《建筑工程技术》PPT课件.ppt

普通高等教育高职高专 十一五国家级规划教材 建筑施工技术 课件制作人 祝军权 目录 第一章土方工程第二章地基与基础工程第三章砌体工程第四章钢筋混凝土工程第五章预应力混凝土工程第六章结构安装工程第七章钢结构工程第八章高层建筑主体结构工程施工第九章防水工程第十章装饰工程第十一章冬雨期施工 第一章土方工程 本章主要内容 概述土方工程量计算土方工程施工准备与基坑 槽 施工土方工程的机械化施工土方回填与夯实爆破工程土方工程质量验收标准与安全技术工程实践案例 自学 前言 土方工程是建筑工程施工中主要分部工程之一 任何一项建筑工程施工都是从土方工程开始 在大型建筑工程中 由于土方工程量大 施工条件复杂 施工中受气候条件 工程地质和水文地质条件的影响很大 因此施工前应针对土方工程的施工特点 制定合理的施工方案 在建筑工程施工中最常见的土方工程施工包括场地平整 地下室和基坑 槽 及管沟开挖 土壁支撑 施工排水 降水 路基填筑及基坑 槽 的回填土等 第一节概述 本节主要内容 一 土方工程的分类及特点二 土的分类与现场鉴别方法三 土的工程性质四 土方边坡 一 土方工程的分类及特点 一 土方工程分类根据土方工程的施工内容与方法不同 土方工程分类有以下几种 1 场地平整2 基坑 槽 开挖长宽比 3 基槽 长宽比 3 底面积在20 以内 基坑3 基坑 槽 回填 二 土方施工特点1 工程量大 劳动强度高2 施工条件复杂3 受场地限制 二 土的分类与现场鉴别方法 在工程上 土根据开挖难易程度和开挖中使用不同的工具和方法分为八类 见表1 1所示 其中1 4类为土 5 8类为岩石 土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方案 劳动量消耗和工程费用 土越硬 劳动量消耗越多 工程成本越高 表1 1土的工程分类 三 土的工程性质 土的工程性质对土方工程施工有直接影响 也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料 土的主要工程性质有 土的天然密度 土的可松性 土的含水量 土的渗透性 土的密实度 一 土的可松性土的可松性是指自然状态下的土经开挖后 其体积因松散而增加 以后虽经回填压实 仍不能恢复成原来体积的性质 土的可松性程度可用可松性系数 土的可松性系数 Ks 土的最初可松性系数 Ks 土的最终可松性系数 V1 土在天然状态下的体积 V2 土经开挖后的松散体积 V1 回填所需的天然状态下的土体积 V3 土经回填压实后的体积 二 土的天然含水量 土的天然含水量 土中水的质量与土颗粒质量的百分比 式中 土的天然含水量 mw 土中水的质量 kg ms 土中固体颗粒的质量 kg 最佳含水量 用同样的夯实机具 可使回填土达到最大的密实度时的含水量 三 土的渗透性 土的渗透性是指土体被水透过的性质 土的渗透性用渗透性系数表示 即单位时间内水穿透土层的能力 一般由实验确定 常见土的渗透性系数见表1 2所示 四 土方边坡 土方边坡的坡度以其高度h与底宽度b之比来表示 边坡可以做成直线形边坡 阶梯形边坡及折线形边坡 图1 1土方放坡形式 土方边坡坡度 土方边坡坡度 h b 1 b h 1 mm b h称为坡度系数 即当边坡高度为h时 边坡宽度为b mh 深度在5m内的基坑 槽 管沟边坡的最陡坡度 不加支撑 第二节土方工程量计算 本节主要内容 一 基坑 槽 土方量的计算二 场地平整土方量计算 1 基坑土方量计算 基坑 是指长宽比 3的矩形土体 其土方量按立体几何中棱柱体 由两个平行的平面作底的一种多面体 的体积公式计算 基坑土方量计算公式 2 基槽土方量计算 基槽的土方量可以沿长度方向分段后 再用同样方法计算 如图1 3所示 二 场地平整土方量计算 一 场地设计标高确定确定设计标高时应考虑的因素 满足生产工艺和运输的要求 尽量利用地形 以减少挖方数量 场内的挖方与填方能达到相互平衡 面积大 地形又复杂时则例外 以降低土方运输费用 有一定的泄水坡度 2 满足排水要求 考虑最高洪水位的要求 1 初步计算场地设计标高 将地形图划分方格 每个方格的角点标高 一般根据地形图上相邻两等高线的标高 用插入法求得 在无地形图时 在地面用木桩打好方格网 然后用仪器直接测出 图1 4场地设计标高计算简图 1 初步计算场地设计标高 续1 理想的设计标高 应使场地内的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡 即 式中 H0 所计算的场地设计标高 m a 方格边长 N 方格数 H11 H12 任一方格的四个角点的标高 1 初步计算场地设计标高 续2 考虑同一个角点在计算中用到的次数 则 式中 H1 一个方格仅有的角点标高 m H2 两个方格共有的角点标高 m H3 三个方格共有的角点标高 m H4 四个方格共有的角点标高 m 2 计算设计标高的调整值 上式所计算的设计标高 纯系一理论数值 实际中还需考虑以下因素进行调整 1 由于土具有可松性 必要时应相应地提高设计标高 2 由于设计标高以上的各种填方工程用土量而影响设计标高的降低 或者由于设计标高以下的各种挖方工程的挖土量而影响设计标高的提高 3 由于边坡填挖方土方量不等 特别是坡度变化大时 而影响设计标高的增减 4 根据经济比较结果 而将部分挖方就近弃土于场外 或将部分填方就近取土于场外而引起挖填土方量的变化后需增减设计标高 3 考虑泄水坡度对设计标高的影响 1 单向泄水用计算出的设计标高H0 作为场地中心线的标高 如图1 5所示 场地内任一点的设计标高则为 式中 Hn 任意一点的设计标高 m l 该点至H0的距离 m i 场地泄水坡度 不小于2 该点比H0点高则取 号 反之取 号 图1 5单向泄水坡度的场地 图1 6双向泄水坡度的场地 3 考虑泄水坡度对设计标高的影响 续 2 双向泄水H0为场地中心点标高 场地内任意一点的设计标高为 式中 lx ly 该点于x x y y方向距场地中心线的距离 ix iy 该点于x x y y方向的泄水坡度 二 场地土方量计算 1 方格网法方格边长主要取决于地形变化的复杂程度 通常采用20m 根据每个方格角点的自然地面标高和实际采用的设计标高 算出相应的角点填挖高度 然后计算每一个方格的土方量 大规模场地土方量的计算可使用专门的土方工程量计算表 这样即可得到整个场地的挖 填土方总量 场地各方格的土方量一般可分为三种不同类型进行计算 1 全挖或全填 2 两挖两填 3 三挖 填 一填 挖 1 全挖全填方格土方量计算 V 挖方或填方体积 m3 h1 h2 h3 h4 方格角点填挖高度 均用绝对值 m 若a 20m h用cm表示 则上式可写为 2 两挖两填方格土方量计算 填方部分 挖方部分 3 三挖 填 方格土方量计算 一点部分 三点部分 例题 1 初步设计标高 场地平均标高 H0 H1 2 H2 3 H3 4 H4 4M 70 09 71 43 69 10 70 70 2 70 40 70 95 69 71 4 70 17 70 70 69 81 70 38 4 9 70 29 m 例 某建筑场地方格网 地面标高如图 格边长a 20m 泄水坡度ix 2 iy 3 不考虑土的可松性的影响 确定方格各角点的设计标高 70 09 2 按泄水坡度调整设计标高 Hn H0 Lxix Lyiy H1 70 29 30 2 30 3 70 32 H2 70 29 10 2 30 3 70 36 H3 70 29 10 2 30 3 70 40 其它见图 70 09 二 场地土方量计算 1 计算各方格角点的施工高度hn hn Hn Hn 即 hn 该角点的设计标高 自然地面标高 m h1 70 32 70 09 0 23 m 正值为填方高度 h2 70 36 70 40 0 04 m 负值为挖方高度 0 23 0 04 0 55 0 99 0 55 0 13 0 36 0 84 0 83 2 确定零线 挖填分界线 插入法 比例法找零点零点连线 三 场地平整边坡土方量计算 边坡的土方量可以划分为近似的三角棱锥体 如体积1 3 5 11 和三角棱柱体 如体积4 1 三角棱锥体边坡体积 2 三角棱柱体边坡体积 边坡平面轮廓尺寸图 场地1 1000 边坡1 100 五 土方调配 1 土方调配的原则 1 应力求达到挖 填平衡和运距最短的原则 2 土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则 3 土方调配应采取分区与全场相结合来考虑的原则 4 土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合 5 选择恰当的调配方向 运输路线 使土方机械和运输车辆的功效能得到充分发挥 图1 20土方调配图 a 场地内挖 填平衡的调配图 箭头上面的数字表示土方量 m3 箭头下面的数字表示运距 b 有弃土和借土的调配图 箭头上面的数字表示土方量 m3 箭头下面的数字表示运距 2 土方调配图表的编制 1 划分调配区 2 求出每对调配区之间的平均运距 3 画出土方调配图 4 列出土方量平衡表 三 土方的调配 在施工区域内 挖方 填方或借 弃土的综合协调 1 要求 总运输量最小 土方施工成本最低 2 步骤 1 找出零线 画出挖方区 填方区 2 划分调配区注意 1 位置与建 构筑物协调 且考虑开 施工顺序 2 大小满足主导施工机械的技术要求 3 与方格网协调 便于确定土方量 4 借 弃土区作为独立调配区 划分调配区示例 3 找各挖 填方区间的平均运距 即土方重心间的距离 可近似以几何形心代替土方体积重心 4 列挖 填方平衡及运距表 B2 B3 B1 5 调配方法 最小元素法 就近调配 顺序 先从运距小的开始 使其土方量最大 结果 所得运输量较小 但不一定是最优方案 总运输量97000m3 m 6 画出调配图 略 3 调配方案的优化 线性规划中 表上作业法 1 确定初步调配方案 如上 要求 有几个独立方程土方量要填几个格 即应填m n 1个格 不足时补 0 如例中 m n 1 3 4 1 6 已填6个格 满足 2 判别是否最优方案用位势法求检验数 ij 若所有 ij 0 则方案为最优解 ij Cij Ui Vj1 求位势Ui和Vj 位势和就是在运距表的行或列中用运距 或单价 同时减去的数 目的是使有调配数字的格检验数为零 而对调配方案的选取没有影响 计算方法 平均运距 或单方费用 Cij Ui Vj 设U1 0 则V1 C11 U1 50 0 50 U3 C31 V1 60 50 10 V2 110 10 100 v2 100 U2 60 U3 10 U4 20 U1 0 v3 60 2 求空格的检验数 ij ij Cij Ui Vj 11 50 0 50 0 有土 13 100 0 60 40 21 70 60 50 80 结论 表中 12为负值 不是最优方案 应对初始方案进行调整 三 方案调整调整方法 闭回路法 调整顺序 从负值最大的格开始 1 找闭回路沿水平或垂直方向前进 遇适当的有数字的格转弯 直至回到出发点 2 调整调配值从空格出发 在奇数次转角点的数字中 挑最小的土方数调到空格中 且将其它奇数次转角的土方数都减 偶数次转角的土方数都加这个土方量 以保持挖填平衡 400 100 400 0 X12 500 100 500 3 再求位势及空格的检验数 V1 50 V2 70 V3 60 U1 0 U2 30 U3 10 U4 20 50 50 30 50 40 60 由于所有的检验数 ij 0 故该方案已为最优方案 若检验数仍有负值 则重复以上步骤 直到全部 ij 0而得到最优解 4 绘出调配图 包括调运的流向 数量 运距 5 求出最优方案的总运输量 400 50 100 70 500 40 400 60 100 70 400 40 94000m3 m 第三节土方工程施工 本节主要内容一 施工准备及定位放线二 土壁稳定三 基坑开挖与支护四 施工排水 一 施工准备及定位放线 一 施工准备工作1 场地清理2 地面水排除 二 定位与放线1 建筑物定位2 放线 龙门板与控制装示意图 二 土壁稳定 土壁稳定主要是土体内摩阻力和粘结力来保持平衡 当土体失去平衡 土壁就会引起塌方 一 土壁塌方的原因 1 边坡过陡 土体本身稳定性不够而产生塌方 2 基坑上边缘附近堆物过重 使土体中产生的剪应力超过土体的抗剪强度 3 地面水及地下水渗入边坡土体 使土体的自重增大 抗剪能力降低 从而产生塌方 二 防止边坡塌方的措施 1 放足边坡2 在边坡上堆土方或材料以及动荷载作用3 作好排水工作 三 基坑开挖与支护 基坑开挖分两大类 一是民用与工业建筑多为浅基坑 工程规模小 易于实施 问题较少 二是高层建筑地下部分深度多在5 15m之间 宽度在20m以上 工程规模较大 施工工期较长 常遇地下水及软土 问题较多 造价较高 这类基坑称为大面积深基坑 基坑的支护结构除承受基坑周围土体的天然土 水压力外 还主要承受基坑开挖时 由于基坑中土体的挖除而产生的卸荷所引起的土压力和水压力的变化 并将这些压力传递到支撑 与支撑构件一起形成基坑施工时的支护体系 一 浅基坑开挖 浅基坑开挖有条基开挖及柱基开挖两种情况设备基础情况较复杂 有的面积大 埋深可达10m 有的与柱基相近 其中较困难的问题在于室内施工 当设备基础与柱基距离很近时 必须考虑柱基的安全及下沉 拉开距离不小于2 h h为两基础埋深的高差 如图1 23所示 一 浅基坑开挖 续 同时坡顶离原有基础外缘距离不小于1 2m 按深度大小确定 也不得将弃土压在原有基础上 当放坡条件难以保证 就必须采用板桩支护 或连续墙及柱列桩 基坑开挖不仅要考虑边坡的稳定 还要确保槽底土层不被扰动 浮土必须清除 验槽必不可少 验槽的目的在于补充勘测不足 影响基坑施工因素很多 对浅基础来说 重要的问题是防止基坑曝晒或泡水 雨季施工坑内外都要及时排水 被水泡后的软泥要清除彻底 基础施工完成后立即回填夯实 以保证基础在水平方向的稳定性 二 土壁支护 在开挖较窄的沟槽时 多用木挡板横撑式土壁支撑 横撑式土壁支撑根据挡土板设置的不同 分为水平挡土板式和垂直挡土板式 如图1 24 a b 所示 前者又可分为断续式和连续式 断续式水平挡土板支撑在湿度小的粘性土及挖土深度小于3m时采用 连续式水平挡土板支撑用于较潮湿的或散粒的土 挖土深度可达5m 垂直挡土板支撑用于松散的和湿度很高的土 挖土深度不限 图1 24横撑式支撑 三 大面积深基坑支护 箱基 主要解决承载力不足问题 住宅建筑多采用箱基 埋深约5m 商业建筑地下部分 一般采用框架柱厚筏结构 地下两层 埋深10m左右 1 由于场地狭窄 放坡法使用条件受到限制 目前主要的支护方法为钢板桩 柱列式钢筋混凝土桩 连续墙等 2 利用深层搅拌法 或注浆法 加固基坑四周土体 使其成为具有低强度的防水帷幕 或直接用做护坡 或与钢筋混凝土柱列桩连用 组成防水支挡结构代替造价较高的连续墙 3 逆作法施工技术日益被重视 图1 25深基坑支护示意图 图1 26逆作法施工程序图 1 地下连续墙 简称连续墙 地下连续墙直接在地下利用大型机械挖槽 然后浇灌成钢筋混凝土墙体 壁厚40 120cm 挖掘深度一般为30 40m 最多达120m 开始用于防渗 逐渐发展到地下室挡土 目前已将挡土与地下室墙合一 优点是结构整体性好 刚度大 壁厚超过60cm即可防渗 可在狭窄地区不用放坡完成各种形状的地下挡土墙 可做成直线的 也可做成加肋的 或做成墙柱合一的形式 施工无燥声 挖深愈大 优越性愈显著 缺点是需用专用机械 成本较高 连续墙施工的注意事项 在挖槽过程中为保证槽壁不塌 需采取两条措施 第一 泥浆护壁 第二 槽长不能过长 过长可能发生槽壁坍塌 2 柱列式灌注桩 柱列式灌注桩是以直径为80 120cm的钢筋混凝土灌注桩为立柱 配合土锚杆或横向支撑以减少桩身弯矩的挡土结构 优点 可使用钻孔机械 按通常灌注桩施工方法施工 在地下水位较低时还可用人工挖孔 施工简便 造价较低 无燥声 缺点 整体性能较差 无防水能力 因此必须在桩顶做断面较大的圈梁 以增强其整体性 3 土锚杆 土层锚杆 简称土锚杆 是在地面或深开挖的地下室墙面或基坑立壁未开挖的土层钻孔 达到设计深度后 在孔内放入钢筋或其他抗拉材料 灌入水泥浆使土层结合成为抗拉力强的锚杆 土锚杆的组成 头部连接 拉杆 锚固体 3 土锚杆 续 施工机械 冲击式钻机 旋转式钻机及旋转式冲击钻机等 锚杆承受拉力 一般采用螺纹钢 钢绞线等强度高 延伸率大 疲劳强度高的材料 永久性锚杆尚需进行防腐处理 土锚杆的施工程序为 钻孔 安放拉杆 灌浆 养护 安装锚头 张拉锚固和挖土 锚杆与支撑两者的作用相同 锚杆便于施工开挖 但造价较高 支撑便于监测 易于控制 施工开挖较困难 决定的因素还是开挖深度 土质强弱 周围有无建筑或管道等 4 土钉墙 土钉加固技术是在土体内嵌入一定长度和分布密度的土钉体 与土共同作用 用以弥补土体自身强度的不足 土钉墙适用于地下水低于土坡开挖段或经过降水措施后使地下水位低于开挖层的情况 土钉技术的局限性 施工时一般要先开挖土层1 2m深 土体须要有一定的 粘聚力 否则需先进行灌浆处理 另外 土钉墙施工时要求坡面无水渗出 土钉墙的施工操作程序 1 施工准备1 了解内容与要求2 排除地下水3 确定基坑开挖线 轴线定位点 水准基点 变形观测点等 并妥善保护4 制定基坑支护施工组织设计5 选用材料6 施工机具准备 2 土钉墙支护结构施工工艺 1 开挖工作面 2 喷射混凝土 3 设置土钉 4 铺设钢筋网 5 设置排水系统 四 基坑开挖应注意的问题 1 对基坑周围情况的调查应当认真进行 如果有不允许任何沉降及水平位移的要求时 必须满足侧向位移控制设计要求 对横向支撑或锚杆的安装质量要严格把关 2 进行邻近房屋沉降观测及水平位移观测 目的在于及早发现异常情况 分析原因 及时采取措施 3 大面积基坑开挖时间较长 容易引起边坡失稳 4 基坑面积过大时 对底板混凝土采取分段边挖边浇筑 5 在基坑施工过程中以及基础施工完成前 降水工作不能停止 6 随时观察挖土与地裂之间的关系 四 施工排水 在土方开挖过程中 当基坑 槽 底面位于地下水位以下时 土的含水层被切断 地下水会不断地渗入基坑 雨季施工时 地面水也会流入基坑 为了保证施工的正常进行 施工排水常采用明沟排水法 流砂现象及其防治和人工降低地下水位法 一 明沟排水明沟排水法是在基坑 槽 开挖过程中 当基底挖至地下水位以下时 沿基坑四周挖一定坡度的排水沟 设集水井 使地下水沿沟流入井内 然后用水泵抽走 图1 33 图1 33明沟排水 二 流砂现象及其防治 当基底挖至地下水位以下时 有时坑底土会成流动状态 随地下水涌入基坑 这种现象称为流砂现象 发生流砂现象时 土完全丧失承载力 工人难以立足 土边挖边冒 难以达到设计深度 流砂严重时会引起基坑边坡塌方 附近建筑物因地基被掏空而下沉 倾斜 甚至倒塌 流砂现象产生的原因 由于地下水的水力坡度大 即动水压力大 而且动水压力的方向与土的重力方向相反 土悬浮于水中 并随地下水一起流动 防治流砂的措施 1 选择在全年最低水位季节施工 2 抛大石块 3 打钢板桩 4 采用化学压力注浆或高压水泥注浆 固结基坑周围粉砂使之形成防渗帷幕 5 人工降低地下水位 三 人工降低地下水位 人工降水 井点降水 在基坑开挖前 预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管 井 利用抽水设备连续不断地抽水 使地下水位降至基底以下 直至基础施工完毕为止 人工降水法有 轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点及渗井井点等 施工时可根据土层的渗透性 要求降低水位的深度 设备条件及经济比较等因素确定 必要时应组织专家论证其可行性 1 轻型井点的主要设备 包括管路系统和抽水设备两部分 管路系统包括 滤管 井点管 弯联管及总管等 抽水设备包括 真空泵 离心泵和集水箱 又叫水气分离器 等 图1 34轻型井点法降低地下水位全貌图 滤管构造 滤管构造 真空泵井点设备工作原理图 2 轻型井点的布置 轻型井点布置应根据基坑大小与深度 土质 地下水位高低与流向 降水深度与要求及设备条件等确定 1 平面布置单排布置适用于基坑 槽 宽度小于6m 且降水深度不超过5m的情况 双排布置适用于基坑 槽 大于6m或土质不良的情况 环形布置适用于基坑面积较大的情况 2 高程布置H H1 h iL 图1 36单排线状井点的布置 图1 37双排线状井点布置图 图1 38环形井点布置图 4 计算涌水量Q 环状井点系统 1 判断井型 图 按照滤管与不透水层的关系 完整井 到不透水层非完整井 未到不透水层 按照是否承压水层 承压井无压井 2 无压完整井群井井点计算 积分解 Q 1 366K 2H S S lgR lgX0 m3 d K 土层渗透系数 m d H 含水层厚度 m S 水位降低值 m R 抽水影响半径 m R 1 95S HK 1 2 X0 环状井点系统的假想半径 m 当长宽比A B 5时 X0 F 1 2 否则分块计算涌水量再累加 F 井点系统所包围的面积 3 无压非完整井群井系统涌水量计算 近似解 以有效影响深度H0代替含水层厚度H用上式计算Q H0的确定方法 注意 1 当H0值超过H时 取H0 H 2 计算R时 也应以H0代入 4 承压完整井 Q 2 73KMS lgR lgX0 m3 d M 承压含水层厚度 m 5 确定井管的数量与间距 1 单井出水量 q 65 dlK1 3 m3 d d l 滤管直径 长度 m 2 最少井点数 n 1 1Q q 根 1 1 备用系数 3 最大井距 D L总管 n m 4 确定井距 取井距D D 符合总管的接头间距 15d 5 确定井点数 n L总管 D 喷射井点 一 喷射井点设备与布置喷射井点根据工作时使用的液体或气体的不同 分为喷水井点和喷气井点 喷射井点设备由喷射井管 高压水泵 进水排水管路组成 基坑宽小于10m 单排布置 大于10m 双排布置 面积较大 环形布置 二 喷射井点的施工和使用 施工顺序 安装水泵及泵的进出水管路 敷设进水总管和回水总管 沉设井点管并灌填砂滤料 接进水总管后及时进行单根井点试抽 检验 全部井点管沉设完毕后 接通回水管 全面试抽 检查整个降水系统的运转情况及降水效果 然后让工作水进行正式工作 管井井点 管井井点由管井 吸水管 水泵组成 管井可用钢管和混凝土管 塑料管 管井井点采用离心式水泵或潜水泵抽水 6 井点管的埋设与使用 1 埋设方法 水冲法 水枪 井管自身 高压水 钻孔法 正循环钻 反循环钻 冲击钻振动水冲法 2 使用要求 开挖前2 5天开泵降水 连续抽水不间断 水量先大后小 先混后清 防止堵塞 管井井点构造 井点降水对邻近建筑物的影响和预防措施 影响 由于地下水流失 造成地下水位下降 地基自重应力增加 土层被压缩 土颗粒随水流流失 将引起周围地面沉降 由于土层的不均匀性和形成的水位降低漏斗曲线 地面沉降多为不均匀沉降 导致周围的建筑物基础下沉 房屋开裂 预防措施 1 回灌井点2 设置止水帷幕3 减缓降水速度 第五节土方工程的机械化施工 1 5 1推土机 推土机由拖拉机和推土铲刀组成 按铲刀的操纵机构不同 推土机分为钢索式和液压式两种 推土机能单独完成挖土 运土和卸土工作 具有操纵灵活 运转方便 所需工作面小 行使速度快 易于转移 能爬30 左右缓坡的特点 适用于场地清理 土方平整 开挖深度不大的基坑以及回填作业等 推土机经济运距在100米以内 效率最高的运距在60米 为提高生产率 可采用槽形推土 下坡推土及并列推土等方法 推土机外形图 下坡推土法 并列推土法 铲土机 铲运机是一种能独立完成铲土 运土 卸土 填筑 场地平整的土方机械 按行走方式分为自行式和拖拉式两种 图1 46所示 铲运机的特点 对道路要求较低 操纵灵活 生产效率较高 它适用在1 3类土中直接挖 运土 经济运距在600 1500米 当运距在800米效率最高 常用于坡度在20 以内的大面积场地平整 大型基坑开挖及填筑路基等 不适用于淤泥层 冻土地带及沼泽地区 坚硬土开挖时需用推土机助铲或松土机配合 铲运机外形图 铲运机下坡铲土法 双铲联运法示意图 1 5 2单斗挖土机 单斗挖土机是土方开挖常用的一种机械 按其行走装置的不同 分为履带式和轮胎式两类 依其工作装置的不同 可以更换为正铲 反铲 拉铲和抓铲四种 按其传动装置不同又可分为机械传动和液压传动两种 正铲挖掘机 反铲挖掘机 拉铲挖掘机 抓铲挖掘机 1 5 2 1正铲挖土机 正铲挖土机的工作特点 前进向上 强制切土 挖掘力大 生产效率高 但需有汽车配合共同完成挖土运土工作 适用于开挖停机面以上1 3类土方 一般工作高度不小于1 5米 可开挖大型干燥的基坑 但需修筑坡道 图1 43正铲挖土机作业方式 1 5 2 2 反铲挖土机 反铲挖土机的工作特点 后退向下 强制切土 挖土能力比正铲小 能开挖停面以下1 2类土 深度在3 5米的基坑 基槽 管沟 也可用于地下水位较高的土方开挖 反铲挖土机可以与自卸汽车配合 装土运走 也可弃土于坑槽附近 反铲挖土机的开挖方式 如图1 44所示 主要有沟端开挖和沟侧开挖两种 反铲挖土机开挖方式 1 5 2 3 拉铲挖土机 拉铲挖土机的土斗是用钢丝绳悬挂在挖土机长臂上 挖土时在自重作用下落到地面切入土中 工作特点 后退向下 自重切土 其挖土深度和挖土半径均较大 能开挖停机面以下1 2类土 但是不如反铲挖土机灵活准确 适用于开挖大型基坑及水下挖土 作业方式同反铲挖土机 有沟端开挖和沟侧开挖两种 1 5 2 4 抓铲挖土机 抓铲挖土机是在挖土机臂端用钢丝绳吊装一个抓斗 其工作特点是 直上直下 自重切土 挖掘能力小 适用于开挖松软的土 在施工面狭窄而深的基坑 深槽 深井采用可取得较好的效果 也适用于水下挖土 是地下连续墙施工挖土的专用机械 1 5 3土方工程机械化施工选择 1 基坑情况 2 作业环境 3 气候与季节 4 机械配套与供应情况 5 施工工期长短和选用适宜的土方机械 达到较高的经济效益 表1 6 各种土方机械的适用范围 表1 6基坑开挖机械的适用范围 2 开挖注意问题 1 挖前先验线 2 连续开挖尽快完 防止水流入 3 坑边堆土防坍塌 及时清运 堆土0 8m以外 高 1 5m 4 严禁扰动基底土 加强测量防超挖 预留层 保护层 抄平清底打木桩 5 发现文物 古墓停挖 上报 待处理 6 注意安全 雨后复工先检查 第四节土方填筑与压实 本节主要内容一 填方土料的选择和填筑要求二 填土压实方法三 影响填土压实质量的因素 1 4 1填方土料的选择和填筑要求 含水量过大或过小的粘土 含有8 以上的有机物 腐烂物 的土 含有5 以上的水溶性硫酸盐的土 杂土 垃圾土 冻土等均不能作为回填土 同一填方工程应尽量采用同类土填筑 如采用不同土填筑时 必须按土类不同分层夯填 并将透水性大的置于透水性小的土层之下 以防填土内形成水囊 填土层应接近水平地分层压实 1 4 2填土压实的方法 填土压实的方法一般有碾压 夯实 振动压实 如图1 47所示 利用运输工具压实 对于大面积填土工程 多采用碾压或利用运输工具压实 1 碾压法 碾压原理 利用沉重的滚轮碾压土壤表面 使土壤在静压力作用下压实 适用于碾压粘性和非粘性土壤 碾压机械有 平碾 气胎碾和羊足碾 2 振动压实法 振动压实法的原理 利用重锤振动 使土壤颗粒发生相对位移从而达到密实状态 主要用于压实非粘性土 3 夯实法夯实法是利用夯锤下落的冲击力压实土壤 主要用于小面积回填土 有人工夯实和机械夯实两种 常用的机械夯实有夯锤 内燃夯土机和蛙式打夯机 如图1 49所示 图1 49蛙式打夯机 石夯 1 4 3影响填土压实质量的因素 1 土的含水量的影响在同一压实功条件下 填土的含水量对压实质量有直接的影响 较为干燥的土 由于土颗粒之间的摩阻力较大而不宜压实 含水量过大时 土颗粒间的孔隙被水分占去 也不能压实 因此 只有当土具有适当含水量时水起了润滑作用 土颗粒之间的摩阻力减小 土才能被压实 图1 50 51 最佳含水量 土达到最大密实度的含水量 工地简单检验粘性土含水量的方法是用手将土捏成团落地开花为宜 图1 50 1 51 2 铺土厚度的影响 压实机具对土的压实作用随土层的厚度增加而逐渐减小 如图1 51所示 其影响深度随压实机械 土的性质及含水量有关 铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用 铺土厚度有一个最优厚度范围 在此范围内 可使土料在获得设计要求密实度的条件下 压实机械所需的压实遍数最少 功耗费最低 表1 7填土每层的铺土厚度和压实遍数 3 压实功的影响 填土压实后的密实度与压实机械对填土所施加的功有一定的关系 土的密实度与所耗的功的关系 如图1 52所示 当土的含水量一定 在开始压实时 土的密实度急聚增加 待接近土的最大密实度时 虽然压实功增加了许多 但土的密实度变化很小 第六节爆破施工 一 爆破