土木工程施工讲义(邵阳学院房屋建筑方向-杨宗耀)第3讲-土方工程机械化施工及填土压实

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

第4页

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铲运机施工共47页

第10页

●

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铲运机施工共47页

第11页卡特彼勒

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铲运机施工共47页

第12页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土方机械化施工共47页

第13页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挖掘机施工共47页

第14页正铲的开挖方式

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挖掘机施工共47页

第16页反铲的开挖方式

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共47页

第17页

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共47页

第18页拉铲拉铲抓铲拉铲工作示意图1.3挖掘机施工共47页

第19页

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)共47页

第20页

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1.4其它土方施工机械共47页

第21页

1.5土方工程综合机械化施工1土方机械化施工

土方工程综合机械化施工，是以土方工程中某一施工过程为主导，按其工程量大小、土质条件、工期要求、运距及场地来选择主导施工机械，并以此为依据来合理配备其它辅助施工机械，实现机械化施工。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●

大型基坑整体开挖以正铲为主;●

小型基坑及管沟开挖以反铲为主;正铲开挖大型土石方反铲开挖基坑反铲开挖管沟1.5土方工程综合机械化施工共47页

第23页1.5土方工程综合机械化施工土方运距在1500m以上时以汽车运输为主汽车运输要考虑装载机装土共47页

第24页土质坚硬时,要配备大马力推土机或松土机

1.5土方工程综合机械化施工共47页

第25页2

填土压实2.1.1土料要求：

填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定：

⑴

碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3)，可用于表层以下的填料；

第3讲

机械化施工及填土压实2.1填土的要求

⑶

碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的填方；

⑵

含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料;共47页

第26页

⑷

淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过含水量处理符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。

含有大量有机物的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的土壤不能作填土之用。

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。分层厚度根据压实机具而定:2.1填土的要求共47页

第29页2.1.4

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。

●

虚铺厚度：

人工木夯20(粘性土)～30cm(砂质土);推土机填土30cm;铲运机或汽车填土30～50cm;2.1填土的要求分层铺土逐层压实共47页

第30页

●

斜坡上的土方回填应将斜坡改成阶梯形，以防填方滑动;凸块式压路机作业2.1填土的要求

●

填方区如有积水、杂物和软弱土层等，必须进行换土回填，换土回填亦分层进行;共47页

第31页

●

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。

2.1填土的要求共47页

第32页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。

全液压轮胎式压路机压路机碾压应"薄填、慢驶、多次”2填土压实共47页

第33页碾压法施工本次碾压与上次碾压的压痕不得重叠2.2填土的压实方法"零沉降”的高铁路基碾压施工三轮压路机（山推)共47页

第34页

俗称"打夯”，是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，中国传统的"打夯”方法有木夯、石夯、飞硪等。

2.2填土的压实方法石夯飞硪共47页

第35页2.2.2夯实法四川省委书记杜青林与修水塘的村民打石夯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。

2.2填土的压实方法蛙式打夯机蛙式打夯机夯实基底持力层共47页

第36页

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”。

2.2填土的压实方法

冲击夯HCD75冲击夯共47页

第37页2.2填土的压实方法振动平板夯（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把硬质路面破碎为网块状,并把块状片直接压入、加强路基。主要用于硬质路面的维修、改造施工

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主要用于高标准、高填方的压实。共47页

第39页2.2填土的压实方法2.2.3强夯法

是利用起重机械和重锤进行软土地基处理的施工方法，可夯实较厚的土层。

强夯法的内容在第二章"地基处理与桩基工程”的课程中介绍.2.2填土的压实方法共47页

第40页2.2.4振动法

适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械是振动压路机、平板振动器。双钢轮驱动振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高,适用于各类土壤的压实,是大型土石方压实的首选设备。

双钢轮振动压路机单钢轮振动压路机2.2填土的压实方法共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（徐工XD08)

整机重量仅830kg.激振力15.7kN。是一种轻型振动压实机械。适用于基坑边角、井盖周围、管道回填和人行道、路肩、小规模铺装工程，是大型压实机械的辅助平整压实施工机械。

2.2填土的压实方法共47页

第42页悍马25t单钢轮压路机宝马BW双钢轮压路机2.2填土的压实方法凸块振动碾共47页

第43页2.2填土的压实方法共47页

第44页2.3

填土密实度的检验

填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求。检验指标为压实系数（压实度)λC，即：

ρd——一般用“环刀法”或灌砂或灌水法测定；ρmax——一般由击实试验确定。

2填土压实

检验的干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值之差不得大于0.08t/m3，且不得集中。

共47页

第45页核子密度仪检测填土压实质量2.3填土压实的检验路基填方压实度检测路基填方压实度检测静态变形模量测试仪检测填土压实质量共47页

第46页LFG-K动态变形模量测试仪（德国)

又称"手持落锤弯沉试验仪”。是通过轻型落锤试验仪来进行动态荷载试验，主要应用在建筑地基、道路修筑时进行承载力测试；土层和非粘性底层的压实质量控制；以及土的改良试验。

2.3填土压实的检验共47页

第47页土方工程机械化施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1、Geniusonlymeanshard-workingallone'slife.(Mendeleyer,RussianChemist)

天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:032、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5日星期三3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.20204、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:105.Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/20206、Almostanysituation---goodorbad---isaffectedbytheattitudewebringto.----LuciusAnnausSeneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5-Aug-208.5.20207、Althoughtheworldisfullofsuffering,itisfullalsooftheovercomingofit.----HellenKeller,Americanwriter虽然世界多苦难，但是苦难总是能战胜的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二〇二〇年八月五日8、Formanismanandmasterofhisfate.----Tennyson人就是人，是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday,August5,20209、Whensuccesscomesinthedoor,itseems,loveoftengoesoutthewindow.-----JoyceBrothers成功来到门前时，爱情往往就走出了窗外。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.202010、Lifeismeasuredbythoughtandaction,notbytime.——Lubbock衡量生命的尺度是思想和行为，而不是时间。8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:1011、Tomakealastingmarriagewehavetoovercomeself-centeredness.要使婚姻长久，就需克服自我中心意识。Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/202012、Treatotherpeopleasyouhopetheywilltreatyou.你希望别人如何对待你，你就如何对待别人。11时3分11时3分5-Aug-208.5.202013、Todowhateverneedstobedoneto

preservethislastandgreatestbastionoffreedom.(RonaldReagan,AmericanPresident)为了保住这最后的、最伟大的自由堡垒，我们必须尽我们所能。20.8.520.8.5Wednesday,August5,202014、Wherethereisawill,thereisaway.(ThomasEdison,Americaninventor