土木工程施工课件1.56土方回填与机械化施工 (1)

1、1. 5 土方的填筑与压实土方的填筑与压实一、土的三相组成一、土的三相组成二、回填土的质量要求二、回填土的质量要求 作为建筑物的地基填土作为建筑物的地基填土持力层，必须满足强度、变形和持力层，必须满足强度、变形和稳定性要求。稳定性要求。 主要影响因素主要影响因素土的密实度土的密实度三、土的回填压实原理三、土的回填压实原理 固体颗粒相对移动，水的体积不变，孔隙体积减少，密实固体颗粒相对移动，水的体积不变，孔隙体积减少，密实度增加。度增加。1.5 土方的填筑与压实土方的填筑与压实四、土料的选择四、土料的选择 填土土料应满足填方设计要求。填土土料应满足填方设计要求。 选用强度高、压缩性小、水稳定性好

2、、便于施选用强度高、压缩性小、水稳定性好、便于施工的土石料。工的土石料。 对有压实要求的部位不能用以下土料：对有压实要求的部位不能用以下土料： 1、含有杂物及有机质含量、含有杂物及有机质含量5%的土。的土。如根植土、如根植土、某些淤泥等，日久腐烂容易产生变形；某些淤泥等，日久腐烂容易产生变形； 2、石膏及水溶性硫酸盐含量、石膏及水溶性硫酸盐含量5%的土。的土。在地下在地下水作用下，硫酸盐会逐渐溶解流失形成孔洞，影响水作用下，硫酸盐会逐渐溶解流失形成孔洞，影响密实性；密实性；四、土料的选择 3、淤泥土、冻结或液化状态的泥炭、粘、淤泥土、冻结或液化状态的泥炭、粘土或粉状砂质粘土。土或粉状砂质粘土。

3、 对靠近地下外墙卷材防水层的填土，对靠近地下外墙卷材防水层的填土，按设计要求的土料和压实方法，防止破按设计要求的土料和压实方法，防止破坏防水层。坏防水层。五、填筑准备工作 1. 清基清基（垃圾、树根、杂物，积水、淤泥），对表（垃圾、树根、杂物，积水、淤泥），对表层耕植土、软弱层要清除压实。层耕植土、软弱层要清除压实。 2. 雨季、冬季要有必要的雨季、冬季要有必要的防雨、防冻措施防雨、防冻措施，取土区，取土区（填土区）要有必要的降排水措施。（填土区）要有必要的降排水措施。 3. 基础隐蔽验收后基础隐蔽验收后开始回填。开始回填。 4. 4.在斜坡上填土时，应验算其稳定性，当坡度在斜坡上填土时，应验

4、算其稳定性，当坡度0.2 0.2 时，应采取防滑措施，并应避免雨水沿斜坡排泄。与时，应采取防滑措施，并应避免雨水沿斜坡排泄。与斜坡相接时应斜坡相接时应开开阶阶，阶宽，阶宽11m m，防止防止顺坡顺坡滑移。滑移。 六、填筑方法 1 1、尽量采用同类土填筑尽量采用同类土填筑， 以保证土的以保证土的 均质性；若用不同类土填筑，则上层为透水性均质性；若用不同类土填筑，则上层为透水性小的土料，小的土料， 下层为透水性大的土料。下层为透水性大的土料。 2 2、回填、回填从最低处开始从最低处开始，由一端向另一端，由一端向另一端自下而上分层铺填。自下而上分层铺填。 3 3、回填土、回填土应分层夯实应分层夯实，

5、 压痕搭接，上下压痕搭接，上下层错缝。层错缝。 六、填筑方法： 4 4、回填基坑和管沟时，、回填基坑和管沟时， 应从应从基础构件基础构件四四周或两侧周或两侧均匀对称分层均匀对称分层进行，以免产生偏移和进行，以免产生偏移和变形。变形。 5 5、填方区需预留一定的、填方区需预留一定的下沉高度下沉高度，以满足，以满足成型后的高程成型后的高程等等尺寸（一般按设计要求不大于尺寸（一般按设计要求不大于填高填高3%3%）。）。七、压实方法 常用的回填压实方法有：常用的回填压实方法有：碾压法、夯实碾压法、夯实法、振动法法、振动法碾压法夯实法振动压实法七、压实方法（一）碾压法： 由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的自重

6、由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的自重压力压实土壤，压力压实土壤，适适用用大面积的填土大面积的填土。（一）碾压法： 碾压机械：碾压机械： 1 1、刚性平碾刚性平碾（压路机（压路机5-155-15t t）砂性土、砂性土、粘性土均可；粘性土均可； 2 2、羊足碾羊足碾用于粘性土，用于砂性土时，用于粘性土，用于砂性土时，羊足周围产生的较大应力会使土料向四周移动，羊足周围产生的较大应力会使土料向四周移动，破坏土的结构；破坏土的结构； 3 3、振动碾振动碾（碾压（碾压+ +振动）振动）功效比平碾高功效比平碾高1-21-2倍，节省动力倍，节省动力1/31/3，适于粉质粘土、碎石类，适于粉质粘土、碎石类土。土。

7、4 4、运运输输机械碾压机械碾压（自碾）。（自碾）。平碾压路机平碾压实方法 1.1.压路机先轻后重，分层碾压；压路机先轻后重，分层碾压； 2. 2.从填土区两侧向中心，从填土区两侧向中心，15-2015-20cmcm的搭接的搭接； 3. 3.控制控制机械机械行走速度行走速度（平碾、振动碾（平碾、振动碾2 2km/hkm/h，羊足碾羊足碾3 3km/hkm/h）； 为什么？为什么？平碾压实方法3.控制控制机械机械行走速度行走速度（平碾、振动碾（平碾、振动碾2 2km/hkm/h，羊足碾羊足碾3 3km/hkm/h）； 为什么？为什么？变形滞后现象变形滞后现象 土体变形滞后于应力增加，为了使土土体

8、变形滞后于应力增加，为了使土体变形充分，有较好的压实效果，应控制体变形充分，有较好的压实效果，应控制压路机的开行速度。压路机的开行速度。 机械压实后的大堤（二）夯实法： 概念：概念： 利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土体。体。 作用深度作用深度较较大，粘性土、非粘性土均可，用于小面大，粘性土、非粘性土均可，用于小面积填土。常见夯锤（重大于积填土。常见夯锤（重大于1.51.5t t，落距落距2.5-4.52.5-4.5m m，夯夯土影响深度可超过土影响深度可超过1 1m m，常用于湿陷性黄土、杂填土、常用于湿陷性黄土、杂填土、含块石的填土）、内燃夯实机（作用深度含块

9、石的填土）、内燃夯实机（作用深度0.4-0.70.4-0.7m m）、）、蛙式打夯机蛙式打夯机。局部机械夯实困难的，可采用人工夯实。局部机械夯实困难的，可采用人工夯实（木夯、石硪（木夯、石硪wowo）。）。蛙式打夯机 、内燃打夯机人工分层夯实（三）振动压实法： 既有自重作用，也有振动作用，主要用于既有自重作用，也有振动作用，主要用于压实非粘性土。有振动压路机、平板振动器，压实非粘性土。有振动压路机、平板振动器，置于土层表面，使土强迫振动。置于土层表面，使土强迫振动。 八、影响填土压实质量的因素（一）压实功： 土压实后的容重和施加的压实功有一定的关系。土压实后的容重和施加的压实功有一定的关系。开

10、始时密度急剧增加，后期接近土的最大密度时几乎开始时密度急剧增加，后期接近土的最大密度时几乎不增加。不增加。 压实功压实功 （二）土的含水量： 同一压实功的条件下，同一压实功的条件下，土过干，颗粒间摩阻力大；土过干，颗粒间摩阻力大；土过湿，水会阻碍颗粒移动；含水适宜时，水起到润土过湿，水会阻碍颗粒移动；含水适宜时，水起到润滑作用，颗粒间摩阻力减小，易被压实。滑作用，颗粒间摩阻力减小，易被压实。 d d dmax 功优干密度与压实功的关系干密度与含水率的关系最佳含水量最佳含水量-在使用同样的压实功进行压实的条件下，使填土压实在使用同样的压实功进行压实的条件下，使填土压实获得最大密实度时土的含水量。

11、获得最大密实度时土的含水量。 土的最佳含水量、最大干密度由土的最佳含水量、最大干密度由击实试验击实试验得得到。填土过干（洒水、增加压实遍数）、过湿到。填土过干（洒水、增加压实遍数）、过湿（翻松晾晒、掺干土）时的做法。（翻松晾晒、掺干土）时的做法。 最佳含水量：最佳含水量： 砂性土砂性土12191219 粘性土粘性土19281928 一般施工含水量控制在一般施工含水量控制在佳佳42范围内范围内（三）每层铺土厚度和压实遍数： 每层铺土厚度应小于机械作用的有效影响深度每层铺土厚度应小于机械作用的有效影响深度。 一般铺土厚度：一般铺土厚度： 羊足碾羊足碾0.2-0.350.2-0.35m m 平平 碾

12、碾0.2-0.30.2-0.3m m 有效影响深度有效影响深度 动力打夯动力打夯0.2-0.250.2-0.25m m 人工打夯人工打夯0.15-0.2m 铺土厚度是否越小越好？铺土厚度是否越小越好？ Z Z 如何确定这些参数？每层虚铺厚度、含水量、压实如何确定这些参数？每层虚铺厚度、含水量、压实遍数。应由遍数。应由碾压试验碾压试验确定，如无试验依据，则可以参确定，如无试验依据，则可以参考下表：考下表：填土施工的分层厚度与压实遍数 压实机具 分层厚度 mm 每层压实遍数 平碾 250-300 6-8 振动压实机 250-350 3-4 柴油打夯机 200-250 3-4 人工打夯 200 3-

13、4 九、填土压实的质量检查1、质量指标 填土压实后应达到设计要求的密实度，以填土压实后应达到设计要求的密实度，以压实系数压实系数cc或控制干密度或控制干密度dd 为质量指标。为质量指标。压实系数压实系数c 等于土等于土的控制干的控制干密度密度d 与最大干密度与最大干密度dmax之比。之比。一般要求场一般要求场地回填的地回填的c c0.900.90，地基主要部位地基主要部位c c =0.96 =0.96，其他部其他部位位c =0.93-0.96c =0.93-0.96。 控制干密度控制干密度d d= =c c dmaxdmax 实际干密度实际干密度 (kN/m3)， 为湿密度。为湿密度。 当检测

14、点当检测点o d 时，说明该点合格。时，说明该点合格。01. 0101、质量指标 检测的总点数中有检测的总点数中有90%以上合格，另以上合格，另10%中的最中的最小值与设计值之差不得大于小值与设计值之差不得大于0.8kN/m3，且应分散，不且应分散，不得集中。则整个工程压实质量合格，否则需进行处理，得集中。则整个工程压实质量合格，否则需进行处理，以保证压实质量。以保证压实质量。 2、检查方法 环刀法：环刀法： 取每层土压实后的取每层土压实后的中下部中下部。 取样频率取样频率：根据情况按：根据情况按m3/m2/m计。施工单位一般计。施工单位一般100-150m3取一组。监理取样数为施工单位的取一

15、组。监理取样数为施工单位的1/3，但，但不少于不少于3组。组。 正在环刀取样大堤质量抽查十、土方工程施工安全及验收十、土方工程施工安全及验收（一）安全方面（一）安全方面1 1、基坑开挖要防止塌方、基坑开挖要防止塌方 按规范和实际情况确定坡度；按规范和实际情况确定坡度； 挖土尽量运出，堆放距基坑边米以上，堆高挖土尽量运出，堆放距基坑边米以上，堆高1.51.5m m； 对基坑深大于对基坑深大于1.51.5m m，做到支撑准备。做到支撑准备。 2、冬雨季施工时防滑防倾覆、冬雨季施工时防滑防倾覆3、要考虑对周围建筑（构筑）物的影响、要考虑对周围建筑（构筑）物的影响 验收挖方、填方工程和场地平整时，主要

16、验收挖方、填方工程和场地平整时，主要检查下列内容：检查下列内容： 1 1、场地平整区域的坐标、高程和平整度；、场地平整区域的坐标、高程和平整度； 2 2、各部位的轴线位置、断面尺寸、边坡坡度、各部位的轴线位置、断面尺寸、边坡坡度和标高；和标高； 3 3、填方分层压实情况和干密度抽查记录、统计分析、填方分层压实情况和干密度抽查记录、统计分析结果评定；结果评定； 4 4、隐蔽工程纪录。、隐蔽工程纪录。 （二）土方工程验收人工分层夯实 机械压实后的大堤1.6 土方机械化施工土方机械化施工 1. 土方工程的施工特点是什么？土方工程的施工特点是什么？ 2. 如何组织土方工程施工？如何组织土方工程施工？

17、3. 社会发展要求社会发展要求 1.6 土方机械化施工土方机械化施工 从土方工程的施工要求和社会发展从土方工程的施工要求和社会发展 土方机械化施工必然趋势。土方机械化施工必然趋势。宣化T1401推土机美国推土机三峡工程装载机三峡工程装载机自卸汽车自卸汽车1.6 土方机械化施工土方机械化施工 一、一、 常用土方机械的特点与施工方法常用土方机械的特点与施工方法 推土机、推土机、挖土机挖土机、自卸汽车、铲运机、自卸汽车、铲运机 1. 推土机推土机 推土机是在拖拉机上装推土板等工作装推土机是在拖拉机上装推土板等工作装置的土方机械。置的土方机械。宣化T1401推土机1. 推土机推土机特点：特点：可完成切

18、土、推土和卸土。可爬可完成切土、推土和卸土。可爬30的缓的缓坡，用于坡，用于清理、整平场地，挖浅基坑、回填土清理、整平场地，挖浅基坑、回填土。 适用于适用于一一三类土三类土，运距，运距100m以内，以内，经济运经济运距距30-60m。推土方法：主要考虑提高生产率。推土方法：主要考虑提高生产率。 下坡推土下坡推土 并列推土并列推土 槽形推土槽形推土2. 单斗挖土机单斗挖土机按行走方式分为：按行走方式分为： 履带、轮带履带、轮带按挖土形式分为：按挖土形式分为： 正铲、反铲、拉铲、抓铲正铲、反铲、拉铲、抓铲 a 正铲挖土机 b 反铲挖土机 c 拉铲挖土机 d 抓铲挖土机超大型液压挖掘机超大型液压挖掘

19、机“EX8000”。铲斗铲斗容量为容量为40立方米，立方米，大约相当于大约相当于6辆辆11吨翻斗车的量，是吨翻斗车的量，是日本生产的最大级日本生产的最大级别的液压挖掘机。别的液压挖掘机。主要是面向加拿大主要是面向加拿大矿山用户而开发的。矿山用户而开发的。价格约约合人民币价格约约合人民币8460万元。万元。 2.挖土机 （1 1）正铲挖土机正铲挖土机： 适用于开挖适用于开挖停机面以上大于停机面以上大于2 2m m的土方，无地下的土方，无地下水的基坑、土丘，水的基坑、土丘，一一 四类土四类土，汽车配合运土。，汽车配合运土。 挖土特点：挖土特点： 前进向上，强制切土。前进向上，强制切土。 挖土方式挖

20、土方式： 正向挖土、侧向卸土正向挖土、侧向卸土-效率高效率高 正向挖土、后方卸土。正向挖土、后方卸土。-效率低效率低，场场 地较窄时适用。地较窄时适用。 正铲施工方式侧向卸图后方卸土（2）正铲挖土机 工作面（掌子）工作面（掌子）概念：指挖土机在一个停机点挖指挖土机在一个停机点挖 土的工作范围。土的工作范围。 与挖机的工作性能、挖土方式、运输方式有关。与挖机的工作性能、挖土方式、运输方式有关。 挖机的挖机的效率取决于效率取决于: :每斗挖土量（每次挖土动作装每斗挖土量（每次挖土动作装满土斗，这就要求工作面高满土斗，这就要求工作面高3 3倍土斗高）、每斗作业倍土斗高）、每斗作业的循环时间（与运土机

21、械配合、机子旋转多少度）。的循环时间（与运土机械配合、机子旋转多少度）。 美国卡特波勒公司E320挖掘机(2) 反铲挖土机 适用于：适用于：停机面以下停机面以下6.56.5m m以内的土方以内的土方 开挖开挖, ,一一二类土。可开挖含二类土。可开挖含 地下水的土层。地下水的土层。 特点：后退向下，强制切土特点：后退向下，强制切土。挖出的挖出的 土方可弃于沟边或汽车运走。土方可弃于沟边或汽车运走。(2) 反铲挖土机开挖方式开挖方式： 沟端开挖沟端开挖挖深、挖宽较大。挖深、挖宽较大。 沟侧开挖沟侧开挖机身稳定性稍差，挖深、挖机身稳定性稍差，挖深、挖 宽较小，边坡不易控制。宽较小，边坡不易控制。沟端

22、开挖沟侧开挖 反铲沟端沟侧开挖w 反铲挖土机w +自卸汽车w 反铲挖土机w +自卸汽车(3) 拉铲挖土机 挖土斗用钢丝绳悬挂在挖土机长臂上，挖土时土挖土斗用钢丝绳悬挂在挖土机长臂上，挖土时土斗在自重作用下落到地面切入土中。斗在自重作用下落到地面切入土中。 挖掘半径大、深度大，挖掘力小，一挖掘半径大、深度大，挖掘力小，一二类土，二类土，不够灵活准确。不够灵活准确。挖土特点：后退向下、自重切土挖土特点：后退向下、自重切土适用范围：大而深的基坑或水下挖土。适用范围：大而深的基坑或水下挖土。拉铲挖掘机(4) 抓铲挖土机 挖土机臂端吊一个抓斗，利用抓斗挖土。挖土机臂端吊一个抓斗，利用抓斗挖土。 挖土特点：挖土特点： 直上直下，自重切土直上直下，自重切土 挖掘能力小，开挖挖掘能力小，开挖窄而深的基（坑）槽窄而深的基（坑）槽，一，一二类二类土。土。 机械施工时需预留土层，最后人工修整成形。机械施工时需预留土层，最后人工修整成形。抓铲挖掘机铲运机3. 铲运机特点特点： 能综合完成能综合完成挖土、运土、卸土和平土挖土、运土、卸土和平土（压实）工（压实）工作，对行驶道路要求低，操纵灵活，运转方便，生产作，对行驶道路要求低，操纵灵活，运转方便，生产率高。率高。适用适用： 地形起