第四章機械化施工組織設(shè)計

第四章

機械化施工組織設(shè)計第一節(jié)概述第二節(jié)機械化施工組織原理第三節(jié)施工機械第四節(jié)機械化施工方案與組織措施第五節(jié)機械的選型與配套

4－1概述一、機械化施工組織在資源組織中的地位

1、有利于降低成本；

2、大大縮短工期；

3、提高工程質(zhì)量；

4、優(yōu)化社會資源；

5、施工創(chuàng)新。二、現(xiàn)狀

我國是一個勞動力富余的國家，所在在定額編制的時候，充分考慮了人工與機械化的矛盾，而不是象資本主義這樣讓機械全部取代人工工作，所以我國的機械定額是偏高的，但是有些單位沒有管理好造成虧本，其根本原因是組織管理方面的原因。工作方向聯(lián)合型、多功能性、半自動、電腦化多快好省三、機械化施工組織設(shè)計的任務(wù)把握各種施工機具的性能和用途；確定在不同施工環(huán)境及施工方案下，保證施工機具的最佳選配；布置施工機具的臨時用地與分部分項工程的機械平面組織設(shè)計；安排機械施工數(shù)量及調(diào)配計劃；確定關(guān)鍵工程的機械化施工組織設(shè)計；合理安排機械化施工的進(jìn)度計劃；機械的潤滑保養(yǎng)與施工進(jìn)度協(xié)調(diào)一致。四、機械化施工組織的影響因素機械完好率；氣候影響施工方案與機械搭配；機械配套技術(shù)；機械操作員配合；用臺班總數(shù)量與使用壽命。4-2、機械化施工組織原理一、機械化施工組織的基本原則施工連續(xù)高效運轉(zhuǎn)，確保滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；主導(dǎo)機械選擇、控制合理，配套機械的選擇與周圍環(huán)境條件協(xié)調(diào)一致；提高機械的使用率，滿足均衡使用要求，降低人員的工作強度安裝調(diào)試簡便，轉(zhuǎn)場運輸方便，不形成交叉作業(yè)；降低機械使用費，減少機械閑置，配套機械協(xié)調(diào)作業(yè)達(dá)到經(jīng)濟目標(biāo)。二、機械化施工組織設(shè)計的內(nèi)容

1、機械化施工總體計劃內(nèi)容確定施工計劃總工期；重點工程的機械施工方案和方法；機械化施工的步驟和操作規(guī)程、相關(guān)的機械管理人員；機械最佳配置、各季度計劃臺班數(shù)量；機械施工平面設(shè)置與機械占地布設(shè)；確定機械施工的總體進(jìn)度計劃。

2、機械化施工分部分項工程計劃內(nèi)容分部分項工程日進(jìn)度計劃圖表；工程項目機械配合施工的安排計劃（施工方法、機械種類）；機械施工技術(shù)、安全保證措施；機械檢修、保養(yǎng)計劃和措施；機械的臨時占地布設(shè)和現(xiàn)場平面組織措施。三、機械化施工進(jìn)度圖表一般使用①橫道圖②垂直圖③管理曲線圖④網(wǎng)絡(luò)圖這一章主要介紹：橫道圖、垂直圖（一）

橫道圖（垂直圖）制作

1、確定各機械施工工序的主導(dǎo)機械種類、功率

2、繪制一般工程施工進(jìn)度橫道圖，完全按第三章作過的方法制作，但僅限于有機械施工的工序

3、將橫道線上的數(shù)字用機械臺

的數(shù)字代替

4、繪制機械臺班分布圖，并將分布圖統(tǒng)計為詳細(xì)計劃表

5、合理確定配套機械的種類、功率（二）橫道圖（垂直圖）編制機械作業(yè)量一臺班為單位，機械臺數(shù)、作業(yè)時間的計算詳見第三章同種機械的施工計劃可以用橫道圖表現(xiàn)，也可以直接以表格形式表現(xiàn)具體制作方法見課本P95

（三）

管理曲線方法1做好橫道圖計劃復(fù)制件，并將機械施工工序的機械作業(yè)量計算出來，按累計方法計算累計時間段的累計量2在橫道圖上用累計百分比的方法標(biāo)注縱坐標(biāo)刻度，以時間單位為橫坐標(biāo)刻度3、按計算出來的累計量在圖紙上標(biāo)點，并用曲線連接形成“S型”曲線4、當(dāng)做出進(jìn)度計劃的曲線以后，隨著實際日進(jìn)度的完成，統(tǒng)計機械作業(yè)量并將累計量在圖紙上標(biāo)點，并用曲線逐點連接各點，看是否形成S型，并與計劃S型曲線比較5、時刻關(guān)注實際進(jìn)度點與計劃點的差異，作出書面報告及時匯報四、機械的維修及保養(yǎng)計劃維修保養(yǎng)主要從以下幾方面來評價：生產(chǎn)維修質(zhì)量安全生產(chǎn)：（1）機械在生產(chǎn)使用中的狀態(tài)（2）工地及計劃中是否有閑置的備用設(shè)備（3）機械故障的出現(xiàn)對機械的影響程度維修：（1）機械發(fā)生故障的頻率（2）機械發(fā)生故障的維修時間是否導(dǎo)致長時間停工（3）機械修理故障所消耗的費用是否值得質(zhì)量：（1）帶故障的機械對工程質(zhì)量是否有影響（2）故障機械的修理費用與影響質(zhì)量效果的比重安全：（1）因機械故障可能引起的傷害程度（2）因機械故障可能引起的公害程度保養(yǎng)（1）每日保養(yǎng)（2）每周保養(yǎng)（3）每月保養(yǎng)（4）潤滑管理五、經(jīng)濟車輛數(shù)的確定方法1、一般方法1）鏟斗容積比的選擇挖掘機和汽車的利用率達(dá)到最高值時的理論鏟斗容積比（汽車容量與挖掘機斗容量之比）是隨著運距的增加而提高，隨著汽車平均行駛速度增快而降低，即隨汽車的循環(huán)時間增加而提高的。鏟斗容積比國內(nèi)國外理論

1~2.5km3-54-73~5km7-87-10宜取低值

2）汽車載重量的利用程度：它與鏟斗容積比，汽車載重量或車箱容積以及土的密度等因素有關(guān)。裝滿自卸車車箱所需鏟裝次數(shù)n一般應(yīng)滿足式中Q－自卸車的載重量,tW－鏟斗中土的重量，tV1－鏟斗中土的松方容積，m3V－鏟斗容積，m3

3）與一臺裝載機配套適宜的自卸車輛數(shù)

N=T/t1（取大于此數(shù)的整數(shù)）式中T為自卸車的工作循環(huán)時間

T＝t1＋t2+t3+t4(min)t1－用裝載機械裝滿一車箱所需時間

t2－重車運輸行駛時間和空車返回的行駛時間

t3－在卸料點倒車轉(zhuǎn)向和卸料的時間

t4－在裝載機械近彎的倒車時間2、優(yōu)化方法－排隊法采用統(tǒng)計學(xué)來處理裝車時間和行駛時間變化的方法。設(shè)N為車隊中汽車的車輛數(shù)；α為汽車的平均到達(dá)率以每小時達(dá)到的次數(shù)計（按無延誤計算，不包括裝車時間），L為挖掘機每小時平均裝車輛數(shù)；R=α/L為每小時的到達(dá)率與每小時裝車輛數(shù)的比值。設(shè)P0為挖掘機無車可裝的概率；Pｔ挖掘機有一輛車或ｎ輛車可裝的概率。

因此在挖掘機前不是無車可裝，就是有一輛車可裝,概率PO和Pｔ之和必需為1故PO＝1-Pｔ為了計算Pｔ和Po可先求R值：式中：Qw——挖掘機的生產(chǎn)率

V——汽車車箱的堆裝容積

挖掘機無車可裝的概率PO和有車可裝的概率Pｔ，取決于汽車的車輛數(shù)N和R。P0值可用下式精確計算出來。運用排隊論法確定挖、運機群可能達(dá)到的生產(chǎn)率Q可以計算出：Q＝1.03QW·Pt

式中QW為挖掘機的正常生產(chǎn)率

1.03指計算值與現(xiàn)實測值比較的核正系數(shù)。與一臺挖掘機配套的最適宜車輛數(shù)的近似值N’可由下式計算：N’=1/R在瀝青混凝土、水泥混凝土面層機械化施工中，也可用排隊論求得經(jīng)濟車輛數(shù)。4-3、施工機械

一、土方機械（一）推土機一般用于經(jīng)濟運距50~100m的短距離推運土方、石方、渣土等，也用于開挖河渠、填筑堤壩、平整場地、砍樹挖根、堆集礫石等作業(yè)。（二）鏟運機鏟運機的經(jīng)濟運距和行駛坡度是鏟運機選型的重要依據(jù)。一般來說，運距短、坡度大、路面松軟，以選擇拖式鏟運機為宜，運距長，坡度大，宜采用雙發(fā)動機的自行式比較經(jīng)濟，一般經(jīng)濟運距為100~200m（三）挖掘機主要用來進(jìn)行挖掘土料、剝除采石的覆蓋層及在料場進(jìn)行裝載作業(yè)等。通常與運輸車輛進(jìn)行配合，按運輸距離確定運輸車輛的數(shù)量，保證生產(chǎn)效率。（四）裝載機常用于公路建設(shè)中的土石方鏟運，以及推土、起重等多種作業(yè)，在運距不大或道路坡度經(jīng)常變化的情況下，如采用裝載機與自卸車配合作業(yè)，會使工效下降，費用增高。這時可以采用裝載機作為自鏟運設(shè)備使用。如果運距較遠(yuǎn)，可以采用輪胎式裝載機配合自卸車采運土方，也可提高效率。（五）壓路機有碾壓機械，振動碾壓機械和夯實機械三類（六）平地機用來整平路基土石方機械選型配套路基型式及其修筑方法路堤或路塹高（m）土壤類別運土距離（m）最小工作段長度(m)選擇施工機械設(shè)備主要機械輔助機械從路基兩側(cè)取土坑取土填方（在平地上）<1Ⅰ~Ⅳ<15500自動平地機松土器，推土機，輪胎壓路機或羊腳碾<30不限制推土機松土器，自動平地機，輪胎壓路機或羊腳碾從路基兩側(cè)取土坑取土填方（在平地上）1~2<5050推土機鏟運機（6m3）松土器，自動平地機，輪胎壓路機或羊腳碾自路塹取土填筑路堤<3<100不限制推土機松土器，自動平地機，輪胎壓路機或羊腳碾100~500鏟運機（<10m3）推土機，松土器，輪胎壓路機，羊腳碾500~1000100推土機，重型壓路機，輪胎壓路機，羊腳碾>3>1000在一個工作段內(nèi)5000m3裝載機挖掘機自卸汽車推土機，自動平地機，輪胎壓路機，羊腳碾Ⅴ~Ⅵ>500空氣壓縮機，鑿巖機，推土機自專用借土坑取土填筑路堤不限制Ⅰ~Ⅳ<50050鏟運機（6~10m3）推土機，輪胎壓路機，羊腳碾>500100鏟運機（10m3）裝載機自卸汽車推土機，自動平地機，輪胎壓路機，羊腳碾縱向運土的斜坡填方<50050鏟運機（6m3）萬能推土機自動平地機，輪胎壓路機，羊腳碾傍山半挖半填山坡<20°<30100萬能推土機鏟運機（斗容量6m3），輪胎壓路機挖掘機萬能推土機，空氣壓縮機，鑿巖機山坡>20°Ⅴ~Ⅵ將土推往棄土坑Ⅰ~Ⅳ<50推土機自動平地機，重型壓路機路面工程機械一、穩(wěn)定土拌和機及廠拌設(shè)備

1、分類按行走方式：分為履帶式和輪胎式；按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向分為：正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；正轉(zhuǎn)適用于拌和松散的穩(wěn)定材料，反轉(zhuǎn)適用于量大且又密集的穩(wěn)定材料。2、作用：把無機結(jié)合料、土、細(xì)料、骨料、水等材料。按照施工配合比在路上直接拌和的機械。更換工作裝置后，還可進(jìn)行銑削舊瀝青路面和路基的工作。3、發(fā)展趨勢大功率，拌和能力強、操作方便、增強刀具耐磨性等方向發(fā)展。4、穩(wěn)定土廠拌設(shè)備把無機結(jié)合料、土、細(xì)料、骨料、水等材料。按照施工配合比在固定地點拌和均勻的設(shè)備。特點：所需配套設(shè)備少、占地小、機動靈活、成本低；級配精度高，拌和質(zhì)量好，但需要固定地點作業(yè)，整機龐大，占地面積大，還需配合運輸車輛，因此使用成本高。二、瀝青乳化機及乳化設(shè)備三、石屑撒布機四、液態(tài)瀝青運輸車（有加熱、保溫、機械抽吸、排放、內(nèi)部循環(huán)等功能）五、瀝青灑布機械六、瀝青混合料拌和設(shè)備七、瀝青混合料拌和攤鋪設(shè)備水泥混凝土攤鋪機有軌道式和滑模式兩種比較：滑模式不設(shè)置固定邊模，需用的模板和輔助人工少，具有較高的生產(chǎn)率，但對水泥混凝土攪拌設(shè)備較高，必須保證水泥混凝土及時供應(yīng)和對坍落度的嚴(yán)格控制。軌道式需配置幾套模板，以適應(yīng)所鋪不同板厚的路面，且對固定的邊模的安裝，軌道的鋪設(shè)要求較高?；Ｊ綑C器的自動化要求比較高，技術(shù)難度大，造價和維修成本較高。水泥混凝土攪拌站散裝水泥車混凝土攪拌運輸車混凝土輸送泵水平運輸機械自卸汽車注意事項：

1、自卸汽車的車箱容積應(yīng)為裝載機斗容的2~4倍為宜；

2、按照實際情況和經(jīng)濟效益，合理選擇車型：如道路條件好的平原地區(qū)和施工地開闊和山區(qū)，可以選用中型或重型自卸汽車；山區(qū)、峽谷、河床宜選用中、輕型自卸車。選用型號越少越好。

3、根據(jù)工程量的大小，工期和施工強度、運距遠(yuǎn)近等確定自卸汽車的需用量。應(yīng)充分發(fā)揮挖掘機的效能，又不造成排隊等候的情況，一般以每一臺挖掘機前有1~2輛自卸車為宜。在工程量大，工期緊，場地大，施工強度高而條件允許的地方，盡可能選用一些大的自卸車。例如：由某公路工程公司承擔(dān)基坑土方施工，基坑深為4.0m，土方量為15000m3，運土距離平均按5km計算，計算工期為10天，公司現(xiàn)有斗容量0.5m3、0.75m3、1.0m3液壓挖掘機各兩臺及4t、8t、10t自卸汽車各十臺，其主要參數(shù)如下：挖掘機：型號WY50WY75WY100斗容量（m3）0.50.751.0臺班產(chǎn)量420558690臺班價格（元/臺班）475530705自卸汽車載重能力4t8t10t運距5km臺班產(chǎn)量（m3）4062103臺班價格（元/臺班）296411719問題：1、挖掘機與自卸汽車按表中型號只能各取一種，如何組合最經(jīng)濟？每m3土方挖、運、卸的直接費為多少？2、若按兩班制組織施工，則需要配備幾臺挖掘機和幾臺自卸汽車？3、按照確定的機械配備，完成基坑土方開挖任務(wù)需要多少時間？分析要點：按單位費用最低的原則選取機械型號，計算直接費和機械需要量。1、最經(jīng)濟組合：挖掘機每m3土的費用為WY50：475/420=1.13(元/m3)WY75：530/558=0.95(元/m3)WY100：705/690=1.02(元/m3)自卸汽車每m3土的費用為4t：296/40=7.4(元/m3)8t：411/62=6.63(元/m3)10t：719/103=6.98(元/m3)因此：最經(jīng)濟的組合應(yīng)該為：WY75挖掘機配合8t的自卸汽車，其每m3的直接費用為：0.95+6.33＝7.58（元/m3）

2、每天需要的挖掘機和自卸汽車數(shù)量：根據(jù)經(jīng)濟組合，每天需要的挖掘機臺數(shù)與自卸汽車臺數(shù)的比例為：

558/62＝9，即每臺WY75挖掘機配備9臺8t的自卸汽車。

15000/（558*10*2）＝1.34臺取每天配備WY75挖掘機2臺，則每天需要8t自卸汽車2*9＝18臺，由于該施工單位只有10臺8t的自卸汽車，因此考慮用15t自卸汽車代替，每天需要15t自卸汽車8*62/103＝4.82臺按5臺配備。即每天挖機2臺，8t自卸汽車10臺，10t自卸汽車5臺。

3、按照上述機械配備，完成此基坑開挖工程需要的工期為：按挖掘機計算：15000/（558*2*2）＝6.72d

按汽車計算：15000/（62*10*2+1.3*5*2）＝6.61d。即完成基坑土方開挖需要6.72天。4-4、各種主要工程項目的施工方案、施工方法、施工程序

1、填土路基填土路基以機械化施工為主，基本機械配備組合方式為：推土機清理場地，機械碾壓原地面，挖掘機挖裝土，自卸車運輸，推土機或平地機整平，光輪或振動壓路機碾壓。施工程序：施工準(zhǔn)備→土木試驗→清理場地→碾壓原地面→填土→整平→壓實→檢測各項技術(shù)指標(biāo)→填上一層土。施工控制要點：填土含水量、厚度、壓實度、標(biāo)高。

2、填粉煤灰路基填粉煤灰路基施工以機械化施工為主，基本機械配備組合：推土機機械清理場地，壓路機械碾壓原地面，挖掘機挖裝土，自卸車運土，填筑粉煤灰包邊土；裝載機裝粉煤灰，自卸車運輸，推土機或平地機整平，灑水車灑水，光輪和振動壓路機碾壓。施工程序：施工準(zhǔn)備→相關(guān)實驗→清理場地→碾壓原地面，→填包邊土→填粉煤灰→灑水→整平→碾壓→檢查相關(guān)指標(biāo)→進(jìn)行上一層施工→二灰穩(wěn)定土封層施工?？刂埔c：粉煤灰的含水量、壓實度、標(biāo)高。

3、路面底基層施工路面底基層分兩層施工，即路拌層和廠拌層，路拌層以平地機配合灰土拌和機拌和，整平，灑水車灑水，光輪、輪胎和振動壓路機碾壓。廠拌為裝載機上料，250T/h的廠拌機拌和，自卸車運輸，平地機進(jìn)行整平，灑水，碾壓。施工程序（1）路拌法：施工準(zhǔn)備→材料及各種相關(guān)試驗→路基驗收→鋪試驗路段→檢查各種指標(biāo)→確定松鋪厚度→壓實工藝→備料、悶料→上料→攤鋪→補水→拌和→整平→碾壓→檢查各項指標(biāo)→養(yǎng)生→進(jìn)行下一段的施工。（2）廠拌法：準(zhǔn)備工作→材料及相關(guān)試驗→驗收路基→試拌→鋪試驗段→確定松鋪厚度和壓實工藝→檢查各項指標(biāo)→配料、上料→廠拌→運輸→攤鋪→碾壓→檢驗技術(shù)指標(biāo)→養(yǎng)生→進(jìn)行下一段施工。施工要點：厚度、壓實度、標(biāo)高、強度

4、路面基層施工基層施工采取廠拌的方法，裝載機上料，250T/h廠拌機拌和，自卸車運輸，平地機整平攤鋪、光輪、振動、輪胎壓路機碾壓。施工程序同底基層施工的廠拌法。要點：壓實度、強度、厚度、平整度、標(biāo)高。

5、碎石底基層碎石底基層施工采用機械拌和，機械攤鋪及碾壓的施工方法，拌和采用100T/h拌和機拌和，裝載機上料。自卸車運輸。兩臺7.5m3攤鋪機攤鋪，光輪、振動和輪胎壓路機碾壓。施工程序：準(zhǔn)備工作→各種試驗→拌和、攤鋪試驗路段→確定壓實系數(shù)、壓實工藝→檢查各項技術(shù)指標(biāo)→配料、上料→拌和→運輸→攤鋪→碾壓→養(yǎng)護(hù)→下一段施工。要點：礦料的級配、穩(wěn)定度、厚度、平整度。

6、瀝青混凝土面層施工瀝青混凝土拌和，運輸攤鋪、碾壓均采用機械施工的方法，裝載機配合瀝青混凝土拌和樓拌和，自卸車運輸，兩臺7.5m3攤鋪機攤鋪，光輪、輪胎壓路機碾壓。施工程序：準(zhǔn)備工作→各種材料及相關(guān)試驗→試拌、攤鋪試驗段→確定壓實系數(shù)，壓實工藝等→清掃底基層→配料上料→拌和→運輸→攤鋪→碾壓→養(yǎng)護(hù)。要點：油石比、攤鋪溫度、厚度、穩(wěn)定度、平整度、礦料的級配。

7、鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁施工基本方案：護(hù)筒采用鋼護(hù)筒，根據(jù)孔深選擇沖擊鉆或回旋鉆機進(jìn)行成孔，因此，泥漿除采用自選漿外，余采用加添粘土造漿的方法。清孔采用泥漿泵或空壓機清孔的方法。門架吊放鋼筋籠和導(dǎo)管，混凝土灌注采用混凝土拌和樓攪拌。泵送混凝土。施工程序：準(zhǔn)備工作→清除雜物、挖土、夯填底基層粘土→施工放樣、安放護(hù)筒→鉆機就位→鉆孔→制作鋼筋籠→下鋼筋籠→清孔→混凝土攪拌運輸→灌注→鉆機撤出→拆除護(hù)筒養(yǎng)生。要點：注意水頭壓力，防止塌孔，檢測孔底標(biāo)高，清孔要滿足要求，灌注混凝土要連續(xù)，確保澆灌混凝土質(zhì)量。8、空心板預(yù)制空心板預(yù)制施工：底座采用低標(biāo)號片石混凝土，隔離采用鋪設(shè)塑料布，模板芯采用充氣膠囊，外模采用組合鋼模，混凝土澆注采用攪拌機攪拌，機動翻斗車運輸，振搗采用平板和插入式兩種。施工順序：準(zhǔn)備工作→各種材料及混凝土試驗→底座制作→放樣→鋪設(shè)塑料布→制作并綁扎鋼筋→安裝外?！炷涟韬?、運輸、澆底層混凝土→放芯→綁扎上層鋼筋→澆上層混凝土→養(yǎng)生→拆除芯?！鸪饽?。要點：底座平滑、預(yù)拱度準(zhǔn)確、芯模固定可靠、混凝土澆注的間隔時間要盡量縮短。

9、后張法預(yù)應(yīng)力底座采用低標(biāo)號片石混凝土，模板采用組合鋼模，混凝土澆注采用攪拌機拌和，機動翻斗車運輸，振搗采用插入式、附著式及平板式振搗器進(jìn)行振搗。穿束采用人工穿束，預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備張拉，錨固?？椎缐簼{采用壓漿機壓漿。施工工序：準(zhǔn)備工作→材料及混凝土試驗→澆注大梁底座→放樣→制作綁扎鋼筋、固定預(yù)應(yīng)力孔道→制作安裝模板→混凝土拌和、運輸→澆注混凝土→養(yǎng)生拆模→鋼絞線制作編束→穿束、張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線→孔道壓漿→封錨。要點：預(yù)應(yīng)力孔道位置要準(zhǔn)確，振搗要避免碰撞預(yù)應(yīng)力管道，澆注混凝土要盡可能一次澆完，錨固要符合要求，張拉時混凝土標(biāo)號要達(dá)到設(shè)計要求，壓漿應(yīng)緩慢均勻進(jìn)行。嚴(yán)格按程序張拉，并作好張拉記錄。

10、先張法預(yù)應(yīng)力施工制作具有足夠程度和剛度的混凝土臺座，橫梁采用有足夠剛度的工字梁，梁底座采用低標(biāo)號片石混凝土，模板用組合鋼模板，千斤頂張拉設(shè)備進(jìn)行張拉，混凝土澆注采用攪拌機拌和，機動翻斗車運輸，龍門架吊運梁和模板及混凝土。施工程序：準(zhǔn)備工作→材料及混凝土配合比試驗→制作先張法臺座→放樣→鋼筋制作、綁扎→支模板→預(yù)應(yīng)力鋼材制作、編束→預(yù)應(yīng)力鋼鉸線張拉→澆混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆?！艔垺鸬跻c：防止污染應(yīng)力鋼材，張拉注意張拉程序，放松的值域，混凝土標(biāo)號要符合要求?？刂?/p>