土木工程技术讲义3机械化施工及填土压实

第3讲机机械械化化施施工工及及填填土土压压实实1土方方机械械化化施施工工2填土土压压实实邵阳阳学学院院杨杨宗宗耀耀（教教授授级级高高工工））第1章土方方工工程程推土土机机操纵纵灵灵活活、、运运转转方方便便、、所所需需工工作作面面小小、、行行驶驶速速度度快快，，能能爬爬300左右右的的坡坡。适适用用于于场场地地平平整整、、开开挖挖深深度度1.5m左右右的的基基坑坑、、移移挖挖作作填填、、填填筑筑堤堤坝坝、、回回填填基基坑坑和和基基槽槽土土方方、、为为铲铲运运机机助助铲铲、、为为挖挖掘掘机机清清理理集集中中余余土土和和创创造造工工作作面面，，修修路路开开道道、、牵牵引引其其它它无无动动力力施施工工机机械械，，大大马马力力推推土土机机还还可可犁犁松松坚坚岩岩。。1土方方机机械械化化施施工工1.1推土土机机施施工工第3讲机械械化化施施工工及及填填土土压压实实TQ230G全液液压压高原原推推土土机机TY320C前铲铲后后犁推土土机机共47页第1页水中中清清碴碴平平整整场场地地土方方推推送送移移挖挖作作填填1.1推土土机机施施工工共47页第2页提高高推推土土机机生生产产效效率率的的方方法法1.1推土土机机施施工工下坡坡推推土土顺地地面面坡坡势势沿沿下下坡坡方方向向推推土土，，可可增增大大铲刀刀切切土土深深度度和运土土数数量量，缩缩短短推土土时时间间,提高高生生产产率率约约30～40%。共47页第3页并列列推推土土1.1推土土机机施施工工大面积施施工区可可采用2～3台推土机机并列推推土，减减少土的的散失量而增大推推土量，，提高生生产率约约15～30%。3台推土机机并列推土土共47页第4页分批集中中、一次次推送当运距较较远又土土质较坚坚硬时，，宜多次铲土土，一次推送送。槽型推土土当土层较较厚时，，可利用用前次推推土的槽形推土，可可减少土的的散失量量，增大大推土量量。1.1推土机施施工军用推土土机美国M9共47页第5页铲运机操纵简单单、运转转方便、、行驶速速度快、、生产效效率高，是能独独立完成成铲土、运运土、卸卸土、填填筑、压压实等全部土土方施工工工序的的施工机机械。适适用于坡坡度为200以内的大大面积场场地平整整、大型型基坑开开挖、填填筑路基基堤坝。。1.2铲运机施施工1土方机械械化施工工CL9A自行式铲铲运机CTY9A拖式铲运运机铲运机施施工作业业中共47页第6页铲运机的的斗容量量为2～8m3，自行式铲铲运机的经济运运距为800～1500m，拖式铲运运机的经济运运距为600m，效率最最高的经经济运距距为200～350m。如采用用双联铲铲运或挂挂大斗铲铲运时，，其经济济运距可可增加至至1000m。1.2铲运机施施工宇通重工工CTY9A拖式铲运运机卡特彼勒勒657G自行式铲运机运距愈长长、生产产效率愈愈低，超超过经济济运距时时应考虑虑汽车运运输。共47页第7页1.2.1铲运机的的运行路路线●椭圆圆形或大大环形路路线：在地形起起伏不大大、填方方不高(＜1.5m)的路堤宜宜采用大大环形路路线。每每隔一定定时间变变换铲运运机行驶驶方向，，以免机械单侧侧磨损。椭圆形形路线适适用施工工地段较较短的情情况。●“8”字形路线线：该路线一个循环环完成两两次铲土土和卸土土，减少了了转弯次次数和空空驶距离离，一个个循环中中两次转转弯方向向不同，，铲运机机机械磨磨损均匀匀。在地地形起伏伏较大、、施工地地段狭长长时采用用。1.2铲运机施施工共47页第8页1.2.2提高铲运运机生产产效率的的方法下坡铲土土利用机械械重力的的水平分分力来加加大切土土深度并并缩短铲铲土时间间。推土机助助铲在较坚硬硬的土层层中用推推土机助助铲，可可加大铲铲刀切削削力、切切土深度度和铲土土速度。。助铲间间隙可兼兼作松土土、平整整工作。。1.2铲运机施施工共47页第9页●挖近填远远、挖远填近近：挖土先从距离离填土区最近近一端开始，，由近而远；；填土则从距距挖土区最远远一端开始，，由远而近。。既可使铲运运机始终在合理的经济运运距内工作，又可创造下坡铲土土的条件。●双联铲运运法：拖式铲运机的的动力有富余余时，可在拖拖拉机后串连连两个铲斗进进行双联铲运运。对坚硬土土层，可先铲铲满一个斗，，再铲另一个个斗，即“双联单铲””；对松软土层，，可两个斗同同时铲土，即即“双联双铲””。1.2铲运机施工共47页第10页●跨铲法：：在较坚硬的地地段挖土时可可采取预留土埂、间间隔铲土的方法。可缩缩短铲土时间间和减少向外外撒土,提高效率。●波浪式铲铲土法：铲土开始时，，铲刀以最大大深度切入土土中，随着负荷增加加、车速降低低，相应减小小切土深度，依次反复进进行，直至铲铲斗装满为止止，适用于较较硬土层。●挂大斗铲铲运：在土质松软地地区，可改挂挂大型土斗，，充分利用拖拖拉机的牵引引力提高工效效。1.2铲运机施工共47页第11页卡特彼勒657G铲运机657G铲运机斗容量量达85t，是07年的新品，铲铲斗可上下，，内部推板可可动，铰链式式转向，可前前后拖挂。。1.2铲运机施工共47页第12页1.3挖掘机施工挖掘机主要用用于挖掘基坑、沟沟槽、清理和平整场地，更换工作装装置后还可进进行装卸、起重、、打桩等其它作业，，能一机多用用，工效高、、经济效果好好，是工程建建设中的常用用机械。挖掘机按行走走方式分为履履带式和轮胎胎式，按工作作装置分为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘掘机是正铲和和反铲挖掘机机。1土方机械化施施工共47页第13页1.3.1正铲挖掘机正铲适用于开开挖含水量较小的的一类土和经爆破的岩石石及冻土。主要用于开开挖停机面以上的土方，且需需与汽车配合合完成土方的的挖运工作。。采用正铲开挖挖大型基坑，，应考虑工作作面的大小、、形状和开行行通道的设置置。邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川)日立EX3600E-6正铲挖掘机1.3挖掘机施工共47页第14页正铲的开挖方方式正向开挖、侧侧向装土即挖土机向前前进方向挖土土，汽车停在在侧面装土。。正向开挖、后后方装土挖土机向前进进方向挖土，，汽车停在后后面装土。此法因挖掘机卸土时回转角大、汽车需倒车开入，运输不方便。只适用于基坑宽度较小、深度较大的情况此法因挖掘机卸土时回转角小、运输方便、生产效率高而应用较广1.3挖掘机施工点击动画正铲挖土共47页第15页1.3.2反铲挖掘机反铲适用于开开挖一至三类的砂砂土或粘土。主要用于开开挖停机面以下的土方，一般般反铲的最大大挖土深度为为4～6m，经济合理的的挖土深度为为3～5m。反铲也需要要配备运土汽汽车进行运输输。带加长臂的反反铲挖掘机1.3挖掘机施工共47页第16页反铲的开挖方方式沟端开挖法即反铲停于沟沟端，后退挖挖土，向沟一一侧弃土或装装汽车运走。。蔺家坝泵站泵泵站基坑开挖现场场1.3挖掘机施工沟端开挖法共47页第17页沟侧开挖法即反铲停于沟沟侧，沿沟边边开挖，它可可将土弃于距距沟较远的地地方，如装车车则回转角度度较小，但边边坡不易控制制。1.3挖掘机施工点击动画反铲挖土深基坑的接力开挖管沟的沟侧开开挖共47页第18页拉铲拉铲抓铲拉铲工作示意意图点击动画拉铲挖土点击动画抓铲挖土1.3挖掘机施工共47页第19页主要用来铲、、装、卸、运运土与砂石类类散装物料，，也可对岩石石、硬土进行行轻度铲掘，更换工作装装置后可推土土、起重、装装卸等作业。。铲容量一般般1.5～6.1m3。1.4其它土方施工工机械1土方机械化施施工⑴装载机ZL10B型装载机(山东威力天地地)共47页第20页利用刮刀平整整地面的土方方机械。刮刀刀装在机械前前后轮轴之间间,能升降、倾斜斜、回转和外外伸。动作灵灵活准确，操操纵方便，平平整场地有较较高的精度，，广泛用于公路、机场等等大面积的地地面平整作业业。⑵平地机成工MGB20B平地机平平地机机在平整作业业1.4其它土方施工工机械共47页第21页1.5土方工程综合合机械化施工工1土方机械化施施工土方工程综合合机械化施工工，是以土方方工程中某一施工过程程为主导，按其工程量大大小、土质条条件、工期要要求、运距及及场地来选择主导施工工机械，并以此为依依据来合理配备其它它辅助施工机机械，实现机械化化施工。如：：运距800～1500m的大型土石方以铲运机为主大型土石方施工现场共47页第22页●大型基坑坑整体开挖以以正铲为主；；●小型基坑坑及管沟开挖挖以反铲为主主；正铲开挖大型型土石方反反铲开挖基坑坑反铲开挖管沟沟1.5土方工程综合合机械化施工工共47页第23页1.5土方工程综合合机械化施工工土方运距在1500m以上时以汽车运输输为主汽车运输要考考虑装载机装土土共47页第24页土质坚硬时，，要配备大马马力推土机或或松土机1.5土方工程综合合机械化施工工共47页第25页2填土压实2.1.1土料要求：填方土料应符符合设计要求求，设计无规规定时应符合合以下规定：：⑴碎石类土土、砂土和爆爆破石渣（粒径不大于每每层铺厚的2/3），可用于表层以下的填填料；第3讲机械化施工及及填土压实2.1填土的要求⑶碎块草皮皮和有机质含含量大于8%的土，仅用于于无压实要求的的填方；⑵含水量符符合压实要求求的粘性土，，可用作各层填料；共47页第26页⑷淤泥和淤淤泥质土，一一般不能用作作填料，但在在软土或沼泽泽地区，经过过含水量处理理符合压实要要求后，可用用于填方中的的次要部位。含有大量有机机物的土壤、、石膏或水溶溶性硫酸盐含含量大于2%的土壤、冻结结或液化状态态的土壤不能能作填土之用用。精细的路基填填料2.1填土的要求共47页第27页2.1.2最佳含水量回填土含水量量过大过小都都难以夯压密密实，当土壤在最佳佳含水量的条条件下压实时时，能获得最最大的密实度度。土壤过湿时，，可先晒干或掺入干土；土壤过干时，，则应洒水湿润以求取得较佳的含水量量。回填土翻晒2.1填土的要求共47页第28页2.1.3分层厚度填方工程应分层铺土压实实。分层厚度根根据压实机具具而定：压实机具每层铺土厚度（mm）每层压实遍数平碾200～3006～8羊足碾200～3508～15振动压实机200～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～42.1填土的要求共47页第29页2.1.4填方施工注意意事项●填土应从从场地最低部分开始，由一端端向另一端自自下而上分层层铺筑。●虚铺厚度：人人工木夯20(粘性土)～30cm(砂质土)；推土机填土30cm；铲运机或或汽车填土土30～50cm；2.1填土的要求求分层铺土逐层压实共47页第30页●斜坡上上的土方回回填应将斜斜坡改成阶梯形，以防填方方滑动；凸块式压路机作业业2.1填土的要求求●填方区区如有积水水、杂物和和软弱土层层等，必须须进行换土回填，换土回填填亦分层进进行；共47页第31页●回填基基坑、墙基基或管沟时时，应从四四周或两侧侧分层、均均匀、对称称进行，以以防基础、、墙基或管管道在土压压力下产生生偏移和变变形。2.1填土的要求求共47页第32页管沟须两侧侧对称分层层回填墙基须四周周分层均匀匀回填该工程回填填土过早,回填土标高过高2.2填土的压实实方法2.2.1碾压法适用于大面面积的场地地平整和路路基、堤坝坝工程，用用压路机进进行填方压压实时，填填土厚度不不应超过25～30cm，碾压遍数数一样，碾轮重量先先轻后重，，碾压方向向应从两边边逐渐压向向中央，每每次碾压应应有15～25cm的重叠。全液压轮胎胎式压路机机压路机碾压压应“薄填、慢慢驶、多次次”2填土压实共47页第33页碾压法施工工本次碾压与上次碾压的压痕不得重叠2.2填土的压实实方法“零沉降””的高铁路路基碾压施工三轮压路机机（山推）共47页第34页俗称“打夯夯”，是利利用夯锤自自由下落的的冲击力来来夯实土壤壤，中国传传统的“打打夯”方法法有木夯、、石夯、飞飞硪等。2.2填土的压实实方法石夯飞硪共47页第35页2.2.2夯实法四川省委书书记杜青林林与修水塘的的村民打石石夯打飞硪已成成为民俗表表演节目常用的蛙式式打夯机、振动打夯机机、内燃打夯机机适用于粘性性较低的土土，常用于于基坑(槽)、管沟部位小面积的的回填土的的夯实，也也可配合压路机对对边缘或边边角碾压不不到之处进行夯实实。填土厚度不不大于25cm，一夯压半夯夯、依次夯夯打。2.2填土的压实实方法蛙式打夯机蛙式打夯机机夯实基底底持力层共47页第36页适用于压实实沟槽内的的土壤、柱柱子周围和和在狭小空空间内施工工。又称“跳锤”。。2.2填土的压实实方法冲击夯HCD75冲击夯共47页第37页2.2填土的压实实方法振动平板夯夯（徐工SR100）整机重100kg.激振力18kN内燃式振动动平板夯可压实松散散的、粒状状的土壤、、沙砾及沥沥青路面，，具有体积小小，重量轻轻，能自行行前进，机机动灵活性性强等特点点，适于建建筑物临近近的狭窄地地带及管线沟槽等等复杂地形的的压实作业业。无线电遥控控双向振动动平板夯（戴纳派克LH800）整机重820kg.激振力95kN双向振动平平板夯（戴纳派克LH700）整机重780kg.激振力95kN共47页第38页冲击压路机机（厦工三明明XG63213C）冲击能量32KJ.压实宽度3m冲击轮为三边弧型结构破碎压实机机的强大冲击力力可把硬质质路面破碎碎为网块状状，并把块块状片直接接压入、加加强路基。。主要用于硬硬质路面的的维修、改改造施工破碎压实机机（厦工三明XG63214C）冲击能量32KJ.破碎宽度1.3m破碎轮为四边弧型结构冲击式压路路机主要用于高高标准、高高填方的压实。共47页第39页2.2填土的压实实方法2.2.3强夯法是利用起重重机械和重重锤进行软软土地基处处理的施工工方法，可可夯实较厚厚的土层。。强夯法的内内容在第二二章“地基基处理与桩桩基工程””的课程中中介绍.2.2填土的压实实方法共47页第40页2.2.4振动法适用于非粘粘性土壤的的振动夯实实。主要施施工机械是是振动压路路机、平板板振动器。。双钢轮驱动动振动压路路机压实效果好好、影响深深度大、生生产效率高高，适用于于各类土壤壤的压实，，是大型土土石方压实实的首选设备。双钢轮振动动压路机单单钢轮轮振动压路路机2.2填土的压实实方法共47页第41页拖式振动碾碾（华山）拖式振动碾碾（徐工YZT16）整机重量16t.激振力373kN手扶式振动动碾（徐工XD08）整机重量仅仅830kg.激振力15.7kN。是一种轻型型振动压实实机械。适适用于基坑边角、井井盖周围、、管道回填填和人行道、路肩、、小规模铺铺装工程，，是大型压实机械的的辅助平整整压实施工工机械。2.2填土的压实实方法共47页第42页悍马25t单钢轮压路路机宝宝马BW双钢轮压路路机2.2填土的压实实方法凸块振动碾碾共47页第43页2.2填土的压实实方法共47页第44页2.3填土密实度度的检验填土压实后后应达到一一定的密实度及含水量要求求。检验指标标为压实系数（压实度））λC，即：ρd——一般用“环环刀法”或或灌砂或灌灌水法测定定；ρmax——一般由击实实试验确定定。2填土压实检验的干密密度应有90%以上符合设设计要求，，其余10%的最低值与与设计值之之差不得大大于0.08t/m3，且不得集集中。共47页第45页核子密度仪仪检测填土压压实质量2.3填土压实的的检验路基填方压压实度检测测路基填方压压实度检测测静态变形模模量测试仪仪检测填土压压实质量共47页第46页LFG-K动态变形模模量测试仪仪（德国）又称“手持落锤锤弯沉试验验仪”。是通过轻型落落锤试验仪仪来进行动态荷载试试验，主要应用用在建筑地地基、道路路修筑时进进行承载力测试试；土层和非非粘性底层层的压实质量控控制；以及土的的改良试验。2.3填土压实的的检验共47页第47页土方工程机械化施工工基坑工程场地平整填筑压实机械性能工艺特点提高效率机械配置填料选择影响因素压实方法质量检验H0确定H0调整土方计算土方调配开挖方法土壁支护施工降水流砂防治教学复习总总结思考题题1、常用的土土方施工机机械有哪些？试述述其工作特特点及适用用范围。2、如何提高高推土机、、铲运机和和挖掘机的的生产效率率？3、如何组织织土方工程程的综合机机械化施工工？4、试试解解释释土土的的最最佳佳含含水水量量和和最最大大干干密密度度，，它它们们