土木工程施工课件

1、土方工程机械化施工土方工程机械化施工土方填筑与压实土方填筑与压实常用土方施工机械常用土方施工机械1 1、推土机施工、推土机施工 推土机由拖拉机和推土铲刀组成，按行走的方式分履带式和推土机由拖拉机和推土铲刀组成，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。式又分为固定式和回转式。 推土机是一种自行式的挖土、运土工具。适于运距在推土机是一种自行式的挖土、运土工具。适于运距在lOOmlOOm以以内的平土或移挖作填，以内的平土或移挖作填，以30-60m30-60m为最佳。一般可挖运为最佳。

2、一般可挖运一一- -三三类土。类土。 目前，我国生产的履带式推土机有东方目前，我国生产的履带式推土机有东方3210032100、T-120T-120、黄河、黄河220220等；轮胎式推土机有等；轮胎式推土机有TL160TL160等。等。 提高生产效率的方法：提高生产效率的方法：(1)(1)下坡推土法下坡推土法 (2)(2)分批集中，一次推送法分批集中，一次推送法(3) (3) 沟槽推土法沟槽推土法 (4) (4) 并列推土法并列推土法 (5)(5)斜角推土法斜角推土法 图140 并列推土法图141 槽形推土法图142 并列推土法图143 斜角推送法作业2 2、铲运机施工、铲运机施工 按行走方式

3、分为牵引式铲运机和自行式铲运机；按铲斗按行走方式分为牵引式铲运机和自行式铲运机；按铲斗操纵系统分有液压操纵和机械操纵两种。操纵系统分有液压操纵和机械操纵两种。 （a）自形式铲运机图144 铲运机（b）拖式铲运机 铲运机的开行路线铲运机的开行路线 （1)1)环形路线环形路线 （2)“8”2)“8”字形路线字形路线 图145 铲运机开行路线（a）、（b）环形路线；（c）大环形路线；（d）8字路线（c）（d） 提高生产效率的施工方法提高生产效率的施工方法 （1 1）下坡铲土（）下坡铲土（2 2）跨铲法）跨铲法 （3 3）助铲法）助铲法图146 助铲法示意图1铲运机；2推土机3 3、单斗挖土机施工、单

4、斗挖土机施工单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲单斗挖土机按工作装置不同，可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种四种( (图图1.471.47) )。 单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一

5、机多用；操纵省力，易实现自动化。机多用；操纵省力，易实现自动化。图1-47 单斗挖土机工作简图（a）正铲挖土机；（b）反铲挖土机；（c）拉铲挖土机；（d）抓铲挖土机 正铲挖土机正铲挖土机 正铲挖土机的正铲挖土机的工作特点工作特点是是“前进向上，强制切土前进向上，强制切土”，挖掘力，挖掘力大，生产效率高；适用于开挖含水量不大于大，生产效率高；适用于开挖含水量不大于27%27%的一至三类的一至三类土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业；可以挖掘大土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。型干燥基坑和土丘等。 正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆的相对位正铲挖

6、土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同，置的不同，挖土和卸土的方式挖土和卸土的方式有以下两种：有以下两种： 正向挖土，侧向卸土正向挖土，侧向卸土( (图图1.48(a)1.48(a) ) 正向挖土，反向卸土正向挖土，反向卸土( (图图1.48(b)1.48(b) ) 图1-48 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 反铲挖土机反铲挖土机 反铲挖土机的反铲挖土机的挖土特点挖土特点是：是：“后退向下，强制切土后退向下，强制切土”。其挖。其挖掘力比正铲小，用于开挖停机面以下的一至三类土，适用于掘力比正铲小，用于开挖停机面以下的

7、一至三类土，适用于挖掘深度不大于挖掘深度不大于4m4m的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、含水的基坑、基槽、管沟，也适用湿土、含水量较大的及地下水位以下的土壤开挖。量较大的及地下水位以下的土壤开挖。 反铲挖土机的反铲挖土机的开行方式开行方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。有沟端开挖和沟侧开挖两种。 沟端开挖沟端开挖( (图图1.49(a)1.49(a) )反铲挖土机停在沟端，向后退着挖土。反铲挖土机停在沟端，向后退着挖土。沟侧开挖沟侧开挖( (图图1.49(b)1.49(b) )挖土机在沟槽一侧挖土，挖土机移动方挖土机在沟槽一侧挖土，挖土机移动方向与挖土方向垂直。向与挖土方向垂直。图149 反铲挖土机开

8、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 3 拉铲挖土机拉铲挖土机 拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出后靠收紧和放松钢拉铲挖土机工作时利用惯性，把铲斗甩出后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土，铲斗丝绳进行挖土或卸土，铲斗“后退向下，自重切土后退向下，自重切土”。可以开挖。可以开挖一、二类土壤的基坑、基槽和管沟等地面以下的挖土工程，特别一、二类土壤的基坑、基槽和管沟等地面以下的挖土工程，特别适用于含水量大的水下松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与适用于含水量大的水下松软土和普通土的挖掘。拉铲开挖方式与反铲相似，可沟端开挖，也可沟侧开挖。反铲相似，可沟端开挖，也可沟侧

9、开挖。 抓铲挖土机抓铲挖土机 抓铲挖土机的挖土特点是：抓铲挖土机的挖土特点是：“ “ 直上直下，自重切土直上直下，自重切土”。主。主要用于开挖土质比较松软，施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井要用于开挖土质比较松软，施工面比较狭窄的基坑、沟槽、沉井等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施工。等工程，特别适于水下挖土。土质坚硬时不能用抓铲施工。 图150 拉铲挖土机的工作尺寸图1-51 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 （a）（b）4 4、土方开挖方式与机械选择、土方开挖方式与机械选择 (1) (1) 平整场地常由土方的开挖、运输、填筑和压实等工序完成。平整场地

10、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。适宜。 地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1000m1000m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，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。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，运距在挖填方高度均不大，运距在100m100m以内时，采用推土机施工，以内时，采用推土机施工，灵活、经济。灵活、

11、经济。(2) (2) 地面上的坑式开挖地面上的坑式开挖 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，深度在深的基坑；反铲挖土机适于四类以下土质，深度在4m4m以内的基以内的基坑。坑。 (3) (3) 长槽式开挖长槽式开挖 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。挖大型厂房的柱列基础和

12、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。挖土机挖土。 若土质干燥，槽底开挖不深，基槽长若土质干燥，槽底开挖不深，基槽长30m30m以上，可采用推土以上，可采用推土机或铲运机施工。机或铲运机施工。(4) (4) 整片开挖整片开挖 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。坑内土潮湿，则采用拉铲或反铲挖土机，可在坑上作业。(5)(5)对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽的开挖，则对于

13、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( (槽槽) )的挖掘和运土。的挖掘和运土。5 5、挖土机械配套计算、挖土机械配套计算（1 1）挖土机数量确定）挖土机数量确定 式中式中 Q Q土方量土方量(m(m3 3) )； P P挖土机生产率挖土机生产率(m(m3 3台班台班) ) ，可查定额手册或按下列公式计算；，可查定额手册或按下列公式计算； T T工期工期( (工作日工作日) )； C C每天工作班数；每天工作班数； K K时间利用系数时间利用系数(0.8-0.9)(0.8-0.9)。K

14、CT1PQN（台）（台）t t挖土机每次作业循环延续时间挖土机每次作业循环延续时间(s)(s)，W1W1100100正铲挖土机为正铲挖土机为252540s40s，W1W1100100拉铲挖土机为拉铲挖土机为454560s60s；q q挖土机斗容量挖土机斗容量(m3)(m3)；KcKc土的充盈系数，可取土的充盈系数，可取0.80.81.11.1；KsKs土的最初可松性系数；土的最初可松性系数；K KB B工作时间利用系数，一般为工作时间利用系数，一般为0.70.70.90.9。BSCKKKqt36008P(m3台班台班)（）自卸汽车配套计算（）自卸汽车配套计算式中式中 TsTs自卸汽车每一工作循

15、环的延续时间自卸汽车每一工作循环的延续时间(min)(min)；t t1 1自卸汽车每次装车时间自卸汽车每次装车时间(min)(min)，t1t1ntnt； n n自卸汽车每车装土次数：自卸汽车每车装土次数：Q Ql l自卸汽车的载重量自卸汽车的载重量(m3)(m3)； 实土表观密度，一般取实土表观密度，一般取1.7t1.7tm3m3； L L运土距离运土距离(m)(m)； V VC C重车与空车的平均速度重车与空车的平均速度(m(mmin)min)；一般取；一般取202030km30kmh h； t t2 2卸车时间，一般为卸车时间，一般为lminlmin； t t3 3操纵时间操纵时间(

16、(包括停放待装、等车、让车等包括停放待装、等车、让车等) )，取，取2 23min3min。1StTN32C1SttvL2tTSC1KKqQn土料选择与填筑方法土料选择与填筑方法 石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的粘性土石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的粘性土均可作为填方土料。冻土、淤泥、膨胀性土及有机物含量大均可作为填方土料。冻土、淤泥、膨胀性土及有机物含量大于于8 8的土、可溶性硫酸盐含量大于的土、可溶性硫酸盐含量大于5 5的土均不能做填土。的土均不能做填土。 填方土料为粘性土时，应检验其含水量是否在控制范围内，填方土料为粘性土时，应检验其含水量是否在控制范围内，含水量

17、大的粘土不宜做填土用。含水量大的粘土不宜做填土用。 填方应尽量采用同类土填筑。当采用土料的透水性不同时，填方应尽量采用同类土填筑。当采用土料的透水性不同时，不得掺杂乱倒，应分层填筑，并将透水性较小的土料填在上不得掺杂乱倒，应分层填筑，并将透水性较小的土料填在上层。层。 填土压实方法填土压实方法 碾压法碾压法是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的，适用于是靠沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的，适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾大面积填土工程。碾压机械有平碾( (压路机压路机) )、羊足碾、振动碾和汽胎、羊足碾、振动碾和汽胎碾。碾压机械进行大面积填方碾压，宜采用碾。碾压机械进行大面积

18、填方碾压，宜采用“薄填、低速、多遍薄填、低速、多遍”的的方法。方法。 图1-52 碾压机械(d)自行式平碾；(6)拖式羊脚碾 夯实法夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。 图1-53 蛙式打夯机1夯头；2夯架；3三角皮带；4托盘 振动压实法振动压实法是利用振动压实机的振动力振动土颗粒，主要用是利用振动压实机的振动力振动土颗粒，主要用于非黏性土的振实。于非黏性土的振实。 图1-54 平板振动机影响填土压实的因素影响填土压实

19、的因素填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。压实功的影响压实功的影响 填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的关系见填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的关系见图图1.55。 图1-55土的密度与压实功的关系示意 干 密 度 t/m3消耗的压实功（kNm） 含水量的影响含水量的影响 填土含水量的大小直接影响碾压填土含水量的大小直接影响碾压( (或夯实或夯实) )遍数和质量。遍数和质量。 较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒

20、之间因水的润滑作用使摩阻力减小，当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量称做最佳含水量称做最佳含水量( (图图1-56)1-56)。各种土的最佳含水量和最大干密度见各种土的最佳含水量和最大干密度见表表1.71.7所示。所示。表表1.7 1.7 土的最佳含水量和最大干密度参考表土的最佳含水量和最大干密度参考表 项次 土的种类 变动范围 最佳含水量(%)(质量比) 最大干密度(g/cm3) 1砂土 812 1.801.88 2粘土 19231.581.70 3粉质粘土1215 1.8

21、51.95 4粉土 1622 1.611.80 铺土厚度的影响铺土厚度的影响 在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小( (图图1-1-5757) )，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。 各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。有关。 对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验

22、决定。若无试验依据应符合决定。若无试验依据应符合表表1.81.8的规定。的规定。 表表1.8 1.8 填土施工时的分层厚度及压实遍数填土施工时的分层厚度及压实遍数 压实机具 分层厚度(mm) 每层压实遍数 平碾 250300 68 振动压实机 250350 34 柴油打夯机 200250 34 人工打夯 200 34填土压实的质量检验填土压实的质量检验d d C C maxmax (g(gcmcm3 3) ) maxmax土的最大干密度土的最大干密度(g(gcmcm3 3) )； C C要求的压实系数。要求的压实系数。表表1.9 1.9 填土工程质量检验标准填土工程质量检验标准 项序检查项目允许偏差或允许值(mm) 检查方法 桩基基坑基槽 场地平整 管沟 地(路)面基础层 人工 机械 主控项目 1标高 -50 30 50 -50 -50 水准仪 2分层压实系数 设计要求 按规定方法 一般项目 1回填土料 设计要求 取样检查或直观鉴别 2分层厚度及含水量 设计要求 水准仪及抽样检查 3表面平整度 2020302020用靠尺或水准仪 本本 章章 小小 结结(1) (1) 准确计算土石方量是选择合理施工