第章土方工程PPT课件.ppt

1 4 1常用的土方机械1 4 1 1推土机推土机是土方工程施工的主要机械之一 它是在履带式拖拉机上安装推土板等工作装置而成的机械 液压操纵推土板的推土机除了可以升降推土板外 还可调整推土板的角度 因此具有更大的灵活性 1 4土方机械化施工 1 推土机操纵灵活 运转方便 所需工作面较小 行驶速度快 易于转移 能爬30 左右的缓坡 因此 应用范围较广 推土机适用性 开挖一至三类土 多用于平整场地 开挖深度不大的基坑 移挖作填 回填土方 堆筑堤坝以及配合挖土机集中土方 修路开道等 2 1 4 1 2铲运机铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序 挖土 装土 运土 卸土和平土 的机械 按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运机两种 按铲斗的操纵系统又可分为机械操纵和液压操纵两种 3 图1 41自行式铲运机外形图 4 图1 42拖式铲运机外形图 5 铲运机操纵简单 不受地形限制 能独立工作 行驶速度快 生产效率高 铲运机适用性 开挖一至三类土 常用于坡度20 以内的大面积土方挖 填 平整 压实 大型基坑开挖和堤坝填筑等 6 1 4 1 3挖掘机挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种 按传动方式分为机械传动和液压传动两种 工作装置有正铲 反铲 抓铲机械传动挖掘机还有拉铲 使用较多的是正铲与反铲 挖掘机利用土斗直接挖土 因此也称为单斗挖土机 7 1 4 1 3挖掘机1 正铲挖掘机正铲挖掘机外型如图1 44所示 它适用于开挖停机面以上的土方 且需与汽车配合完成整个挖运工作正铲挖掘机挖掘力大 适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土 图1 44正铲挖掘机外形 8 正铲作业示意 9 2 反铲挖掘机反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土 主要用于开挖停机面以下的土方 一般反铲的最大挖土深度为4 6m 经济合理的挖土深度为3 5m 反铲也需要配备运土汽车进行运输 反铲的外型如图1 46所示 图1 46液压反铲挖掘机外形 10 反铲作业示意 11 3 抓铲挖掘机机械传动抓铲外形如图1 48所示 它适用于开挖较松软的土 对施工面狭窄而深的基坑 深槽 深井采用抓铲可取得理想效果 抓铲还可用于挖取水中淤泥 装卸碎石 矿碴等松散材料 抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业 抓铲挖土时 通常立于基坑一侧进行 对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土 抓挖淤泥时 抓斗易被淤泥 吸住 应避免起吊用力过猛 以防翻车 12 图1 48抓铲挖掘机外形 13 抓铲作业示意 14 4 拉铲挖掘机拉铲适用于一至三类的土 可开挖停机面以下的土方 如较大基坑 槽 和沟渠挖取水下泥土 也可用于填筑路基 堤坝等 其外形及工作状况如图1 49所示 拉铲挖土时 依靠土斗自重及拉索拉力切土 卸土时斗齿朝下 利用惯性 较湿的粘土也能卸净 但其开挖的边坡及坑底平整度较差 需更多的人工修坡 底 它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种 15 图1 49拉铲挖掘机外形及工作状况 16 拉铲作业示意 17 1 4 2 1土方机械选择的原则施工机械的选择应与施工内容相适应 土方施工机械的选择与工程实际情况相结合 主导施工机械确定后 要合理配备完成其他辅助施工过程的机械 选择土方施工机械要考虑其他施工方法 辅助土方机械化施工 1 4 2土方机械的选择 18 1 4 2 2土方开挖方式与机械选择 1 平整场地常由土方的开挖 运输 填筑和压实等工序完成 地势较平坦 含水量适中的大面积平整场地 选用铲运机较适宜 地形起伏较大 挖方 填方量大且集中的平整场地 运距在1000m以上时 可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土 运土 在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工 挖填方高度均不大 运距在100m以内时 采用推土机施工 灵活 经济 19 2 地面上的坑式开挖单个基坑和中小型基础基坑开挖 在地面上作业时 多采用抓铲挖土机和反铲挖土机 抓铲挖土机适用于一 二类土质和较深的基坑 反铲挖土机适于四类以下土质 深度在4m以内的基坑 3 长槽式开挖指在地面上开挖具有一定截面 长度的基槽或沟槽 适于挖大型厂房的柱列基础和管沟 宜采用反铲挖土机 若为水中取土或土质为淤泥 且坑底较深 则可选择抓铲挖土机挖土 若土质干燥 槽底开挖不深 基槽长30m以上 可采用推土机或铲运机施工 地面上的坑式开挖 20 4 整片开挖对于大型浅基坑且基坑土干燥 可采用正铲挖土机开挖 若基坑内土潮湿 则采用拉铲或反铲挖土机 可在坑上作业 5 对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽的开挖 则采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑 槽 的挖掘和运土 21 房屋定位 在基础施工之前根据建筑总平面图设计要求 将拟建房屋的平面位置和零点标高在地面上固定下来 定位一般用经纬仪 水准仪和钢尺等测量仪器 根据主轴线控制点 将外墙轴线的四个交点用木桩测设在地面上 图1 29 房屋外墙轴线测定后 根据建筑平面图将内部纵横的所有轴线都一一测出 并用木桩及桩顶面小钉标识出来 1 5基坑 槽 施工 1 5 1房屋定位 22 23 放线 房屋定位后 根据基础的宽度 土质情况 基础埋置深度及施工方法 计算确定基槽 坑 上口开挖宽度 拉通线后用石灰在地面上画出基槽 坑 开挖的上口边线即放线 图1 30 1 5 2放线 24 基槽开挖宽度的计算 1 不放坡 不加挡土板支撑 2 不放坡 但要留工作面一般 当基槽 坑 底在地下水位以上时 每边留出工作面宽度为300mm 图1 31 基槽放灰线尺寸为 式中d 基础放灰线宽 mm a 基础底宽 mm c 工作面宽 一般取300mm 1 15 25 3 留工作面并加支撑当基础埋置较深 场地又狭窄不能放坡时 为防止土壁坍塌 必须设置支撑 此时 放灰线尺寸除考虑基础底宽 工作面宽外 还需加上支撑所需尺寸 一般为100mm 26 4 放坡如果基槽深度超过 土方和爆破工程施工及验收规范 的规定时 即使土质良好且无地下水 亦需根据挖土深度和土质情况 参照表1 5放坡 放灰线尺寸为 图1 32 式中b 放坡宽度 b mh m 坡度系数 h 基槽开挖深度 1 16 27 28 1 5 3基槽 坑 土方开挖 基槽 坑 开挖有人工开挖和小型液压挖土机开挖两种形式 开挖基槽 坑 应按规定的尺寸 合理安排开挖顺序和分层进行 且连续施工 土方开挖的顺序 方法必须与设计工况一致 并遵循 开槽支撑 先撑后挖 分层开挖 严禁超挖 的原则 29 1 5 3 1基槽 坑 开挖深度控制 当基槽 坑 挖到离坑底0 5m左右时 根据龙门板上标高及时用水准仪抄平 在土壁上打上水平桩 作为控制开挖深度的依据 30 1 5 3 2基槽 坑 开挖中注意事项 在开挖基槽 坑 之前 应检查龙门板 轴线桩有无走动现象 并根据设计图纸校核基础轴线的位置 尺寸及水准点的标高等 基槽 坑 管沟的挖土应分层进行 在施工过程中 基槽 坑 管沟边堆置土方不应超过设计荷载 基槽 坑 土方施工中及雨后 应对支护结构 周围环境进行观察和监测 如出现异常情况应及时处理 待恢复正常后方可继续施工 31 基槽 坑 开挖时 要加强垂直高度方向的测量 防止超挖 防止搅动基底土层 对特大型基坑 应分区分块挖至设计标高 分区分块及时浇筑垫层 土方开挖施工中 若发现古墓及文物等 要保护好现场 并立即通知文物管理部门 经查看处理后方可施工 32 1 5 3 3验槽 基槽 坑 开挖完毕并清理好以后 在垫层施工以前 施工单位应会同勘察 设计单位 监理单位 建设单位一起进行现场检查并验收基槽 通常称为验槽 33 验槽 坑 的主要内容和方法如下 核对基槽 坑 的位置 平面尺寸 坑底标高 核对基槽 坑 土质和地下水情况 空穴 古墓 古井 防空掩体及地下埋设物的位置 深度 形状 对整个基槽 坑 底进行全面观察 注意土的颜色是否一致 土的坚硬程度是否一样 有无软硬不一或弱土层 局部的含水量有无异常现象 走上去有无颤动的感觉等 验槽的重点应选择在桩基 承重墙或其他受力较大部位 34 1 6 1土料的选用与处理填方土料应符合设计要求 保证填方的强度与稳定性 选择的填料应为强度高 压缩性小 水稳定性好 便于施工的土 石料 如设计无要求时 应符合下列规定 1 6填土与压实 35 1 碎石类土 砂土和爆破石渣 粒径不大于每层铺厚的2 3 可用于表层下的填料 2 含水量符合压实要求的粘性土 可作为填土 但在道路工程中粘性土不是理想的路基填料 在使用其作为路基填料时必须充分压实并设有良好的排水设施 3 碎块草皮和有机质含量大于8 的土 仅可用于无压实要求的填方 4 淤泥和淤泥质土 一般不能用作填料 在软土或沼泽地区 经过处理含水量符合压实要求可用于填方中的次要部位 36 填土应严格控制含水量 施工前应进行检验 当土的含水量过大 应采用翻松 晾晒 风干等方法降低含水量 或采用换土回填 均匀掺入干土或其他吸水材料 打石灰桩等措施 如含水量偏低 则可预先洒水湿润 否则难以压实 37 1 6 2填土的方法填土可采用人工填土和机械填土 人工填土一般用手推车运土 人工用锹 耙 锄等工具进行填筑 从最低部分开始由一端向另一端自下而上分层铺填 机械填土可用推土机 铲运机或自卸汽车进行 用自卸汽车填土 需用推土机推开推平 采用机械填土时 可利用行驶的机械进行部分压实工作 填土必须分层进行 并逐层压实 特别是机械填土 不得居高临下 不分层次 一次倾倒填筑 38 1 6 3压实方法填土的压实方法有碾压 夯实和振动压实等几种 碾压适用于大面积填土工程 碾压机械有平碾 压路机 羊足碾和汽胎碾 应用最普遍的是刚性平碾 夯实主要用于小面积填土 可以夯实粘性土或非粘性土 夯实机械有夯锤 内燃夯土机和蛙式打夯机等 内燃夯土机作用深度为0 4 0 7m 它和蛙式打夯机都是应用较广的夯实机械 人力夯土 木夯 石硪 方法则已很少使用 振动压实主要用于压实非粘性土 采用的机械主要是振动压路机 平板振动器等 39 40 1 6 4影响填土压实的因素填土压实质量与许多因素有关 其中主要影响因素为 压实功 土的含水量以及每层铺土厚度 41 图1 50土的重度与压实功的关系 1 压实功的影响填土压实后的重度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系 土的重度与所耗的功的关系见图1 50 施工中应保证必要的压实遍数 42 2 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影响 较为干燥的土 由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实 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 从而易压实 但含水量过大 由于水在土中占了一定的体积 而其又不可压缩 致使土体难以压实 43 图1 51土的含水量对其压实质量的影响 每种土壤都有其最佳含水量 土在这种含水量的条件下 使用同样的压实功进行压实 所得到的重度最大 图1 51 各种土的最佳含水量 op和所能获得的最大干重度 可由击实试验取得 施工中 土的含水量与最佳含水量之差可控制在 4 2 范围内 44 3 铺土厚度的影响土在压实功的作用下 压应力随深度增加而逐渐减小 图1 52 施工中铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度 而且还应考虑最优土层厚度 铺得过厚 要压很多遍才能达到规定的密实度 铺得过薄 则要增加机械的总压实遍数 图1 52压实作用沿深度的变化 45 1 6 5填土压实的质量检查填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求 密实度要求一般由设计根据工程结构性质 使用要求以及土的性质确定 例如建筑工程中的砌体承重结构和框架结构 在地基主要持力层范围内 压实系数 压实度 c应大于0 96 在地基主要持力层范围以下 则 c应在0 93 0 96之间 压实系数 c 压实度 为土的控制干重度 d与土的最大干重度 dmax之比 即 1 32 46 1 7地基局部处理 地基局部处理 指在浅基础开挖基槽 坑 的施工中或验槽 坑 时 发现基槽 坑 范围内有洞穴 软弱土层或岩基 墙基等局部异常地基的处理 处理的方法和原则 将局部软弱层或硬物尽可能挖除 回填与天然土压缩性相近的材料 分层夯实 处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致 以减少地基的不均匀下沉 47 1 7 1软松土坑 填土 墓穴 淤泥 的处理 将坑中的软松土 虚土全部挖除 使坑底及四周均见天然土 然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处 常用回填材料有砂 砂砾石 天然土 3 7或2 8的灰土 采用天然土分层夯实回填时 每层厚度200mm 如图1 36 a 所示 软松土坑范围较大 超过地槽的宽度时 应将该范围内的基槽适当加宽 挖至天然层 将部分基础加深 做成1 2踏步与两端相接 如图1 36 c 所示 48 49 对于范围和深度较大的软土坑 由于回填材料与天然地基密实度相差较大 会造成基础不均匀下沉 所以还要考虑加强上部结构的强度 以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力 在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁 图1 37 50 1 7 2砖井 枯井 土井的处理方法 当井在基槽范围内时 应将井的井圈拆至地槽下1m以上 井内用中砂 砂卵石材料分层夯填处理 在拆除范围内用2 8或3 7灰土分层回填夯实至槽底 图1 38 51 1 7 3局部范围内 硬物 的处理 当桩基或部分基槽下有基岩 旧墙基 老灰土 压实路面等硬土或坚硬物时 首先在地坑 地槽范围内尽