土方工程机械化施工及填土压实土木工程施工讲义第讲

第3讲

机械化施工及填土压实1土方机械化施工

2填土压实邵阳学院***（教授级高工）第1章

土方工程

推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地平整、开挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。1土方机械化施工1.1推土机施工第3讲

机械化施工及填土压实TQ230G全液压高原推土机

TY320C前铲后犁推土机共47页

第1页水中清碴平整场地土方推送移挖作填1.1推土机施工共47页

第2页提高推土机生产效率的方法1.1推土机施工下坡推土顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大铲刀切土深度和运土数量，缩短推土时间,提高生产率约30～40%。共47页

第3页并列推土1.1推土机施工

大面积施工区可采用2～3台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约15～30%。3台推土机并列推土共47页

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分批集中、一次推送当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送。

槽型推土当土层较厚时，可利用前次推土的槽形推土，可减少土的散失量，增大推土量。1.1推土机施工军用推土机美国M9共47页

第5页

铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。1.2铲运机施工1土方机械化施工CL9A自行式铲运机CTY9A拖式铲运机铲运机施工作业中共47页

第6页铲运机的斗容量为2～8m3，自行式铲运机的经济运距为800～1500m，拖式铲运机的经济运距为600m，效率最高的经济运距为200～350m。如采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运距可增加至1000m。1.2铲运机施工宇通重工CTY9A拖式铲运机卡特彼勒

657G自行式铲运机运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。共47页

第7页1.2.1

铲运机的运行路线

●椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶方向，以免机械单侧磨损。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。

●“8”字形路线：该路线一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次转弯方向不同，铲运机机械磨损均匀。在地形起伏较大、施工地段狭长时采用。1.2铲运机施工共47页

第8页1.2.2

提高铲运机生产效率的方法

下坡铲土利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土时间。推土机助铲在较坚硬的土层中用推土机助铲，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。助铲间隙可兼作松土、平整工作。1.2铲运机施工共47页

第9页●挖近填远、、挖远填近：挖土先从距离填填土区最近一端端开始，由近而而远；填土则从从距挖土区最远远一端开始，由由远而近。既可可使铲运机始终终在合理的经济运距距内工作，又可创造下坡铲土的条件。●双联铲运法法：拖式铲运机的动动力有富余时，，可在拖拉机后后串连两个铲斗斗进行双联铲运运。对坚硬土层层，可先铲满一一个斗，再铲另另一个斗，即“双联单铲”；对松软土层，可可两个斗同时铲铲土，即“双联双铲”。1.2铲运机施工共47页第10页●跨铲法：在较坚硬的地段段挖土时可采取取预留土埂、间隔隔铲土的方法。可缩短短铲土时间和减减少向外撒土,提高效率。●波浪式铲土土法：铲土开始时，铲铲刀以最大深度度切入土中，随着负荷增加、、车速降低，相相应减小切土深深度，依次反复进行行，直至铲斗装装满为止，适用用于较硬土层。。●挂大斗铲运运：在土质松软地区区，可改挂大型型土斗，充分利利用拖拉机的牵牵引力提高工效效。1.2铲运机施工共47页第11页卡特彼勒657G铲运机657G铲运机斗容量达达85t，是07年的新品，铲斗斗可上下，内部部推板可动，铰铰链式转向，可可前后拖挂。。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于于挖掘基坑、沟槽槽、清理和平整场地，更换工作装置置后还可进行装卸、起重、打打桩等其它作业，能能一机多用，工工效高、经济效效果好，是工程程建设中的常用用机械。挖掘机按行走方方式分为履带式式和轮胎式，按按工作装置分为为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机机是正铲和反铲铲挖掘机。1土方机械化施工工共47页第13页1.3.1正铲挖掘机正铲适用于开挖挖含水量较小的一一类土和经爆破的岩石及及冻土。主要用于开挖挖停机面以上的土方，且需与与汽车配合完成成土方的挖运工工作。采用正铲开挖大大型基坑，应考考虑工作面的大大小、形状和开开行通道的设置置。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页正铲的开挖方式式正向开挖、侧向向装土即挖土机向前进进方向挖土，汽汽车停在侧面装装土。正向开挖、后方方装土挖土机向前进方方向挖土，汽车车停在后面装土土。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、深度较大的的情况此法因挖挖掘机卸土土时回转角角小、运输输方便、生生产效率高高而应用较较广1.3挖掘机施施工点击动画画正铲挖土土共47页第15页1.3.2反铲挖掘掘机反铲适用用于开挖挖一至三类类的砂土土或粘土土。主要用用于开挖挖停机面以以下的土方，，一般反反铲的最最大挖土土深度为为4～6m，经济合合理的挖挖土深度度为3～5m。反铲也也需要配配备运土土汽车进进行运输输。带加长臂臂的反铲铲挖掘机机1.3挖掘机施施工共47页第16页反铲的开开挖方式式沟端开挖挖法即反铲停停于沟端端，后退退挖土，，向沟一一侧弃土土或装汽汽车运走走。蔺家坝泵泵站泵站站基坑开挖挖现场1.3挖掘机施施工沟端开挖挖法共47页第17页沟侧开挖挖法即反铲停停于沟侧侧，沿沟沟边开挖挖，它可可将土弃弃于距沟沟较远的的地方，，如装车车则回转转角度较较小，但但边坡不不易控制制。1.3挖掘机施施工点击动画画反铲挖土土深基坑的的接力开挖挖管沟的沟沟侧开挖挖共47页第18页拉铲拉铲抓铲拉铲工作作示意图图点击动画画拉铲挖土土点击动画画抓铲挖土土1.3挖掘机施施工共47页第19页主要用来来铲、装装、卸、、运土与与砂石类类散装物物料，也也可对岩岩石、硬硬土进行行轻度铲掘掘，更换工工作装置置后可推推土、起起重、装装卸等作作业。铲铲容量一一般1.5～6.1m3。1.4其它土方方施工机机械1土方机械械化施工工⑴装载载机ZL10B型装载机机(山东威力力天地)共47页第20页利用刮刀刀平整地地面的土土方机械械。刮刀刀装在机机械前后后轮轴之之间,能升降、、倾斜、、回转和和外伸。。动作灵灵活准确确，操纵纵方便，，平整场场地有较较高的精精度，广广泛用于于公路、机机场等大大面积的的地面平平整作业业。⑵平地地机成工MGB20B平地机平平地机机在平整整作业1.4其它土方方施工机机械共47页第21页1.5土方工程综合机械械化施工1土方机械化施工土方工程综合机械械化施工，是以土土方工程中某一施工过程为主主导，按其工程量大小、、土质条件、工期期要求、运距及场场地来选择主导施工机械械，并以此为依据来来合理配备其它辅助助施工机械，实现机械化施工工。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●大型基坑整体体开挖以正铲为主主；●小型基坑及管管沟开挖以反铲为为主；正铲开挖大型土石石方反反铲铲开挖基坑反铲开挖管沟1.5土方工程综合机械械化施工共47页第23页1.5土方工程综合机械械化施工土方运距在1500m以上时以汽车运输为主主汽车运输要考虑装载机装土共47页第24页土质坚硬时，要配配备大马力推土机机或松土机1.5土方工程综合机械械化施工共47页第25页2填土压实2.1.1土料要求：填方土料应符合设设计要求，设计无无规定时应符合以以下规定：⑴碎石类土、砂砂土和爆破石渣（（粒径不大于每层铺铺厚的2/3），可用于表层以下的填料；第3讲机械化施工及填土土压实2.1填土的要求⑶碎块草皮和有有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方方；⑵含水量符合压压实要求的粘性土土，可用作各层填料；共47页第26页⑷淤泥和淤泥质质土，一般不能用用作填料，但在软软土或沼泽地区，，经过含水量处理理符合压实要求后后，可用于填方中中的次要部位。含有大量有机物的的土壤、石膏或水水溶性硫酸盐含量量大于2%的土壤、冻结或液液化状态的土壤不不能作填土之用。。精细的路基填料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过大大过小都难以夯压压密实，当土壤在最佳含水水量的条件下压实实时，能获得最大大的密实度。土壤过湿时，可先晒干或掺入干土；土壤过干时，则应应洒水湿润以求取得较佳的含水量。回填土翻晒晒2.1填土的要求求共47页第28页2.1.3分层厚度填方工程应应分层铺土压压实。分层厚度度根据压实实机具而定定：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填土的要求求共47页第29页2.1.4填方施工注注意事项●填土应应从场地最低部分开始，由一一端向另一一端自下而而上分层铺铺筑。●虚铺厚度：：人工木木夯20(粘性土)～30cm(砂质土)；推土机填土土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、、振动打夯夯机、内燃燃打夯机适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。。填土厚度不大大于25cm，一夯压半夯、、依次夯打。。2.2填土的压实方方法蛙式打夯机蛙蛙式打夯夯机夯实基底底持力层共47页第36页适用于压实沟沟槽内的土壤壤、柱子周围围和在狭小空空间内施工。。又称“跳锤””。2.2填土的压实方方法冲击夯HCD75冲击夯共47页第37页2.2填土的压实方方法振动平板夯（徐工SR100）整机重100kg.激振力18kN内燃式振动平平板夯可压实松散的的、粒状的土土壤、沙砾及及沥青路面，，具有体积小，，重量轻，能能自行前进，，机动灵活性性强等特点，，适于建筑物物临近的狭窄窄地带及管线沟槽等复杂地形的压压实作业。无线电遥控双双向振动平板板夯（戴纳派克LH800）整机重820kg.激振力95kN双向振动平板板夯（戴纳派克LH700）整机重780kg.激振力95kN共47页第38页冲击压路机（厦工三明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的强大冲击力可可把硬质路面面破碎为网块块状，并把块块状片直接压压入、加强路路基。主要用于硬质质路面的维修修、改造施工工破碎压实机（（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机机主要用于高标标准、高填方方的压实。共47页第39页2.2填土的压实方方法2.2.3强夯法是利用起重机机械和重锤进进行软土地基基处理的施工工方法，可夯夯实较厚的土土层。强夯法的内容容在第二章““地基处理与与桩基工程””的课程中介介绍.2.2填土的压实方方法共47页第40页2.2.4振动法适用于非粘性性土壤的振动动夯实。主要要施工机械是是振动压路机机、平板振动动器。双钢轮驱动振振动压路机压实效果好、、影响深度大大、生产效率率高，适用于于各类土壤的的压实，是大大型土石方压压实的首选设备。双钢轮振动压压路机单单钢轮振振动压路机2.2填土的压实方方法共47页第41页拖式振动碾（华山）拖式振动碾（徐工YZT16）整机重量16t.激振力373kN手扶式振动碾碾（徐工XD08）整机重量仅830kg.激振力15.7kN。是一种轻型振振动压实机械械。适用于基基坑边角、井盖盖周围、管道道回填和人行行道、路肩、小小规模铺装工工程，是大型型压实机械的辅辅助平整压实实施工机械。。2.2填土的压实方方法共47页第42页悍马25t单钢轮压路机机宝宝马BW双钢轮压路机机2.2填土的压实方方法凸块振动碾共47页第43页2.2填土的压实方方法共47页第44页2.3填土密实度的的检验填土压实后应应达到一定的的密实度及含水量要求。检验指标为为压实系数（压实度）λC，即：ρd——一般用“环刀刀法”或灌砂砂或灌水法测测定；ρmax——一般由击实试试验确定。2填土压实检验的干密度度应有90%以上符合设计计要求，其余余10%的最低值与设设计值之差不不得大于0.08t/m3，且不得集中中。共47页第45页核子密度仪检测填土压实实质量2.3填土压实的检检验路基填方压实实度检测路基填方压实实度检测静态变形模量量测试仪检测填土压实实质量共47页第46页LFG-K动态变形模量量测试仪（德国）又称“手持落锤弯弯沉试验仪””。是通过轻型落锤锤试验仪来进进行