土石方工程施工工艺及施工器械认识

吉安职业技术学院Ji'anVocationalCollege《土石方工程施工工艺及施工器械认识》土方施工1土方开挖

⑴踏勘现场；⑵熟悉图纸、编制施工方案；⑶清除现场障碍物，进行地下墓探，设置排水降水设施；⑷永久性控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网，设置方格网、控制桩等；⑸搭设临时设施、修筑施工道路；⑹施工机具、用料准备。1.1土方施工准备工作第2讲

土方工程施工要点踏勘现场编制方案场地清表场地测量坟墓1.2

边坡开挖场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时，上台阶应比下台阶开挖进深不少于30m，以防塌方。1土方开挖边坡台阶开挖，应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护脚矮墙及排水沟时，在边坡修完后，应立即进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡面不被冲刷和坡脚范围内不积水。土方工程的多台阶开挖1.3

基坑（槽）和管沟开挖⑴基坑开挖，上部应有排水措施，防止地表水流入坑内冲刷边坡，造成塌方和破坏基土。(施工排水的内容详见第3节)

1土方开挖⑵基坑开挖，应进行测量定位、抄平放线，定出开挖宽度，根据土质和水文情况确定在四侧或两侧、直立或放坡开挖，坑底宽度应注意预留施工操作面。⑶应根据开挖深度、土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定的方法和措施。(土壁支护的内容详见第2节)基坑的切线开挖

⑷基坑开挖的一般程序：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。挖土应遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则进行，边挖边检查坑底宽度及坡度，每3m左右修一次坡，至设计标高再统一进行一次修坡清底。1.3基坑（槽）和管沟开挖大型工程基坑施工全景图

⑹在地下水位以下挖土，应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施，降水工作应持续到基础施工完成；⑺雨季施工时基坑槽应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层；

⑻弃土应及时运出，在基坑槽边缘上侧临时堆土、材料或移动施工机械时，应与基坑上边缘保持足够的距离，以保证坑壁或边坡的稳定；1.3基坑（槽）和管沟开挖⑼基坑挖完后，应组织有业主、设计、勘察、监理四方参与的基坑验槽，并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。四方参与基坑验槽2土壁支护

土壁的稳定主要是由土体内磨擦阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故、影响工期，有时还会危及附近的建(构)筑物。

⑴边坡过陡；⑵雨水、地下水渗入基坑；⑶基坑上口边缘堆载过大；⑷土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。2.1造成土壁塌方的原因第2讲

土方工程施工要点基坑塌方抢险救人

边坡的留设应符合规范的要求。

挖填高度——高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；

土的工程性质——土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；

施工的特点——坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？

人工作业还是机械作业？2.2

防治塌方的措施2.2.1

放足边坡

对坡顶有荷载（尤其是有动荷载）、使用时间长、且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数。2土壁支护2.2.2土壁支护为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。2.2防治塌方的措施⑴基槽支护

基(沟)

槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。根据挡土板的不同，分为水平挡土板及垂直挡土板两类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑；间断式水平挡土板支撑

对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。2.2防治塌方的措施连续式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑⑵一般基坑的支护方法（小于5m）

一般基坑的支护方法有：短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法、斜柱支撑法、锚拉支撑法等，施工时按适用条件进行选择。①简易支护2.2防治塌方的措施仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的基坑使用先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。②斜柱支撑③锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。2.2防治塌方的措施适用于深度不大的大型基坑时使用适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横（斜）撑时使用2.3

深基坑的支护（不小于5m）

深基坑支护的基本要求：

●确保支护结构能起挡土作用，基坑边坡保持稳定；●确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；●通过排水降水等措施，确保基础施工在地下水位以上进行。上海环球金融中心基础施工地铁车站的深基坑支护2土壁支护2.3.1

挡土灌注桩支护适于开挖面积大、深度大于6m、不允许放坡、邻近有建（构）筑物的基坑支护。

开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。深基坑的间隔式排桩支护2.3深基坑的支护2.3.3土层锚杆支护在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋，灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土层结合成抗拉锚杆，将立壁土体侧压力传至稳定土层。适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用基坑锚杆支护施工中2.3深基坑的支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。2.3.4土钉墙支护钻孔插筋、注浆铺设钢筋网喷射砼护面土钉墙支护2.3深基坑的支护2.3.5钢板桩支撑当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩两大类。钢板桩＋水平支撑U型钢板桩插打入土U型板桩相互连接2.3深基坑的支护2.3.6

内撑式支护

由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。北京地铁熊猫环岛车站基坑钢管支护大型深基坑的钢管对撑支护2.3深基坑的支护制作深基坑砼构架构架支护下挖桩间土方构架支护下逆作法施工2.3深基坑的支护

2.3.7

地下连续墙支护地下连续墙成槽施工

先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于大面积、有地下水的深基坑施工。SH350连续墙抓斗—成槽机三一重工槽段的连接/show/PKsXMbHsvx3MihizweTxLQ...html2.3深基坑的支护导墙施工导墙施工完泥浆系统--泥浆池成槽施工钢筋笼吊装锁口管起拔砼浇筑2.3深基坑的支护3施工排水

基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。3.1明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域；

疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水；

抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。第2讲

土方工程施工要点4流砂的防治在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。4.1流砂现象第2讲

土方工程施工要点广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场

产生流砂现象的原因有内因和外因：

内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。4.2

产生流砂的原因4流砂的防治流砂-基坑满目狼籍流砂支挡强行施工土方施工机械认识1土方机械化施工

2填土压实

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TQ230G全液压高原推土机

TY320C前铲后犁推土机水中清碴平整场地土方推送移挖作填1.1推土机施工经济运距在100米以内，以30-60米为最佳运距。

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CL9A自行式铲运机CTY9A拖式铲运机铲运机施工作业中铲运机的斗容量为2～8m3，合适运距为600-1500米，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。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。卡特彼勒

657G铲运机

657G铲运机斗容量达85t，是07年的新品，铲斗可上下，内部推板可动，铰链式转向，可前后拖挂。1.3挖掘机施工

挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常用机械。当场地起伏高差较大、土方运输距离超过1000米，且工程量大而集中时，可采用挖掘机挖土，配合自卸汽车运土，并在卸土区配备推土机平整土堆。

挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作装置分为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机是正铲和反铲挖掘机。1.3.1

正铲挖掘机

正铲适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。主要用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成土方的挖运工作。采用正铲开挖大型基坑，应考虑工作面的大小、形状和开行通道的设置。邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川)日立EX3600E-6正铲挖掘机挖土特点：前进向上，强制切土。正铲的开挖方式

正向开挖、侧向装土

即挖土机向前进方向挖土，汽车停在侧面装土。

正向开挖、后方装土挖土机向前进方向挖土，汽车停在后面装土。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1.3.2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。带加长臂的反铲挖掘机挖土特点：后退向下，强制切土。反铲的开挖方式

沟端开挖法

即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场沟端开挖法

沟侧开挖法

即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。深基坑的接力开挖管沟的沟侧开挖拉铲拉铲拉铲工作示意图抓铲挖土特点：后退向下，自重切土。抓铲挖土特点：直上直下，自重切土。正铲：适合1-4类土反铲：适合1-3类土拉、抓：适合1-2类土。主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.5～6.1m3。1.4

其它土方施工机械⑴装载机ZL10B型装载机(山东威力天地)利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。⑵平地机成工MGB20B平地机平地机在平整作业2

填土压实

2.1.1土料要求：

填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定：

碎石类土、砂土和爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料；2.1填土的要求

淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于8%的土，以及硫酸盐含量大于5%的土均不能做填土；2.1.2

最佳含水量

回填土含水量过大过小都难以夯压密实，当土壤在最佳含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度。土壤过湿时，可先晒干或掺入干土；土壤过干时，则应洒水湿润以求取得较佳的含水量。回填土翻晒2.1.3

分层厚度

填方工程应分层铺土压实。分层厚度根据压实机具而定：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200～350

3～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜

2003～42.1.4

填方施工注意事项

●填土应从场地最低部分开始，由一端向另一端自下而上分层铺筑。分层铺土逐层压实

●回填基坑、墙基或管沟时，应从四周或两侧分层、均匀、对称进行，以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。管沟须两侧对称分层回填墙基须四周分层均匀回填该工程回填土过早,回填土标高过高2.2

填土的压实方法2.2.1碾压法

适用于大面积的场地平整和路基、堤坝工程，用压路机进行填方压实时，填土厚度不应超过25～30cm，碾压遍数一样，碾轮重量先轻后重，碾压方向应从两边逐渐压向中央，每次碾压应有15～25cm的重叠。压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”羊足碾一般用于黏性土，不适用于砂性土。松土不宜用重型碾压机直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。如果先用轻碾压实，再用重碾压实就会取得较好效果。碾压法施工本次碾压与上次碾压的压痕不得重叠“零沉降”的高铁路基碾压施工三轮压路机（山推）俗称“打夯”，是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，适用于小面积的填土工程。石夯飞硪2.2.2夯实法打飞硪已成为民俗表演节目常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机适用于粘性较低的土，常用于基坑(槽)、管沟部位小面积的回填土的夯实，也可配合压路机对边缘或边角碾压不到之处进行夯实。填土厚度不大于25cm，

一夯压半夯、依次夯打。蛙式打夯机蛙式打夯机夯实基底持力层适用于压实沟槽内的土壤、柱子周围和在狭小空间内施工。又称“跳锤”。

冲击夯HCD75冲击夯振动平板夯（徐工SR100）整机重100kg.激振力18kN内燃式振动平板夯可压实松散的、粒状的土壤、沙砾及沥青路面，具有体积小，重量轻，能自行前进，机动灵活性强等特点，适于建筑物临近的狭窄地带及管线沟槽等复杂地形的压实作业。

无线电遥控双向振动平板夯（戴纳派克

LH800）整机重820kg.激振力95kN双向振动平板夯（戴纳派克

LH700）整机重780kg.激振力95kN冲击压路机（