土木工程施工技术土石方工程培训课件

《土木工程施工技术》参考书：《建筑工程施工质量验收统一标准》《建筑施工手册》第1章土石方工程1.1概述1.2土方工程机械化施工1.3土方填筑与压实1.4深基坑施工1.5土石方常见的质量事故及处理1.1概述

1.1.1土方工程的种类和特点常见的土石方工程有：场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工计划，尽量不要安排在雨季，同时为了降低土石方工程施工费用，贯彻不占或少占农田和可耕地并有利于改地造田的原则，要作出土石方的合理调配方案，统筹安排。

常见的土方工程根据施工内容和方法的不同分为：

1.1.1.1场地平整；（比如我们新校区，大型地产小区）特点：工程量大，施工工期长，劳动强度大；施工条件复杂且多位露天作业做法：详细核对地形图、钻探资料、土石方施工图等，进行现场调查，并根据现有施工条件，制定出经济的施工方案。

1.1.1.2基坑（槽）及管沟开挖（电缆沟，独立基础基坑）特点：要求开挖的标高、断面、轴线准确，土石方量少；、受气候影响较大。做法:制定合理施工方案，尽量减轻劳动强度、加快进度、节省费用。

1.1.1.3地下工程大型土石方开挖（人防工程、大型建筑物的地下室、深基础）（注意事项）1.1.1.4土石方填筑（大型：场地标高比设计标高低，需要回填；小型:地下室回填，还有1.1.1.2中管沟回填）1.1.2土石的工程分类与现场鉴别方法

按土的开挖难易程度分为八类，如表1.1。表中一至四类为一般土，五至八类为岩石。表1.1土的工程分类土的分类土的级别土的名称密度(kg/m3)开挖方法及工具一类土(松软土)Ⅰ砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥(泥炭)600～1500用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土(普通土)Ⅱ粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；种植土；填土1100～1600用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土(坚土)Ⅲ软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土；粉质粘土；压实的填土1750～1900主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土(砂砾坚土)Ⅳ坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石、卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩1900整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土(软石)Ⅴ硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩1100～2700用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(次坚石)Ⅵ泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩；片麻岩及正长岩2200～2900用爆破方法开挖，部分用风镐七类土(坚石)Ⅶ大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩2500～3100用爆破方法开挖八类土(特坚土)Ⅷ安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、角闪岩、玢岩、辉绿岩2700～3300用爆破方法开挖1.1.3土的基本性质

(1)土的天然含水量

土的含水量ω是土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率，即式中：──土中水的质量──土中固体颗粒的质量。

（2）土的天然密度和干密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。式中：m──土的总质量；V──土的天然体积单位体积中土在105℃高温下烧焙得到固体颗粒的质量称为土的干密度。式中：ms──土中固体颗粒的质量。干土:ω<5%潮湿土:5%≤ω≤30%湿土:ω>30%土的最优含水量和最大干密度参考表土的最优含水量和最大干密度参考表项次土的种类变动范围项次土的种类变动范围最优含水量/%(WT)最大密度/(g·cmֿ³)最优含水量/%(WT)最大密度/(g·cmֿ³)1砂土8～121.80～1.883粉质粘土12～151.85～1.952粘土19～231.58～1.704粉土16～221.61～1.80

土的干密度越大，表示土越密实。工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制填土工程的压实质量。土的干密度与土的天然密度之间有如下关系：

(3)可松性自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。──土在天然状态下的体积（m3）；──土挖出后在松散状态下的体积(m3)；──土经回填压（夯）实后的体积(m3)土的可松性系数土的类型KsKs’一类土

1.08～1.171.01～

1.03二类土

1.14～

1.281.02～

1.05三类土

1.24～

1.301.05～

1.07四类土

1.26～

1.351.06～

1.09五类土

1.30～

1.401.10～

1.15六类土

1.35～

1.451.11～

1.20七类土

1.40～

1.451.15～

1.20八类土

1.45～

1.501.20～

1.30（4）渗透性水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用k表示，单位为m/d。

式中：──水在土中的渗透速度，m/d──水力坡度，即两点水头差与其水平距离之比；──土的渗透系数，m/d。

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。1.2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%。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

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

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。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

●挖近填远、挖远填近：挖土先从距离填土区最近一端开始，由近而远；填土则从距挖土区最远一端开始，由远而近。既可使铲运机始终在合理的经济运距内工作，又可创造下坡铲土的条件。

●双联铲运法：拖式铲运机的动力有富余时，可在拖拉机后串连两个铲斗进行双联铲运。对坚硬土层，可先铲满一个斗，再铲另一个斗，即“双联单铲”；对松软土层，可两个斗同时铲土，即“双联双铲”。1.2铲运机施工

●跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂、间隔铲土的方法。可缩短铲土时间和减少向外撒土,提高效率。●波浪式铲土法：铲土开始时，铲刀以最大深度切入土中，随着负荷增加、车速降低，相应减小切土深度，依次反复进行，直至铲斗装满为止，适用于较硬土层。

●挂大斗铲运：在土质松软地区，可改挂大型土斗，充分利用拖拉机的牵引力提高工效。1.2铲运机施工卡特彼勒

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。1.2铲运机施工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。

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土方机械化施工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1.3挖掘机施工正铲的开挖方式

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挖掘机施工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1.3挖掘机施工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1.3挖掘机施工沟端开挖法

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。1.3挖掘机施工深基坑的接力开挖管沟的沟侧开挖拉铲拉铲抓铲拉铲工作示意图1.3挖掘机施工主要用来铲、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1土方机械化施工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