土方工程填筑与压实验槽PPT课件.ppt

1 5土方填筑压实为保证填土的强度和稳定性 必须正确选择回填土料和填筑方法 以满足填土压实的质量要求 1 1 5 1填筑质量土方填筑质量是有主控项目 标高和分层压实系数 和一般项目 回填土料 分层厚度及含水量 表面平整度 1 密实度要求填土压实后要达到一定的密实度要求 密实度要求和质量标准通常以压实系数 c表示它是土的施工控制干密度 d与最大干密度 dmax之比值 一般根据土和工程结构性质 使用要求确定 如无规定 可采用表1 18的数值 2 3 粘性土或排水不良的砂土的最大干密度 dmax宜采用击实试验确定 如无试验资料 可按下式计算 1 47 式中 经验系数 粘土 粉质粘土 粉土分别取0 95 0 96 0 97 w 水的密度 ds 土粒相对密度 Wop 最优含水量 可按当地经验或取Wp 2 Wp为土的塑限 对于粉土取14 18 施工前 应求出填土的最大干密度 乘以设计的压实系数 得到施工控制干密度 作为检查施工质量的依据 4 对有密实度要求的填方 压实后要对每层填土质量采用环刀法或轻便触探仪锤击数测定干密度 求出密实度 符合设计要求后 方可填筑上层 环刀法取样组数为 基坑回填每20 50m3取一组且每个基坑不少于1组 基槽或管沟回填每层按长度20 50m取1组 室内填土每层按100 500 取1组 场地平整填方每层按400 900 取1组 取样部位应在每层压实土的下半部 先测出土的湿密度 含水量 再按下式求出实际干密度 0 5 1 48 式中 土的湿密度 W 土的含水量 如实际干密度 0 d d为施工控制干密度 则压实合格 若 0 d 则压实不够 应采取措施提高压实质量 6 2 含水量控制填土含水量直接影响压实质量 含水量过小 压不密实 含水量过大 易成橡皮土 因此 压实前应先试验得到符合密实度要求条件下的最优含水量 在压实机械和压实遍数相同的条件下 使填土获得最大密实度时土的含水量 和最少压实遍数 填土的最优含水量和最大密实度参考表1 24 粘性土料施工含水量与最优含水量之差可控制在 4 2 范围内 使用振动碾时 可控制在 6 2 范围内 7 填土含水量一般以手握成团落地开花为宜 若含水量过大 应采用翻松 晾晒 掺入干土或吸水性填料等措施 如填土过干 可洒水润湿 每1m3铺就土层需补充水量V按下式计算 1 49 式中 w 填土碾压前的密度 w 土的天然含水量 Wop 土的最优含水量 8 用喷水器润湿前 先用秒表测量单位时间喷水流量 后确定1m3及整个润湿地段的洒水时间 含水量小时 亦可采用增加压实遍数或使用大功能压实机械等措施 气候干燥时 应加快挖 运 平土和碾压过程 减少土的水分散失 当填土为碎石类土 充填物为砂土 时 碾压前应充分洒水湿透 提高压实效果 9 1 5 2填方土粒的选择和填筑要求回填土料应符合设计要求 含水量大的粘土 冻土 有机物含量大于8 的土和水溶性硫酸盐含量大于5 的土均不得用作回填土料 填筑要求 填土应尽量采用同类土 否则应将透水性较小的填土置于透水性较大的填土之上 不得将各类土料任意混杂使用 10 1 5 3基底处理场地回填应先清除基底上的草皮 树根 积水 淤泥和杂物 防止地表滞水流入填方区 填方基底为耕植土或松土时 应将基底夯压密实 填方位于水田 沟渠 池塘或含水量很大的松软土地段 应排水疏干或清淤换土 抛填片石砂砾石 翻松掺石灰等处理 填土场地地面陡于1 5时 应先将斜坡挖成高0 2 0 3m 宽大于1m的阶梯形 再分层填土 11 1 5 4填筑要求应根据工程特点 填土种类 设计压实系数 施工条件等合理确定含水量 分层厚度 压实遍数及施工机具 填方土层应接近水平 分层压实 每层质量都应符合设计要求 分段填筑时 每层接缝处应作成斜坡形 碾迹重叠0 5 1 0m 上下错缝间距应大于1m 回填基坑 槽 时 应从四周或两侧均匀分层进行 以防基础和管道偏移 12 1 5 5填筑方法1 填土方法 1 人工填土方法 用手推车送土 人工用铁锹 耙 锄等工具填土 从场地最低处开始 由一端向另端自下而上分层铺填 每层虚铺厚度 人工木夯夯实时 砂质土不大于30cm 粘性土20cm 机械压实时不大于30cm 深浅坑 槽 相连时 应先填深坑 槽 相平后与浅坑 槽 全面分层填压 如采用分段填筑 交接处应填成阶梯形 人工夯填土用60 80kg的木夯或铁 石夯 4 8人拉绳 二人扶夯 举高不小于0 5m 一夯压半夯依次填夯 较大面积人工回填用打夯机夯实 两机平行时间距不得小于3m 同一夯打路线上前后间距不得小于10m 13 2 机械填土方法 1 推土机填土 应自下而上分层铺填 每层虚铺厚度不宜大于30cm 大坡度堆填土 不得居高临下 不分层次 一次堆填 运土回填 可采用分堆集中一次运送方法 分段距离约为10 15m 以减少运土漏失量 土方推至填方部位时 应提起一次铲刀 成堆卸土 向前行驶0 5 1 0m后 利用推土机后退时将土刮平 并来回行驶进行碾压 履带应重叠一半 填土顺序宜采用纵向铺填顺序 从挖土区段至填土区段 以40 60m距离为宜 14 2 铲运机填土 铺填土区段 长度不宜小于20m 宽度不宜小于8m 分层铺土厚度不大于30 50m 视压实机要求定 每层铺土后利用空车返回时将其刮平 填土顺序尽量采取横向或纵向分层卸土 以便行驶时初步压实 3 汽车填土 自卸汽车为成堆卸土 配以推土机推土 摊平 每层铺土厚度不大于30 50cm 视压实机要求定 可利用汽车行驶作部分压实工作 行车路线须均匀分布于填土层上 汽车不能在虚土上行驶 卸土推平和压实须采取分段交叉进行 15 2 压实方法填土压实方法有碾压法 夯实法和振动压实法 平整场地等大面积填土采用碾压法 较小面积采用夯实法和振动压实法 16 1 碾压法 碾压法是利用机械滚轮的压力压实填土 有平碾 羊足碾等 平碾是一种以内燃机为动力的自行式压路机 有轻型 30 50kN 中型 60 90kN 和重型 100 140kN 三种 适于砂类土和粘性土压实 羊足碾一般无动力 靠拖拉机牵引 有单 双筒两种 根据碾压要求 可采用空桶 装水 装砂三种 羊足碾与土接触面积小 但压强比较大 压实效果较好 适于粘性土压实 碾压机开行速度不宜过快 一般平碾 羊足碾分别不应超过2km h 3km h 以保证压实效果 对密实度要求不高的大面积填土 在缺乏碾压机械时 也可采用推土机 拖拉机或铲运机结合行驶 推 运 土 平土来压实 17 18 蛙式打夯机1 夯头 2 夯架 3 三角带 4 底盘 19 2 夯实法 夯实法是利用夯锤自由下落冲击力来夯实填土 有人工夯实和机械夯实两种 常用的夯实机械有夯锤 内燃夯土机和蛙式打夯机 它体积小 重量轻 对土质适应性强 工程量小或作业面受限条件下尤为适用 对回填松散的特厚土层 可根据填土厚度和设计密实度的要求采用重锤夯实或强夯等机具来夯实 20 3 振动压实法 振动压实法是将振动压实机放在土层表面 借助振动机使土颗粒发生相对位移达到密实状态 该压实法振实非粘性土效果较好 振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械 比一般平碾提高工效1 2倍 适用于爆破石渣 碎石类土 杂填土或粉土的压实 平板式振动器振动深度有限 适于小面积粘性土薄层填土 较大面积砂土及薄层砂卵石 碎石垫层的振实 21 22 1 5 6影响压实质量的因素 1 含水量 最优含水量 使填土压实获得最大密实度时土的含水量 23 土的最优含水量和最大干密度参考表 24 2 压实功 压实遍数 25 3 铺土厚度填土施工时的分层厚度和压实遍数 26 2 实际干密度 式中 土的天然密度 土的含水量 3 检查 实际干密度 0 控制干密度 d 则压实合格 实际干密度 0 控制干密度 d 则压实不合格 27 1 6土方工程机械化施工当面积和土方量较大时 为提高生产率 降低劳动强度 降低工程成本 加快建设速度 多采用机械化开挖方式和先进的作业方法 机械化开挖常用的机械有 推土机 铲运机 挖土机等 28 1 推土机技术性能和特点推土机由拖拉机和推土铲刀组成 按铲刀的操作机构不同 可分为索式和液压式两种 索式推土机的铲刀借其自重切入土中 在硬土中切土深度较小 液压式推土机由液压操纵 能使铲刀强制切入土中 切土深度较大 且其铲刀可调整角度 灵活性强 录像 推土机能独立挖土 运土和卸土 具有操作灵活 运转方便 占工作面较小 行驶速度较快等特点 适用于场地清理平整 开挖深度不大的基坑 槽 及填土作业等 它还能牵引其他无动力土方机械 拖式铲运机 羊足碾 松土器等 其最有效运距为30 60m 29 推土机 1 推土机的特点 2 适用范围 场地清理 场地平整 开挖深度不大的基坑以及回填作业等 3 经济运距30 60m 4 最大运距100m 5 提高效率的方法 30 2 推土机作业方法为增大铲前土的体积 减小推土损失 缩短循环时间 提高生产效率 可采用以下作业方法 1 下坡推土法 推土机顺坡 坡度不超过15 向下切土推运 借助机械向下的重力作用 增大切土深度和运土数量 可提高生产率30 左右 无自然坡度时 亦可分段推土 形成下坡送土条件 该推土法有时可与其他推土法结合使用 适用于半挖半填地区推土丘 回填沟 渠使用 31 2 槽形推土法 利用已推过的土槽再次推土 可减少土的散失 当土槽推到一定深度 再推土埂 如此反复 可增加15 30 推土量 适用于运距较远 挖土较厚使用 3 并列推土法 用2 3台推土机并列推土 可减少土的散失 一般采用两台并列推土 可增加15 30 推土量 铲刀相距15 30cm 平均运距不宜超过50 70m 不宜小于20m 适用于大面积场地平整及运土使用 32 4 分堆集中 一次推送法 对硬质土 推土机切土深度较小 宜多次铲土 先将土集中在一个或几个中间点 再一次推送 以保持铲前满载 有效缩短运输时间 可提高生产率15 左右 堆积距离不宜大于30m 推土高度以2m内为宜 适用于运距较远或长距离分段送土使用 5 铲刀附加侧板法 对运距较大的疏松土壤运送 可在铲刀两侧加装挡板 增加铲前土的体积 减少土的散失 33 1 6 2单斗挖掘机单斗挖掘机是基坑 槽 开挖的常用机械 按行走机构不同分为履带式和轮胎式两类 按工作装置不同分为正铲 反铲 拉铲和抓铲四种 按传动方式不同分为机械和液压传动两种 34 1 正铲挖掘机 35 1 正铲挖掘机技术性能和特点 图1 32 36 正铲挖掘机的挖土特点是 前进向上 强制切土 它挖掘力大 生产率高 能开挖停机面以上一 四类土 挖土高度一般不小于1 5m 开挖大型基坑时需设坡道 挖掘机在坑内作业 地下水位较高时 应降低水位疏干基坑 因不便转移 一般用于较大型土方开挖 37 2 正铲挖掘机作业方法 根据挖掘机开行路线和运输车辆相对位置不同 一般有以下几种开挖方法 1 正向挖土 侧向卸土 沿前进方向挖土 汽车位于正铲侧向装土 图1 33a b 铲臂卸土转角最小 小于90 车辆行驶方便 生产率高 应用最广 38 图1 33 39 2 正向挖土 后方卸土 沿前进方向挖土 汽车位于正铲后方装土 图1 33c 铲臂卸土转角较大 180 左右 车辆需倒车开入 生产率低 用于开挖窄而深的基坑 槽 管沟和路堑等 40 2 反铲挖掘机 录像 1 反铲挖掘机技术性能和特点 反铲挖掘机的挖土特点是 后退向下 强制切土 其挖掘力比正铲小 能开挖停机面深度4 6m 经济合理挖土深度1 5 3 0m 的基坑 槽 或管沟 也适于地下水位较高的土方开挖 挖出的土可弃于坑槽两侧用推土机推走或汽车运出 41 42 43 2 反铲挖掘机作业方法 根据挖掘机的开行路线与运输车辆相对位置不同 一般有以下两种开挖方法 图1 36 1 沟端开挖法 反铲停于沟端 后退挖土 汽车停在基坑 槽 两侧装土 图1 36a 挖掘宽度不受机械最大挖掘半径限制 可同时挖至最大深度 其优点是挖土方便 挖掘宽度和深度较大 当基坑 槽 较宽时 可多次开行挖土 适于一次成沟 后退挖土 即挖即运 44 图1 36 45 2 沟侧开挖法 反铲停于沟侧 沿沟挖土 汽车停在机旁装土或往沟一侧卸土 图1 36b 铲臂回转角度小 能将土弃于距沟边较远处 但挖土宽度比挖掘半径小 边坡不好控制 且机身靠近沟边 稳定性差 适于无法采用沟端开挖或挖土无需运走及横挖土体 46 3 拉铲挖掘机 录像 拉铲挖掘机的铲斗用钢丝绳悬挂在机动臂上 可利用惯性力将其甩出 挖的较远 挖土特点是 后退向下 自重切土 它挖土深度和半径较大 但不如反铲动作灵活准确 适于开挖停机面以下一 三类土基坑 槽 沟渠 修筑路基 堤坝及水下挖土 拉铲挖掘机作业方法与反铲挖掘机类似 4 抓铲挖掘机 录像 抓铲挖掘机的抓斗用钢丝绳悬吊在机动臂上 挖土时自由落下 挖土特点是 直上直下 自重切土 他挖掘力较小 适于开挖停机面以下一 二类土施工面窄而深的基坑 槽 沉井和水下挖土 47 拉铲挖土机 1 特点 后退向下 自重切土 挖土深度和半径较大 开挖停机面以下的 类土 2 适用范围 开挖大型基坑及水下挖土 48 抓铲挖土机 1 特点 直上直下 自重切土 开挖停机面以下的 类土 2 适用范围 开挖窄而深的基坑 沉井 特别是水下挖土 49 1 6 3土方机械化施工方案的选择大型基坑 槽 管沟等土方机械化施工方案应合理地选择土方机械 使它们在施工中配合协调 以充分发挥机械效率 加快施工进度 保证工程质量 降低工程成本 因此 施工前要经过经济和技术分析比较 制订合理的施工方案 指导施工 1 制订施工方案的依据制订土方机械化施工方案的依据是 工程类型及规模 施工现场的工程及水文地质情况 现有机械设备条件 工期要求 50 2 施工方案的选择大型基坑施工 可跟据基坑深度 土质 地下水及土方量等情况 采取不同的施工方案 当地下水位低于基坑底部时 可以用正铲挖掘机挖土 自卸汽车运土 当基坑中有地下水时 可先用正铲挖掘机开挖地下水位以上的土 再用反铲或拉铲开挖地下水位以下的土 用自卸汽车运土 也可配合井点降水疏干基坑中的地下水 再用正铲挖掘机开挖 还可以用推土机推土 装载机装土 自卸汽车运土 51 独立基坑 如厂房柱基等 开挖时 可根据基坑 柱距大小采取单个基坑开挖 柱距较大时 整条开挖 柱距较小时 各柱基基坑挖通一条宽基槽 或整片开挖 柱基较密且厂房内设备基础又较多时 等不同施工方案 选择相应施工机械 开挖管沟常用反铲挖掘机施工 并根据管沟周围情况 采取沟端开挖或沟侧开挖 采用机械挖土时 为了不使地基土遭受破坏 基坑底部预留200 300 土层 由人工清理整平 52 3 挖土机与自卸汽车配套计算组织土方机械化施工 必须使主导机械和辅助机械的台数相互配套 协调工作 主导机械 如挖掘机 的数量 应先根据其生产率和每班完成的工作量来考虑由机械故障或其他原因而临时停工等因素 算出所需的机械台班数 再根据工期及工作面大小来确定 主导机械数量确定后 按充分发挥其效能的原则确定出配套机械的数量 53 单斗挖掘机挖土配自卸汽车运土的机械配套计算如下 1 根据土方量大小 工期长短等确定挖掘机数量N 1 50 式中Q 土方量 Qd 挖掘机生产率 查定额手册 T 工期 若挖掘机数量已定 工期T按下式计算 1 51 C 每天工作班数 KB 时间利用系数 54 2 自卸汽车配套计算 自卸汽车数量N1应保证挖掘机连续工作 按下式计算 1 52 式中T 自卸汽车每一工作循环延续时间 按下式计算t1 自卸汽车每次装车时间 t1 nt n 自卸汽车每车装土次数 按下式计算 55 L 运距 Vc 重车与空车的平均速度 一般取20 30km h t2 卸车时间 一般为1min t3 停放待装 停车 让车等操纵时间 取2 3min t 挖掘机每次作业循环延续时间 Q1 自卸汽车装载容量 一般宜为挖掘机容量的3 5倍 q 挖掘机土斗容量 m3 Kc 土斗充盈系数 取0 8 1 1 Ks 土的最初可松性系数 土的重度 一般取17kN m3 56 1 7基槽检验基槽 坑 挖至基底设计标高后 必须通知勘察 设计 监理 建设部门会同验槽 经处理合格后签证 再进行基础工程施工 这是确保工程质量的关键程序之一 验槽目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符合 一般设计依据的地质勘察资料取自建筑物基础的有限几个点 无法反映钻孔之间的土质变化 只有在开挖后才能确切地了解 如果实际土质与设计地基土不符 则应由结构设计人员提出地基处理方案 处理后经有关单位签署后归档备查 验槽主要靠施工经验观察为主 而对于基底以下的土层不可见部位 要辅