土木工程施工30講第3講.機(jī)械化施工及填土壓實(shí)

1、第3講機(jī)械化施工及填土壓實(shí)1 土方機(jī)械化施工 2 填土壓實(shí)邵陽學(xué)院 楊宗耀（教授級高工）第1章 土方工程 推土機(jī)操縱靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場地平整、開挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運(yùn)機(jī)助鏟、為挖掘機(jī)清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動力施工機(jī)械，大馬力推土機(jī)還可犁松堅(jiān)巖。1 土方機(jī)械化施工1.1 推土機(jī)施工第3講 機(jī)械化施工及填土壓實(shí)TQ230G全液壓高原推土機(jī) TY320C前鏟后犁推土機(jī)共47頁 第1頁水中清碴 平整場地 土方推送 移挖作填 1.1 推土機(jī)施工共47頁 第2頁提高推土機(jī)生產(chǎn)效率的

2、方法1.1 推土機(jī)施工下坡推土 順地面坡勢沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運(yùn)土數(shù)量，縮短推土?xí)r間,提高生產(chǎn)率約3040%。共47頁 第3頁并列推土1.1 推土機(jī)施工 大面積施工區(qū)可采用23臺推土機(jī)并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約1530%。3臺推土機(jī)并列推土共47頁 第4頁 分批集中、一次推送 當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)又土質(zhì)較堅(jiān)硬時(shí)，宜多次鏟土，一次推送。 槽型推土 當(dāng)土層較厚時(shí)，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。1.1 推土機(jī)施工軍用推土機(jī)美國M9共47頁 第5頁 鏟運(yùn)機(jī)操縱簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高，是能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等全部土

3、方施工工序的施工機(jī)械。適用于坡度為200 以內(nèi)的大面積場地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工1 土方機(jī)械化施工CL9A自行式鏟運(yùn)機(jī)CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)施工作業(yè)中共47頁 第6頁 鏟運(yùn)機(jī)的斗容量為28m3，自行式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為8001500m，拖式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為600m，效率最高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為200350m。如采用雙聯(lián)鏟運(yùn)或掛大斗鏟運(yùn)時(shí)，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距可增加至1000m。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工宇通重工CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)卡特彼勒 657G 自行式鏟運(yùn)機(jī) 運(yùn)距愈長、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)應(yīng)考慮汽車運(yùn)輸。共47頁 第7頁1.2.1 鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行路線 橢圓形或大環(huán)形路線：在

4、地形起伏不大、填方不高(1.5m)的路堤宜采用大環(huán)形路線。每隔一定時(shí)間變換鏟運(yùn)機(jī)行駛方向，以免機(jī)械單側(cè)磨損。橢圓形路線適用施工地段較短的情況。 “8 ”字形路線：該路線一個(gè)循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)和空駛距離，一個(gè)循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運(yùn)機(jī)機(jī)械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長時(shí)采用。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁 第8頁1.2.2 提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)效率的方法 下坡鏟土 利用機(jī)械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土?xí)r間。 推土機(jī)助鏟 在較堅(jiān)硬的土層中用推土機(jī)助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助鏟間隙可兼作松土、平整工作。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁 第9頁 挖近填遠(yuǎn)、挖

5、遠(yuǎn)填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠(yuǎn)；填土則從距挖土區(qū)最遠(yuǎn)一端開始，由遠(yuǎn)而近。既可使鏟運(yùn)機(jī)始終在合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。 雙聯(lián)鏟運(yùn)法：拖式鏟運(yùn)機(jī)的動力有富余時(shí)，可在拖拉機(jī)后串連兩個(gè)鏟斗進(jìn)行雙聯(lián)鏟運(yùn)。對堅(jiān)硬土層，可先鏟滿一個(gè)斗，再鏟另一個(gè)斗，即“雙聯(lián)單鏟”；對松軟土層，可兩個(gè)斗同時(shí)鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁 第10頁 跨鏟法：在較堅(jiān)硬的地段挖土?xí)r可采取預(yù)留土埂、間隔鏟土的方法?？煽s短鏟土?xí)r間和減少向外撒土,提高效率。 波浪式鏟土法：鏟土開始時(shí)，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負(fù)荷增加、車速降低，相應(yīng)減小切土深度，依次反復(fù)進(jìn)行，直至鏟斗裝滿為止，

6、適用于較硬土層。 掛大斗鏟運(yùn)：在土質(zhì)松軟地區(qū)，可改掛大型土斗，充分利用拖拉機(jī)的牽引力提高工效。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁 第11頁卡特彼勒 657G 鏟運(yùn)機(jī) 657G鏟運(yùn)機(jī)斗容量達(dá)85t，是07年的新品，鏟斗可上下，內(nèi)部推板可動，鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)向，可前后拖掛 。1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工共47頁 第12頁1.3 挖掘機(jī)施工 挖掘機(jī)主要用于挖掘基坑、溝槽、清理和平整場地，更換工作裝置后還可進(jìn)行裝卸、起重、打樁等其它作業(yè)，能一機(jī)多用，工效高、經(jīng)濟(jì)效果好，是工程建設(shè)中的常用機(jī)械。 挖掘機(jī)按行走方式分為履帶式和輪胎式，按工作裝置分為正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘機(jī)是正鏟和反鏟挖掘機(jī)。1

7、 土方機(jī)械化施工共47頁 第13頁1.3.1 正鏟挖掘機(jī) 正鏟適用于開挖含水量較小的一類土和經(jīng)爆破的巖石及凍土。主要用于開挖停機(jī)面以上的土方，且需與汽車配合完成土方的挖運(yùn)工作。采用正鏟開挖大型基坑，應(yīng)考慮工作面的大小、形狀和開行通道的設(shè)置。邦立CE1000-7正鏟挖掘機(jī)(四川) 日立EX3600E-6正鏟挖掘機(jī)1.3 挖掘機(jī)施工共47頁 第14頁正鏟的開挖方式 正向開挖、側(cè)向裝土 即挖土機(jī)向前進(jìn)方向挖土，汽車停在側(cè)面裝土。 正向開挖、后方裝土 挖土機(jī)向前進(jìn)方向挖土，汽車停在后面裝土。此法因挖掘機(jī)卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角大、汽車需倒車開入，運(yùn)輸不方便。只適用于基坑寬度較小、深度較大的情況此法因挖掘機(jī)卸土?xí)r回

8、轉(zhuǎn)角小、運(yùn)輸方便、生產(chǎn)效率高而應(yīng)用較廣1.3 挖掘機(jī)施工點(diǎn)擊動畫正鏟挖土共47頁 第15頁1.3.2 反鏟挖掘機(jī) 反鏟適用于開挖一至三類的砂土或粘土。主要用于開挖停機(jī)面以下的土方，一般反鏟的最大挖土深度為46m，經(jīng)濟(jì)合理的挖土深度為35m。反鏟也需要配備運(yùn)土汽車進(jìn)行運(yùn)輸。帶加長臂的反鏟挖掘機(jī)1.3 挖掘機(jī)施工共47頁 第16頁反鏟的開挖方式 溝端開挖法 即反鏟停于溝端，后退挖土，向溝一側(cè)棄土或裝汽車運(yùn)走。藺家壩泵站泵站基坑開挖現(xiàn)場1.3 挖掘機(jī)施工溝端開挖法共47頁 第17頁 溝側(cè)開挖法 即反鏟停于溝側(cè)，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠(yuǎn)的地方，如裝車則回轉(zhuǎn)角度較小，但邊坡不易控制。1.3 挖掘

9、機(jī)施工點(diǎn)擊動畫反鏟挖土深基坑的接力開挖管溝的溝側(cè)開挖共47頁 第18頁拉鏟拉鏟抓鏟拉鏟工作示意圖點(diǎn)擊動畫拉鏟挖土點(diǎn)擊動畫抓鏟挖土1.3 挖掘機(jī)施工共47頁 第19頁 主要用來鏟、裝、卸、運(yùn)土與砂石類散裝物料，也可對巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘，更換工作裝置后可推土、起重、裝卸等作業(yè)。鏟容量一般1.56.1m3。1.4 其它土方施工機(jī)械1 土方機(jī)械化施工 裝載機(jī)ZL10B型裝載機(jī)(山東威力天地)共47頁 第20頁 利用刮刀平整地面的土方機(jī)械。刮刀裝在機(jī)械前后輪軸之間,能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動作靈活準(zhǔn)確，操縱方便，平整場地有較高的精度，廣泛用于公路、機(jī)場等大面積的地面平整作業(yè)。 平地機(jī)成工MGB20

10、B平地機(jī) 平地機(jī)在平整作業(yè)1.4 其它土方施工機(jī)械共47頁 第21頁 1.5 土方工程綜合機(jī)械化施工1 土方機(jī)械化施工 土方工程綜合機(jī)械化施工，是以土方工程中某一施工過程為主導(dǎo)，按其工程量大小、土質(zhì)條件、工期要求、運(yùn)距及場地來選擇主導(dǎo)施工機(jī)械，并以此為依據(jù)來合理配備其它輔助施工機(jī)械，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工。如： 運(yùn)距8001500m的大型土石方以鏟運(yùn)機(jī)為主大型土石方施工現(xiàn)場共47頁 第22頁 大型基坑整體開挖以正鏟為主； 小型基坑及管溝開挖以反鏟為主；正鏟開挖大型土石方 反鏟開挖基坑反鏟開挖管溝1.5 土方工程綜合機(jī)械化施工共47頁 第23頁1.5 土方工程綜合機(jī)械化施工土方運(yùn)距在1500m以上時(shí)以汽

11、車運(yùn)輸為主汽車運(yùn)輸要考慮裝載機(jī)裝土共47頁 第24頁土質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)，要配備大馬力推土機(jī)或松土機(jī) 1.5 土方工程綜合機(jī)械化施工共47頁 第25頁2 填土壓實(shí) 2.1.1 土料要求： 填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定： 碎石類土、砂土和爆破石渣（粒徑不大于每層鋪厚的2/3），可用于表層以下的填料； 第3講 機(jī)械化施工及填土壓實(shí)2.1 填土的要求 碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無壓實(shí)要求的填方； 含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可用作各層填料；共47頁 第26頁 淤泥和淤泥質(zhì)土，一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過含水量處理符合壓實(shí)要求后，可用于填方中的次要部位。 含有大

12、量有機(jī)物的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于2%的土壤、凍結(jié)或液化狀態(tài)的土壤不能作填土之用。精細(xì)的路基填料2.1 填土的要求共47頁 第27頁2.1.2 最佳含水量 回填土含水量過大過小都難以夯壓密實(shí)，當(dāng)土壤在最佳含水量的條件下壓實(shí)時(shí)，能獲得最大的密實(shí)度。 土壤過濕時(shí)，可先曬干或摻入干土； 土壤過干時(shí)，則應(yīng)灑水濕潤以求取得較佳的含水量?；靥钔练瓡?.1 填土的要求共47頁 第28頁2.1.3 分層厚度 填方工程應(yīng)分層鋪土壓實(shí)。分層厚度根據(jù)壓實(shí)機(jī)具而定：壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾200300 68羊足碾200350815振動壓實(shí)機(jī)200350 34柴油打夯機(jī)2002503 4人工

13、打夯 200342.1 填土的要求共47頁 第29頁2.1.4 填方施工注意事項(xiàng) 填土應(yīng)從場地最低部分開始，由一端向另一端自下而上分層鋪筑。 虛鋪厚度： 人工木夯20(粘性土)30cm(砂質(zhì)土)；推土機(jī)填土30cm；鏟運(yùn)機(jī)或汽車填土3050cm ；2.1 填土的要求分層鋪土逐層壓實(shí)共47頁 第30頁 斜坡上的土方回填應(yīng)將斜坡改成階梯形，以防填方滑動； 凸塊式壓路機(jī)作業(yè)2.1 填土的要求 填方區(qū)如有積水、雜物和軟弱土層等，必須進(jìn)行換土回填，換土回填亦分層進(jìn)行；共47頁 第31頁 回填基坑、墻基或管溝時(shí)，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對稱進(jìn)行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。2.1 填土

14、的要求共47頁 第32頁管溝須兩側(cè)對稱分層回填墻基須四周分層均勻回填該工程回填土過早,回填土 標(biāo)高過高2.2 填土的壓實(shí)方法2.2.1 碾壓法 適用于大面積的場地平整和路基、堤壩工程，用壓路機(jī)進(jìn)行填方壓實(shí)時(shí)，填土厚度不應(yīng)超過2530cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應(yīng)有1525cm的重疊。全液壓輪胎式壓路機(jī)壓路機(jī)碾壓應(yīng)“薄填、慢駛、多次”2 填土壓實(shí)共47頁 第33頁碾壓法施工本次碾壓與上次碾壓的壓痕不得重疊2.2 填土的壓實(shí)方法“零沉降”的高鐵路基碾壓施工三輪壓路機(jī)（山推）共47頁 第34頁 俗稱“打夯”，是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)土壤，中國傳

15、統(tǒng)的“打夯”方法有木夯、石夯、飛硪等。2.2 填土的壓實(shí)方法石 夯 飛 硪共47頁 第35頁2.2.2 夯實(shí)法四川省委書記杜青林與修水塘的村民打石夯打飛硪已成為民俗表演節(jié)目 常用的蛙式打夯機(jī)、振動打夯機(jī)、內(nèi)燃打夯機(jī)適用于粘性較低的土，常用于基坑(槽)、管溝部 位小面積的回填土的夯實(shí)，也可配 合壓路機(jī)對邊緣或邊角碾壓不到之 處進(jìn)行夯實(shí)。填土厚度不大于25cm， 一夯壓半夯、依次夯打。2.2 填土的壓實(shí)方法蛙式打夯機(jī) 蛙式打夯機(jī)夯實(shí)基底持力層共47頁 第36頁 適用于壓實(shí)溝槽內(nèi)的土壤、柱子周圍和在狹小空間內(nèi)施工。又稱“跳錘”。2.2 填土的壓實(shí)方法 沖擊夯 HCD75沖擊夯共47頁 第37頁2.2

16、 填土的壓實(shí)方法振動平板夯（徐工SR100）整機(jī)重100kg.激振力18kN內(nèi)燃式振動平板夯可壓實(shí)松散的、粒狀的土壤、沙礫及瀝青路面，具有體積小，重量輕，能自行前進(jìn)，機(jī)動靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，適于建筑物臨近的狹窄地帶及管線溝槽等復(fù)雜地形的壓實(shí)作業(yè)。 無線電遙控雙向振動平板夯（戴納派克 LH800）整機(jī)重820kg.激振力95kN雙向振動平板夯（戴納派克 LH700）整機(jī)重780kg.激振力95kN共47頁 第38頁沖擊壓路機(jī)（廈工三明XG63213C）沖擊能量32KJ.壓實(shí)寬度3m沖擊輪為三邊弧型結(jié)構(gòu)破碎壓實(shí)機(jī)的強(qiáng)大沖擊力可把硬質(zhì)路面破碎為網(wǎng)塊狀，并把塊狀片直接壓入、加強(qiáng)路基。主要用于硬質(zhì)路面的維修

17、、改造施工 破碎壓實(shí)機(jī)（廈工三明XG63214C）沖擊能量32KJ.破碎寬度1.3m破碎輪為四邊弧型結(jié)構(gòu)沖擊式壓路機(jī)主要用于高標(biāo)準(zhǔn)、高填方的壓實(shí)。共47頁 第39頁2.2 填土的壓實(shí)方法 2.2.3 強(qiáng)夯法 是利用起重機(jī)械和重錘進(jìn)行軟土地基處理的施工方法，可夯實(shí)較厚的土層。 強(qiáng)夯法的內(nèi)容在第二章“地基處理與樁基工程”的課程中介紹.2.2 填土的壓實(shí)方法共47頁 第40頁2.2.4 振動法 適用于非粘性土壤的振動夯實(shí)。主要施工機(jī)械是振動壓路機(jī)、平板振動器。雙鋼輪驅(qū)動振動壓路機(jī)壓實(shí)效果好、影響深度大、生產(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實(shí)，是大型土石方壓實(shí)的首選設(shè)備。雙鋼輪振動壓路機(jī) 單鋼輪振動壓路機(jī)2

18、.2 填土的壓實(shí)方法共47頁 第41頁拖式振動碾（華山） 拖式振動碾（徐工YZT16） 整機(jī)重量16t. 激振力373kN 手扶式振動碾（徐工XD08） 整機(jī)重量僅830kg. 激振力15.7kN。是一種輕型振動壓實(shí)機(jī)械。適用于基坑邊角、井蓋周圍、管道回填和人行道、路肩、小規(guī)模鋪裝工程，是大型壓實(shí)機(jī)械的輔助平整壓實(shí)施工機(jī)械。2.2 填土的壓實(shí)方法共47頁 第42頁悍馬25t單鋼輪壓路機(jī) 寶馬BW雙鋼輪壓路機(jī)2.2 填土的壓實(shí)方法凸塊振動碾共47頁 第43頁2.2 填土的壓實(shí)方法共47頁 第44頁2.3 填土密實(shí)度的檢驗(yàn) 填土壓實(shí)后應(yīng)達(dá)到一定的密實(shí)度及含水量要求。檢驗(yàn)指標(biāo)為壓實(shí)系數(shù)（壓實(shí)度）C，即： d 一般用“環(huán)刀法”或灌砂或灌水法測定； max 一般由擊實(shí)試驗(yàn)確定。2 填土壓實(shí) 檢驗(yàn)的干密度應(yīng)有90%以上符合設(shè)計(jì)要求，其余10%的最低值與設(shè)計(jì)值之差不得大于0.08t/m3，且不得集中。共47頁 第45頁核子密度儀檢測填土壓實(shí)質(zhì)量2.3 填土壓實(shí)的檢驗(yàn)路基填方壓實(shí)度檢測路基填方壓實(shí)度檢測靜態(tài)變形模量測試儀檢測填土壓實(shí)質(zhì)量共47頁 第46頁LFG-K動態(tài)變形模量測試儀（德國） 又稱“手持落錘彎沉試驗(yàn)儀”。是通過輕型落錘試驗(yàn)儀來進(jìn)行動態(tài)荷載試驗(yàn)，主