土方工程機(jī)械化施工課堂件

1、建筑施工技術(shù) 授課教師：范向前課件制作：陳志浩，林啟彬，謝偉生，凌繼綠土方工程的機(jī)械化施工o 土方工程的施工包括：土方開挖、運(yùn)輸、普探及處理問題土、填筑與壓實(shí)等，應(yīng)盡量采用機(jī)械化施工，以減輕繁重的體力勞動和提高施工速度o 視頻：土方工程機(jī)械化施工推土機(jī)o 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、易于轉(zhuǎn)移，能爬30度左右緩坡，應(yīng)用范圍廣推土機(jī)特點(diǎn)及適用范圍o 推土機(jī)是由拖拉機(jī)和推土鏟組成，按鏟的操縱方式不同，推土機(jī)分為索式和液壓式兩種。按行走裝置可分為履帶式和輪胎式。索式推土機(jī)的鏟刀借本身自重切入土中，在硬土中切土深度較小。液壓式推土機(jī)由于用液壓操縱，能使鏟刀強(qiáng)制切入土中，切入深度較

2、大。同時(shí)，液壓式推土機(jī)鏟刀還可以調(diào)整角度，具有更大的靈活性。o 推土機(jī)操縱靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小、行駛速度快、易于轉(zhuǎn)移，能爬30左右的緩坡，因此應(yīng)用范圍較廣。適用于開挖一至三類土。多用于挖土深度不大的場地平整，開挖深度不大于1.5m的基坑，回填基坑和溝槽，堆筑高度在1.5m以內(nèi)的路基、堤壩，平整其他機(jī)械卸置的土堆；推送松散的硬土、巖石和凍土，配合鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行助鏟；配合挖土機(jī)施工，為挖土機(jī)清理余土和創(chuàng)造工作面。推土機(jī)有效作業(yè)方法o （1）槽形推土o 當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)，挖土層較厚時(shí)，利用已推過的土槽再次推土，可以減少鏟刀兩側(cè)土的散漏。這樣作業(yè)可提高效率10%30%。槽深1m左右為宜，槽間土埂寬約0

3、.5m。在推出多條槽后，再將土埂推入槽內(nèi)，然后運(yùn)出。o （2）并列推土o 對于大面積的施工區(qū)，可用多臺推土機(jī)并列推土。推土?xí)r兩鏟刀相距1530cm，這樣可以減少土的散失而增大推土量，能提高生產(chǎn)率15%30%。并列推土送土運(yùn)距宜為20 60m；且推土機(jī)數(shù)量不宜超過3臺，否則倒車不便，行駛不一致，反而影響生產(chǎn)率的提高。o (3)下坡推土o 推土機(jī)順地面坡勢沿下坡方向推土，一般可提高生產(chǎn)率30%40%。但坡度不宜大于15，以免后退時(shí)爬坡困難推土機(jī)的生產(chǎn)效率o Qd=8QhKBo Qh=3600q/TvKs其中： Qd-臺班生產(chǎn)效率，m/臺班o Qh-推土機(jī)生產(chǎn)率m/小時(shí)o Tv-從推土機(jī)開始到將運(yùn)土

4、到回填地點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間，so q-推土機(jī)每次推土量。Mo Ks-土的最初可松散性系數(shù)o KB-時(shí)間利用系數(shù)，一般娶0.72-0.75鏟運(yùn)機(jī)o 鏟運(yùn)機(jī)是一種能夠獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、整平的土方機(jī)械。按行走機(jī)構(gòu)可分為拖式鏟運(yùn)機(jī)和自行式鏟運(yùn)機(jī)兩種。拖式鏟運(yùn)機(jī)由拖拉機(jī)牽引，自行式鏟運(yùn)機(jī)的行駛和作業(yè)都靠本身的動力設(shè)備。常用鏟斗容量為2m、5m、6m、7m等。鏟運(yùn)機(jī)適用范圍o 鏟運(yùn)機(jī)對行駛的道路要求較低，操縱靈活，生產(chǎn)率較高。可在一三類土中直接挖、運(yùn)土，常用于坡度在20以內(nèi)的大面積土方挖、填、平整和壓實(shí)，大型基坑、溝槽的開挖，路基和堤壩的填筑，不適于礫石層、凍土地帶及沼澤地區(qū)使用。堅(jiān)硬土開挖時(shí)要用

5、推土機(jī)助鏟或用松土機(jī)配合。鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行路線和作業(yè)方法o 1）鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)方法o 在土方工程中，常使用的鏟運(yùn)機(jī)的鏟斗容量為28m3；自行式鏟運(yùn)機(jī)適用于運(yùn)距8003500m的大型土方工程施工，以運(yùn)距在8001500m的范圍內(nèi)的生產(chǎn)效率最高；拖式鏟運(yùn)機(jī)適用于運(yùn)距為80800m的土方工程施工，而運(yùn)距在200350m時(shí)，效率最高。如果采用雙聯(lián)鏟運(yùn)或掛大斗鏟運(yùn)時(shí)，其運(yùn)距可增加到1000m。運(yùn)距越長，生產(chǎn)率越低，因此，在規(guī)劃鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行路線時(shí)，應(yīng)力求符合經(jīng)濟(jì)運(yùn)距的要求。環(huán)形路線。當(dāng)?shù)匦纹鸱淮?，施工地段較短時(shí)，多采用環(huán)形路線（a、b）。環(huán)形路線每一循環(huán)只完成一次鏟土和卸土，挖土和填土交替；挖填之間距離較短時(shí)，

6、則可采用大循環(huán)路線（c），一個(gè)循環(huán)能完成多次鏟土和卸土，這樣可減少鏟運(yùn)機(jī)的轉(zhuǎn)彎次數(shù)，提高工作效率。8”字形路線。施工地段較長或地形起伏較大時(shí)，多采用“8”字形開行路線（d）。這種開行路線，鏟運(yùn)機(jī)在上下坡時(shí)是斜向行駛，受地形坡度限制小；一個(gè)循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，可避免機(jī)械行駛時(shí)的單側(cè)磨損；一個(gè)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(yùn)行時(shí)間，提高生產(chǎn)率。鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)效率計(jì)算o Qd=8QhKBo Qh=3600qKc/TcKs其中：Qd-臺班生產(chǎn)效率，m/臺班o Qh-鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)率，m/小時(shí)o Tc-從挖土開始到卸土完畢的循環(huán)延續(xù)時(shí)間，so q-鏟斗容量。Mo Kc-鏟

7、斗裝土的充盈系數(shù)，一般砂土為0.75，其他土為0.85-1.0o Ks-土的最初可松散性系數(shù)o KB-時(shí)間利用系數(shù)，一般取0.65-0.75單斗挖土機(jī)o單斗挖土機(jī)是基坑（槽）土方開挖常用的一種機(jī)械。按其行走裝置的不同，分為履帶式和輪胎式兩類。按工作方式可分為機(jī)械式和液壓式。依其工作裝置的不同，分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。正鏟挖土機(jī)o 適用于開挖停機(jī)面以上土方，且需要與汽車配合完成挖運(yùn)工作。正鏟挖土機(jī)生產(chǎn)效率高，適合開挖含水量小于27的一至四類土o 正向挖土，側(cè)向卸土。即挖土機(jī)沿前進(jìn)方向挖土，運(yùn)輸車輛停在側(cè)面卸土（可停在停機(jī)面上或高于停機(jī)面）。此法挖土機(jī)卸土?xí)r動臂轉(zhuǎn)角小，運(yùn)輸車輛行駛方便，故

8、生產(chǎn)效率高，應(yīng)用較廣。o 正向挖土，后方卸土。即挖土機(jī)沿前進(jìn)方向挖土，運(yùn)輸車輛停在挖土機(jī)后方裝土。此法挖土機(jī)卸土?xí)r動臂轉(zhuǎn)角大、生產(chǎn)率低，運(yùn)輸車輛要倒車進(jìn)入。 一般在基坑窄而深的情況下采用。反鏟挖土機(jī)o 適用于開挖一直三類土，主要用于開挖停機(jī)面以下的土方，最大挖土深度4至6m，經(jīng)濟(jì)合理的開挖2至4m。需配備運(yùn)土汽車進(jìn)行運(yùn)輸。拉產(chǎn)挖土機(jī)適用于一至三類土，可開挖較大基坑（槽）和溝渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤壩等。能開挖停機(jī)面一下的土。挖土?xí)r，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土?xí)r斗齒朝下，利用慣性，較濕的黏土也能卸凈抓鏟挖土機(jī)o 適用于較松軟的土。對施工面窄而深的基坑，深槽，深井采用抓鏟效果理

9、想。抓鏟還可以用于挖水中淤泥，裝卸碎石礦渣等松散材料。抓鏟也可以采用液壓操縱抓斗作業(yè)。挖土機(jī)生產(chǎn)效率計(jì)算8 3600cdBsKQqKtK 式中：Qd單斗挖土機(jī)臺班生產(chǎn)率（m3/臺班）；t挖掘機(jī)每次循環(huán)作業(yè)延續(xù)時(shí)間（s），即每挖一斗的時(shí)間；q挖土機(jī)斗容量（m3）；Ks土的最初可松性系數(shù)；Kc土斗的充盈系數(shù)，可取0.81.1；KB工作時(shí)間利用系數(shù)，一般取0.60.8。挖掘機(jī)需用數(shù)量計(jì)算111dQNQTCK式中：N1挖土機(jī)需用的數(shù)量（臺） Q土方量（m3）； Qd挖土機(jī)生產(chǎn)率（m3/臺班）； T工期（工作日）； C每天工作班數(shù)； K1時(shí)間利用系數(shù)，可取0.80.9。運(yùn)土汽車配備數(shù)量計(jì)算21QNQ式中

10、：N2運(yùn)土汽車需要的數(shù)量（臺） Q土方量（m3）； Q1自卸汽車生產(chǎn)率（m3/臺班）。土方工程除了實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化施工以外，還應(yīng)組織流水施工，以充分發(fā)揮機(jī)械效能，加快施工進(jìn)度。土方的填筑與壓實(shí)o 為了保證填土工程的質(zhì)量，必須正確選擇土料和填筑方法，如設(shè)計(jì)無要求，一般按下述原則進(jìn)行。o 1、碎石類土、砂土（使用細(xì)、粉砂時(shí)應(yīng)取得設(shè)計(jì)單位同意）和爆破石碴可用作表層以下的填料；o 2、含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可用作各層填料；3、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。o 4、淤泥和淤泥質(zhì)土等均不應(yīng)作為填土。但在沼澤地區(qū)，經(jīng)過處理水量符合壓實(shí)要求，可用于填方中的次要部分。o 填土應(yīng)嚴(yán)

11、格控制含水量，施工前應(yīng)該進(jìn)行檢查，當(dāng)含水量過大時(shí)，應(yīng)采用翻松、晾曬、風(fēng)干等方法降低含水量，或采用換土回填、均勻滲入干土或其他吸水材料、打石灰樁等措施；如含水偏低則可預(yù)先灑水濕潤。填土方法o 1、人工填土o 用手推車運(yùn)土，用鐵楸、耙等工具進(jìn)行填筑，由最低部分開始由一端向另一端自下而上分層鋪填。o 2、機(jī)械填土o 用推土機(jī)、鏟車或自卸汽車進(jìn)行。填土必須分層進(jìn)行，并逐層壓實(shí)。不得居高臨下，不分層次一次推倒填筑。壓實(shí)方法o 1、碾壓：適用于大面積填土壓實(shí)工程o 2、夯實(shí)：主要用于小面積填土，可以夯實(shí)黏土或非黏土。o 振動壓實(shí)：主要用于路基壓實(shí)。機(jī)械主要是振動壓路機(jī)影響填土壓實(shí)的因素o 影響填土壓實(shí)的主

12、要因素填土壓實(shí)量與許多因素有關(guān)，其中主要影響因素為：壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。n 1.壓實(shí)功的影響o 填土壓實(shí)后的密度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加的功有一定的關(guān)系。土的密度與所耗的功的關(guān)系見圖2-46。當(dāng)土的含水量一定，在開始壓實(shí)時(shí)，土的密度急劇增加，待到接近土的最大密度時(shí)，壓實(shí)功雖然增加許多，而土的密度則變化甚小。實(shí)際施工中，對于砂土只需碾壓或夯實(shí)23遍，對壓砂土只需34遍，對亞粘土或粘土只需56遍。n 2.含水量的影響o 在同一壓實(shí)功的作用下，填土的含水量對壓實(shí)質(zhì)量有直接影響。較為干燥的土，由于土顆粒之間的摩阻力較大，因而不易壓實(shí)。當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時(shí)，水起了潤滑作用，土顆粒之間的摩阻

13、力減小，從而易壓實(shí)。土在最佳含水量的條件下，使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí)，所行到的密度最大。土的最佳含水量和最大干密度參考數(shù)n 3.鋪土厚度的影響o 土在壓實(shí)功的作用下，其應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，超過一定深度后，則土的壓實(shí)密度與未壓實(shí)前相差極小。其影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實(shí)機(jī)械壓土?xí)r的影響深度。因此，填土壓實(shí)時(shí)每層鋪土厚度的確定應(yīng)根據(jù)所選壓實(shí)機(jī)械和土的性質(zhì)，在保證壓實(shí)質(zhì)量的前提下，使土方壓實(shí)機(jī)械的功耗費(fèi)最小?？砂凑障卤磉x用。填土壓實(shí)的質(zhì)量檢查n1）填土施工過程中應(yīng)檢查排水措施，每層填筑厚度、含水量控制和壓實(shí)程序。n2）對有密實(shí)度要求的填方，在夯實(shí)或壓實(shí)之后，要對每層回填土的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，一般采用環(huán)刀法（或灌砂法）取樣測定土的干密度，求出土的密實(shí)度，或用小輕便觸探儀