土木工程施工課件

1、土方工程機械化施工土方工程機械化施工土方填筑與壓實土方填筑與壓實常用土方施工機械常用土方施工機械1 1、推土機施工、推土機施工 推土機由拖拉機和推土鏟刀組成，按行走的方式分履帶式和推土機由拖拉機和推土鏟刀組成，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式。式又分為固定式和回轉式。 推土機是一種自行式的挖土、運土工具。適于運距在推土機是一種自行式的挖土、運土工具。適于運距在lOOmlOOm以以內的平土或移挖作填，以內的平土或移挖作填，以30-60m30-60m為最佳。一般可挖運為最佳。

2、一般可挖運一一- -三三類土。類土。 目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機有東方目前，我國生產(chǎn)的履帶式推土機有東方3210032100、T-120T-120、黃河、黃河220220等；輪胎式推土機有等；輪胎式推土機有TL160TL160等。等。 提高生產(chǎn)效率的方法：提高生產(chǎn)效率的方法：(1)(1)下坡推土法下坡推土法 (2)(2)分批集中，一次推送法分批集中，一次推送法(3) (3) 溝槽推土法溝槽推土法 (4) (4) 并列推土法并列推土法 (5)(5)斜角推土法斜角推土法 圖140 并列推土法圖141 槽形推土法圖142 并列推土法圖143 斜角推送法作業(yè)2 2、鏟運機施工、鏟運機施工 按行走方式

3、分為牽引式鏟運機和自行式鏟運機；按鏟斗按行走方式分為牽引式鏟運機和自行式鏟運機；按鏟斗操縱系統(tǒng)分有液壓操縱和機械操縱兩種。操縱系統(tǒng)分有液壓操縱和機械操縱兩種。 （a）自形式鏟運機圖144 鏟運機（b）拖式鏟運機 鏟運機的開行路線鏟運機的開行路線 （1)1)環(huán)形路線環(huán)形路線 （2)“8”2)“8”字形路線字形路線 圖145 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（c）（d） 提高生產(chǎn)效率的施工方法提高生產(chǎn)效率的施工方法 （1 1）下坡鏟土（）下坡鏟土（2 2）跨鏟法）跨鏟法 （3 3）助鏟法）助鏟法圖146 助鏟法示意圖1鏟運機；2推土機3 3、單斗挖土機施工、單

4、斗挖土機施工單斗挖土機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟單斗挖土機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種四種( (圖圖1.471.47) )。 單斗挖土機按其操縱機構的不同，可分為機械式和液壓式兩類。單斗挖土機按其操縱機構的不同，可分為機械式和液壓式兩類。液壓式單斗挖土機的優(yōu)點是能無級調速且調速范圍大；快速作液壓式單斗挖土機的優(yōu)點是能無級調速且調速范圍大；快速作業(yè)時，慣性小，并能高速反轉；轉動平穩(wěn)，可減少強烈的沖擊業(yè)時，慣性小，并能高速反轉；轉動平穩(wěn)，可減少強烈的沖擊和振動；結構簡單，機身輕，尺寸??；附有不同的裝置，能一和振動；結構簡單，機身輕，尺寸??；附有不同的裝置，能一

5、機多用；操縱省力，易實現(xiàn)自動化。機多用；操縱省力，易實現(xiàn)自動化。圖1-47 單斗挖土機工作簡圖（a）正鏟挖土機；（b）反鏟挖土機；（c）拉鏟挖土機；（d）抓鏟挖土機 正鏟挖土機正鏟挖土機 正鏟挖土機的正鏟挖土機的工作特點工作特點是是“前進向上，強制切土前進向上，強制切土”，挖掘力，挖掘力大，生產(chǎn)效率高；適用于開挖含水量不大于大，生產(chǎn)效率高；適用于開挖含水量不大于27%27%的一至三類的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)；可以挖掘大土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業(yè)；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。型干燥基坑和土丘等。 正鏟挖土機的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位正鏟挖

6、土機的開挖方式，根據(jù)開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，置的不同，挖土和卸土的方式挖土和卸土的方式有以下兩種：有以下兩種： 正向挖土，側向卸土正向挖土，側向卸土( (圖圖1.48(a)1.48(a) ) 正向挖土，反向卸土正向挖土，反向卸土( (圖圖1.48(b)1.48(b) ) 圖1-48 正鏟挖土機開挖方式(a)正向挖土側向卸土；(b)正向挖土后方卸土 l一正鏟挖土機；2一自卸汽車 反鏟挖土機反鏟挖土機 反鏟挖土機的反鏟挖土機的挖土特點挖土特點是：是：“后退向下，強制切土后退向下，強制切土”。其挖。其挖掘力比正鏟小，用于開挖停機面以下的一至三類土，適用于掘力比正鏟小，用于開挖停機面以下的

7、一至三類土，適用于挖掘深度不大于挖掘深度不大于4m4m的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開挖。量較大的及地下水位以下的土壤開挖。 反鏟挖土機的反鏟挖土機的開行方式開行方式有溝端開挖和溝側開挖兩種。有溝端開挖和溝側開挖兩種。 溝端開挖溝端開挖( (圖圖1.49(a)1.49(a) )反鏟挖土機停在溝端，向后退著挖土。反鏟挖土機停在溝端，向后退著挖土。溝側開挖溝側開挖( (圖圖1.49(b)1.49(b) )挖土機在溝槽一側挖土，挖土機移動方挖土機在溝槽一側挖土，挖土機移動方向與挖土方向垂直。向與挖土方向垂直。圖149 反鏟挖土機開

8、挖方式（a）溝端開挖；（b）溝側開挖1反鏟挖土機；2自卸汽車；3棄土堆 3 拉鏟挖土機拉鏟挖土機 拉鏟挖土機工作時利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼拉鏟挖土機工作時利用慣性，把鏟斗甩出后靠收緊和放松鋼絲繩進行挖土或卸土，鏟斗絲繩進行挖土或卸土，鏟斗“后退向下，自重切土后退向下，自重切土”?？梢蚤_挖?？梢蚤_挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與適用于含水量大的水下松軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側開挖。反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側

9、開挖。 抓鏟挖土機抓鏟挖土機 抓鏟挖土機的挖土特點是：抓鏟挖土機的挖土特點是：“ “ 直上直下，自重切土直上直下，自重切土”。主。主要用于開挖土質比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井要用于開挖土質比較松軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程，特別適于水下挖土。土質堅硬時不能用抓鏟施工。等工程，特別適于水下挖土。土質堅硬時不能用抓鏟施工。 圖150 拉鏟挖土機的工作尺寸圖1-51 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 （a）（b）4 4、土方開挖方式與機械選擇、土方開挖方式與機械選擇 (1) (1) 平整場地常由土方的開挖、運輸、填筑和壓實等工序完成。平整場地

10、常由土方的開挖、運輸、填筑和壓實等工序完成。 地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機較地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機較適宜。適宜。 地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m1000m以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，在填方區(qū)配備推土機平整及壓路機碾壓施工。在填方區(qū)配備推土機平整及壓路機碾壓施工。 挖填方高度均不大，運距在挖填方高度均不大，運距在100m100m以內時，采用推土機施工，以內時，采用推土機施工，靈活、經(jīng)濟。靈活、

11、經(jīng)濟。(2) (2) 地面上的坑式開挖地面上的坑式開挖 單個基坑和中小型基礎基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多采用抓單個基坑和中小型基礎基坑開挖，在地面上作業(yè)時，多采用抓鏟挖土機和反鏟挖土機。抓鏟挖土機適用于一、二類土質和較鏟挖土機和反鏟挖土機。抓鏟挖土機適用于一、二類土質和較深的基坑；反鏟挖土機適于四類以下土質，深度在深的基坑；反鏟挖土機適于四類以下土質，深度在4m4m以內的基以內的基坑。坑。 (3) (3) 長槽式開挖長槽式開挖 指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適于挖大型廠房的柱列基礎和管溝，宜采用反鏟挖土機。挖大型廠房的柱列基礎和

12、管溝，宜采用反鏟挖土機。 若為水中取土或土質為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟若為水中取土或土質為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。挖土機挖土。 若土質干燥，槽底開挖不深，基槽長若土質干燥，槽底開挖不深，基槽長30m30m以上，可采用推土以上，可采用推土機或鏟運機施工。機或鏟運機施工。(4) (4) 整片開挖整片開挖 對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機開挖。若基對于大型淺基坑且基坑土干燥，可采用正鏟挖土機開挖。若基坑內土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業(yè)。坑內土潮濕，則采用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業(yè)。(5)(5)對于獨立柱基礎的基坑及小截面條形基礎基槽的開挖，則對于

13、獨立柱基礎的基坑及小截面條形基礎基槽的開挖，則采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑采用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑( (槽槽) )的挖掘和運土。的挖掘和運土。5 5、挖土機械配套計算、挖土機械配套計算（1 1）挖土機數(shù)量確定）挖土機數(shù)量確定 式中式中 Q Q土方量土方量(m(m3 3) )； P P挖土機生產(chǎn)率挖土機生產(chǎn)率(m(m3 3臺班臺班) ) ，可查定額手冊或按下列公式計算；，可查定額手冊或按下列公式計算； T T工期工期( (工作日工作日) )； C C每天工作班數(shù)；每天工作班數(shù)； K K時間利用系數(shù)時間利用系數(shù)(0.8-0.9)(0.8-0.9)。K

14、CT1PQN（臺）（臺）t t挖土機每次作業(yè)循環(huán)延續(xù)時間挖土機每次作業(yè)循環(huán)延續(xù)時間(s)(s)，W1W1100100正鏟挖土機為正鏟挖土機為252540s40s，W1W1100100拉鏟挖土機為拉鏟挖土機為454560s60s；q q挖土機斗容量挖土機斗容量(m3)(m3)；KcKc土的充盈系數(shù)，可取土的充盈系數(shù)，可取0.80.81.11.1；KsKs土的最初可松性系數(shù)；土的最初可松性系數(shù)；K KB B工作時間利用系數(shù)，一般為工作時間利用系數(shù)，一般為0.70.70.90.9。BSCKKKqt36008P(m3臺班臺班)（）自卸汽車配套計算（）自卸汽車配套計算式中式中 TsTs自卸汽車每一工作循

15、環(huán)的延續(xù)時間自卸汽車每一工作循環(huán)的延續(xù)時間(min)(min)；t t1 1自卸汽車每次裝車時間自卸汽車每次裝車時間(min)(min)，t1t1ntnt； n n自卸汽車每車裝土次數(shù)：自卸汽車每車裝土次數(shù)：Q Ql l自卸汽車的載重量自卸汽車的載重量(m3)(m3)； 實土表觀密度，一般取實土表觀密度，一般取1.7t1.7tm3m3； L L運土距離運土距離(m)(m)； V VC C重車與空車的平均速度重車與空車的平均速度(m(mmin)min)；一般??；一般取202030km30kmh h； t t2 2卸車時間，一般為卸車時間，一般為lminlmin； t t3 3操縱時間操縱時間(

16、(包括停放待裝、等車、讓車等包括停放待裝、等車、讓車等) )，取，取2 23min3min。1StTN32C1SttvL2tTSC1KKqQn土料選擇與填筑方法土料選擇與填筑方法 石類土、砂土、爆破石渣及含水量符合壓實要求的粘性土石類土、砂土、爆破石渣及含水量符合壓實要求的粘性土均可作為填方土料。凍土、淤泥、膨脹性土及有機物含量大均可作為填方土料。凍土、淤泥、膨脹性土及有機物含量大于于8 8的土、可溶性硫酸鹽含量大于的土、可溶性硫酸鹽含量大于5 5的土均不能做填土。的土均不能做填土。 填方土料為粘性土時，應檢驗其含水量是否在控制范圍內，填方土料為粘性土時，應檢驗其含水量是否在控制范圍內，含水量

17、大的粘土不宜做填土用。含水量大的粘土不宜做填土用。 填方應盡量采用同類土填筑。當采用土料的透水性不同時，填方應盡量采用同類土填筑。當采用土料的透水性不同時，不得摻雜亂倒，應分層填筑，并將透水性較小的土料填在上不得摻雜亂倒，應分層填筑，并將透水性較小的土料填在上層。層。 填土壓實方法填土壓實方法 碾壓法碾壓法是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的，適用于是靠沿填筑面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的，適用于大面積填土工程。碾壓機械有平碾大面積填土工程。碾壓機械有平碾( (壓路機壓路機) )、羊足碾、振動碾和汽胎、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機械進行大面積填方碾壓，宜采用碾。碾壓機械進行大面積

18、填方碾壓，宜采用“薄填、低速、多遍薄填、低速、多遍”的的方法。方法。 圖1-52 碾壓機械(d)自行式平碾；(6)拖式羊腳碾 夯實法夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土，適用于小是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實填土，適用于小面積填土的壓實。夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。面積填土的壓實。夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。 圖1-53 蛙式打夯機1夯頭；2夯架；3三角皮帶；4托盤 振動壓實法振動壓實法是利用振動壓實機的振動力振動土顆粒，主要用是利用振動壓實機的振動力振動土顆粒，主要用于非黏性土的振實。于非黏性土的振實。 圖1-54 平板振動機影響填土壓實的因素影響填土壓實

19、的因素填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。壓實功的影響壓實功的影響 填土壓實后的密度與壓實機械在其上所施加功的關系見填土壓實后的密度與壓實機械在其上所施加功的關系見圖圖1.55。 圖1-55土的密度與壓實功的關系示意 干 密 度 t/m3消耗的壓實功（kNm） 含水量的影響含水量的影響 填土含水量的大小直接影響碾壓填土含水量的大小直接影響碾壓( (或夯實或夯實) )遍數(shù)和質量。遍數(shù)和質量。 較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當土具有適較為干燥的土，由于摩阻力較大，而不易壓實；當土具有適當含水量時，土的顆粒

20、之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，當含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量稱做最佳含水量( (圖圖1-56)1-56)。各種土的最佳含水量和最大干密度見各種土的最佳含水量和最大干密度見表表1.71.7所示。所示。表表1.7 1.7 土的最佳含水量和最大干密度參考表土的最佳含水量和最大干密度參考表 項次 土的種類 變動范圍 最佳含水量(%)(質量比) 最大干密度(g/cm3) 1砂土 812 1.801.88 2粘土 19231.581.70 3粉質粘土1215 1.8

21、51.95 4粉土 1622 1.611.80 鋪土厚度的影響鋪土厚度的影響 在壓實功作用下，土中的應力隨深度增加而逐漸減小在壓實功作用下，土中的應力隨深度增加而逐漸減小( (圖圖1-1-5757) )，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。 各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質和含水量等因素各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質和含水量等因素有關。有關。 對于重要填方工程，其達到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、對于重要填方工程，其達到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度等應根據(jù)土質和壓實機械在施工現(xiàn)場的壓實試驗鋪土厚度等應根據(jù)土質和壓實機械在施工現(xiàn)場的壓實試驗

22、決定。若無試驗依據(jù)應符合決定。若無試驗依據(jù)應符合表表1.81.8的規(guī)定。的規(guī)定。 表表1.8 1.8 填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù)填土施工時的分層厚度及壓實遍數(shù) 壓實機具 分層厚度(mm) 每層壓實遍數(shù) 平碾 250300 68 振動壓實機 250350 34 柴油打夯機 200250 34 人工打夯 200 34填土壓實的質量檢驗填土壓實的質量檢驗d d C C maxmax (g(gcmcm3 3) ) maxmax土的最大干密度土的最大干密度(g(gcmcm3 3) )； C C要求的壓實系數(shù)。要求的壓實系數(shù)。表表1.9 1.9 填土工程質量檢驗標準填土工程質量檢驗標準 項序檢查項目允許偏差或允許值(mm) 檢查方法 樁基基坑基槽 場地平整 管溝 地(路)面基礎層 人工 機械 主控項目 1標高 -50 30 50 -50 -50 水準儀 2分層壓實系數(shù) 設計要求 按規(guī)定方法 一般項目 1回填土料 設計要求 取樣檢查或直觀鑒別 2分層厚度及含水量 設計要求 水準儀及抽樣檢查 3表面平整度 2020302020用靠尺或水準儀 本本 章章 小小 結結(1) (1) 準確計算土石方量是選擇合理施工