第三章+土石方工程_1

1、第三章 土石方工程(gngchng) 基坑開挖、施工場地的平整，都需要進行土石方的開挖、運輸、填 筑，土石方的挖、運、填總稱為土石方工程。 水運(shuyn)工程施工中的土石方工程包括： 場地平整 基坑、航道開挖 碼頭后填土 基坑回填共七十頁第一節(jié) 土方(tfng)量計算和土方(tfng)調(diào)配一、土石的工程分類：分為八類土（按堅實系數(shù)、容重、開挖難易程度(chngd)分類） 1、（一類土）松軟土：砂、亞砂土、淤泥等 2、普通土 ：亞粘土，夾有碎石、卵石的砂、種植土、填筑土和亞砂土等 3、堅土 ： 4、砂礫堅土 5、軟石 6、次堅石 7、堅石 8、特堅石 軟石以上需要爆破開挖共七十頁二、土石的工

2、程(gngchng)性質(zhì)容重：含水量：土中所含水分的重量(zhngling)與土的固體顆粒重量(zhngling)之比。可松性系數(shù)： 最初可松性系數(shù)：Ks=V2/V1 最終可松性系數(shù): Ks=V3/V1 V1土在自然狀態(tài)下的體積 V2土挖出后松散狀態(tài)下的體積 V3土經(jīng)壓實后的體積內(nèi)摩擦角：內(nèi)聚力：C共七十頁三、場地(chngd)平整 場地平整主要通過整個建筑場地的豎向規(guī)劃，為后續(xù)工程提供有利的施工(sh gng)平面，它包括場地設(shè)計標高確定、土方量計算、土方調(diào)配以及挖運、填的機械化施工(sh gng)等。1、場地豎向規(guī)劃 場地設(shè)計標高確定的一般方法： 小型場地平整時，若對場地標高無特殊要求時，

3、可根據(jù)平整前后土方量相等的原則確定場地設(shè)計標高。共七十頁2、土方量的計算橫斷面法：適用于地形起伏變化較大(jio d)，或挖填深度較大(jio d)又不規(guī)則的地區(qū)，計算較簡便，但精度較低共七十頁橫斷面法步驟(bzhu)：1、繪橫斷面圖，橫斷面盡可能垂直于等高線，或垂直于建筑物的長邊。間距10或20m，平坦地區(qū)(dq)大型場地，最大不超過100m。2、計算橫斷面面積3、根據(jù)橫斷面面積，按下式計算土方量 A1,A2相鄰斷面面積 S相鄰斷面間距。4、作表匯總。共七十頁1、劃分方格網(wǎng):20m20m或40m40m，在每方格的右角的上、下分別標設(shè)計地面標高(biogo)、自然地面標高(biogo)，其差值

4、（下減上）即為該角點的挖（）或（）方的高度。方格(fn )網(wǎng)法步驟：共七十頁共七十頁共七十頁 2、計算零點位置(wi zhi)，標于方格網(wǎng)上，并連線，即為挖填方的分界線。共七十頁3、計算每個方格(fn )的挖方或填方量、標在方格(fn )左上方。V挖方或填方體積(tj)(m3)H1、H2、H3、H4方格四個角點的填挖高度，均取絕對值(m)共七十頁H填方格角點中填方(tin fn)施工高度的總和，取絕對值(m)H挖方格角點中挖方施工高度的總和，取絕對值(m) H方格角點中施工高度的總和，取絕對值(m) 方格邊長(m)3、計算每個方格的挖方(wfng)或填方量、標在方格左上方。共七十頁挖填方(ti

5、n fn)量匯總表方格編號挖方（m3）填方（m3）IIIIIIIV合計4、作表匯總(huzng)。共七十頁3、調(diào)配(diopi)平衡目的：使土方運輸（噸公里）最小。土方調(diào)配平衡的原則：1)挖、填方量基本達到平衡；（填方就地取材，用挖的土填方，減少挖方外運，和填方開采的費用）2)土方運輸?shù)膖.km盡可能為最??；3)好土應用于回填質(zhì)量要求較高的地區(qū)；4)結(jié)合其他建筑物施工，或開挖，其土方或留土作為其回 填土。5)選擇恰當?shù)恼{(diào)配方向，運輸路線，運輸機具，使土方運輸通暢，無對流和亂流現(xiàn)象（運輸線路(xinl)盡量不要交叉） 共七十頁把整個場地劃分為m個挖方(wfng)區(qū)A1，A2，Am，其挖方量相應為

6、a1,a2,am；有n個填方區(qū)B1，B2，。Bn，其填方量相應為b1,b2,bn；并假定挖填方平衡，即：從Ai到Bj的平均運距為Cij，調(diào)配的土方(tfng)量為Xij，土方調(diào)配問題的數(shù)學模型可以用下式表達：求一組Xij值，使目標函數(shù) 為最小值，并滿足下列約束條件：運輸問題：線形規(guī)劃理論求解（圖上作業(yè)法，表上作業(yè)法）。共七十頁第二節(jié) 場地土方(tfng)開挖方法一、土方施工前的準備工作1 )拆除障礙物（建筑物、電桿、電線、墳墓、樹木等）；2 )設(shè)排水溝及排水機具（水泵、管路、電源配置等）； 在施工區(qū)邊緣設(shè)堤、溝阻止水流（地下水、海水、雨水等）流入施工區(qū)；3 )修路（雙車道），寬7m。路基可鋪2

7、0cm厚塊石或礫石，路面用簡易的泥結(jié)碎石，兩側(cè)設(shè)排水溝。與鐵路、管線相交處設(shè)置平交道和標志；4 )水、電，臨時設(shè)施（生活和生產(chǎn)）；5 )檢查地下設(shè)施（地下構(gòu)筑物，管道、電纜等）根據(jù)挖方(wfng)或填方的深度，或拆除或采取措施；6 )填土時，施工區(qū)進行適當清理，積水、草皮、樹根、洞穴和軟弱土層。共七十頁二、土坡穩(wěn)定(wndng)粘性土圓弧滑動驗算。對重要的土方開挖邊坡，應進行專門的邊坡穩(wěn)定設(shè)計(shj)。對中小型臨時邊坡，坡度可根據(jù)經(jīng)驗確定或參考施工手冊。例：對使用期一年以內(nèi)的臨時性挖土邊坡，在土坡整體穩(wěn)定的情況下，如地質(zhì)條件良好，土質(zhì)較均勻，高度在10m以內(nèi)。砂土（不包括細砂、粉砂）一般粘性

8、土 堅硬 硬塑1：1.251：1.151：0.751：1.11：11：1.15碎石類土 充填堅硬、硬塑粘土 充填砂土1：0.51：1.01：1.01：1.5共七十頁自上而下，分區(qū)、分段、分層開挖，不允許切腳開挖。對不穩(wěn)定邊坡，避免用爆破開挖。根據(jù)土質(zhì)情況(qngkung)，間隔一定高度設(shè)置永久性戧臺，寬度視用途而定。避免超、欠挖。機械開挖時，應距設(shè)計坡面有不小于20cm保護層，最后用人工坡面修整。邊坡支護：對不穩(wěn)定邊坡，采取適當支護措施 （護面、支擋，重力式擋土墻、噴錨）。邊坡開挖(ki w)：共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁山西(shn x)水

9、電錨索500噸張拉試驗共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁三、土方挖掘(wju)機械與施工方法1、土方挖掘機械主要(zhyo)機械： 推土機 鏟運機 單斗挖土機（正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟） 多斗挖土機 裝載機（鏟車）共七十頁適用于開挖類土。經(jīng)濟運距100m以內(nèi)，效率最高運距60m多用于： 場地平整 開挖深度在1.5m以內(nèi)的坑（槽） 移挖回填（坑、管溝） 堆筑高度在1.5m以內(nèi)的堤埂。 配合其他挖土機進行平整、集中土方、清理場地、修路開道等常用方法： 下坡推土（坡度610 左右）可提高生產(chǎn)效率30%40% 無自然坡時，可分段推土，形成下坡推土條件，在半挖半填區(qū)或 回填溝槽時可用此法。 為防止土從擋板側(cè)

10、漏失，可用擋板或槽形推土，并列(bngli)推土。 斜角溝邊推土或“之”字推土。 分推集中，一次運送。（一）推土機共七十頁槽形推土并列(bngli)推土共七十頁共七十頁適用于開挖(ki w)類土（積、挖、運、填于一身）（二）鏟運機運土切土卸土共七十頁（大型機械）常用于坡度20以內(nèi)的大面積土方的挖、填、整平、壓實。 開挖大型基坑、管道、河渠； 填筑堤壩。分自行和拖式（斗容量735m3）自行式：經(jīng)濟(jngj)運距為8001500m。拖式：經(jīng)濟運距600m，效率最高運距250300m。（中長距離）雙聯(lián)鏟運。推土機頂推鏟土（助鏟），堅硬土質(zhì)可用松土機先松土。共七十頁適用于工作面短（ 50100m ）

11、和填方不高（ 0.11.5m ）時。優(yōu)點：一個循環(huán)可完成多次鏟土和卸土。應經(jīng)常調(diào)換(diohun)方向行駛，避免機械單側(cè)磨損。當挖、填交替，剛好填土區(qū)在挖土區(qū)兩端時，可采用大環(huán)形路線。鏟運機的運行路線(lxin)：大環(huán)形運行路線共七十頁優(yōu)點：一個循環(huán)完成(wn chng)兩次挖土和卸土，空車行駛距離短，兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，避免了單側(cè)磨損。注意：轉(zhuǎn)彎時不能鏟土和卸土。 8字形運行(ynxng)路線共七十頁連續(xù)式運行(ynxng)路線 優(yōu)點：適用于工作(gngzu)地段有挖、填方交替的土方工程。減少空車運行荷轉(zhuǎn)彎次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，同時還可以使整個填方面積得到均勻壓實。共七十頁按工作裝置分：正鏟、反

12、鏟、拉鏟、抓鏟斗容量：0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、 1.0、1.6、2.0、2.5m3 等多種。屬于循環(huán)式挖掘(wju)機械。每個循環(huán)包括鏟土、升高、旋轉(zhuǎn)至卸土地點卸土和回轉(zhuǎn)至開挖位置四個過程。即：鏟、升、轉(zhuǎn)、回或稱：挖土、重車回轉(zhuǎn)、卸土、空車回轉(zhuǎn)。（三）單斗挖土機共七十頁正鏟挖土機（一般(ybn)有車配合）適用于開挖(ki w)含水量27%以下的類土以及爆破后的巖石塊、凍土塊。挖土高度一般不小于1.5m，過小，效率低；過大，可能塌方。共七十頁后方裝車僅用于開挖(ki w)工作面狹小且深度較大的基坑。回轉(zhuǎn)角180時，效率降低約23%；130時，效率降低約13%。根據(jù)開挖路線

13、和運輸汽車(qch)相對位置的不同，一般有側(cè)向裝車和后方裝車兩種方式。共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁共七十頁分層開挖將工作面按機械的有效挖掘高度(god)分成多層開挖。當工作面高度不能成為一次挖掘深度的整數(shù)倍時，則可在挖方的邊緣或中部先挖一條先鋒淺槽，作為第一次挖土的運輸路線，然后逐次開挖直至基坑底部。適用于開挖大型基坑，工作面高度大于機械挖掘的合理高度時采用。挖土方法(fngf)和提高生產(chǎn)效率措施共七十頁中心開挖正鏟先從挖土區(qū)寬度的中心開挖，當向前挖至回轉(zhuǎn)角度超過90 時，則轉(zhuǎn)向兩側(cè)(lin c)開挖，汽車按“八”字形停放裝土。本法開挖移位方便，回轉(zhuǎn)角度?。?90）。挖土區(qū)

14、寬度宜在40m以上，否則工作面小，汽車不能靠近正鏟裝車適于挖掘較寬的山坡和基坑。共七十頁多層（同時(tngsh)）開挖將開挖面按機械的合理開挖高度，分成多層同時開挖。以加快開挖速度。適用于開挖邊坡和大型基坑。共七十頁多用于開挖停機面以下深度不大的基坑(j kn)、管溝、及含水量較大的類的砂土或粘土土。斗容量一般為0.51.0m3 最大挖深46m，經(jīng)濟挖深1.53m。生產(chǎn)率比正鏟低，多用于開挖溝槽、基坑等反鏟挖土機共七十頁開挖(ki w)方法：（b）溝側(cè)開挖沿溝(yn u)側(cè)直線運動，挖土寬度比挖掘半徑小，不易控制邊坡，能將土棄于溝邊較遠的地方。（a）溝端開挖停于溝端，后退挖土（向溝一側(cè)棄土或裝

15、車），開挖寬度不受機械最大挖掘半徑限制，可開挖到最大深度。共七十頁(c)兩旁開挖（屬于溝端開挖的一種）再寬的基坑可采用(ciyng)多次溝端開挖方法或之字開挖法。共七十頁(d)溝角開挖(ki w)共七十頁可挖停機面以下較深基坑（槽）水中類土；挖掘半徑和挖土深度較大(jio d)，但靈活性較差，開挖斷面誤差較大(jio d)。可用類似反鏟的溝端、溝側(cè)、溝角開挖。拉鏟（索式）挖掘機共七十頁“直上直下，自重切土”?？赏贗II類土，不能挖掘堅硬土。靈活性差，工效不高，適用：土質(zhì)松軟，施工面窄而深的基坑，深槽和井。深基坑、基槽，水中挖土，橋基、樁孔挖土。散裝材料裝車。 挖淤泥時，抓斗易被淤泥吸住，提斗不

16、可過猛，以防翻車。必要(byo)時，需加配重。抓斗(zhu du)（鏟）挖掘機共七十頁多斗挖掘機 分為鏈斗式和斗輪式兩類。適于挖III類均質(zhì)土壤，生產(chǎn)效率高，常用于開挖大型渠道、基坑以及(yj)土料的開采。鏈斗式挖掘機共七十頁斗輪式挖掘機共七十頁 裝載機短程裝運結(jié)合的機械，靈活輕便，生產(chǎn)效率高，應用廣泛。除自身(zshn)配套的鏟斗外，還可配備可更換的附屬裝置（反鏟，推土板，起終貨叉等），以進行其它作業(yè)。共七十頁共七十頁土方運費(yn fi)往往占土方工程總費用的40%60%，所以必須很好地組織。1、汽車特點：速度快，無轉(zhuǎn)運，效率高，適應性強（工作面狹窄和地形 復雜）。 缺點是：運費大，對道路

17、有一定要求。 一般38t，自卸車箱（后卸、側(cè)卸）高達15t 現(xiàn)有路或造路（運費大）2、鐵路運輸土方量大，運距遠，運輸量大，單位運輸阻力小 29.478.4N/t, 汽車為4901961 N/t。投資大，適應性差。四、土方(tfng)運輸共七十頁3、帶式運輸移動式：用于短程運輸。散體材料的裝卸堆存。固定式：長距離運輸，分段布置。移動(ydng)式：移動(ydng)方便，改變高度固定式：運距長，不方便。效率較高，但運粘濕土料效率降低，適應各種地形條件，支承簡單。共七十頁第四節(jié) 挖運設(shè)備數(shù)量(shling)的確定一、挖土機生產(chǎn)率每一循環(huán)(xnhun)：挖土、重車回轉(zhuǎn)、卸土、空車回轉(zhuǎn)四個過程。1. 理

18、論生產(chǎn)率：Po(m3/h)或(方/臺時)，工程上常用(方/臺班) 方/臺班方/臺時每天工作時間 q土斗的幾何容積 n（單斗式）每分鐘循環(huán)次數(shù)，或（多斗式）每分鐘傾倒的斗數(shù)。 ks的最初可松動系數(shù)。（土經(jīng)挖掘以后，組織破壞，體積增大 的性質(zhì)） ksV2/V1 KH 土斗充盈系數(shù)，視挖土機械類型而定，0.81.0。共七十頁t1、t2 、 t3 、 t4 分別為挖土、重車回轉(zhuǎn)、卸土、空車 回轉(zhuǎn)的時間。ksc 土壤級別修正(xizhng)系數(shù)1.11.2（土硬， ksc 大） 相對轉(zhuǎn)角系數(shù)。轉(zhuǎn)角90時，1；100 135時，1.081.37。（隨轉(zhuǎn)角增大而增大）共七十頁2. 實際(shj)生產(chǎn)率 KB 時間利用系數(shù)0.70.9 kt 配合系數(shù)，有運輸工具配合時取0.9， 無運輸工具配合時取1.0(溝邊棄土)共七十頁二、挖土機數(shù)量確定（由土石方工