一般采用机械开挖法课件

第第三三章章 土方工程施工土方工程施工主讲：袁成福第三章第三章 土方工程施工主讲：袁成福土方工程施工主讲：袁成福目录第一讲 土方开挖第三讲 土料压实第二讲 土料运输目录第一讲目录第一讲 土方开挖第三讲土方开挖第三讲 土料压实第二讲土料压实第二讲 土料运输土料运输第一讲、土方开挖单斗挖掘机是仅有一个铲土斗的挖掘机。它由行走装置、动力装置和工作装置三部分组成。行走装置分为履带式、轮胎式和步行式三类。土石方开挖按材料性质分为土方开采，沙砾料开采，石料开采。按开采方法一般分为人工开挖、机械开采和爆破开采，机械开采适合于土和沙砾料，爆破开采适合于石料。人工开挖适合开挖量很小的，施工地点分散，缺少机械设备的情况。一般采用机械开挖法。第一讲 土方开挖一、单斗式挖掘机行走装置：行走装置分履带式（与地面接触面积大，单位压力小，能在较软的地面上行走，但行走转移速度慢），轮胎式（与履带式的特点基本相反）,步行式。动力装置：动力装置分电动驱动（特点是效率高，操作方便，但必须有电源），内燃机（特点与电动动力基本相反）。工作装置：工作装置分为正向铲、反向铲、拉铲和抓铲四个类型。第一讲、土方开挖第一讲、土方开挖 单斗挖掘机是仅有一个铲土斗的挖单斗挖掘机是仅有一个铲土斗的挖第一讲、土方开挖单斗挖掘机，用钢索或液压操纵。钢索操纵用于大中型正向铲，液压操纵用于小型正铲和反铲较多第一讲、土方开挖第一讲、土方开挖 第一讲、土方开挖（1）正向铲挖掘机由推压和提升完成挖掘，开挖断面是弧形，最适于挖停机面以上的土方，也能挖停机面一下的浅层土方。优点：稳定性好，铲土能力大，可以挖各种土料及软岩、岩渣进行装车。特点：循环式开挖，由挖掘、回转、卸土、返回构成一个工作循环，生产率的大小取决于铲斗大小和循环时间长短。正铲挖掘机一般只用于开挖停机面以上的土壤，只适宜在土质较好、无地下水的地区工作。适用条件：正向铲挖掘机是最常用的挖掘机械。它主要适于挖掘停机面以上的土方，但不能用于水下挖掘。（2）斗容划分：正向铲挖掘机具有强有力的推力装置，能挖掘14级土和破碎后的岩石。其型号一般用土斗容量来区分。我国目前生产的单斗式挖掘机有0.5m315m3各种斗容，最常用的是1m34m3的。正铲的斗容从0.5m3至几十立方米，工程中常用14m3。基坑土方开挖常采用正面开挖，土料场及渠道土方开挖常用侧面开挖，还要考虑与运输工具配合问题。1.正向铲挖掘机第一讲、土方开挖第一讲、土方开挖 （1）正向铲挖掘机由推压和提升完成挖）正向铲挖掘机由推压和提升完成挖第一讲、土方开挖（3）工作循环和效率：挖掘机的工作循环包括挖掘、回转、卸土、返回四个过程。从工作循环不难理解，其工作效率与它的斗容量、每斗作业所需时间、开挖方式和与运输机械的配合有关。为提高工作效率，要求挖土工作面高度必须满足一次铲土能装满土斗，同时尽量减少回转角度，缩短每个循环延续的时间。（4）挖土方式：分正向掌子挖土和侧向掌子挖土两种方式，（挖土机挖土时的工作空间称为掌子面）第一讲、土方开挖（第一讲、土方开挖（3）工作循环和效率：挖掘机的工作循环包括挖）工作循环和效率：挖掘机的工作循环包括挖第一讲、土方开挖优点：能用来开挖停机面以下的土料，挖土时由远而近，就地卸土或装车，适用于中小型沟渠、清基、清淤等工作。特点：反铲与正铲相比，稳定性和铲土能力都较小，“后退向下，强制切土”。其挖掘力比正铲小，适于开挖停机面以下的一三类土的基坑、基槽或管沟。由于稳定性及铲土能力均比正铲差，只用来挖、级土，硬土要先进行预松。反铲的斗容有0.5m3、1.0m3、1.6m3几种，目前最大斗容已超过3m3。沟槽开挖中，在沟端站立倒退开挖；当沟槽较宽时，采用沟侧站立，侧向开挖。2.反向铲挖掘机反铲开挖第一讲、土方开挖优点：能用来开挖停机面以下的土料，挖土时由远第一讲、土方开挖优点：能用来开挖停机面以下的土料，挖土时由远拉铲式挖掘机的铲斗用钢索控制，利用臂杆回转将铲斗抛至较远距离，回拉牵引索，靠铲斗自重下切铲土装满铲斗，然后回转装车或卸土。挖掘半径、卸土半径、卸土高度较大。优点：用于水下土砂及含水量大的土方开挖，在大型渠道、基坑及水下砂卵石开挖中应用广泛。适用条件：开挖停机面以下的土方。卸土多数是在机身回转过程中进行的，在自重和离心力共同作用下，较湿的粘土也可卸干净，适合于开挖水下土方或含水量大的土方。特点：拉铲挖土机的开挖方式，与反铲挖土机相似，也分为沟端开挖和沟侧开挖两种，当开挖宽度和卸土半径较小时，用沟端开挖；开挖宽度大，卸土距离远时，用沟侧开挖。索铲的斗容量一般有0.5、1.0、2.0、4.0m3等数种，大的可达十多方。3.拉铲挖掘机 拉铲式挖掘机的铲斗用钢索控制，利用臂杆回转将铲斗拉铲式挖掘机的铲斗用钢索控制，利用臂杆回转将铲斗特点：抓铲挖掘机靠铲斗自由下落中斗辨分开切入土中，抓取土料合辨后提升，回转卸土。适用条件：抓铲与索铲相比，都是由钢索操纵的，都是依靠铲斗的重量进行切土，但抓铲挖掘机的抓斗因能垂直提升和降落，因此它适于在狭窄的地方挖掘和出料，或抓取沉井中的水下淤泥、砂卵石等松软土方，当然也可以用来装卸散粒材料。主要装置：抓斗、动臂（钢行架结构）、操纵抓斗的闭合索、提升索等。优点：适用于挖掘窄深型基坑或沉井中的水下淤泥开挖，也可用于散粒材料装卸，在桥墩等柱坑开挖中应用较多。4.抓铲挖掘机特点：抓铲挖掘机靠铲斗自由下落中斗辨分开切入土中，抓取土料合特点：抓铲挖掘机靠铲斗自由下落中斗辨分开切入土中，抓取土料合第二讲、土方开挖多斗挖掘机是由多个铲土斗的挖掘机械，它能够连续地挖土，是一种连续工作的挖掘机械；它是通过传动机构带动固定在转动的链或转动的轮上的若干个土斗的转动来实现的。按其工作方式不同，可以分为链斗式和斗轮式两种。主要类型为链式多斗挖掘机（以采沙船为代表），斗轮式挖掘机（主要在陆地上工作）。链斗式挖掘机最常用的型式是采砂船。它是一种构造简单，生产率高，适用于规模较大的工程，可以挖河滩及水下砂砾料的多斗式挖掘机械。二、多斗式挖掘机1.链斗式挖掘机采砂船第二讲、土方开挖第二讲、土方开挖 多斗挖掘机是由多个铲土斗的挖掘机多斗挖掘机是由多个铲土斗的挖掘机斗轮式挖掘机的斗轮装在斗轮臂上，在斗轮上装有78个铲土斗。当斗轮转动时，下行至拐弯时铲土，上行运土至最高点时，土料靠自重和旋转惯性卸入受料皮带上，转送到运输工具或料堆上。特点：斗轮转速较快，作业连续，斗臂倾角可以改变并作360回转，生产率高，开挖范围大。2.斗轮式挖掘机斗轮式挖掘机斗轮式挖掘机的斗轮装在斗轮臂上，在斗轮上装有斗轮式挖掘机的斗轮装在斗轮臂上，在斗轮上装有78个铲土斗。个铲土斗。第二讲、土方开挖铲运机械：是一种可以同时完成开挖、运输和卸土任务，这种具有双重功能的机械，常用的有推土机、铲运机、装载机等。（1）它是在履带式拖拉机前面安装上推土刀等工作装置而成。主要用途：开挖宽浅沟渠和基坑，回填沟渠等，清理平整场地，推平土堆，拖拉无动力机械碾压土方，破松硬土，短距离推土运土等。使用条件：推挖13级土，推土距离在100m以内，运距在3050m。主要型号：推土机的型号通常是按拖拉机上发动机飞轮功率的大小标定的，也可按推土机的功率直接编制型号。（2）操纵方式：按推土刀（器）能否转动分为固定式和万能式两种。固定式在立面和平面上均不能转动，结构简单牢固，应用较普遍；万能式的推土刀可以在立面回转一定角度，在平面上回转一定角度，适应不同工作要求。按推土刀（器）的操纵方式分为索式和油压式两种。索式的优点是推土刀升降快，操纵方便；缺点是不能强制切土，铲推硬土较困难。油压式的优点是可以强制切土，缺点是推土刀升高的高度和速度不如索式。三、铲运机械1.推土机第二讲、土方开挖第二讲、土方开挖 铲运机械：是一种可以同时完成开挖铲运机械：是一种可以同时完成开挖（3）生产效率：推土机的生产效率主要取决于推土刀的体积和切土、推土、回程等工作的循环时间。另外长距离推土时，土料会从推土刀两侧散失很多，有效推土量大为减少（所以不宜长距离运土），为减少推土过程中土料的散失，可在推土刀两侧加挡板，或先推成槽，然后在槽中推土，或多台推土机并列开行。（4）按行走的方式分履带式和轮胎式，推土机退运土料采用前进推后退开行，为提高生产率，常采用下坡推土、沟槽推土、并列推土的方法。（3）生产效率：推土机的生产效率主要取决于推土刀的体积和切土）生产效率：推土机的生产效率主要取决于推土刀的体积和切土（1）铲运机有自行式铲运机和拖式铲运机两种，能综合完成挖、装、运、卸、平土等工作。铲运机是一种能连续完成铲土、运土、卸土、铺土、平土等工序的综合性土方工程机械，能开挖黏土、砂砾石等。（2）工作性能：盛土的铲斗能从地面薄层取土，并将斗装满；铲斗装有车轮，便于将土运到较远处卸料；可以在行驶中从斗中卸出，并铺成所需要的厚度；重载的铲运机在填土上行驶时，对已填铺的土还有压实作用。因此，铲运机的工作性能是能独立完成铲土、运土、卸土、铺土、压实等综合作业的工作。（3）适用条件：它生产效率高，运行费用低，因此适用于大面积的场地平整，大型基坑、河渠的开挖，河库堤坝的填筑等。（4）型号规格：铲运机的规格是以斗容量表示的。目前生产的铲运机的斗容量为440m3，发动机的功率为74700kw（100900马力）。常用铲运机的斗容量为425m3，其铲土宽度为2.22.8m，铲土深度为0.250.4m，铺土厚度为0.30.6m。2.铲运机（1）铲运机有自行式铲运机和拖式铲运机两种，能综合完成挖、铲运机有自行式铲运机和拖式铲运机两种，能综合完成挖、（5）铲运机类型：按行走装置不同：轮胎自行式、履带拖拉式；按铲斗的操纵系统不同：钢索操纵式、液压操纵式。（6）生产效率：取决于铲斗装土的容量、铲土、运土、卸土、和回程的工作循环时间的长短。为提高生产效率，可采取下坡取土、推土机助推、松土机预松硬土等方法，可以加大铲土力，减少铲土阻力，缩短装土时间。为缩短空程时间，合理选择开行路线，如环行或“8”字形路线。（5）铲运机类型：）铲运机类型：第二讲、土方开挖装载机是一种挖土、装土和运土连续作业的机械设备。特点：轮胎式装载机行走灵活，运转快，效率高，适用于松土、轻质土、基坑清淤以及无地下水影响的河渠开挖。挖出的土方可直接卸土、装车或外运，其运距以不超过150m为宜。优点：适于砂料的采挖及零星材料的挖装及短距离的运输。斗容有0.5m3、1.0m3、2.0m3、2.5m3等。履带式装载机用于恶劣作业条件下作业。3.装载机第二讲、土方开挖装载机是一种挖土、装土和运土连续作业的机械设第二讲、土方开挖装载机是一种挖土、装土和运土连续作业的机械设第二讲、土方开挖水力开挖机械主要有水枪开挖和吸泥船开挖；水枪开挖是依靠水的力量开采土方，吸泥船开挖是指在水下开采土方。1、水枪开挖水枪开挖是利用水枪喷嘴射出的高速水流切割土体形成泥浆，然后输送到指定地点的开挖方法。水枪可在平面上回转360，在立面上仰俯5060，射程达2030m，切割分解形成泥浆后，沿输泥沟自流或由吸泥泵经管道输至填筑地点。利用水枪开挖土料场、基坑，节约劳力和大型挖运机械，经济效益明显。水枪开挖适于砂土、亚黏土和淤泥，可用于水力冲填筑坝。对于硬土，可先进行预松，提高水枪挖土的工效。四、水力开挖机械第二讲、土方开挖第二讲、土方开挖 水力开挖机械主要有水枪开挖和吸泥船水力开挖机械主要有水枪开挖和吸泥船第二讲、土方开挖它是利用挖泥船下的绞刀将水下土方绞成泥浆，由泥浆泵吸起经浮动输泥管运至岸上或运泥船。（1）使用范围：水下开挖、河道疏浚、水库清淤、湖泊清淤、港口清淤等。（2）组成构造：主要有泥浆泵、动力设备（电动机）、各种输泥管道、绞刀等。2.吸泥船开挖第二讲、土方开挖它是利用挖泥船下的绞刀将水下土方绞成泥浆，由第二讲、土方开挖它是利用挖泥船下的绞刀将水下土方绞成泥浆，由第二讲第二讲 土料运输土料运输在土方施工中，土方运输的费用往往占土方工程总费用的60%90%，因此，确定合理的运输方案，进行合理的运输布置，对于降低土方工程造价具有重要意义。土方运输的特点是：运输线路多是临时性的，变化比较大，几乎全是单向运输，运输距离比较短，运输量和运输强度较大。土方运输的类型有：1）无轨运输，如汽车、拖拉机、胶轮车等。2）有轨运输，如标准轨铁路、窄轨铁路等。3）带式运输机运输等。4）架空索道运输等第二讲第二讲 土料运输土料运输 在土方施工中，土方运输的费用往往占土在土方施工中，土方运输的费用往往占土第三讲、土料运输优点：汽车运输具有操纵灵活、机动性大、适应各种复杂地形；缺点：但燃料较贵，运输费用较高，维修的要求也高。土方运输一般采用自卸汽车。随着土木工程的飞速发展，工程规模愈来愈大，大型自卸汽车采用愈来愈多，其载重量达1825t，最大已达100110t。良好的道路条件和及时养护，对提高汽车的运输能力和延长车辆使用寿命有十分重要的意义。因此在土方运输中必须重视道路的修建和养护。汽车路面有土路面、碎石路面、矿渣路面、混凝土路面和沥青路面。汽车运输线路的布置一般采用双线（往复）或环形两种，运输线路的布置及线路条数必须满足昼夜运输量的要求。一、无轨运输1.汽车运输第三讲、土料运输优点：第三讲、土料运输优点：汽车运输具有操纵灵活、机动性大、适应汽车运输具有操纵灵活、机动性大、适应第三讲、土料运输拖拉机运输是以拖拉机牵引拖车进行运输。拖拉机履带式和轮胎式两种。履带式牵引力大，对道路要求低，对地面压强小，但行驶速度慢，适用于运距短、道路不良而汽车运行困难的情况。轮胎式拖拉机对于道路的要求与汽车相同，行驶速度较大，适用于运距较大的情况。2.拖拉机运输第三讲、土料运输第三讲、土料运输 拖拉机运输是以拖拉机牵引拖车进行拖拉机运输是以拖拉机牵引拖车进行第三讲、土料运输架子车是一种人力胶轮车，容积小，面积在0.10.2m3，使用轻便灵活，其运距以不超过1Km为宜。架子车上坡可用爬坡机牵引，边坡不小于45。架子车装料可采用装料漏斗。3.架子车运输第三讲、土料运输第三讲、土料运输 架子车是一种人力胶轮车，容积小，架子车是一种人力胶轮车，容积小，第三讲、土料运输工程施工所用的有轨运输均为窄轨铁路。窄轨铁路的轨距有1000mm、762mm、610mm几种。铁轨1000mm和762mm窄轨铁路的钢轨重量为1118Kg/m，其上可行驶3m3、6m3、15m3可倾翻的车厢，用机车牵引。轨距610mm的钢轨重量为8Kg/m，其上可行驶0.61.5m3可倾翻的铁斗车，可用人力推运或电瓶车牵引。铁路运输的线路布置方式有单线式，单线带岔道式、双线式及环形式四种。根据运输强度，车辆的运行方式及当地地形条件进行选择。在铁路交叉部位设岔道，但在窄轨铁路上，当场地窄狭时，可采用转盘。转盘可使单个车辆掉转任意方向。当遇到较陡的坡度时，通常采用卷扬道。由卷扬机牵引车辆上、下坡，其坡度可达30%。为保证安全，卷扬道上个应设置自动的制动装置。在有轨运输中，需进行牵引力计算，以解决下列问题：（1）选择列车牵引机车的功率；（2）已知机车的功率，确定牵引车厢数目和载重量；（3）确定道路条件；（4）确定列车的行车速度。二、有轨运输第三讲、土料运输第三讲、土料运输 工程施工所用的有轨运输均为窄轨铁工程施工所用的有轨运输均为窄轨铁第三讲、土料运输带式运输机是一种连续式运输设备，生产率高，机身结构简单、轻便，造价低廉；可做水平运输，也可做斜坡运输，而且可以转任何方向；在运输中途任何地点都可卸料；适用于地形复杂、坡度较大、通过比较复杂的地形和跨越沟渠的情况，特别适用于运输大量的粒状材料。带式运输机是由胶带、两端的鼓筒、承托带条的辊轴、拉紧装置、机架和喂料、卸料设备等部分组成。按照运输机能否移动分为固定式和移动式两种。固定式带式运输机没有行走装置，多用于动距较长且线路固定的情况；移动式带式运输机长515m，装有轮子，移动方便，常用于作需经常移动的短距离的运输。承托载重带条的上层辊轴有水平和槽形两种型式。一般常用的为槽形。我国目前常用的TD-72型固定式带式运输机，其胶带的宽度有300mm、400mm、650mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm等，带速为1.25m/s、1.60m/s、2.50m/s、3.15m/s、4.00m/s。为了均匀而连续的向带条上装料，通常用喂料器。料斗上方是储料斗，下方是喂料器。为了减少运输皮带的磨损，装料方向应和带条的运动方向一致。卸料可以在尾部，也可在中部。在运输机尾端卸料时，在尾端鼓筒处装设滑槽或卸料斗；在运输机中部卸料时，可装设卸料小车或挡板。三、带式运输机第三讲、土料运输第三讲、土料运输 带式运输机是一种连续式运输设备带式运输机是一种连续式运输设备第三讲、土料运输第三讲、土料运输第三讲、土料运输第三讲、土料运输索道运输是一种架空式运输。在地形崎岖复杂的地区，用支架架立起空中索道，运料斗沿索道运送土料、砂石料、碎石等。特别是由高处向地处运送材料时，利用索道的自重下滑，不需要动力，更为经济。当用索道由低处向高处或水平运土时，则需由动力设备通过牵引索拖动。四、索道运输第三讲、土料运输第三讲、土料运输 索道运输是一种架空式运输。在地形崎岖索道运输是一种架空式运输。在地形崎岖第三讲第三讲 土料压实土料压实土是松散颗粒的集合体，其自身的稳定性主要取决于土料内摩擦力和黏结力。而土料的内摩擦力、凝聚力和抗渗性都与土的密实性有关，密实性越大，物理力学性能越好。例如：干表观密度为1.4t/m3的砂壤土，压实后若提高到1.7t/m3，其抗压强度可提高4倍，渗透系数将降至原来的1/200。由于土料压实，可使坝坡加陡，减少工程量，加快施工进度。土料压实效果与土料的性质、颗粒组成与级配、含水量以及压实功能有关。黏性土与非黏性土的压实有显著的差别。一般黏性土的黏结力较大，摩擦力较小，具有较大的压缩性，但由于它的透水性小，排水困难，压缩过程慢，所以很难达到固结压实。而非黏性土料正好相反，它的黏结力小，摩擦力大，具有较小的压缩性，但由于它的透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到密实。土料颗粒大小与组成也影响压实效果。颗粒越细，空隙比就越大，就越不容易压实。所以黏性土压实干表观密度低于非黏性土压实干表观密度。颗粒不均匀的砂砾料，比颗粒均匀的砂砾料达到的干表观密度要大一些。含水量是影响黏土压实效果的重要因素之一。当压实功能一定时，黏土的干表观密度随含水量增加而增大，并达到最大值，此时的含水量为最优，大于此含水量后，干表观密度会减小，因为此时土料逐渐饱和，外力被土料内自由水抵消。非黏性土料的透水性大，排水容易，不存在最优含水量，含水量不作专门控制。一、土料压实理论一、土料压实理论第三讲第三讲 土料压实土料压实 土是松散颗粒的集合体，其自身的土是松散颗粒的集合体，其自身的压实功能的大小，也影响着土料干表观密度的大小。压实功能增加，干表观密度也随之增大，而最优含水量随之减少。说明同一种土料的最优含水量和最大干表观密度，随压实功能的改变而变化，这种特性对于含水量过低或过高的土料更为显著。压实方法按其作用原理分为碾压、夯击和振动三类。碾压和夯击用于各类土，振动法仅适用于砂性土。根据压实原理，制成各种机械。常用的机械有平碾、肋形碾、羊脚碾、气胎碾、振动碾、蛙夯等。它是碾的滚筒表面设有交错排列的柱体，形若羊脚。碾压时，羊脚插入土料内部，使羊脚底部土料受到正压力，羊脚四周侧面土料受到挤压力，碾筒转动时土料受到羊脚的揉搓力，从而使土料层均匀受压，压实层厚，层间结合好，压实度高，压实质量好，但仅适于黏土。非黏性土压实中，由于土颗粒产生竖向及侧向移动，效果不好。二、土料压实方法与机械二、土料压实方法与机械1.羊角碾 压实功能的大小，也影响着土料干表观密度的大小。压实功能的大小，也影响着土料干表观密度的大小。羊脚碾碾压的特点：土料层能均匀受压，压实层厚，层间结合好，压实度高，压实质量好。仅适用于黏土。羊脚碾碾压的特点：土料层能均匀受压，压实层厚，层羊脚碾碾压的特点：土料层能均匀受压，压实层厚，层气胎碾是利用充气轮胎作为碾子，由拖拉机牵引的一种碾压机械。这种碾子是一种柔性碾，碾压时碾和土料共同变形。胎面与土层表面的接触压力与碾重关系不大，增加碾重，可以增加与土层的接触面积，从而增大压实影响深度，提高生产率。它即适用于黏性土的压实，也可以压实砂土、砂砾石、黏土与非黏性土的结合带等。与羊脚碾联合作业效果更佳，如气胎碾压时，用羊脚碾收面，有利于上下层结合；羊脚碾碾压，气胎碾收面，有利于防雨。2.气胎碾气胎碾2.气胎碾气胎碾气胎碾气胎碾振动碾是一种具有静压和振动双重功能的复合型压实机械。常见的类型是振动平碾，也有振动变形碾。它是由起振采油机带动碾滚内的偏心轴旋转，通过连接碾面的隔板，将振动力传至碾滚表面，然后以压力波的形式传到土体内部。非黏性土的颗粒比较粗，在这种小振幅、高频率的振动力的作用下，摩擦力大大降低，由于颗粒不均匀，惯性力大小不同而产生相对位移，细颗粒滑入粗粒孔隙而使空隙体积减小，从而使土料达到密实。由于振动力的作用，土中的应力可提高45倍，压实层达1m以上，有的高达2m，生产率很高。可以有效地压实堆石体、砂砾料和砾质土，也能压实黏性土，是土坝砂壳、堆石坝碾压必不可少的工具，应用非常广泛。3.振动碾振动碾3.振动碾振动碾振动碾振动碾夯实机械是一种利用冲击能来击实土料的一种机械，有强夯机、挖掘机夯板等，用于夯实砂砾料，也可以用于夯实黏性土。适于在碾压机械难于施工的部位压实土料。（1）强夯机，是一种发展很快的强力夯实机械。它由高架起重机和铸铁块或钢筋混凝土块做成的夯砣组成。夯砣的重量一般为1040t，由起重机提升1040m高后自由下落冲击土层，影响深度达45m，压实效果好，生产率高，用于杂土填方软基及水下地层。4.夯实机械强夯机 夯实机械是一种利用冲击能来击实土料的一种机械，夯实机械是一种利用冲击能来击实土料的一种机械，（2）挖掘机夯板，是一种用起重机械或正铲挖掘机改装而成的夯实机械。夯板一般做成圆型或方型，面积约1m2，重量为12t，提升高度为34m。主要优点是压实功能大，生产率高，有利于雨季、冬季施工。当石块直径大于50cm时，工效大大降低，压实黏土料时，表层容易发生剪力破坏，目前看有逐渐被振动碾取代之势。（2）挖掘机夯板，是一种用起重机械或正铲挖掘机改装而成的夯实）挖掘机夯板，是一种用起重机械或正铲挖掘机改装而成的夯实毫无疑问，土料压实越好，物理力学性能越高，坝体质量越有保证。但对土料过分压实，不仅提高了费用，还会造成剪力破坏。因此，应确定合理的压实标准。其压实标准，主要以压实干表观密度和施工含水量这两个指标来控制。（1）压实干表观密度。用击实试验来确定。我国采用南实仪25作为标准压实功能，得出一般不少于2530组最大干表观密度的平均值d-max（t/m3）作为依据，从而确定设计干表观密度d（t/m3）：d=md-max式中m施工条件系数，一般、级坝及高坝采用0.970.99，中低坝采用0.950.97。此法对大多数黏土料是合理的、适用的。但是，土料的素限含水量、黏粒含量不同，对压实度都有影响，应进行以下修正：其一，以塑限含水量为最优含水量，由试验从压实功能与最大干密度与最优含水量曲线上初步确定压实功能；当天然含水量与塑限含水量接近且易于施工时，以天然含水量做最优含水量确定的压实功能；其二，考虑沉降控制的要求，通过控制压缩系数=0.00980.0196cm2/Kg，确定干表观密度。三、压实标准及参数确定三、压实标准及参数确定（一）压实标准1.黏性土料 毫无疑问，土料压实越好，物理力学性能越高，坝体毫无疑问，土料压实越好，物理力学性能越高，坝体（2）施工含水量。是由标准击实条件时的最大干表观密度确定的，而最大干表观密度对应的最优含水量是一个点值，而实际的天然含水量总是在某一个范围变动。为适应施工的要求，必须围绕最优含量规定一个范围，即含水量的上下限。即在击实曲线上以设计干表观密度值作水平线与曲线相交的两点就是施工含水量的控制范围。砂土及砂砾石的压实程度与颗粒级配及压实功能关系密切，一般用相对密度Dr表示。Dr=（emax-e）/（emax-emin）式中emax砂石料的最大孔隙比；emin砂石料的最小孔隙比；e设计孔隙比。石渣及堆石体作为坝壳填筑料，压实指标一般用空隙率表示。根据国内外的经验，碾压式堆石坝坝体压实后空隙率应小于30%，为了防止过大的沉陷，一般规定为22%28%。上游主堆石区标准为21%25%。2.砂土及砂砾石3.石渣及堆石体（2）施工含水量。是由标准击实条件时的最大干表观密度确定的，）施工含水量。是由标准击实条件时的最大干表观密度确定的，根据土料的性质、颗粒大小及组成、压实标准等条件初步确定压实机械的类型后，还应进一步确定压实参数，使之达到经济合理。最好的方法是进行现场碾压试验，确定施工控制含水量、铺土厚度、压实遍数。（二）压实参数确定1.试验场地选择（三）压实试验现场压实试验是土石坝施工中的一项技术措施。通过压实试验核实坝料设计填筑指标的合理性，作为选择压实机械类型、施工参数的依据。试验场地应平坦、坚实，靠近水源，地形开阔，有水电附属设施。用试验土料先在地基上铺筑一层，压实到设计标准，将这一层作为基层，然后在上面进行碾压试验。2.试验场地选择每个试验组合面积为：黏土不小于5m2m（长宽）；砾石土、风化砾石土、砂及砂砾不小于4m8m；卵漂石、堆石料不小于6m10m.由于碾压时产生侧向挤压，因此，试验区的两侧应各留出一个碾宽，试验区的两端各留出45m（黏土）或810m（堆石料）作非试区，以满足停车和错车的要求。根据土料的性质、颗粒大小及组成、压实标准等条件根据土料的性质、颗粒大小及组成、压实标准等条件3.试验参数土料的碾压试验，是根据已选定的压实机械来确定铺土厚度、压实遍数及相应的含水量。应选择有代表性的土料，各料场如有差异，应分别试验。4.试验方法试验组合方法一般采用淘汰法，也叫逐步收敛法。此法每次变动一种参数，固定其它参数，通过试验求出该参数的适宜值，依此类推。待各项参数选定后，用选定参数进行复核试验。这种方法的优点是：效果相同时试验总数较少。一般试验可完成十几或几十个组合试验。每场只变动一种参数，一般一场试验布置4个组合试验。5.碾压试验记录按不同压实遍数（n）、不同铺土厚度（h）和不同含水量（w）进行压实、取样。每一个组合取样数量为：黏土、砂砾石1015个；砂及砂砾68个；堆石料不少于3个。分别测定干表观密度、含水率、颗粒级配。3.试验参数试验参数 土料的碾压试验，是根据已选定的压实机土料的碾压试验，是根据已选定的压实机6.试验成功整理与分析根据上述碾压试验成果，进行综合整理分析，以确定满足设计干密度要求的最合理碾压参数，步骤如下：（1）根据干密度测定成果表，绘制不同铺土厚度、不同压实遍数土料含水量和干密度的关系曲线，如下图1所示。（2）从图1中查出最大干容重对应的最优含水量，填入最大干容重与最优含水量汇总表表1中表1最大干表观密度与最优含水量汇总表图1铺土厚度、压实遍数与干密度、含水量关系曲线6.试验成功整理与分析试验成功整理与分析 根据上述碾压试验成果，进行综根据上述碾压试验成果，进行综6.试验成功整理与分析（3）根据表1，绘制出铺土厚度、压实遍数和最优含水量、最大干密度关系曲线。（4）根据设计干密度gd，从图2曲线上分别查出不同铺土厚度时所对应的压实遍数a、b、c和最优含水量d、e、f，分别计算h1/a、h2/b及h3/c之值（即单位压实遍数的压实厚度）进行比较，以单位压实厚度最大者为最经济合理。由图2曲线上，根据设计干表观密度d，分别查取不同铺土厚度所需的碾压a、b、c及相应的最优含水量d、e、f。然后计算压实遍数与铺土厚度比值，即a/h1、b/h2及c/h3，取最小者。因为单位铺土厚度的压实遍数最少，需要压实功能最少，最经济合理。确定了合理的压实参数后，将选定的含水量控制范围与天然含水量比较，看是否便于施工控制。否则适当改变含水量或其它参数再进行试验。图2铺土厚度、压实遍数与干密度、含水量关系曲线6.试验成功整理与分析（试验成功整理与分析（3）根据表）根据表1，绘制出铺土厚度、压实遍，绘制出铺土厚度、压实遍-结束-再再 见！见！-结束结束-