第1章土方工程3(填筑與壓實驗槽)

1、n1.5 土方填筑壓實n為保證填土的強度和穩(wěn)定性，必須正確選擇回填土料和填筑方法，以滿足填土壓實的質(zhì)量要求。n1.5.1 填筑質(zhì)量n土方填筑質(zhì)量是有主控項目（標高和分層壓實系數(shù)）和一般項目(回填土料、分層厚度及含水量、表面平整度)。n1密實度要求n填土壓實后要達到一定的密實度要求。密實度要求和質(zhì)量標準通常以壓實系數(shù)c表示n它是土的施工控制干密度d與最大干密度dmax之比值，一般根據(jù)土和工程結(jié)構(gòu)性質(zhì)、使用要求確定，如無規(guī)定，可采用表1-18的數(shù)值。0.9基礎(chǔ)四周或兩側(cè)一般回填土一般工程0.940.97在地基主要持力層范圍內(nèi)簡支結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)0.96在地基主要持力層范圍內(nèi)砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)0.

2、85一般堆放物件場地回填土0.9室內(nèi)地坪、管道地溝回填土0.910.93在地基主要持力層范圍以下0.930.96在地基主要持力層范圍以下壓實系數(shù)c填土部位結(jié)構(gòu)類型填土壓實系數(shù)rmaxrl最大干密度施工控制干密度壓實系數(shù)dc=dn粘性土或排水不良的砂土的最大干密度dmax宜采用擊實試驗確定，如無試驗資料，可按下式計算: (1-47)n式中 經(jīng)驗系數(shù)，粘土、粉質(zhì)粘土、粉土分 別取0.95、0.96、0.97； w水的密度； ds土粒相對密度； Wop最優(yōu)含水量（%），可按當?shù)亟?jīng)驗或取Wp+2（Wp為土的塑限），對于粉土取14%18%。n施工前，應(yīng)求出填土的最大干密度，乘以設(shè)計的壓實系數(shù)，得到施工控

3、制干密度，作為檢查施工質(zhì)量的依據(jù)。sopswmaxd01. 01dWd=rrn對有密實度要求的填方，壓實后要對每層填土質(zhì)量采用環(huán)刀法或輕便觸探儀錘擊數(shù)測定干密度，求出密實度，符合設(shè)計要求后，方可填筑上層。n環(huán)刀法取樣組數(shù)為：n基坑回填每2050m3取一組且每個基坑不少于1組；n基槽或管溝回填每層按長度2050m取1組；n室內(nèi)填土每層按100500取1組；n場地平整填方每層按400900取1組。n取樣部位應(yīng)在每層壓實土的下半部。先測出土的濕密度、含水量，再按下式求出實際干密度0：（1-48）n式中 土的濕密度；n W土的含水量（%）。n如實際干密度0d（d為施工控制干密度），則壓實合格；n若0d

4、，則壓實不夠，應(yīng)采取措施提高壓實質(zhì)量。W01. 010=rrn2含水量控制n填土含水量直接影響壓實質(zhì)量。n含水量過小，壓不密實；含水量過大，易成橡皮土。因此，壓實前應(yīng)先試驗得到符合密實度要求條件下的最優(yōu)含水量（在壓實機械和壓實遍數(shù)相同的條件下，使填土獲得最大密實度時土的含水量）和最少壓實遍數(shù)。n填土的最優(yōu)含水量和最大密實度參考表1-24。粘性土料施工含水量與最優(yōu)含水量之差可控制在-4%+2%范圍內(nèi)（使用振動碾時，可控制在-6%+2%范圍內(nèi)）。 n填土含水量一般以手握成團落地開花為宜。若含水量過大，應(yīng)采用翻松、晾曬、摻入干土或吸水性填料等措施；如填土過干，可灑水潤濕，每1m3鋪就土層需補充水量V

5、按下式計算 （1-49）n式中 w填土碾壓前的密度； w土的天然含水量，（%）； Wop土的最優(yōu)含水量，（%）。)(1opwwWwV=rn用噴水器潤濕前，先用秒表測量單位時間噴水流量，后確定1m3及整個潤濕地段的灑水時間。含水量小時，亦可采用增加壓實遍數(shù)或使用大功能壓實機械等措施。n氣候干燥時，應(yīng)加快挖、運、平土和碾壓過程，減少土的水分散失。當填土為碎石類土（充填物為砂土）時，碾壓前應(yīng)充分灑水濕透，提高壓實效果。1.5.2 填方土粒的選擇和填筑要求n回填土料應(yīng)符合設(shè)計要求，含水量大的粘土、凍土、有機物含量大于8%的土和水溶性硫酸鹽含量大于5%的土均不得用作回填土料。 n填筑要求，填土應(yīng)盡量采用

6、同類土，否則應(yīng)將透水性較小的填土置于透水性較大的填土之上，不得將各類土料任意混雜使用。 n1.5.3 基底處理n場地回填應(yīng)先清除基底上的草皮、樹根、積水、淤泥和雜物，防止地表滯水流入填方區(qū)；n填方基底為耕植土或松土時，應(yīng)將基底夯壓密實；n填方位于水田、溝渠、池塘或含水量很大的松軟土地段，應(yīng)排水疏干或清淤換土、拋填片石砂礫石、翻松摻石灰等處理；n填土場地地面陡于1/5時，應(yīng)先將斜坡挖成高0.20.3m、寬大于1m的階梯形，再分層填土。n1.5.4 填筑要求n應(yīng)根據(jù)工程特點、填土種類、設(shè)計壓實系數(shù)、施工條件等合理確定含水量、分層厚度、壓實遍數(shù)及施工機具。填方土層應(yīng)接近水平、分層壓實。每層質(zhì)量都應(yīng)符

7、合設(shè)計要求。n分段填筑時，每層接縫處應(yīng)作成斜坡形，碾跡重疊0.51.0m，上下錯縫間距應(yīng)大于1m。n回填基坑（槽）時，應(yīng)從四周或兩側(cè)均勻分層進行，以防基礎(chǔ)和管道偏移n1.5.5 填筑方法n1. 填土方法n（1）人工填土方法。n用手推車送土，人工用鐵鍬、耙、鋤等工具填土。從場地最低處開始，由一端向另端自下而上分層鋪填。每層虛鋪厚度，人工木夯夯實時：砂質(zhì)土不大于30cm，粘性土20cm；機械壓實時不大于30cm。n深淺坑（槽）相連時，應(yīng)先填深坑（槽），相平后與淺坑（槽）全面分層填壓。如采用分段填筑，交接處應(yīng)填成階梯形。人工夯填土用6080kg的木夯或鐵、石夯，48人拉繩，二人扶夯，舉高不小于0.5

8、m，一夯壓半夯依次填夯。較大面積人工回填用打夯機夯實。兩機平行時間距不得小于3m，同一夯打路線上前后間距不得小于10m。n（2）機械填土方法。n1）推土機填土。n應(yīng)自下而上分層鋪填，每層虛鋪厚度不宜大于30cm。大坡度堆填土，不得居高臨下，不分層次、一次堆填。運土回填，可采用分堆集中一次運送方法，分段距離約為1015m，以減少運土漏失量。土方推至填方部位時，應(yīng)提起一次鏟刀，成堆卸土，向前行駛0.51.0m后，利用推土機后退時將土刮平，并來回行駛進行碾壓，履帶應(yīng)重疊一半。填土順序宜采用縱向鋪填順序，從挖土區(qū)段至填土區(qū)段，以4060m距離為宜。n2）鏟運機填土。n鋪填土區(qū)段，長度不宜小于20m，寬

9、度不宜小于8m。分層鋪土厚度不大于3050m（視壓實機要求定），每層鋪土后利用空車返回時將其刮平。填土順序盡量采取橫向或縱向分層卸土，以便行駛時初步壓實。n3）汽車填土。n自卸汽車為成堆卸土，配以推土機推土、攤平。每層鋪土厚度不大于3050cm（視壓實機要求定）?？衫闷囆旭傋鞑糠謮簩嵐ぷ?，行車路線須均勻分布于填土層上。汽車不能在虛土上行駛，卸土推平和壓實須采取分段交叉進行。n2. 壓實方法n填土壓實方法有碾壓法、夯實法和振動壓實法。n平整場地等大面積填土采用碾壓法，較小面積采用夯實法和振動壓實法。 n（1）碾壓法。碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實填土，有平碾、羊足碾等。平碾是一種以內(nèi)燃機為動

10、力的自行式壓路機，有輕型（3050kN）、中型（6090kN）和重型（100140kN）三種，適于砂類土和粘性土壓實。羊足碾一般無動力，靠拖拉機牽引，有單、雙筒兩種，根據(jù)碾壓要求，可采用空桶、裝水、裝砂三種。羊足碾與土接觸面積小，但壓強比較大，壓實效果較好，適于粘性土壓實。n碾壓機開行速度不宜過快，一般平碾、羊足碾分別不應(yīng)超過2km/h、3km/h，以保證壓實效果。n對密實度要求不高的大面積填土，在缺乏碾壓機械時，也可采用推土機、拖拉機或鏟運機結(jié)合行駛、推（運）土、平土來壓實。 蛙式打夯機1-夯頭;2-夯架;3-三角帶;4-底盤n(2)夯實法。n夯實法是利用夯錘自由下落沖擊力來夯實填土，有人工

11、夯實和機械夯實兩種。常用的夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機。它體積小、重量輕、對土質(zhì)適應(yīng)性強，工程量小或作業(yè)面受限條件下尤為適用。n對回填松散的特厚土層，可根據(jù)填土厚度和設(shè)計密實度的要求采用重錘夯實或強夯等機具來夯實。n（3）振動壓實法。n振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面，借助振動機使土顆粒發(fā)生相對位移達到密實狀態(tài)。該壓實法振實非粘性土效果較好。n振動碾是一種振動和碾壓同時作用的高效能壓實機械，比一般平碾提高工效1-2倍。適用于爆破石渣、碎石類土、雜填土或粉土的壓實。n平板式振動器振動深度有限，適于小面積粘性土薄層填土、較大面積砂土及薄層砂卵石、碎石墊層的振實。 1.5.6 1.5.

12、6 影響壓實質(zhì)量的因素影響壓實質(zhì)量的因素 : :1.1.含水量含水量: :最優(yōu)含水量最優(yōu)含水量使填土壓實獲得最大使填土壓實獲得最大密實度時土的含水量密實度時土的含水量 . .項次土的種類變動范圍項次土的種類變動范圍最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(gcm?)最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(gcm?)1砂土8121.80 1.88 3砂土12 15 1.85 1.952粘土19 231.58 1.70 4粘土16 22 1.61 1.80土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表2.2. 壓實功壓實功( (壓實遍數(shù)壓實遍數(shù)) )3. 3. 鋪土厚度鋪土厚度 填土施工時的分層厚度和壓實遍數(shù)壓實機械每層鋪土

13、厚度(mm)每層壓實遍數(shù)平碾2503006 8振動壓實機2503503 4柴油打夯機2002503 4人工打夯2003 42.2. 實際干密度實際干密度 : : 實際干密度實際干密度 0 0 = =1+0.011+0.01式中式中: : 土的天然密度土的天然密度; ; 土的含水量土的含水量. .3.3.檢查檢查: : 實際干密度實際干密度 0 0 控制干密度控制干密度 d d, ,則壓實合格則壓實合格; ; 實際干密度實際干密度 0 0 控制干密度控制干密度 d,d,則壓實不合格。則壓實不合格。n1.6 土方工程機械化施工n當面積和土方量較大時，為提高生產(chǎn)率，降低勞動強度，降低工程成本，加快建

14、設(shè)速度，多采用機械化開挖方式和先進的作業(yè)方法。n機械化開挖常用的機械有：推土機、鏟運機、挖土機等。n1推土機技術(shù)性能和特點n推土機由拖拉機和推土鏟刀組成，按鏟刀的操作機構(gòu)不同，可分為索式和液壓式兩種。索式推土機的鏟刀借其自重切入土中，在硬土中切土深度較??；液壓式推土機由液壓操縱，能使鏟刀強制切入土中，切土深度較大，且其鏟刀可調(diào)整角度，靈活性強。（錄像）n推土機能獨立挖土、運土和卸土，具有操作靈活、運轉(zhuǎn)方便、占工作面較小、行駛速度較快等特點，適用于場地清理平整、開挖深度不大的基坑（槽）及填土作業(yè)等。它還能牽引其他無動力土方機械（拖式鏟運機、羊足碾、松土器等），其最有效運距為3060m。: :推土

15、機: (1) (1) 推土機推土機的特點的特點 (2) (2) 適用范圍：場地清理、場地平整、開挖深度適用范圍：場地清理、場地平整、開挖深度 不大的基坑以及回填作業(yè)等。不大的基坑以及回填作業(yè)等。 (3) (3) 經(jīng)濟運距經(jīng)濟運距 303060m60m (4) (4) 最大運距最大運距 100m100m (5) (5) 提高效率的方法提高效率的方法n2推土機作業(yè)方法n為增大鏟前土的體積，減小推土損失，縮短循環(huán)時間，提高生產(chǎn)效率，可采用以下作業(yè)方法：n（1）下坡推土法。n推土機順坡（坡度不超過15）向下切土推運。借助機械向下的重力作用，增大切土深度和運土數(shù)量，可提高生產(chǎn)率30%左右。無自然坡度時，

16、亦可分段推土，形成下坡送土條件。該推土法有時可與其他推土法結(jié)合使用。適用于半挖半填地區(qū)推土丘，回填溝、渠使用。n（2）槽形推土法。n利用已推過的土槽再次推土，可減少土的散失。當土槽推到一定深度，再推土埂。如此反復(fù)，可增加15%30%推土量。適用于運距較遠，挖土較厚使用。n（3）并列推土法。n用23臺推土機并列推土，可減少土的散失。一般采用兩臺并列推土，可增加15%30%推土量。鏟刀相距1530cm，平均運距不宜超過5070m，不宜小于20m。適用于大面積場地平整及運土使用。 n（4）分堆集中，一次推送法。n對硬質(zhì)土，推土機切土深度較小，宜多次鏟土。先將土集中在一個或幾個中間點，再一次推送，以保

17、持鏟前滿載，有效縮短運輸時間，可提高生產(chǎn)率15%左右。堆積距離不宜大于30m，推土高度以2m內(nèi)為宜。適用于運距較遠或長距離分段送土使用。n（5）鏟刀附加側(cè)板法。n對運距較大的疏松土壤運送，可在鏟刀兩側(cè)加裝擋板，增加鏟前土的體積，減少土的散失。 n1.6.2 單斗挖掘機n單斗挖掘機是基坑（槽）開挖的常用機械。按行走機構(gòu)不同分為履帶式和輪胎式兩類。按工作裝置不同分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。按傳動方式不同分為機械和液壓傳動兩種。 n1正鏟挖掘機（1）正鏟挖掘機技術(shù)性能和特點。 n正鏟挖掘機的挖土特點是： 前進向上，強制切土。它挖掘力大，生產(chǎn)率高，能開挖停機面以上一四類土，挖土高度一般不小于1.5

18、m。開挖大型基坑時需設(shè)坡道，挖掘機在坑內(nèi)作業(yè)。地下水位較高時，應(yīng)降低水位疏干基坑。因不便轉(zhuǎn)移，一般用于較大型土方開挖。n（2）正鏟挖掘機作業(yè)方法。根據(jù)挖掘機開行路線和運輸車輛相對位置不同，一般有以下幾種開挖方法：n1）正向挖土，側(cè)向卸土。沿前進方向挖土，汽車位于正鏟側(cè)向裝土（圖1-33a、b）。鏟臂卸土轉(zhuǎn)角最?。ㄐ∮?0），車輛行駛方便，生產(chǎn)率高，應(yīng)用最廣。 n2）正向挖土，后方卸土。沿前進方向挖土，汽車位于正鏟后方裝土（圖1-33c）。鏟臂卸土轉(zhuǎn)角較大（180左右），車輛需倒車開入，生產(chǎn)率低。用于開挖窄而深的基坑（槽）、管溝和路塹等。n2反鏟挖掘機（錄像）n（1）反鏟挖掘機技術(shù)性能和特點。反

19、鏟挖掘機的挖土特點是：后退向下，強制切土。其挖掘力比正鏟小，能開挖停機面深度46m（經(jīng)濟合理挖土深度1.53.0m）的基坑（槽）或管溝，也適于地下水位較高的土方開挖。挖出的土可棄于坑槽兩側(cè)用推土機推走或汽車運出。n（2）反鏟挖掘機作業(yè)方法。根據(jù)挖掘機的開行路線與運輸車輛相對位置不同，一般有以下兩種開挖方法（圖1-36）：n1）溝端開挖法。反鏟停于溝端，后退挖土，汽車停在基坑（槽）兩側(cè)裝土（圖1-36a）。挖掘?qū)挾炔皇軝C械最大挖掘半徑限制，可同時挖至最大深度。其優(yōu)點是挖土方便，挖掘?qū)挾群蜕疃容^大。當基坑（槽）較寬時，可多次開行挖土。適于一次成溝，后退挖土，即挖即運。 n2）溝側(cè)開挖法。反鏟停于溝

20、側(cè)，沿溝挖土，汽車停在機旁裝土或往溝一側(cè)卸土（圖1-36b）。鏟臂回轉(zhuǎn)角度小，能將土棄于距溝邊較遠處，但挖土寬度比挖掘半徑小，邊坡不好控制，且機身靠近溝邊，穩(wěn)定性差，適于無法采用溝端開挖或挖土無需運走及橫挖土體。n3拉鏟挖掘機（錄像）n拉鏟挖掘機的鏟斗用鋼絲繩懸掛在機動臂上，可利用慣性力將其甩出，挖的較遠。挖土特點是：后退向下，自重切土。它挖土深度和半徑較大，但不如反鏟動作靈活準確。適于開挖停機面以下一三類土基坑（槽）、溝渠、修筑路基、堤壩及水下挖土。拉鏟挖掘機作業(yè)方法與反鏟挖掘機類似。n4抓鏟挖掘機（錄像）n抓鏟挖掘機的抓斗用鋼絲繩懸吊在機動臂上，挖土時自由落下。挖土特點是：直上直下，自重切

21、土。他挖掘力較小。適于開挖停機面以下一二類土施工面窄而深的基坑（槽）、沉井和水下挖土。拉鏟挖土機 (1)特點：后退向下，自重切土。挖土深度和半徑較大， 開挖停機面以下的、類土。 (2)適用范圍：開挖大型基坑及水下挖土抓鏟挖土機抓鏟挖土機（1 1）特點）特點: :直上直下，自重切土。直上直下，自重切土。開挖停機面以下的開挖停機面以下的、類土。類土。（2 2）適用范圍）適用范圍 : : 開挖窄而深的基坑、沉井，特別是水下挖土開挖窄而深的基坑、沉井，特別是水下挖土n1.6.3 土方機械化施工方案的選擇n大型基坑（槽）、管溝等土方機械化施工方案應(yīng)合理地選擇土方機械，使它們在施工中配合協(xié)調(diào)，以充分發(fā)揮機

22、械效率，加快施工進度，保證工程質(zhì)量，降低工程成本。因此，施工前要經(jīng)過經(jīng)濟和技術(shù)分析比較，制訂合理的施工方案，指導(dǎo)施工。n1制訂施工方案的依據(jù)n制訂土方機械化施工方案的依據(jù)是：工程類型及規(guī)模；施工現(xiàn)場的工程及水文地質(zhì)情況；現(xiàn)有機械設(shè)備條件；工期要求。n2施工方案的選擇n大型基坑施工，可跟據(jù)基坑深度、土質(zhì)、地下水及土方量等情況，采取不同的施工方案。當?shù)叵滤坏陀诨拥撞繒r，可以用正鏟挖掘機挖土，自卸汽車運土；當基坑中有地下水時，可先用正鏟挖掘機開挖地下水位以上的土，再用反鏟或拉鏟開挖地下水位以下的土，用自卸汽車運土。也可配合井點降水疏干基坑中的地下水，再用正鏟挖掘機開挖。還可以用推土機推土、裝載機

23、裝土、自卸汽車運土。n獨立基坑（如廠房柱基等）開挖時，可根據(jù)基坑、柱距大小采取單個基坑開挖（柱距較大時）、整條開挖（柱距較小時，各柱基基坑挖通一條寬基槽）或整片開挖（柱基較密且廠房內(nèi)設(shè)備基礎(chǔ)又較多時）等不同施工方案，選擇相應(yīng)施工機械。n開挖管溝常用反鏟挖掘機施工，并根據(jù)管溝周圍情況，采取溝端開挖或溝側(cè)開挖。n采用機械挖土時，為了不使地基土遭受破壞，基坑底部預(yù)留200300土層，由人工清理整平。n3挖土機與自卸汽車配套計算n組織土方機械化施工，必須使主導(dǎo)機械和輔助機械的臺數(shù)相互配套，協(xié)調(diào)工作。n主導(dǎo)機械（如挖掘機）的數(shù)量，應(yīng)先根據(jù)其生產(chǎn)率和每班完成的工作量來考慮由機械故障或其他原因而臨時停工等因

24、素，算出所需的機械臺班數(shù)，再根據(jù)工期及工作面大小來確定。主導(dǎo)機械數(shù)量確定后，按充分發(fā)揮其效能的原則確定出配套機械的數(shù)量。n單斗挖掘機挖土配自卸汽車運土的機械配套計算如下：n（1）根據(jù)土方量大小、工期長短等確定挖掘機數(shù)量N （1-50）n式中 Q土方量；n Qd挖掘機生產(chǎn)率，查定額手冊；n T工期；若挖掘機數(shù)量已定，工期T按 下式計算（1-51）n C每天工作班數(shù)；n KB時間利用系數(shù)。BdTCKQQN =Bd1CKNQT =n（2）自卸汽車配套計算。自卸汽車數(shù)量N1應(yīng)保證挖掘機連續(xù)工作，按下式計算 （1-52）n式中 T自卸汽車每一工作循環(huán)延續(xù)時 間，按下式計算n t1自卸汽車每次裝車時間，t

25、1=nt；n n自卸汽車每車裝土次數(shù)，按下式 計算11tTN =32c12ttVLtT=sc1KKqQn =n L運距；n Vc重車與空車的平均速度，一般取 2030km/h；n t2卸車時間，一般為1min；n t3停放待裝、停車、讓車等操縱時間， 取23min；n t挖掘機每次作業(yè)循環(huán)延續(xù)時間；n Q1自卸汽車裝載容量，一般宜為挖掘 機容量的35倍；n q挖掘機土斗容量，m3；n Kc土斗充盈系數(shù)，取0.81.1；n Ks土的最初可松性系數(shù)；n 土的重度，一般取17kN/m3。n1.7 基槽檢驗 n基槽（坑）挖至基底設(shè)計標高后，必須通知勘察、設(shè)計、監(jiān)理、建設(shè)部門會同驗槽，經(jīng)處理合格后簽證，再進行基礎(chǔ)工程施工。這是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵程序之一。驗槽目的在于檢查地基是否與勘察設(shè)計資料相符合。 一般設(shè)計依據(jù)的地質(zhì)勘察資料取自建筑物基礎(chǔ)的有限幾個點，無法反映鉆孔之間的土質(zhì)變化，只有在開挖后才能確切地了解