土方工程施工工藝課件

第一節(jié)土的工程性質(zhì)第二節(jié)土方工程量的計算第三節(jié)土方工程施工工藝第四節(jié)土石壩施工第五節(jié)面板堆石壩施工第六節(jié)砌石壩施工第七節(jié)渠道施工第九章土方工程施工工藝第一節(jié)土的工程性質(zhì)一、土的分類按土開挖的難易程度將土分為四級。土質(zhì)級別土質(zhì)名稱自然濕密度(g/cm3)外形特征開挖方法Ⅰ沙土、種植土1.65～1.75

疏松、粘著力差或易透水，略有粘性

用鍬或略加腳踩開挖Ⅱ壤土、淤泥、含壤種植土1.75～1.85

開挖時能成塊，并易打碎

用鍬需用腳踩開挖Ⅲ粘土、干燥黃土、干淤泥、含少量礫石粘土1.80～1.95

粘手、看不出砂粒或干硬

用鎬、三齒耙開挖或用鍬需用力加腳踩開挖Ⅳ堅硬粘土、礫質(zhì)粘土、含卵石粘土1.90～2.10

土壤結(jié)構(gòu)堅硬，將土分裂后成塊狀或含粘粒、礫石較多

用鎬、三齒耙開挖第三節(jié)土方工程施工工藝一、土方開挖1.推土機2.鏟運機3.裝載機4.單斗挖掘機二、土方運輸1.有軌運輸2.無軌運輸3.皮帶機運輸三、土方壓實1.壓實理論2.壓實方法3.壓實機械4.壓實機械的選擇5.壓實參數(shù)與壓實試驗1.推土機在拖拉機上裝上推土鏟刀而成索式推土機：鏟刀是借刀具自重切入土中，切土深度較小液壓推土機：能強制切土，推土板的切土角度可以調(diào)整，切土深度較大兩種。1.推土機特點：構(gòu)造簡單，操作靈活，運轉(zhuǎn)方便，所需作業(yè)面小，功率大，能爬30°左右的緩坡適用：施工場地清理和平整，開挖深度不超過1.5m的基坑以及溝槽的回填土，堆筑高度在1.5m以內(nèi)的路基、堤壩等1.推土機提高挖掘效率的方法：(1)下坡推土借推土機自重，增大鏟刀的切土深度和運土數(shù)量，以提高推土能力和縮短運土時間。一般可提高效率30～40%。(2)并列推土(3)溝槽推土2.鏟運機（1）分類拖式——由拖拉機牽引，工作時靠拖拉機上的操作機構(gòu)進行操作自行式——行駛和工作都靠本身的動力設備，不需要其它機械的牽引和操作2.鏟運機(2)特點能獨立完成鏟土、運土、卸土和平土作業(yè)，對行駛道路要求低，操作靈活，運轉(zhuǎn)方便，生產(chǎn)效率高(3)適用大面積場地平整，開挖大型基坑、溝槽以及填筑路基、堤壩等，最適合開挖含水量不大于27%的松土和普通土，不適合在礫石層和沼澤區(qū)工作。2.鏟運機(4)經(jīng)濟運距拖式鏟運機的運距以不超過800m為宜，當運距在300m左右時效率最高自行式鏟運機經(jīng)濟運距為800～1500m。3.裝載機(1)用途鏟取散粒材料并裝上車輛，可用于裝運、挖掘、平整場地和牽引車輛等，更換工作裝置后，可用于抓舉或起重等作業(yè)，因此在工程中被廣泛應用。3.裝載機(2)分類按行走裝置：輪胎式和履帶式；按卸料方式：前卸式、后卸式和回轉(zhuǎn)式三種；按載重量：小型(＜1t)、輕型(1～3t)、中型(4～8t)、重型(＞10t)四種。4.單斗挖掘機單斗挖掘機是一種循環(huán)作業(yè)的施工機械，在土石方工程施工中最常見。按其行走機構(gòu)：履帶式和輪胎時；按其傳動方式：機械傳動和液壓傳動兩種；按工作裝置不同：正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟等。4.單斗挖掘機（1）正鏟單斗挖掘機正鏟每一工作循環(huán)包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸料、返回四個過程。4.單斗挖掘機（1）正鏟單斗挖掘機正鏟挖掘機主要用于停機面以上的掌子開挖。根據(jù)掌子面挖掘機的工作面稱為掌子面布置的不同，正鏟挖掘機有不同的作業(yè)方式：正向挖土，側(cè)向卸土（盡量布置成該型式）正向挖土，后方卸土4.單斗挖掘機（2）反鏟單斗挖掘機適用于停機面以下土方開挖。挖土時后退向下，強制切土，挖掘力比正鏟挖掘機小，主要用于小型基坑、基槽和管溝開挖。反鏟挖土時，可用自卸汽車配合運土，也可直接棄土于坑槽附近。反鏟挖掘機工作方式分為以下兩種：溝端開挖溝側(cè)開挖4.單斗挖掘機（3）單斗挖掘機生產(chǎn)效率的計算挖掘機的生產(chǎn)率是指在單位時間內(nèi)從掌子中挖取并卸入土堆或車箱的土方量。影響挖掘機生產(chǎn)率的主要因素有：土壤性質(zhì)、掌子的高度、旋轉(zhuǎn)角度、工作時間的利用程度、運輸車輛的大小、司機的操作水平和挖掘機的技術狀況等。P=60nqK充K修K時K延/K松(m3/h，自然方)其中K修＝1/(0.4K土+0.6β)n－設計每分鐘循環(huán)次數(shù)，ｎ＝3600/T，T為挖掘機一個工作循環(huán)時間(s)；q－鏟斗平裝容量，即鏟斗的幾何容積，ｍ3；K充－鏟斗充盈系數(shù)，與土質(zhì)有關，一般取0.80～1.10；K修－工作循環(huán)時間修正系數(shù)；P=60nqK充K修K時K延/K松(m3/h，自然方)其中K修＝1/(0.4K土+0.6β)K土－土壤級別修正系數(shù),可采用1.0～1.2；β－轉(zhuǎn)角修正系數(shù)，轉(zhuǎn)角90°時取1.0，100°～135°時取1.08～1.37；K時－時間利用系數(shù)，取0.8～0.9；K延－聯(lián)合工作系數(shù)，卸入棄土堆時取1.0，卸入車箱時取0.9；K松－土壤的可松性系數(shù)。4.單斗挖掘機（4）提高挖掘機生產(chǎn)效率的措施合理布置掌子面，縮短挖掘機工作循環(huán)時間；合理配套挖運設備；規(guī)范施工方法和步驟，提高機械設備操作水平加強施工管理，提高時間利用系數(shù)加強機械維修保養(yǎng)，保證機械正常運轉(zhuǎn)。1.有軌運輸(1)標準軌運輸標準軌軌距1435mm，工程量一般不少于30萬m3，運距不少于1km，坡度不宜大于2.5%，轉(zhuǎn)彎半徑不小于200m(2)窄軌運輸窄軌軌距有1000mm、762mm、610mm三種。窄軌運輸設備簡單，線路要求比準軌低，能量消耗少，在工程中得到廣泛使用。2.無軌凱運輸(1)自卸汽囑車運輸(2)拖拉胞機運聯(lián)輸(3)皮帶倆機運兼輸1.壓實頸理論（1）壓占實目紀的提高土構(gòu)體密度廟，提高哪土方承公載能力廣；加大燭土壩或驢土堤坡夠角，減左小填方皺斷面面讓積，減翠少工程狀量，從壤而減少仁工程投多資，加膚快工程吹進度；捆提高土榮方防滲覽性能，樣提高土符壩或土服堤的滲洲透穩(wěn)定尺性1.壓實理盛論（2）粘性基土的主窄要壓實腐阻力是光土體內(nèi)跑的凝聚看力。在鋪土招厚度不刪變的條效件下，荒粘性土職的壓實浴效果(即干密滔度)隨含水瓶量的增垮大而增芒大，當睛含水量沈增大到濫某一臨繡界值時縣，干密卸度達到維最大，終如此時但進一步含增加土針體含水肝量，干捆密度反輔而減小個，此臨桿界含水府量值稱公為土體寇的最優(yōu)捎含水量胳，即相同錘壓實陶功能警時壓驗實效滅果最灰大的泄含水芬量。1.壓實耀理論（3）非粘功性土，服壓實的低主要阻畫力是顆系粒間的匹摩擦力任。由于均土料誤顆粒址較粗余，單下位土吧體的灶表面遮積比擔粘性煌土小激得多漁，土扁體的繞空隙瘦率小擠，可成壓縮萍性小加，土駱體含版水量晌對壓馳實效息果的綿影響熊也小求，大在外拒力及出自重冊的作織用下焰能迅念速排勿水固嚴結(jié)。粘性土懸顆粒細區(qū)，孔隙勒率大，觸可壓縮足性也大型，由于芝其透水暢性較差咐，所以柜排水固敲結(jié)速度傷慢，難好以迅速架壓實。2.壓實春方法靜壓碾萄壓：作用彼在土紅體上巧的荷米載不沸隨時程間變蓄化震動碾仁壓：作用喜在土節(jié)體上醋的荷居載隨卷時間掌呈周爪期性池變化夯擊：作用濫在土方體上服的外肚力是俯瞬間浮沖擊航力，醋大小浙隨時辛間變貌化3.壓實機遭械(1汽)平碾平碾鋼凍鐵空心除滾筒側(cè)診面設有引加載孔釘，加載光大小根乞據(jù)設計孔要求而膨定。平頃碾碾壓妄質(zhì)量差偵，效率虹低，較刻少采用聾。3.壓實罵機械(2亡)肋碾肋碾短一般囑采用慮鋼筋教混凝擔土預報制。友肋碾氏單位致面積啦壓力布較平近碾大勻，壓批實效哥果比駕平碾軟好，蘿用于眨粘性但土的鈴碾壓眨。3.壓實機薯械(3崖)羊腳葡碾羊腳大碾的騎羊腳莫插入乖土中碌，不藝僅使偷羊腳愛底部圍的土壤體受震到壓舉實，避而且邀使其教側(cè)向識土體婆受到齡擠壓體，從源而達尤到均藥勻壓夢實的迷效果樹。3.壓實機緊械(4)氣胎烏碾壓實禁土料燭時，繞充氣怖輪胎野隨土伙體的敘變形原而發(fā)拐生變口形。撇氣胎約的荷模重可網(wǎng)以增宵加到啞很大巴的數(shù)壘值。既適霜宜于牛壓實叢粘性爸土，擦又適揀宜于旺壓實露非粘丸性土設，適跟用條直件好弄，壓怖實效營率高慰，是爹一種伯十分皮有效殊的壓搶實機求械。3.壓實赴機械(5)震動碾一種振暑動和碾翻壓相結(jié)瘡合的壓澇實機械握。它是摘由柴油插機帶動塵與機身餓相連的扣軸旋轉(zhuǎn)霜，使裝自在軸上牌的偏心痰塊產(chǎn)生倒旋轉(zhuǎn)，機迫使碾蘿滾產(chǎn)生易高頻震曉動。3.壓實僵機械(6朋)蛙夯利用沖妖擊作用頌來壓實臘土方，間具有單堤位壓力扎大、作暑用時間符短的特尊點，既般可用來脹壓實粘眨性土，擺也可用鴉來壓實匯非粘性另土。蛙夯作能業(yè)采取夯擊套計壓法。一妥般用蝕于施申工場粒地狹職窄、上碾壓首機械買難以惕施工矮的部救位。3.壓實機師械(7柔)碾壓機久械碾壓雀實土料臉的方法a.進退京錯距撒法b.圈轉(zhuǎn)著套壓盆法c.套壓夯霧實法4.壓實機悉械的選重擇(1誤)適應閱筑壩遙材料妹的特扛性粘性土普應優(yōu)先門選用氣跟胎碾、設羊腳碾賠；礫質(zhì)土娃宜用氣幕胎碾、蛋夯板；堆石與還含有特庭大粒徑(大于50識0m養(yǎng)m)的砂孕卵石振宜用勒震動岸碾。4.壓實敢機械叼的選揀擇(2)應與迅土料屑含水哥量、鑒原狀腥土的掛結(jié)構(gòu)祖狀態(tài)薯和設酷計壓踢實標借準相慢適對含水澆量高于制最優(yōu)含鼓水量1～2%的土料建，宜用殘氣胎碾毫壓實；當重粘偵土的含減水量低使于最優(yōu)存含水量關，原狀真土天然剝密度高慰并接近貪設計標近準，宜做用重型醫(yī)羊腳碾水、夯板站；當含承水量狀很高雀且要召求的藝壓實羅標準泥低時肆，粘坐性土只也可草選用個輕型煌的肋課型碾便、平面碾。4.壓實促機械室的選勵擇(3蟻)應與施跑工強度滲大小、掀工作面旨寬窄和士施工季為節(jié)相適徹應氣胎碾手、震動逃碾適用幅于生產(chǎn)喚強度要由求高和貝搶時間全的雨季梨作業(yè)；夯擊機垃械宜用隆于壩體撇與岸坡碌或剛性轎建筑物秧的接觸匆?guī)?、邊片角和溝滋槽等狹答窄地帶挨。冬季作魯業(yè)選擇高大功率歲、高效嘆能的機紗械。5.壓實參丑數(shù)與壓添實試驗(1籮)壓實芬標準以設計購干密秀度作為壓惜實標準瓣來控制懸填方質(zhì)趕量。(2繪)壓實汁參數(shù)寇的確權(quán)定初步昏選擇蹈了壓絞實機嗓械類探型后貴，進擔一步征確定菊機械巡壽所能煌達到破的、危具有掏最佳滴技術喂經(jīng)濟緩效果炕的各派種壓矮實參萍數(shù)。要求弟在施晶工現(xiàn)秘場進疤行壓譜實試桿驗，床以確史定碾石重、影鋪土佩厚度吸、壓學實遍鞏數(shù)及猴土料衰的最噴優(yōu)含恒水量姜等。5.壓實棟參數(shù)親與壓直實試智驗(3)碾壓榆試驗1)選擇槳一60維m×脆6m的條形試攪驗區(qū)。將此黃條帶分減為15役m長的4等分幫，各宿段含然水量襯依次瞇為ω1、ω2、ω3、ω4，控制嫁其誤差寶不超過1%。對粘絞性土，率試驗含盤水量可偶定為：ω1＝ωｐ－4%；ω2＝ωｐ－2%；ω3＝ωｐ；ω3＝ωｐ＋2%（ωｐ為土料追的塑限氣）。5.壓實襖參數(shù)高與壓榜實試具驗(3顧)碾壓逐試驗2)每段沿在長邊等狠分為4塊，攜每塊將規(guī)定抬其碾移壓遍血數(shù)分對別為n1、n2、n3、n43)試驗時用，每一騰小塊內(nèi)本取9個試仙樣為請一組斤，分奴別測燙定其襯含水趙量和