土石方工程_3土石方開挖和機(jī)械化施工

1、第三節(jié)第三節(jié) 土石方開挖和機(jī)械化施工土石方開挖和機(jī)械化施工3.1 施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備1、拆除和搬遷阻礙物、拆除和搬遷阻礙物2、制定或修建排水、防洪設(shè)施、制定或修建排水、防洪設(shè)施3、保證三通一平、保證三通一平4、機(jī)械準(zhǔn)備和檢查、維修、機(jī)械準(zhǔn)備和檢查、維修3.2 常見溝槽斷面型式常見溝槽斷面型式 直壁槽直壁槽 梯形槽梯形槽 混合槽混合槽 聯(lián)合槽聯(lián)合槽3.3 溝槽斷面選擇溝槽斷面選擇土的種類土的種類地下水情況地下水情況施工方法施工方法施工環(huán)境施工環(huán)境支撐條件支撐條件管徑、埋深管徑、埋深一、目的：一、目的：施工方便、安全，保證質(zhì)量，減少土方量。施工方便、安全，保證質(zhì)量，減少土方量。二、考慮因素二、考慮因

2、素3.4 基坑或溝槽斷面尺寸確定基坑或溝槽斷面尺寸確定1、底寬確定：、底寬確定：基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 寬寬：有基礎(chǔ)時(shí)取基礎(chǔ)寬、無基礎(chǔ)時(shí)取管外徑。：有基礎(chǔ)時(shí)取基礎(chǔ)寬、無基礎(chǔ)時(shí)取管外徑。工作寬度工作寬度：視管徑而定，查規(guī)范可得，一般不大于：視管徑而定，查規(guī)范可得，一般不大于0 .8m2、槽深確定：、槽深確定：視情況考慮基礎(chǔ)、管座厚度、管外徑、管頂覆土厚度等。視情況考慮基礎(chǔ)、管座厚度、管外徑、管頂覆土厚度等。3、上囗寬確定：、上囗寬確定：在底寬確定后，結(jié)合邊坡坡度確定。在底寬確定后，結(jié)合邊坡坡度確定。4、土方開挖邊坡：、土方開挖邊坡：1:n，其中邊坡率，其中邊坡率n=a/h 3.5 場地平整施工方法場地平整施

3、工方法場地平整施工過程：場地平整施工過程：開挖、運(yùn)輸、填筑、壓實(shí)開挖、運(yùn)輸、填筑、壓實(shí)。3.5.1 推土機(jī)施工推土機(jī)施工深度不大的場地平整；開挖深度不大于1.5m的基坑；回填基坑或溝槽；平整其他機(jī)械卸置的土堆；推送松散土；為挖土機(jī)清理余土和創(chuàng)造工作面。機(jī)械特性：機(jī)械特性： 操作靈活、運(yùn)行方便，需工作面小，可挖土送土，操作靈活、運(yùn)行方便，需工作面小，可挖土送土，適用于適用于13類土。類土。作業(yè)特點(diǎn)：作業(yè)特點(diǎn)： 攤平攤平運(yùn)距運(yùn)距100m內(nèi)的推土；開挖淺基坑；回填或內(nèi)的推土；開挖淺基坑；回填或集中土方。集中土方。適用范圍：適用范圍： 找平表面、平整場地；短距離移挖作填、回填；開找平表面、平整場地；短

4、距離移挖作填、回填；開挖深挖深1.5m1.5m基坑基坑。1、推土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算、推土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算1）推土機(jī)的小時(shí)生產(chǎn)率）推土機(jī)的小時(shí)生產(chǎn)率(P29)BhdKPP 82）推土機(jī)的臺班生產(chǎn)率）推土機(jī)的臺班生產(chǎn)率（m3/臺班）臺班）KB-時(shí)間利用系數(shù)，取時(shí)間利用系數(shù)，取0.72-0.752、推土機(jī)的施工方法、推土機(jī)的施工方法（提高推土機(jī)生產(chǎn)率措施）（提高推土機(jī)生產(chǎn)率措施）1）下坡推土：）下坡推土：坡度坡度15150 02）并列推土：）并列推土：用于大面積場地平整，平均運(yùn)距不超過用于大面積場地平整，平均運(yùn)距不超過50-75m，可提高生產(chǎn)率可提高生產(chǎn)率15-30%。3）槽形推土：）槽形推土：適用于土層較厚

5、，運(yùn)距較遠(yuǎn)的情況。槽深適用于土層較厚，運(yùn)距較遠(yuǎn)的情況。槽深1m左右，左右，槽間土埂寬槽間土埂寬50cm，可增加，可增加15-30%的推土量的推土量。4）分批集中、一次推送）分批集中、一次推送 用于運(yùn)距較遠(yuǎn)且土質(zhì)較硬的情況。用于運(yùn)距較遠(yuǎn)且土質(zhì)較硬的情況。5）鏟刀加置側(cè)板）鏟刀加置側(cè)板 用于運(yùn)距較遠(yuǎn)且土質(zhì)疏松的情況。用于運(yùn)距較遠(yuǎn)且土質(zhì)疏松的情況。二機(jī)并列二機(jī)并列平均運(yùn)距為平均運(yùn)距為5070m生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率提高15%30%槽深槽深1m左右左右埂寬埂寬50cm推土機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算推土機(jī)生產(chǎn)率的計(jì)算NoImage小時(shí)生產(chǎn)率的計(jì)算小時(shí)生產(chǎn)率的計(jì)算臺班生產(chǎn)率的計(jì)算臺班生產(chǎn)率的計(jì)算時(shí)間利用系數(shù)，在0.72-0

6、.75之間q：推土機(jī)每次的推土量（：推土機(jī)每次的推土量（m m3 3）T T：從推土到將土送至填土地點(diǎn)：從推土到將土送至填土地點(diǎn)的循環(huán)延續(xù)時(shí)間（的循環(huán)延續(xù)時(shí)間（s s）K KS S ：土的最初可松性系數(shù)：土的最初可松性系數(shù)3.5.2 鏟運(yùn)機(jī)施工鏟運(yùn)機(jī)施工分拖式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)二種。分拖式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)二種。機(jī)械特性：機(jī)械特性： 操作簡單靈活，不受地形限制，不需特設(shè)道路，能獨(dú)操作簡單靈活，不受地形限制，不需特設(shè)道路，能獨(dú)立完成鏟、運(yùn)、卸、壓作業(yè)，行駛速度快，生產(chǎn)效率高。立完成鏟、運(yùn)、卸、壓作業(yè)，行駛速度快，生產(chǎn)效率高。作業(yè)特點(diǎn)：作業(yè)特點(diǎn)：用于地形起伏不大，坡度較小的大面積場地平整，開挖

7、大用于地形起伏不大，坡度較小的大面積場地平整，開挖大型基坑或溝槽，填筑路基、堤壩。型基坑或溝槽，填筑路基、堤壩。適用范圍：適用范圍： 13類土；類土；運(yùn)距運(yùn)距600至至1500米內(nèi)的挖運(yùn)土。米內(nèi)的挖運(yùn)土。1、鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算、鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算鏟運(yùn)機(jī)的小時(shí)生產(chǎn)率鏟運(yùn)機(jī)的小時(shí)生產(chǎn)率)/(36003hmKTKqPsCh臺班生產(chǎn)率的計(jì)算臺班生產(chǎn)率的計(jì)算時(shí)間利用系數(shù)，在0.72-0.75之間q：鏟斗容量（：鏟斗容量（m m3 3）T T：從挖土開始至卸土完畢的循環(huán)延續(xù)：從挖土開始至卸土完畢的循環(huán)延續(xù)時(shí)間（時(shí)間（s s）K KC C ：鏟斗裝土的充盈系數(shù)（鏟斗裝土的充盈系數(shù)（砂土0.75、其它土0.85-

8、1.0）K KS S ：土的最初可松性系數(shù)：土的最初可松性系數(shù)2鏟運(yùn)機(jī)的施工方法鏟運(yùn)機(jī)的施工方法鏟運(yùn)機(jī)的開行路線鏟運(yùn)機(jī)的開行路線環(huán)形（大環(huán)形）環(huán)形（大環(huán)形）施工地段較短、地形起伏不大的挖、填工程。施工地段較短、地形起伏不大的挖、填工程。 “8”“8”字形字形挖土和填土交替，而挖填之間距離又較短的挖、填工程。挖土和填土交替，而挖填之間距離又較短的挖、填工程。 鋸齒形鋸齒形挖、填相鄰。地形起伏較大，且工作地段較長的挖、填工程。挖、填相鄰。地形起伏較大，且工作地段較長的挖、填工程。 提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)率的措施提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)率的措施1.1.下坡鏟土下坡鏟土2.2.跨鏟法跨鏟法3.3.交錯(cuò)鏟土法交錯(cuò)鏟土法4

9、.4.推土機(jī)助鏟法推土機(jī)助鏟法5.5.挖近填遠(yuǎn)，挖遠(yuǎn)填近挖近填遠(yuǎn)，挖遠(yuǎn)填近效率可提高25%左右用于在較堅(jiān)硬土層鏟土，效率約提高10%。用于在較堅(jiān)硬土層鏟土。用于在堅(jiān)硬土層鏟土。3.6 溝槽或基坑開挖溝槽或基坑開挖3.6.1 開挖方法開挖方法1、人工開挖、人工開挖 2、機(jī)械開挖、機(jī)械開挖3.6.2 開挖機(jī)械開挖機(jī)械1、單斗挖土機(jī)（正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟）、單斗挖土機(jī)（正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟）2、多斗挖土機(jī)（挖溝機(jī)）、多斗挖土機(jī)（挖溝機(jī)）一、單斗挖土機(jī)一、單斗挖土機(jī)1、正鏟挖土機(jī)、正鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)：開挖停機(jī)面以上的土，生產(chǎn)率高，需設(shè)置下：開挖停機(jī)面以上的土，生產(chǎn)率高，需設(shè)置下 坡通道。坡

10、通道。適用范圍適用范圍：無地下水，可開挖：無地下水，可開挖1-4類且高度在類且高度在2m以上的以上的 土。土。工作方式工作方式：正向挖土、側(cè)向卸土（多用）：正向挖土、側(cè)向卸土（多用） 正向挖土、后方卸土（用于深度較大時(shí)）正向挖土、后方卸土（用于深度較大時(shí)）) /(36003hmKTqPsh正向挖土、后方卸土正向挖土、側(cè)向卸土圖示是某基坑劃分為三條開行通道進(jìn)行挖土的情況。第I次開行，采用正向挖土后方卸土方式，一次開挖到底；第II、III次開行都用正向挖土，側(cè)向卸土方式，一次開挖到底。進(jìn)出口坡道的坡度為1:8。開挖較深的基坑時(shí)，應(yīng)分層劃分開行通道，逐層下挖。 適用范圍適用范圍：開挖管溝、基槽或小型

11、基坑、地下水位較高或：開挖管溝、基槽或小型基坑、地下水位較高或 泥濘的土壤。泥濘的土壤。工作方式工作方式：溝端開挖（工作面寬度大）：溝端開挖（工作面寬度大） 溝側(cè)開挖（穩(wěn)定性差、開挖深度和寬度較小，溝側(cè)開挖（穩(wěn)定性差、開挖深度和寬度較小， 邊坡控制差）邊坡控制差）2、反鏟挖土機(jī)、反鏟挖土機(jī)工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)：開挖停機(jī)面以下的土，：開挖停機(jī)面以下的土，無需設(shè)置通道。無需設(shè)置通道。3、拉鏟挖土機(jī)、拉鏟挖土機(jī)適用范圍適用范圍：開挖停機(jī)面以下的土，裝備簡單。：開挖停機(jī)面以下的土，裝備簡單。工作方式工作方式：溝端開挖：溝端開挖 溝側(cè)開挖溝側(cè)開挖4、抓鏟挖土機(jī)、抓鏟挖土機(jī)適用范圍適用范圍：用以開挖面積小、深

12、度較大的溝槽或基坑，：用以開挖面積小、深度較大的溝槽或基坑， 尤其是水下挖土。尤其是水下挖土。 拉鏟挖土機(jī)的挖土特點(diǎn)是：“后退向下，自重切土”。其挖土半徑和挖土深度較大，能開挖停機(jī)面以下的III級土，工作時(shí)，利用慣性力將鏟斗甩出去，挖得比較遠(yuǎn)。但不如反鏟靈活準(zhǔn)確，宜用于開挖大而深的基坑或水下挖土。 抓鏟挖土機(jī)的挖土特點(diǎn)是：“直上直下，自重切土”。其挖掘力較小，只能開挖的I級土，抓鏟挖土機(jī)的抓鏟能在回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)開挖基坑上任何位置的土方。宜于開挖窄而深的基坑或水中淤泥。 二、多斗挖土機(jī)（挖溝機(jī)）二、多斗挖土機(jī)（挖溝機(jī)）工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)：連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)效率高、能量消耗低、施工：連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)效率高

13、、能量消耗低、施工 質(zhì)量高、同時(shí)完成挖卸作業(yè)。質(zhì)量高、同時(shí)完成挖卸作業(yè)。 可通過調(diào)整裝置增加挖土寬度和深度?？赏ㄟ^調(diào)整裝置增加挖土寬度和深度。適用范圍適用范圍：開挖黃土、粉質(zhì)粘土等。：開挖黃土、粉質(zhì)粘土等。3.6.3 生產(chǎn)率計(jì)算生產(chǎn)率計(jì)算一一 、單斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算、單斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算1、小時(shí)生產(chǎn)率、小時(shí)生產(chǎn)率2、臺班生產(chǎn)率、臺班生產(chǎn)率3、自卸汽車臺數(shù)、自卸汽車臺數(shù) 自卸汽車臺數(shù)自卸汽車臺數(shù)=挖土機(jī)臺班產(chǎn)量挖土機(jī)臺班產(chǎn)量/汽車臺班產(chǎn)量汽車臺班產(chǎn)量)/(603hmknqPh BhdkPP 8二、多斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算二、多斗挖土機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算 其中：其中：n：土斗每分鐘挖掘次數(shù)；：土斗每分鐘挖掘次

14、數(shù)； q：土斗容量（：土斗容量（L）；）； Kc：斗的充盈系數(shù)；：斗的充盈系數(shù)； KS：土的最初可松性系數(shù)；：土的最初可松性系數(shù)； K：土的開挖難易程度系數(shù)；：土的開挖難易程度系數(shù)； KB：時(shí)間利用系數(shù)。：時(shí)間利用系數(shù)。)/(106. 03hmkkkkqnPBsch 3.7 土方機(jī)械和運(yùn)輸車輛的配合土方機(jī)械和運(yùn)輸車輛的配合3.7.1 土方機(jī)械的選擇依據(jù)土方機(jī)械的選擇依據(jù)1、土方工程的類型及規(guī)模；、土方工程的類型及規(guī)模；2、地質(zhì)水文及氣候條件；、地質(zhì)水文及氣候條件；3、機(jī)械設(shè)備條件；、機(jī)械設(shè)備條件；4、工期要求。、工期要求。3.7.2 土方機(jī)械的選擇標(biāo)準(zhǔn)土方機(jī)械的選擇標(biāo)準(zhǔn)1、多種機(jī)械可供選擇時(shí)，

15、應(yīng)選擇高效率、低費(fèi)用機(jī)械；、多種機(jī)械可供選擇時(shí)，應(yīng)選擇高效率、低費(fèi)用機(jī)械；2、現(xiàn)有土方機(jī)械類型及數(shù)量受限時(shí)，應(yīng)考慮各類機(jī)械、現(xiàn)有土方機(jī)械類型及數(shù)量受限時(shí)，應(yīng)考慮各類機(jī)械 的最優(yōu)分配，使施工總費(fèi)用最少。的最優(yōu)分配，使施工總費(fèi)用最少。3.7.3 運(yùn)土機(jī)械的載重量及數(shù)量運(yùn)土機(jī)械的載重量及數(shù)量 能否充分發(fā)揮挖土機(jī)的生產(chǎn)率、能否保證挖土機(jī)能否充分發(fā)揮挖土機(jī)的生產(chǎn)率、能否保證挖土機(jī)連續(xù)作業(yè)，不僅取決于本身的技術(shù)性能，也取決于所連續(xù)作業(yè)，不僅取決于本身的技術(shù)性能，也取決于所選運(yùn)輸工具是否與之協(xié)調(diào)。選運(yùn)輸工具是否與之協(xié)調(diào)。載重量：載重量：=（ 35 ）q qq q挖土機(jī)每斗土重；挖土機(jī)每斗土重；數(shù)數(shù) 量：量：N=T/（t1+t2） t1=nt n=10K1/ （Kc