项目三 土方工程应用
任务一 园林场地的竖向设计
园林建设中,土方工程首当其冲,对地形的整理、改造与合理利用是园林建设的基础,也是建园的主要工程之一。或凿水筑山,或场地平整,或挖沟埋管,或开槽铺路等,安装园林设施、构件,修建园林建筑等均需要动用土方,由于土方工程较为繁重,因此施工前必须进行设计。土方工程的设计包括平面设计和竖向设计两方面。
一、园林地形概念
(一)园林地形分类
园林地形是园林空间的构成基础,是园林中所有景观与设施的载体,它为所有景观与设施提供了赖以存在的基面,与园林性质、形式、功能与景观效果有直接关系,也涉及到园林的道路系统、建筑与构筑物、植物配植等要素的布局。园林中所有的景物、景点和大多数的功能设施都对地形有着多方面的需要;由于功能、性质的不同,对地形条件的要求也有着很多不同,如果原有地形条件与设计意图和使用功能不符,就需加以处理和改造,使之符合造园的需要,这就是园林土方工程。园林地形处理是园林规划设计的关键。
园林地形分陆地和水体两大部分。
1.陆地
(1)平地。平地要有5%以上的排水坡度,以免积水。自然式园林中的平地面积较大时,可有起伏的坡度,坡度为1%~7%。坡地的坡度要在土壤的安息角内,一般为20%,如有草皮护坡也不超过25%。平地是组织开敞空间的有利条件,也是游人集中、疏散的地方。在现代公园中,游人量大而集中,活动内容丰富。所以平地面积须占全园面积的30%以上,且须有一二处较大面积的平地。
平地的地面处理有以下几种。1)土壤地面。可设于平地林中。
2)沙石地面。为防止地表径流对土壤的冲刷,上面铺撒一层细砂砾与黏土胶结,或有天然的岩石质地,上面以卵石、砂砾找平,作为游人的活动场地和风景游息地,如山麓下部的停车场,自然风景区的山麓人工平地,湖河滩地。
3)铺装地面。主要是在园林中的道路、广场应用较多。
4)植被地面。主要指园林中的草坪、草地、疏林草地,可供游览观赏,也可进行一定程度的文体活动。
(2)坡地。按倾斜度可分为以下几种。
1)缓坡。坡度为8%~12%,可进行一些活动内容。一般是平地与陡坡的过渡。
2)陡坡。坡度在12%以上,游人不能在上面集中活动,但结合露天剧场、球场的看台设置,也可配置疏林或花台。一般是平地与山地之间的过渡形式。
(3)山地。山地是自然山水园中的主要组成部分。不管园林的大小,都是竖向景观的表现内
容。很多园林是以山体为主的,苏州的沧浪亭、北京的景山公园,以及泰山、华山、嵩山等的群山峻岭为景观的自然风景名胜。园林中的山地大多是利用原有地形、土方,经过适当的人工改造而成。山地面积应低于总面积的30%。
1)山地类型。土山可以利用园内挖出的土方堆置,投资比石山少,土山的坡度要在土壤的安息角(一般为30°)以内,否则要进行工程处理。土山的设计上要注意未山先麓,陡缓相间,山坡缓升高;歪走斜伸,逶迤连绵;主次分明,互相呼应;左急右缓,收放自如;丘陵相伴,虚实相生。丘陵的高度在1~3m变化,在人的视线上下。
按其组景的功能不同分为以下几种。主景山:高在10m以上。
背景山:高在8m以上。障景山:高在1.5m以上。
配景山:高在5m以上,不能超过主景山。
石山:以石料掇山,可分为天然石山(北方为主)和人工塑山(南方为主)两种,可形成峥嵘、明秀、玲珑、顽拙等丰富多变的山景,并且因不受坡度的限制,山体在占地不大的情况下,亦能达到较大的高度。石山上不能多植树木,但可穴植或预留种植坑。石料可就地取材,否则投资太大。
2)山体的位置。园林中的山体安排主要有2种形式:①属于全园的重心,这种布局一般在山体的四周或两面都有开敞的平地或水面,使山体形成空间的分隔,可登临的山峰、山岭构成全园的竖向构图中心,并可与平地和水面以上的、临近园墙的山冈形成可呼应的整体;如北京紫竹院公园、天津水上公园;②居于全园的一侧,以一侧或两侧为主要景观面,构成全园的主要构图中心,如北京的颐和园,一山北坐,南向昆明湖;北海的琼华岛,位于全园的东南角,面向西北的开阔湖面。
3)山体构成。园林中的山体形态与平地、陡坡与岗阜应浑如一体,忌讳孤峰独起。因为园林须借用山体构成多种形态的山地空间,故山地要有峰、有岭、有沟谷、有丘阜。要有高低的对比,又要有蜿蜒连绵的调和。岗阜与平地使山体、山地似断非断,似连非连。山体要“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,力求高低起伏,层次丰富。山道须之字形,回旋而上,或陡或缓富于韵律,并要适时设置缓台和休息性兼远眺静观的亭、台等建筑设施。山道要与山体绿化相结合,使游人在进行中时露时隐,视线时放时收。在陡峭的山道处,还须设置护栏和铁链。要充分利用山地的空间特点,运用山洞、隧道、悬崖、峡谷构成垂直空间、纵深空间与倾斜空间效果,使游人领略大自然的艰险境界。园林中的山体又是创造小气候的条件,尤其在寒冷的北方,坐北向南的山谷可形成良好的小气候。
2.水体
常见的园林水体多种多样,根据水体的形式可将其分为自然式、规则式或混合式3种。其所处状态将其分为静态水体、动态水体和混合水体3种。湖池属静态水体。湖面宽阔平静,具平远开朗之感。有天然湖和人工湖之分。天然湖是大自然施于人类的天然园林佳品,可在大型园林工程中充分利用。人工湖是人工依地势就低挖凿而成的水域,沿岸因境设景,可自成天然图画。人工湖形式多样,可由设计者任意发挥,一般面积较小,岸线变化丰富且具有装饰性,水较浅,以观赏为主,现代园林中的流线型抽象式水池更为活泼、生动,富于想象。动态水体是水可流动性的充分利用,可以形成动态自然景观,补充园林中其他景观的静止、古板而形成流动变化的园林景观,给人以丰富的想象与思考。是现代园林艺术中多用的一种水体方式。常用的动态水体有溪涧、瀑布、跌水、喷泉等几种形式。溪涧是连续的带状动态水体。溪浅而阔,涧深而窄。平面上蜿蜒曲折,对比强烈,立面上有缓有陡,空间分隔开合有序。整个带状游览空间层次分明,组合合理,富于节奏感。
(二)地形的功能作用1.分隔空间
地形可以不同的方式创造和限制外部空间。平坦地形仅是一种缺乏垂直限制的平面因素,视觉上缺乏空间限制。而斜坡的地面较高点则占据了垂直面的一部分,并且能够限制和封闭空间。斜坡越陡越高,户外空间感就越强烈。地形除能限制空间外,它还能影响一个空间的气氛。平坦、起伏、平缓的地形能给人美的享受和轻松感,而陡峭、崎岖的地形极易在一个空间中造成兴奋的感受。地形不仅可制约一个空间的边缘,还可制约其走向。一个空间的总走向,一般都是朝向开阔地带的。地形一侧为一片高地,而另一侧为一片低矮地时,就可形成一种朝向较低,更开阔的空间走向。
园林竖向设计对原地形充分利用改造,能有效组织空间,合理安排各种要素、坡度和各点高程,使所有山水、植物、建筑满足造景与游人进行各种活动的需求;用地的功能性质决定了用地的类型,不同类型、不同使用功能的园林绿地对地形的要求各异。如公园中的安静休息区,要求地形复杂,有一定的地形地貌;而用于游人活动的区域,地形就不宜变化过于强烈,以便开展大量游人短期集散的活动;儿童活动区不宜选择过于陡峭、险峻的地形,以保证儿童活动的安全;建筑等多需平地地形;水体用地则要调整好水底标高、水面标高和岸边标高;园路用地,则依山随势,灵活掌握,控制好最大纵坡、最小排水坡度等关键的地形要素,如表12所示。
表1 2
地形特征及其运用
2.控制视线
地形能在景观中有助于视线导向和限制视野,将视线导向某一特定点,影响某一固定点的可视景物和可见范围,形成连续观赏或景观序列,为了能在环境中使视线停留在某一特殊焦点上,突出主要的景观,可在视线的一侧或两侧将地形增高,在这种地形中,视线两侧的较高地面犹如视野屏障,封锁了分散的视线,从而使视线集中到景物上。地形的另一类似功能是构成一系列赏景点,以此来观赏某一景物或空间。或完全封闭通向不悦景物的视线,影响旅游线路和速度。在园林设计中,地形影响行人和车辆运行的方向、速度和节奏。竖向设计的高低变化、坡度的陡缓以及道路的宽窄、曲直变化等来组织交通,影响和控制游人的游览线路及速度。在平坦的土地上,人们的步伐稳健持续。而在变化的地形上,随着地面坡度的增加,或障碍物的出现,游览也就越发困难。为了上、下坡,人们就必须使出更多的力气,时间也就延长,中途的停顿休息也就逐渐增多。对于步行者来说,在上、下坡时,其平衡性受到干扰,每走一步都必须格外小心,最终导致尽可能地减少穿越斜坡的行动。
3.改善小气候
地形可影响园林某一区域的光照、温度、风速和湿度等。从采光方面来说,朝南的坡面一年中大部分时间,都保持较温暖和宜人的状态。从风的角度而言,凸面地形、脊地或土丘等,可以阻挡刮向某一场所的冬季寒风。反过来,地形也可被用来收集和引导夏季风。夏季风可以被引导穿过两高地之间形成的谷地或洼地、马鞍形的空间。
4.美学功能
地形可被当作布局和视觉要素来使用。在大多数情况下,土壤是一种可塑性物质,它能被塑造
成具有各种特性、具有美学价值的悦目的实体和虚体。地形有许多潜在的视觉特性。作为地形的土壤,可将其成形为柔软、具有美感的形状,这样它便能轻易地捕捉视线,并使其穿越于景观。借助于岩石和水泥,地形便被浇铸成具有清晰边缘和平面的挺括形状结构。地形的每一种功能,都可使一个设计具有明显差异的视觉特性和视觉感。
地形不仅可被组合成各种不同的形状,而且它还能在阳光和气候的影响下产生不同的视觉效应。阳光照射某一特殊地形,并由此产生的阴影变化,一般都会产生一种赏心悦目的效果。当然,这些情形每一天、每一个季节都在发生变化。此外,降雨和降雾所产生的视觉效应,也能改变地形的外貌。
5.工程功能
地形可看作由许多复杂的坡面构成的多面体。地表的排水由坡面决定,在地形设计中应考虑地形与排水的关系、地形和排水对坡面稳定性的影响。地形过于平坦不利于排水,容易积涝,破坏土壤的稳定,对植物的生长、建筑和道路的基础不利。因此应创造一定的地形起伏,合理安排分水和汇水线,保证地形具有较好的自然排水条件,既可以及时排除雨水,又可避免修筑过多的人工排水沟渠。但是,若地形起伏过大或坡度不大,但同一坡度的坡面延伸过长时,则会引起地表径流、产生坡面滑坡。所以,形成良好的排水工程坡面,避免形成过大的地表径流的冲刷,造成滑坡或塌方,保障工程稳定性。
二、坡度概念
在地形设计中,地形坡度不仅关系到地表面的排水、坡面的稳定,还关系到人的活动、行走和车辆的行驶。一般来讲,坡度小于1%的地形易积水;坡度介于1%~5%的地形排水较理想,如停车场、运动场等;坡度介于5%~10%之间的地形仅适合安排用地范围不大的内容,但这类地形的排水条件很好,而且具有起伏感;坡度大于10%的地形只能局部小范围地加以利用,如表13所示。
表1 3
极限和常用的坡度范围
三、竖向设计
(一)竖向设计概念
竖向设计是园林总平面设计的一个不可缺少的组成部分。竖向设计是指在一块场地上进行垂直于水平面方向的布置和处理。表现了各个景点、设施、地貌等在高程上的变化。在平面上反映,用等高线表示,重点部位用标高表示,在断面上反映,用断面图表示。园林用地的竖向设计就是根据造园的目的和要求并与平面规划相协调,对造园用地范围内的各个景点、各种设施及地貌等在高程上如何创造高低变化和协调统一的设计。
在建园过程中,原地形通常不能完全满足造园的要求,所以在充分利用原地形的情况下必须进
行适当的改造。竖向设计的任务就是从最大限度地发挥园林的综合功能出发,统筹安排园内各种景点、设施和地貌景观之间的关系,使地上设施和地下设施之间、山水之间、园内与园外之间在高程上有合理的关系。
(二)竖向设计的原则1.功能优先,造景并重
园林地形的塑造要符合各功能设施的需要。建筑等多需平地地形;水体用地,要调整好水底标高、水面标高和岸边标高;园路用地,则依山随势,灵活掌握,控制好最大纵坡、最小排水坡度等关键的地形要素。注重地形的造景作用,地形变化要适合造景需要。
2.利用为主,改造为辅
尽量利用原有的自然地形、地貌;尽量不动原有地形与现状植被。需要的话进行局部的、小范围的地形改造。
3.因地制宜,顺应自然
利用与改造相结合,在利用的基础上,进行合理的改造。尤其是园址现状地形复杂多变时,更宜利用保护为主,改造修整为辅。地形塑造应因地制宜,就低挖池就高堆山。园林建筑、道路等要顺应地形布置,少动土方。
4.填挖结合,土方平衡
在地形改造中,使挖方工程量和填方工程量基本相等,即达到土方平衡。注意节约原则,降低工程费用,维持土方平衡。土方工程费用通常占造园成本的30%~40%,有时高达60%。因此,在地形设计时需尽量缩短土方运距,就地挖填,保持土方平衡,从而节省投资。
(三)竖向设计的内容1.地形设计
根据造景和功能的需要,应用设计等高线法、纵横断面设计法等对园林地形进行竖向设计。2.水体设计
确定水体的水位,解决水体和排放问题,创造水景。3.园路、铺装场地、桥梁的竖向设计
根据有关规范要求,确定园林中道路、场地、桥梁的标高和坡度,使之与周边建筑物、构筑物的有关标高相适应,使场地标高与道路连接处的标高相适应。
4.建筑和其他园林小品的竖向设计
确定建筑室内地坪标高以及室外整平标高。5.植物种植对高程的要求
确定植物种植的标高,使之满足植物种植空间感强,错落有效。6.地面排水设计
确立全园的排水系统,保证排水通畅,地面不受山洪冲刷。7.排水构筑物设计
根据排水和护坡的实际需要,合理配置必要的排水构筑物如截水沟、排洪沟、排水渠,以及工程构筑物如挡土墙、护坡等,建立完整的排水管渠系统和土地保护系统。
8.土石方工程量设计
计算土石方工程量,并进行设计标高的调整,使挖方量和填方量接近平衡;并做好挖、填土方量的调配安排,尽量使土石方工程总量达到最小。
(四)竖向设计的方法1.等高线法
一般地形测绘图和园林设计图都是以等高线和点标高来表示其地形状况。
(1)等高线的概念。用一组垂直间距相等、平行于水平面的假想面与自然地貌相切,所得到的
交线在平面上的投影即为等高线。
(2)用设计等高线进行竖向设计。
1)坡度的改变:将等高线之水平距离(疏密)改变。2)平整场地:广场、建筑地坪等草地。
3)园路设计等高线的计算和绘制。2.断面法
(1)断面法概念。断面法,即用许多断面表达设计地形以及原有地形的状况的方法。断面法表示了地形按比例在纵向和横向的变化。此种方法可以表达实际形象轮廓,使视觉形象更明了。同时,也可以说明地形上地物的相对位置和室内外标高的关系;说明植物分布及林木空间的轮廓以及在垂直空间内地面上不同界面的处置效果(如水体岸坡坡度变化延伸情况等)。
(2)断面法应用。应用断面法设计园林用地,首先要有较精确的地形图。
断面的取法可以沿所选定的轴线取设计地段的横断面,断面间距视所要求精度而定。也可以在地形图上绘制方格网,方格边长可依设计精度确定,设计方法是在每一方格角点上,求出原地形标高,再根据设计意图求取该点的设计标高。对各角点的原地形标高和设计标高进行比较,求得各点的施工标高,依据施工标高沿方格网的边线绘制出断面图,沿方格网长轴方向绘制的断面图称为纵断面图,沿其短轴方向绘制的断面图叫横断面图。
从断面图上可以了解各方格点上的原地形标高和设计地形标高,这种图纸便于土方量计算,也方便施工。其缺点是一般不能全面反映园林用地的地形地貌,当断面过多时既繁琐又容易混淆。因此一般仅用于要求不很高且地形狭长的地段的地形设计及表达,或将其作为设计等高线的辅助图,以便较直观地说明设计意图。不过,对于用等高线表示的设计地形借助断面图可以确认其竖向上的关系及其视觉效果。
1)定方向(轴线等)取横断面。2)上取断面。
3)利于土方量计算,但不能详细地反映出地形状况。3.模型法
(1)模型法的特点是直观、形象。本法可以直观地形地貌的形象,具有三维空间表现力,适宜于表现起伏较大的地形。可以在地形规划阶段斟酌地形规划方案。但模型的制作费工费时,并且不易搬动。
(2)模型制作过程简介如下。
1)模型制作工具。测绘工具常用的测绘工具除直尺、三角板、圆规、比例尺等外,还有下面几种。
模板:可用于测量绘制不同形状的线条、图案。
自由曲线尺(俗称蛇尺):是一种可以根据曲线的形状任意弯曲的测量、绘图工具,用于测量自然曲线的长度。
2)剪裁、切割工具。
推拉刀:俗称壁纸刀。大多数板材(如木板、泡沫板、吹塑纸等)都可用推拉刀进行切割和细部处理。
手锯:切割木质材料的专用工具。
钢锯:主要用于切割木质类、塑料类等材料。(五)竖向设计的步骤
1.资料的收集
(1)园林用地及附近地区的地形图,比例1∶500或1∶1000。
(2)当地水文地质、气象、土壤、植物等的现状和历史资料。
(3)城市规划对该园林用地及附近地区的规划资料,市政建设及其地下管线资料。(4)园林总体规划初步方案及规划所依据的基础资料。
(5)所在地区的园林施工队伍状况和施工技术水平、劳动力素质与施工机械化程度等方面的参考材料。
2.现场踏勘与调研
对地形图等关键资料进行核实。在掌握上述资料的基础上,应亲临园林建设现场,进行认真的踏勘、调查,并对地形图等关键资料进行核实。如发现地形、地物现状与地形图上有不吻合处或有变动处,要搞清变动原因,进行补测或现场记录,以修正和补充地形图的不足之处。对保留利用的地形、水体、建筑、文物古迹等要加以特别注意,要记载下来。对现有的大树或古树名木的具体位置,必须重点标明。还要查明地形现状中地面水的汇集规律和集中排放方向及位置,城市给水干管接入园林的接口位置等情况。
3.设计图纸的表达
竖向设计应是总体规划的组成部分,需要与总体规划同时进行。在中小型园林工程中,竖向设计一般可以结合在总平面图中表达。但是,如果园林地形比较复杂,或者园林工程规模较大时,在总平面图上就不易清楚地把总体规划内容和竖向设计内容同时都表达地很清楚。因此,就要单独绘制园林竖向设计图。
根据竖向设计方法的不同,竖向设计图的表达也有高程箭头法、纵横断面法和设计等高线法等3种方法。由于在前面已经讲过纵横断面设计法的图纸表达方法,下面就按高程箭头法和设计等高线法相结合进行竖向设计的情况来介绍图纸的表达方法和步骤。一般用高程和设计等高线相结合进行竖向设计。
(1)在有原地形等高线的总平面底图上,用设计等高线对地形作重新设计。(2)标注园林内各处场地的控制性标高。
(3)标注各主要设施的坐标和标高。如园林建筑室内地坪标高以及室外整平标高;园路的纵坡度、变坡点距离和园路交叉口中心的坐标及标高;排水明渠的沟底面起点和转折点的标高、坡度和明渠的高宽比等。
(4)进行土方工程量计算,根据算出的挖方量和填方量进行平衡;如不能平衡,则调整部分地方的标高,使土方总量基本达到平衡。
(5)用排水箭头,标出地面排水方向。
(6)将以上设计结果汇总,绘出竖向设计图。绘制竖向设计图的要求如下所述。
1)图纸平面比例采用1∶200~1∶1000,常用1∶500。2)等高距:一般0.25~1.0m之间。
3)图纸内容:用国家颁发的《总图制图标准》(GB/T50103—2010)所规定的图例,表明园林各项工程平面位置的详细标高,如建筑物、绿化、园路、广场、沟渠的控制标高等;并要表示坡面排水走向。作土方施工用的图纸,则要注明进行土方施工各点的原地形标高与设计标高,表明填方区和挖方区,编制出土方调配表。
(7)在有明显特征的地方,如园路、广场、堆山、挖湖等土方施工项目所在地,绘出设计剖面图或施工断面图,直接反映标高变化和设计意图,以方便施工。
(8)编制出正式的土方量估算表和土方工程预算表。
(9)将图、表不能表达出的设计要求、设计目的及施工注意事项等需要说明的内容,编写成竖向设计说明书,以供施工参考。
任务二 土方工程量计算
土方工程分2类:①建筑场地平整土方工程量,或称一次土方工程量;②建筑、构筑物基础、
道路、管线工程土方工程量,也称二次土方工程量。
土方量的计算工作,就其要求精度不同,可分为估算和计算二种。估算一般用于规划阶段,而施工设计时,土方量则必须精确计算。计算土方量的方法很多,常用的大致可以归纳为以下3类:体积公式估算法、断面法、方格网法。
一、体积公式估算法
体积公式估算法,就是利用求体积的公式计算土方量。在建园过程中,把所设计的地形近似地假定为锥体、棱台等几何形体,然后用相应的公式进行体积计算。这种方法简易便捷,但精度不够,一般多用于估算。
各种近似于几何形状的土方计算公式如下所列。圆锥体:
V=1
3πr2h
圆台体:
1
V=
3πh(r21+r22+r1+r2)
球缺体:
V=πh
6(h2+3r2)
棱锥体:
V=13 V=
棱台体:
1
V=
3h(s1+s2+s1s2-2)
式中 V———土方体积,m3;
r———土体半径,m;
s———土体底面积,m2;h———土体高度,m;
r1———圆台上底半径,m;r2———圆台下底半径,m。
二、断面法
断面法是一种常用的土方量计算方法,多用于园林地形横纵坡度有规律变化的地段。当采用高程流水箭头法进行竖向设计时,用断面法计算土方量比较方便。以一组等距(或不等距)的互相平行的截面将拟计算之对象分成“段”,分别计算每“段”之体积,然后相加,即得对象的总土方量。
但是这种方法的计算精度也不很高。采用断面法计算土石方工程量的方法和步骤如下所述。(1)绘制断面图。
(2)作断面图。
(3)计算各断面挖填面积。(4)断面之间土方量计算。
三、方格网法
土方工程量方格网计算法最适宜平整大型场地的土方量计算。
将竖向设计图分成20m×20m或40m×40m的方格网(局部地形复杂多变时,可以加密到10m×10m)。方格网最好与测量坐标网或施工坐标网重合设置。
在每个方格网交点的右下角标出该点的自然地面标高,右上角标示该点的设计标高,左上角标示施工标高(设计标高与自然地面标高的差值),填方为(+)号,挖方为(-)号。
在方格网计算图上计算出并绘制零界点、零界线(不填不挖的点和界线)。零界点的计算可用
公式或查图表。
求零界点公式:
x=h1
a
h1+h2
式中 a———方格网边长;
h———方格网交点的施工标高(用绝对值)。
用公式或查计算图表计算土方工程量,用计算机可使计算速度和精度大大提高。方格网土方计算图示例。
由土方计算所得之填、挖方量,均须乘以土的可松系数,才得到实际的填、挖方工程量。这是因为土经过挖掘,孔隙增大,体积增加,即使挖方用作回填土,夯实后仍不能回复到原来体积。此时其体积与原土体积之比称之为松土系数。
任务三 土方施工
一、土方施工基本知识
(1)容重:单位体积内天然状况下的土壤重量。
(2)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。(3)土壤含水量:土壤孔隙中的水重和土壤颗粒重的比值。
(4)土壤可松性:土壤经挖掘后,土体变得松散而使体积增加的性质。
最初可松性系数:
kp=开挖后土壤的松散体积v2
开挖前土壤的自然体积v1
最后可松性系数:
k′p=填方夯实后土壤的体积v3
开挖前土壤的自然体积v1
也可将上面两式换算成土方体积增加百分比。作用:土方施工组织及运输考虑。
kp=1.26,挖方为1000m3,运输时为1260m3。k′p=1.06,到填方区填夯后为1060m3。
二、土壤的工程分类
(1)主要根据施工中开挖难易程度分为8类。(2)按土壤颗粒级配和塑性指数划分。
塑性指数IP:土壤处于塑态时的含水量范围。碎石类土(大于2mm颗粒超过50%)
╭
砾砂>2mm 25%~50%粗砂>0.5mm >50%
砂土(>2mm颗粒<50%,IP≤3)
╰
砂>0.25mm >50%细砂>0.1mm >75%粉砂>0.1mm ≤
75%
黏土
IP>17
╭
黏性土(IP>3)
亚黏土 10<IP<17
╰
轻亚黏土 3<IP≤
10
三、土方施工
主要依据竖向设计进行土方施工,从而塑造整理园林建设场地。土方施工的前序工作包括先审
阅设计图;要对照园林总平面图、竖向设计图和地形图,在施工现场一面踏勘,一面核实自然地形现状。然后收集与施工现场有关资料如地质、市政、气象等,了解具体的土石方工程量、施工中可能遇到的困难和障碍、施工的有利因素和现状、地形能否继续利用等多方面的情况,接着了解施工单位情况:人力、装备、效率;土方施工的组织设计,包括进度、方法、人员、设备安排,绘制场地布置图,完成以上工作后,进场,尽可能掌握全面的现状资料,以便为施工计划或施工组织设计奠定基础。
(一)准备工作1.清理场地
施工现场残留有一些影响施工并经有关部门审查同意砍伐的树木,要进行伐除工作。凡土方开挖深度不大于50cm,或填方高度较小的土方施工,其施工现场及排水沟中的树木,都必须连根拔除。清理树蔸除用人工挖掘外,直径在50cm以上的大树蔸还可用推土机铲除或用爆破法清除。大树一般不允许伐除,如遇到现场的大树、古树很有保留价值时,要提请建设单位或设计单位对设计进行修改,以便将大树、古树保留下来。因此,大树、古树的伐除要慎而又慎,凡能保留的要尽量设法保留。
有一些土石方施工工地可能残留了少量待拆除的建筑物或地下构筑物,在施工前要拆除掉。拆除时,应根据其结构特点,遵循现行《建筑工程安全技术规范》的规定进行操作。操作时可以用镐、铁锤,也可用推土机、挖土机等设备。
如果施工现场内的地面、地下或水下发现有管线通过,或有其他异常物体,如地下文物、地下矿物或地下不明物时,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严重损失。
2.场地排水
在挖方工程中,随着地面不断被挖低,遇雨时就会在挖出的土坑里积满雨水,使施工无法再进行下去。施工场地积水不仅不便于施工,而且也影响施工质量。被水浸泡的土壤挖起成为稀泥,用来填方时不便夯实,会造成填土区沉降不均匀,以后在使用填方地面时,将会产生不好的影响。因此,在挖方施工前及施工过程中必须安排好施工场地的排水措施。排水措施有:利用地面自然坡度排水、用明沟排水、用井点排水等。
地面水的排水处理,对于施工场地一般地面积水的排除,主要采用在场地周围设置临时排水沟的做法,在山坡地区,边坡上沿5~6m设截洪沟。使场地内排水通畅,而且场外的水也不致流入。即使采用地面排水或井点排水方式,其积水的汇集和集中排放,还是要使用排水沟渠。低洼处周围设围堰或防水堤。排水沟要求:纵向坡度不小于2%;边坡1∶0.7~1∶1.5;沟底宽及沟深不小于50cm。地下水的处理排水,支渠间隔1.5m或疏些;集水井30~40m一个,深度比沟深1m,截面不小于80cm×80cm,井壁用竹木等作临时加固。
3.定点放线
首先平整场地的放线,用经纬仪将方格放到地面,自然地形的放线以方格网控制;接着边坡处以边坡板控制坡度,水沟等采用30~100m龙门板隔,视沟渠纵坡变化情况而定。
定点放线常用的是方格网法。
(1)在平面图上按比例关系并确定某一点具有明确的标志点。地形勘测桩号、建筑物、构筑物等为起点,打上方格网。(适用于不规则地形及园林,方格间距20~40cm或根据实际情况自定。)
编号 纵向:1,2,3,4,…
横向:A,B,C,D,…
方格的大小(边长)取决于放样的精度。
(2)将方格网测设到施工现场,对应确定的各交点,打桩编号。
首点确定后,用经纬仪(罗盘仪)定出两条边后,以起点为始点,用皮尺或钢尺按施工图上方格网的大小,落实在地面上,每个电先用白灰撒上标记,再打桩。
(3)确定等高线与方格的交点,用比例尺换算后(量出)在现场找到位置后用灰撒上标记,订出轮廓线。
(4)木桩。施工标高有“+”“-”;“+”为挖方,“-”为填方。
施工标高=原有标高-设计标高(保留小数点后两位)
(5)护桩。为了防止破坏和被土淹没、被人起走,可设明显标记(挂旗、涂色)。(二)土方施工
土方施工按挖、运、填、压等施工顺序组织安排。1.挖掘土方
(1)人力挖方。人力挖方一般适用于中小型规模的土方工程,施工点分散,或场地条件恶劣,机械无法进入,采用人工挖掘。
比较灵活、机动,但功效较低,安全性差,在挖掘过程中一定注意安全,随时检查排水隐患。方法:1)保证人的工作面积在4~6m2。
2)在1.5m深以上的深度作业时,要用木板,铁管架等对土壁加以支撑,工具有锹、镐、钎、锤等。
注意:推土过程中,对表土层(熟土)加以保护,一般50cm原有的表土层推到一边,于50cm以下的土(生土)分开堆放,以备后用。
(2)机械挖方。机械挖方适于较大的面积和较大工作量的工程,优点是工效高,施工速度快,施工费用相对较低,在狭窄、边缘或转角处,机械操作不到的地方再用人工修整。
机械施工的桩点,桩点要醒目,并随时检测工具(推土机、挖掘机、装载机等)。2.土方运输
要注意运输路线的组织及卸土地点的准确,应有专人指挥,避免乱堆乱放,路线呈环形,防止
相互阻碍。30~60m采用推土机;200~300m采用铲运机施工。
3.土方填筑
土方的填埋质量直接影响后期表面工程的施工使用。(1)填埋顺序。先填石方,后填土方。
(2)填埋方式。采用分层填埋,一般工程每层30~60cm,要求质量高的工程在30cm以下。填一层压实一层,做到层层压实,在自然斜坡填土时要先做成1∶2台阶,再填土方,保证土
方与斜坡吻合,使新土方稳定。不同土要分层,同层最好不用多种土。填方区底层淤泥,杂质要清除,松土夯实。
4.土方压筑
土方的压实根据工程量的大小,可采用人工夯压或机械碾压。人力夯压可用夯、硪、碾等工具;机械碾压可用碾压机、振动碾或用拖拉机带动铁碾,小型夯压机械有内燃夯、蛙式夯等。掌握最佳含
水量,分层进行。人力夯:每层不大于20cm,3~4遍;打夯机:每层20~25cm,3~4遍;压路机等:每层25~30cm(12t,4~6遍;8~10t,8~10遍;5t,10~12遍);注意均匀,先轻后重,先外
后内。填土的含水量对压实质量有直接影响。每种土壤都有其最佳含水量(见表1 4),土在这种含水量条件下,压实后可以得最大密实效果。为了保证填土在压实过程中处于最佳含水量,当土过湿时,应予翻松晾干,也可掺不同类土或吸水性填料;当土过干时,则应洒水湿润后再行压实。
表1 4
各种土壤最佳含水量
尤其是作为建筑、广场道路、驳岸等基础对压实要求较高的填土场合,更应注意这个问题。另外,在压实过程中还应注意以下几点。
(1)压实工作必须分层进行,每层的厚度要根据压实机械、土的性质和含水量来决定。(2)压实工作要注意均匀。
(3)松土不宜用重型碾压机械直接滚压,否则土层会有强烈的起伏现象,使碾压工作效率降低。如先用轻碾压实,再用重碾压实就会取得较好的效果。
(4)压实工作应自边缘开始逐渐向中间收拢,否则边缘土方易外挤引起坍落。5.人工修整
对于山形,驳岸等自然地形,要进行人工修整,使其符合设计要求。