50),坚土(三四类)开挖深度大于1.7米开始放坡(K=0.30).

土类混合土质时，开挖深度大于1.5米开始放坡，然后按照不同土质加权计算放坡系数K.

建筑工程施工手册中对放坡系数的规定放坡高度、比例确定表

土壤类别	放坡深度规定（m）	高于宽之比
		人工挖土	机械挖土
		人工挖土	坑内作业	坑上作业
一、二类土	超过1.20	1：0.5	1：0.33	1：0.75
三类土	超过1.50	1：0.33	1：0.25	1：0.67
四类土	超过2.00	1：0.25	1：0.10	1：0.33

注：1.沟槽、基坑中土壤类别不同时，分别按其土壤类别、放坡比例以不同土壤厚度分别计算；

2.计算放坡工程量时交接处的重复工程量不扣除，符合放坡深度规定时才能放坡，放坡高度应自垫层下表面至设计室外地坪标高计算。

开挖技术

人工开挖

1.挖土前根据安全技术交底了解地下管线、人防及其他构筑物情况和具体位置。地下构筑物外露时，必须进行加固保护。作业工程中应避开管线和构筑物。在现场电力、通信电缆2m范围内和现场燃气、热力、给排水等管道1m范围内挖土时，必须在主管单位人员监护下采取人工开挖。

2.开挖槽、坑、沟深度超过1.5m，必须根据土质和深度情况，按安全技术交底放坡或加可靠支撑。遇边坡不稳、有坍塌危险征兆时，必须立即撤离现场并及时报告施工负责人，采取安全可靠排险措施后方可继续挖土。

3.槽、坑、沟必须设置人员上下坡道或安全梯。严禁攀登固壁支撑上下沟、坑边壁上挖洞攀登爬上或跳下。间歇时，不得在槽、坑坡脚下休息。

4.挖土过程中遇有古墓、地下管道、电缆或其他不能辨认的异物和液体、气体时应立即停止作业应报告负责人，待查明处理后，再继续挖土。

5.槽、坑、沟边1m以内不得推土、堆料停放机具。堆土高度不得超过1.5m。槽、坑、沟与建筑物、构筑物的距离不得小于1.5m。开挖深度超过2m时，必须在周边设两道牢固护身栏杆，并张挂密目式安全网。

6.人工挖土、前后操作人员横向间距离不应小于2~3m，纵向间距不得小于3m。严禁掏洞挖土，抠底挖槽。

7.每日或雨后必须检查土壁及支撑稳定情况，在确保安全的情况下继续工作，并且不得将土和其他物件堆在支撑上，不得在支撑上行走或站立。混凝土支撑梁底板上沾黏物必须及时清除。

机械开挖

1.施工机械进场前必须经过验收，合格后方能使用。

2.机械挖土，应严格控制开挖面坡度和分层厚度，防止边坡和挖土机下的土体滑动。挖土作业半径内不得有人进入。司机必须持证作业。

3.机械挖土，启动前应检查离合器、液压系统及各铰接等部分，经空车试车运转正常后在开始作业。机械操作中进铲不应过深，提升不应过猛，作业中不得碰撞支撑。

4.机械不得在输电线路和线路一侧工作，不论在任何情况下，机械的任何部位与架空输电线路的最近距离应符合安全操作规程要求（根据现场进输电线路的电压等级定）。

5.机械应停在坚实的地基上，如基础过差，应采取走道板等加固措施，不得将挖土机履带与挖空的基坑平行2m停、驶。运土汽车不宜靠近基坑平行行驶，防止坍方翻车。

6.配合挖机的清坡、清底工人，不准在机械回转半径下工作。

7.向汽车上卸土应在车子停稳后进行，禁止铲斗从汽车驾驶室上越过。

8.场内道路应及时整修，确保车辆安全通畅，各种车辆应有专人负责指挥引导。

9.车辆进出门口的人行道下，如有地下管线（道）必须铺设厚钢板，或浇筑混凝土加固。车辆出大门口前应将轮胎冲洗干净，不污染道路。

施工方案

一个好的土方开挖施工方案能让施工更好更高质量的完成施工，土方开挖施工方案一般包括：土方开挖施工准备、测量放样、开挖要求以及土方外运。

准备工作

（1）勘查现场，清除地面及地上障碍物。

（2）保护测量基准桩，以保证土方开挖标高位置与尺寸准确无误。

（3）备好开挖机械、人员、施工用电、用水、道路及其他设施。

清表

凡工程范围内的表层杂草、块石、杂物、腐殖土、树根等均应清除干净，平整压实，清理厚度不得小于0.3m，清除出来的废渣不得随地弃置，采用自卸汽车外运至弃料场。

土方开始挖掘

这里所指土方开挖主要为招标人指定范围内的土方开挖，开挖的土方外运至招标人指定地点，堆土高度不得超过1985黄海高程12.20米。

（1）施工准备

①施工资料准备：土方开挖受天气、地质条件、及原有建筑物的影响，开挖前应做好以下工作：

a 施工图纸的审阅、分析，及施工方案的拟定。

b 当地的水文、气象条件的了解。

c 施工场地的地质条件的了解。

d 施工范围内的建筑物及管线埋设情况。

e 绘制土方开挖的平面图和横断面图。

（2）测量放样

利用布设的临时控制点，放样定出开挖边线和开挖深度等。在开挖边线放样时，应在设计边线外增加30~1250px，并作上明显的标记。基坑底部开挖尺寸，除建筑物轮廓要求外，还应考虑排水设施和安装模板等要求。

（3）土方开挖要求

①施工准备

a 土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。

b 建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、标准水平桩及开槽的灰线尺寸，必须经过检验合格；并办完预检手续。

c 夜间施工时，应有足够的照明设施；在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。

d开挖有地下水位的基坑槽、管沟时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.5m，然后才能开挖。

e施工机械进入现场所经过的道路、桥梁和卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作。

f 选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编好施工方案。

g 施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工程的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。

h 在机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度、清理槽底等，均应配备人工进行。

i 机具：挖土机械有：挖土机、推土机、铁锹（尖、平头两种）、手推车、小白线或20号铅丝和钢卷尺以及坡度尺等。

j熟悉图纸，做好技术交底。

②操作工艺

a工艺流程：

确定开挖的顺序和坡度→分段分层平均下挖→修边和清底。

b坡度的确定：

本工程开挖坡度按设计要求，若在施工中仍不能确保稳定，则跟设计方面联系，更改开挖方案。

c机械开挖

开挖应合理确定开挖顺序、路线及开挖深度。本工程采用挖掘机配合堆土机进行开挖，土方开挖宜从上到下分层分段依次进行。随时作成一定坡势，以利泄水。在开挖过程中，应随时检查边坡的状态。开挖基坑，不得挖至设计标高以下，如不能准确地挖至设计基底标高时，可在设计标高以上暂留一层土不挖，以便在抄平后，由人工挖出。暂留土层挖土机用反铲挖土时，为1250px左右为宜。

d人工修挖

在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便及时用机械挖走。修帮和清底时在距底设计标高1250px槽帮处，抄出水平线，钉上小木撅，然后用人工将暂留土层挖走，水泥搅拌桩头要沿桩开挖，不得破坏，开挖到基底高程，根据截桩高程要求对水泥搅拌桩进行截桩，桩顶修平。同时由轴线（中心线）引桩拉通线（用小线或铅丝），检查距槽边尺寸，确定槽宽标准，以此修整槽边。最后清除槽底土方。

③雨、冬期施工

a 土方开挖一般不宜在雨季进行，否则工作面不宜过大，应逐段、逐片分期完成。

④质量、安全控制措施

a按图纸要求仔细放样，土方开挖后的坡度要符合设计要求规定，避免因边坡过陡而造成塌陷，为保证边坡质量，反铲要紧靠坡线开挖，以确保边坡平整度，并尽量避免欠挖及超挖的出现。

b开挖并完成清理后，应及时恢复桩号、坐标、高程等，并做出醒目的标志。

c雨天应在开挖边坡顶设置截水沟，开挖区内设置排水沟和集水井，及时做好排水工作，以防基坑积水。

d开挖过程中，应始终保持设计边坡线逐层开挖，避免开挖工程中因临时边坡过陡造成塌方，同时加强边坡稳定性观察。

e 开挖边坡顶严禁堆置重物，避免塌方。

土方外运

本工程土方采用5t自卸汽车运输，运至招标人指定地点，按招标人要求堆放。施工期间对弃土场进行管理，严禁本工程以外的土方运至本工程弃土场。工程运输污染所涉及的道路，按照路政部门的要求及时清理运输造成的污染。