土木工程施工土方工程4

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,单击此处编辑母版标题样式,1.5土方工程的机械化施工,土方机械的类型:,挖掘机械：正铲、反铲、拉铲、抓铲；,挖运机械：推土机、装载机、铲运机、挖土机等；,运输机械：自卸汽车、翻斗车等；,密实机械：压路机、蛙式夯、振动夯等。,常见土方机械的特点，适用范围及作业方法,推土机,推土机由拖拉机和推土铲刀组成，是一种自行式的挖土、运土工具。,按行走的方式分履带式和轮胎式，按铲刀的操作方式分为索式和液压式，按铲刀的安装方式又分为固定式和回转式。,适于运距在100m以内的的平整场地、平土或移挖作填，以3060m为最佳。一般可挖运一三类土。,推土机的特点是操作灵活，运输方便，所需工作面较小，行驶速度较快，易于转移，且具有多种用途。,为了提高推土机的工作效率，必须增大铲刀前的土壤体积，减少推土过程中土壤的散失，缩短切土、运土、回程等每一工作循环的延续时间。为此，常用以下几种作业方法：,(1)下坡推土法,推土机顺地面坡势沿下坡方向推土，借助机械往下的重力作用，可增加铲刀的切土力量和运铲土深度和运土数量，提高推土机能力和缩短推土时间，一般可提高生产率30%40%，在推土丘、回填管沟时均可采用，但推土坡度应在0.5m以内。,图1.59,下坡推土法,图1.60槽形推土法,(2）分批集中，一次推送法,当运距较远而土质又比较坚硬时，由于切土的深度不大，一次铲土不多，宜采用多次铲土，分批集中，一次推送。以便在铲刀前保持满载，有效地利用推土机的功率，缩短运土时间，应用此法可提高生产效率12%18%。,（3）槽形推土法,当运距远，挖土层较厚时，利用前次推土的槽形推土，前次推土所形成的土埂能有效阻止土的散失，从而增大推土量。此法可以和分批集中，一次推送法联合运用。能更有效地利用推土机，缩短运土时间。,(4)并列推土法,在较大面积的平整场地施工中，采用两台或三台推土机并列推土，能减少土的散失面。一般可使每台推土机的推土量增加20%,提高运土效率。但需注意，相邻两台推土机的铲刀应保持150300cm间距，避免相互影响；且并列台数不宜超过4台。,（5）斜角推土法,将回转式铲刀斜装在支架上，与推土机前进方向形成一定倾斜角度进行推土。可减少机械的来回行驶，提高效率。适于在基槽、管沟回填时采用。,图1.61 并列推土法 图1.62斜角推送法作业,此外，对于推运疏松土壤，且运距较大时，还应在铲刀两侧装置挡板，以增加铲刀前土壤的体积，减少土壤向两侧散失。在土层较硬的情况下，则可在铲刀前面装置活动松土齿，当推土机倒退回程时，即可将土翻松。这样，便可减少切土时阻力，从而可提高切土运行速度。,铲运机,铲运机是一种能独立完成挖土、运土、卸土、填筑等工作的土方机械。,按有无动力设备，铲运机分为自行式铲运机（运距8001500m）和拖式铲运机（运距200350m）两种。,自行式铲运机（图1.63a）的行驶和工作都靠本身的动力设备，不需要其他机械的牵引和操纵,拖式铲运机（图1.63b）是由拖拉机牵引，工作时亦靠拖拉机上的卷扬机或油泵进行操纵，所以，拖式铲运机又分为液压式或索式两种。,（a）（b）,图1.63 铲运机,（a）自形式铲运机；（b）拖式铲运机,（1）铲运机的运行路线,铲运机的运行路线，对提高生产效率影响很大，应根据填、挖方区的分布情况及具体条件进行合理选择。一般有以下两种形式：,1)环形路线,对于地形起伏不大，而施工地段又较短(50100m）和填方不高（0.11.5 m）的路堤、基坑及场地平整工程宜采用图1.64a、b所示的环形路线。当填、挖交替，且相互之间的距离又不大时，则可采用图1.64c所示的环形路线。这样，可进行多次铲土和卸土，从而减少了铲运机转弯次数，相应提高了工作效率。,采用环形路线时，铲运机应每隔一定时间按顺、反时针的方向交替行驶，以免长期沿一侧转弯，导致机件的单侧磨损。,2)“8”字形路线,在地形起伏较大、施工地段狭长的情况下，宜采用“8”字形路线（图1.65d)。因这种运行路线，铲运机在上下坡时是斜向行驶，所以坡度平缓；一个循环中两次转弯方向不同，故机械磨损均匀；一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数及空车行驶距离，从而亦可缩短运行时间，提高生产率。,尚需指出，铲运机应避免在转弯时铲土，否则，铲刀受力不均易引起翻车事故。因此，为了充分发挥铲运机的效能，保证能在直线段上铲土并装满土斗，要求铲土区应有足够的最小铲土长度。,（c）,（d）,(a),(b),图1.65 铲运机开行路线,（a）、（b）环形路线；（c）大环形路线；（d）8字路线,（2）提高铲运机生产率的措施,1)下坡铲土,利用机械重力的水平分力来加大切土深度和缩短铲土时间，但纵坡不得超过25,0,横坡不大于5,0,，铲运机不能在陡坡上急转弯，以免翻车。,2)挖近填远，挖远填近,即挖土先从距离填土区最近一端开始，由近而远；填土则从距离挖土区最远一端开始，由远而近。这样，既可使铲运机始终在合理的运距内工作，又可创造下坡铲土的条件。,3)推土机助铲,在较坚硬的土层中用推土机助铲，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。助铲间歇，推土机可兼作松土、平整工作。,4)双联铲运法,当拖式铲运机的动力有富裕时，可在拖拉机后面串联两个铲斗进行双联铲运。对坚硬土层，可用双联单铲，即一个土斗铲满后，再铲另一土斗；对松软土层，则可用双联双铲，即两个土斗同时铲土。,图1.64 助铲法示意图,1铲运机；2推土机,5)挂大斗铲运,在土质松软地区，可改挂大型铲土斗，以充分利用拖拉机的牵引力来提高工效。,6)跨铲法,即预留土埂，间隔铲土，以减少土壤散失，铲除土埂时，又可减少铲土阻力，加快速度。,挖土机,常用挖土机主要为单斗挖土机，只用于挖土，运土由自卸式汽车完成。根据挖土方式不同，单斗挖土机铲斗类型可分为：正铲、反铲、拉铲和抓铲。,图1.66 单斗挖土机工作简图,（a）正铲挖土机；（b）反铲挖土机；,图1.66 单斗挖土机工作简图,（c）拉铲挖土机；（d）抓铲挖土机,(1)正铲挖土机：,1)工作特点：只能挖土、挖土机必须在工作面；“前进向上，强制切土”；挖土深度大、装车效率高，易与汽车配合。,2)适用于：停机面以上，含水量30以下，工作面无涌水，一四类土的大型基坑。,3)作业方法：正向挖土后方卸土，正向挖土侧向卸土。,图1.67 正铲挖土机开挖方式,(a)正向挖土侧向卸土；(b)正向挖土后方卸土,l一正铲挖土机；2一自卸汽车,(a),(b),图,1.68,正,铲开挖基坑工作面及开行通道,a)一层通道多次开挖；b)之字开行加宽工作面；c)多层通道开挖,(a),(c),(b),（2）反铲挖土机：,1)工作特点：“后退向下，强制切土”，可与汽车配合。挖土机可在地面、边坡留土、挖土深度比正铲小。,2)适用于：停机面以下、一三类土的基坑、基槽、独立柱基、管沟开挖。其挖掘力比正铲小，每层经济合理的开挖深度为1.53.0m，对地下水位较高处也适用。,3)作业方法：沟端开挖，即挖土机停在沟端，向后倒退挖土，汽车停在两旁装土；沟侧开挖，即挖土机沿沟一侧直线移动挖土。,图1.69反铲挖土机开挖方式,(a)沟端开挖；(b)沟侧开挖,1反铲挖土机；2自卸汽车；3弃土堆,(a),(b),（3）拉铲挖土机：,拉铲挖土机的铲斗悬挂在钢丝绳下，土斗借重力切入土中，可用于开挖12类土，开挖深度和宽度较大。由于开挖的精确性较差，边坡要留更多的土，且大多用于将土弃于土堆。,1)挖土特点是：“后退向下，自重切土”。其挖土半径和挖土深度较大，甩土方便，能开挖停机面以下的一二类土。,2)适用于：停机面以下、一二类土的较大基坑开挖，填筑堤坝，河道清淤。,3)开挖方式，与反铲挖土机相似，也分为沟端开挖和沟侧开挖。,图1.70拉铲挖土机的开行方式,(a)沟侧开行；(b)沟端开行；(c)三角形开行,(a),(b),(c),（4）抓铲挖土机:是在挖土机臂端用钢索装一抓斗，可挖12类土，特别适合独立基坑水下挖土。,1)工作特点：“直上直下，自重切土”，效率较低。,2)适用于：停机面以下、一二类土的、面积小而深度较大的坑、井开挖。施工面狭窄而深的基坑、深槽、沉井等开挖，清理河泥等工程，最适于水下挖土，或装卸碎石、矿渣等松散材料。,图1.71抓铲挖土机工作示意,(a)抓铲开挖柱基基坑；(b)抓铲斗工作示意,1-斗瓣；2-中心铰；3-拉杆；4-顶铰；5-升降索；6-取土索,（a）,（b）,挖土设备和运土设备数量的配套计算,原则：保证挖土机连续工作,（1）挖土设备数量的计算:,(1.43),式中 Q土方量,m,3,；,Q,d,挖土机生产率,m,3,/台班；,T工期（工作日）；,C每天工作班数；,K工作时间利用系数（0.80.9）。,挖土设备和运土设备数量的配套计算,（2）运土设备数量的计算:,当用挖土机挖土时，运土设备数量应与挖土设备数量配套。,汽车数量：或者 (1.44),式中 T汽车每一工作循环的延续时间；,t每次装车时间；,Q,1,挖土机台班产量；,Q,2,汽车台班产量。,1.5.2.5 开挖施工要点:,（1）应根据地下水位、机械条件、进度要求等合理选用施工机械；,（2）土方开挖应绘制土方开挖图；,（3）基底标高不一时，可采取先整片挖至一平均标高，然后再挖个别较深部位；,（4）基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清坡；,（5）挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础一侧或地下车库坡道部位作为运输通道，以减少挖土量；,（6）软土地基或在雨期施工时，大型机械在坑下作业，需铺垫钢板或铺路基箱垫道；,（7）对某些面积不大、深度较大的基坑，应尽量不开或少开坡道；,（8）机械开挖应由深而浅，基底及边坡应预留一层200300mm厚土层用人工清底、修坡、找平；,（9）基坑挖好后，应紧接着进行下打钎验槽，尽量减少暴露时间。,1.6土方填筑与压实,土料选择和填筑方法,土料选择,(1)不能用的土：冻土、淤泥、膨胀性土、有机质含量大于8的土、可溶性硫酸盐含量大于5的土；,(2)不宜用的土：含水量过大的粘性土。,填筑方法,（1）水平分层填土。分层填筑，分层压实，分层检查填筑压实质量。,（2）无限制的斜坡填土，先切出台阶，台阶高宽为0.20.3m1m。,（3）透水性不同的土不得混杂乱填，应将透水性好的填在下部（防止水囊）。,图1.72碾压机械,(a)自行式平碾；(b)拖式羊脚碾,(a),(b),图1.73 蛙式打夯机,1夯头；2夯架；3三角皮带；4托盘,压实方法与影响压实质量的因素：,压实方法,（1）碾压法适用于大面积填筑工程。利用滚轮压力压实，常用机械压路机、平碾、羊足碾等。,（2）夯实法适用于小面积填筑工程。利用冲击力压实，常用机械蛙式夯、柴油夯等。,（3）人工夯振动法适用于非粘性土填筑。作用原理为颗粒失重、排列填充。常用机械为振动夯、平板振捣器等。,图1.74 平板振动机,影响压实质量的因素,（1）机械的压实功：不同机械的吨位或冲击力不同，压实遍数不同；,（2）铺土厚度：不同机械有效影响深度不同，铺土厚度不同；,（3）含水量：含水量小则不粘结、摩阻大，含水量大则橡皮土；含水量应为最佳含水量。,填土压实的质量检验,检验内容密实度；检验指标干密度,d,；检验方法环刀取样，测干密度；,要求：,(1.45),式中 D,y,压实系数。（一般场地平整0.9，填土作地基0.95）；,dmax,该种土质的最大干密度（通过击实试验确定）。,取样方法与数量：,分层进行，每层不少于1点（场地平整100400m,2,，回填30100m,2,，灰土垫层2050m,2,）；,位置：该层下半部。,