土木工程施工土方工程的課件

1、.11.5土方工程的機械化施工1.5.1土方機械的類型:挖掘機械：正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟；挖運機械：推土機、裝載機、鏟運機、挖土機等；運輸機械：自卸汽車、翻斗車等；密實機械：壓路機、蛙式夯、振動夯等。.21.5.2常見土方機械的特點，適用范圍及作業(yè)方法1.5.2.1推土機推土機由拖拉機和推土鏟刀組成，是一種自行式的挖土、運土工具。按行走的方式分履帶式和輪胎式，按鏟刀的操作方式分為索式和液壓式，按鏟刀的安裝方式又分為固定式和回轉(zhuǎn)式。適于運距在100m以內(nèi)的的平整場地、平土或移挖作填，以3060m為最佳。一般可挖運一三類土。推土機的特點是操作靈活，運輸方便，所需工作面較小，行駛速度較快，易于轉(zhuǎn)移，

2、且具有多種用途。.3為了提高推土機的工作效率，必須增大鏟刀前的土壤體積，減少推土過程中土壤的散失，縮短切土、運土、回程等每一工作循環(huán)的延續(xù)時間。為此，常用以下幾種作業(yè)方法： (1)下坡推土法推土機順地面坡勢沿下坡方向推土，借助機械往下的重力作用，可增加鏟刀的切土力量和運鏟土深度和運土數(shù)量，提高推土機能力和縮短推土?xí)r間，一般可提高生產(chǎn)率30%40%，在推土丘、回填管溝時均可采用，但推土坡度應(yīng)在0.5m以內(nèi)。.4圖1.59下坡推土法 圖1.60槽形推土法.5(2）分批集中，一次推送法當運距較遠而土質(zhì)又比較堅硬時，由于切土的深度不大，一次鏟土不多，宜采用多次鏟土，分批集中，一次推送。以便在鏟刀前保持

3、滿載，有效地利用推土機的功率，縮短運土?xí)r間，應(yīng)用此法可提高生產(chǎn)效率12%18% 。（3）槽形推土法當運距遠，挖土層較厚時，利用前次推土的槽形推土，前次推土所形成的土埂能有效阻止土的散失，從而增大推土量。此法可以和分批集中，一次推送法聯(lián)合運用。能更有效地利用推土機，縮短運土?xí)r間。.6(4)并列推土法在較大面積的平整場地施工中，采用兩臺或三臺推土機并列推土，能減少土的散失面。一般可使每臺推土機的推土量增加20%,提高運土效率。但需注意，相鄰兩臺推土機的鏟刀應(yīng)保持150300cm間距，避免相互影響；且并列臺數(shù)不宜超過4臺。（5）斜角推土法將回轉(zhuǎn)式鏟刀斜裝在支架上，與推土機前進方向形成一定傾斜角度進行

4、推土?？蓽p少機械的來回行駛，提高效率。適于在基槽、管溝回填時采用。.7圖1.61 并列推土法 圖1.62斜角推送法作業(yè).8此外，對于推運疏松土壤，且運距較大時，還應(yīng)在鏟刀兩側(cè)裝置擋板，以增加鏟刀前土壤的體積，減少土壤向兩側(cè)散失。在土層較硬的情況下，則可在鏟刀前面裝置活動松土齒，當推土機倒退回程時，即可將土翻松。這樣，便可減少切土?xí)r阻力，從而可提高切土運行速度。.91.5.2.2鏟運機鏟運機是一種能獨立完成挖土、運土、卸土、填筑等工作的土方機械。按有無動力設(shè)備，鏟運機分為自行式鏟運機（運距8001500m）和拖式鏟運機（運距200350m）兩種。自行式鏟運機（圖1.63a）的行駛和工作都靠本身的

5、動力設(shè)備，不需要其他機械的牽引和操縱拖式鏟運機（圖1.63b）是由拖拉機牽引，工作時亦靠拖拉機上的卷揚機或油泵進行操縱，所以，拖式鏟運機又分為液壓式或索式兩種。.10（a） （b）圖1.63 鏟運機（a）自形式鏟運機；（b）拖式鏟運機.11（1）鏟運機的運行路線鏟運機的運行路線，對提高生產(chǎn)效率影響很大，應(yīng)根據(jù)填、挖方區(qū)的分布情況及具體條件進行合理選擇。一般有以下兩種形式：1)環(huán)形路線對于地形起伏不大，而施工地段又較短(50100m）和填方不高（0.11.5 m）的路堤、基坑及場地平整工程宜采用圖1.64a、b所示的環(huán)形路線。當填、挖交替，且相互之間的距離又不大時，則可采用圖1.64c所示的環(huán)形

6、路線。這樣，可進行多次鏟土和卸土，從而減少了鏟運機轉(zhuǎn)彎次數(shù)，相應(yīng)提高了工作效率。采用環(huán)形路線時，鏟運機應(yīng)每隔一定時間按順、反時針的方向交替行駛，以免長期沿一側(cè)轉(zhuǎn)彎，導(dǎo)致機件的單側(cè)磨損。.122)“8”字形路線在地形起伏較大、施工地段狹長的情況下，宜采用“8” 字形路線（圖1.65d)。因這種運行路線，鏟運機在上下坡時是斜向行駛，所以坡度平緩；一個循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，故機械磨損均勻；一個循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)及空車行駛距離，從而亦可縮短運行時間，提高生產(chǎn)率。尚需指出，鏟運機應(yīng)避免在轉(zhuǎn)彎時鏟土，否則，鏟刀受力不均易引起翻車事故。因此，為了充分發(fā)揮鏟運機的效能，保證能在直線段上鏟

7、土并裝滿土斗，要求鏟土區(qū)應(yīng)有足夠的最小鏟土長度。.13（c）（d）(a)(b)圖1.65 鏟運機開行路線（a）、（b）環(huán)形路線；（c）大環(huán)形路線；（d）8字路線.14（2）提高鏟運機生產(chǎn)率的措施1)下坡鏟土利用機械重力的水平分力來加大切土深度和縮短鏟土?xí)r間，但縱坡不得超過250,橫坡不大于50，鏟運機不能在陡坡上急轉(zhuǎn)彎，以免翻車。2) 挖近填遠，挖遠填近即挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠；填土則從距離挖土區(qū)最遠一端開始，由遠而近。這樣，既可使鏟運機始終在合理的運距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。.153) 推土機助鏟在較堅硬的土層中用推土機助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助

8、鏟間歇，推土機可兼作松土、平整工作。4) 雙聯(lián)鏟運法當拖式鏟運機的動力有富裕時，可在拖拉機后面串聯(lián)兩個鏟斗進行雙聯(lián)鏟運。對堅硬土層，可用雙聯(lián)單鏟，即一個土斗鏟滿后，再鏟另一土斗；對松軟土層，則可用雙聯(lián)雙鏟，即兩個土斗同時鏟土。.16圖1.64 助鏟法示意圖1鏟運機；2推土機.175) 掛大斗鏟運 在土質(zhì)松軟地區(qū)，可改掛大型鏟土斗，以充分利用拖拉機的牽引力來提高工效。6) 跨鏟法即預(yù)留土埂，間隔鏟土，以減少土壤散失，鏟除土埂時，又可減少鏟土阻力，加快速度。.181.5.2.3挖土機常用挖土機主要為單斗挖土機，只用于挖土，運土由自卸式汽車完成。根據(jù)挖土方式不同，單斗挖土機鏟斗類型可分為：正鏟、反鏟

9、 、拉鏟和抓鏟。 .19圖1.66 單斗挖土機工作簡圖（a）正鏟挖土機；（b）反鏟挖土機；.20圖1.66 單斗挖土機工作簡圖（c）拉鏟挖土機；（d）抓鏟挖土機.21(1)正鏟挖土機：1)工作特點：只能挖土、挖土機必須在工作面；“前進向上，強制切土”； 挖土深度大、裝車效率高，易與汽車配合。2)適用于：停機面以上，含水量30以下，工作面無涌水，一四類土的大型基坑。3)作業(yè)方法：正向挖土后方卸土，正向挖土側(cè)向卸土。.22 圖1.67 正鏟挖土機開挖方式(a)正向挖土側(cè)向卸土；(b)正向挖土后方卸土 l一正鏟挖土機；2一自卸汽車(a)(b).23圖1.68正鏟開挖基坑工作面及開行通道a)一層通道多

10、次開挖；b)之字開行加寬工作面；c)多層通道開挖(a)(c)(b).24（2）反鏟挖土機：1) 工作特點：“后退向下，強制切土”，可與汽車配合。挖土機可在地面、邊坡留土、挖土深度比正鏟小。 2) 適用于：停機面以下、一三類土的基坑、基槽、獨立柱基、管溝開挖。其挖掘力比正鏟小，每層經(jīng)濟合理的開挖深度為1.53.0m，對地下水位較高處也適用。 3) 作業(yè)方法：溝端開挖，即挖土機停在溝端，向后倒退挖土，汽車停在兩旁裝土 ；溝側(cè)開挖，即挖土機沿溝一側(cè)直線移動挖土 。.25圖1.69反鏟挖土機開挖方式(a)溝端開挖；(b)溝側(cè)開挖1反鏟挖土機；2自卸汽車；3棄土堆(a)(b).26（3）拉鏟挖土機：拉鏟

11、挖土機的鏟斗懸掛在鋼絲繩下，土斗借重力切入土中，可用于開挖12類土，開挖深度和寬度較大。由于開挖的精確性較差，邊坡要留更多的土，且大多用于將土棄于土堆。1)挖土特點是：“后退向下，自重切土”。其挖土半徑和挖土深度較大，甩土方便，能開挖停機面以下的一二類土。2)適用于：停機面以下、一二類土的較大基坑開挖，填筑堤壩，河道清淤。3)開挖方式，與反鏟挖土機相似，也分為溝端開挖和溝側(cè)開挖。.27圖1.70拉鏟挖土機的開行方式(a)溝側(cè)開行；(b)溝端開行；(c)三角形開行(a)(b)(c).28（4）抓鏟挖土機:是在挖土機臂端用鋼索裝一抓斗，可挖12類土，特別適合獨立基坑水下挖土。1)工作特點：“直上直

12、下，自重切土”，效率較低。2) 適用于：停機面以下、一二類土的、面積小而深度較大的坑、井開挖。施工面狹窄而深的基坑、深槽、沉井等開挖，清理河泥等工程，最適于水下挖土，或裝卸碎石、礦渣等松散材料。.29圖1.71抓鏟挖土機工作示意(a)抓鏟開挖柱基基坑；(b)抓鏟斗工作示意 1-斗瓣；2-中心鉸；3-拉桿；4-頂鉸；5-升降索；6-取土索（a）（b）.301.5.2.4挖土設(shè)備和運土設(shè)備數(shù)量的配套計算原則：保證挖土機連續(xù)工作 （1）挖土設(shè)備數(shù)量的計算: (1.43)式中 Q土方量,m3 ；Qd挖土機生產(chǎn)率,m3/臺班；T工期（工作日）；C每天工作班數(shù)；K工作時間利用系數(shù)（0.80.9）。 .31

13、1.5.2.4挖土設(shè)備和運土設(shè)備數(shù)量的配套計算（2）運土設(shè)備數(shù)量的計算:當用挖土機挖土?xí)r，運土設(shè)備數(shù)量應(yīng)與挖土設(shè)備數(shù)量配套。汽車數(shù)量： 或者 (1.44)式中 T汽車每一工作循環(huán)的延續(xù)時間； t每次裝車時間； Q1 挖土機臺班產(chǎn)量； Q2汽車臺班產(chǎn)量。.321.5.2.5 開挖施工要點:（1）應(yīng)根據(jù)地下水位、機械條件、進度要求等合理選用施工機械；（2）土方開挖應(yīng)繪制土方開挖圖；（3）基底標高不一時，可采取先整片挖至一平均標高，然后再挖個別較深部位；（4）基坑邊角部位，機械開挖不到之處，應(yīng)用少量人工配合清坡；（5）挖掘機、運土汽車進出基坑的運輸?shù)缆?，?yīng)盡量利用基礎(chǔ)一側(cè)或地下車庫坡道部位作為運輸通

14、道，以減少挖土量； .33（6）軟土地基或在雨期施工時，大型機械在坑下作業(yè)，需鋪墊鋼板或鋪路基箱墊道；（7）對某些面積不大、深度較大的基坑，應(yīng)盡量不開或少開坡道； （8）機械開挖應(yīng)由深而淺，基底及邊坡應(yīng)預(yù)留一層200300mm厚土層用人工清底、修坡、找平；（9）基坑挖好后，應(yīng)緊接著進行下打釬驗槽，盡量減少暴露時間。.341.6土方填筑與壓實1.6.1土料選擇和填筑方法1.6.1.1土料選擇 (1) 不能用的土：凍土、淤泥、膨脹性土、有機質(zhì)含量大于8的土、可溶性硫酸鹽含量大于5的土；(2)不宜用的土：含水量過大的粘性土。1.6.1.2填筑方法（1）水平分層填土。分層填筑，分層壓實，分層檢查填筑壓

15、實質(zhì)量。（2）無限制的斜坡填土，先切出臺階，臺階高寬為0.20.3m1m 。（3）透水性不同的土不得混雜亂填，應(yīng)將透水性好的填在下部（防止水囊）。.35圖1.72碾壓機械(a)自行式平碾；(b)拖式羊腳碾 (a)(b).36 圖1.73 蛙式打夯機1夯頭；2夯架；3三角皮帶；4托盤.371.6.2壓實方法與影響壓實質(zhì)量的因素：1.6.2.1壓實方法（1）碾壓法適用于大面積填筑工程。利用滾輪壓力壓實，常用機械壓路機、平碾、羊足碾等。（2）夯實法適用于小面積填筑工程。利用沖擊力壓實，常用機械蛙式夯、柴油夯等。（3）人工夯振動法適用于非粘性土填筑。作用原理為顆粒失重、排列填充。常用機械為振動夯、平板振搗器等。.38 圖1.74 平板振動機.391.6.2.2影響壓實質(zhì)量的因素（1）機械的壓實功：不同機械的噸位或沖擊力不同，壓實遍數(shù)不同；（2）鋪土厚度：不同機械有效影響深度不同，鋪土厚度不同；（3）含水量 ：