建筑土方施工技术讲稿课件(含示意图).ppt

1、第一章第一章 土方工程土方工程1.掌握土方工程施工的特点及土的性质；2.能进行土方工程量计算；3.能正确选用土方开挖时边坡的支护方法；4.能根据土方工程施工条件正确选择降、排水方法；5.能正确选择土方施工机械，正确选择地基回填土的填方土料及填筑压实方法；6.能分析影响填土压实的主要因素；掌握填土压实质量的检查方法。学习要求：学习要求：主要施工过程：土的开挖或爆破、运输、填筑、平整和压实等;辅助施工过程：排水、降水和土壁支撑等。土方工程的施工过程土方工程的施工过程土方开挖；人防及地下建筑物的土方工程，场地平整；路基填土及碾压等。基坑(槽)与管沟的开挖；土方施工工程土方施工工程第一节第一节 概概

2、述述一、土方工程的施工特点一、土方工程的施工特点4工程量大；123施工工期长；施工条件复杂；劳动强度大的特点。土方工程施工前的准备工作土方工程施工前的准备工作根据土的坚硬程度和开挖方法将土分为8类(表1-1)。二、土的工程分类二、土的工程分类注：土的工程性质对土方工程施工方法的选择、劳动量和机注：土的工程性质对土方工程施工方法的选择、劳动量和机械台班的消耗及工程费用有较大的影响。械台班的消耗及工程费用有较大的影响。土一般由土颗粒(固相)、水(液相)和空气(气相)三部分组成（见图1-1）。这三部分之间的比例关系随着周围条件的变化而变 图1-1 土的三相示意图 化，三者相互间比例不同，反映出土的物

3、理状态不同。三、土的基本性质三、土的基本性质 (一一)土的组成土的组成 m 土的总质量，(m=ms+mw)(kg)；ms土中固体颗粒的质量(kg)；mw 土中水的质量(kg)；V 土的总体积(V=Va+Vw+Vs)(m3)；Va 土中空气体积(m3)；Vs 土中固体颗粒体积(m3)；Vw 土中水所占的体积(m3)；Vv 土中空隙体积。图1-1 土的三相示意图1.土的可松性与可松性系数（1）定义 天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，这种现象称为土的可松性。土的可松性用可松性系数表示。(二二)土的物理性质土的物理性质（2）计算式）。土经压实后的体积（）；体积（土挖后

4、松散状态下的）；积（土在天然状态下的体性系数；土的最初、最后可松、式中最后可松性系数最初可松性系数333231s1213sm m m :VVVKKVVKVVKss 例题：已知基坑体积例题：已知基坑体积2000m2000m3 3，基础体积，基础体积1200 m1200 m3 3，土的，土的最初可松性系数最初可松性系数1.141.14，最后可松性系，最后可松性系1.051.05。问应外运。问应外运多少松土？多少松土？预留夯实土：预留夯实土：2000-1200=800 m2000-1200=800 m3 3；预留原土：预留原土：800/1.05=762m800/1.05=762m3 3；外运原土：外

5、运原土：2000-762=1238 m2000-762=1238 m3 3；外运松土：外运松土：123812381.14=1412 m1.14=1412 m3 3。例题例题2.土的天然含水量（1）定义在天然状态下，土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率叫土的天然含水量，反应了土的干湿程度，用表示。（2）计算式）。（土中固体颗粒的质量）；土中水的质量（式中kg kg%100 swswmmmm3.土的天然密度和干密度（）天然密度定义 土在天然状态下单位体积的质量(简称密度)。（）天然密度计算式 （1）（）干密度定义 干密度是土的固体颗粒重量与总体积的比值。（）干密度计算式（1）VmVmsd度。土的

6、天然密度和干密、）；土的体积（）；土的总质量（式中d3 m kg Vm4.土的孔隙比和孔隙率（）定义 孔隙比是土的孔隙体积Vv与固体体积Vs的比值；孔隙率是土的孔隙体积Vv与总体积V的比值，用百分率表示。（）计算式 （16）（17）孔隙比和孔隙率反映了土的密实程度。孔隙比和孔隙率越小土越密实。svVVe%100VVnv5.土的渗透系数 土的渗透性系数表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示。一般土的渗透系数见表1-2 。第第 二二 节节 土方工程量计算及土方调配土方工程量计算及土方调配一、基坑一、基坑1.基坑土方量计算 基坑土方量可按立体几何中的拟柱体体积公式计算(图1-2)。即：（18）

7、20146AAAHV）。基坑中截面的面积（）；基坑上下的底面积（、）；基坑深度（式中20221m m m AAAH2.基槽和路堤、管沟的土方量计算 基槽和路堤管沟的土方量可以沿长度方向分段后，按下式计算：（19）.总土方量计算 将各段土方量相加即得总土方量V总。）。段的长度（第）；段的土方量（第式中m m 3iLiVii20146AAALViiiVV总二、场地平整土方量计算二、场地平整土方量计算1.工作内容 场地平整前，首先要确定场地设计标高，计算挖、填土方工程量，确定土方平衡调配方案。2.任务 根据工程规模，施工期限，土的性质及现有机械设备条件，选择土方机械，拟订施工方案。（一）场地设计标高

8、的确定（一）场地设计标高的确定1.初步计算场地设计标高原则：使场地内挖填方平衡，即场地内挖方总量等于填方总量。方法：场地设计标高的计算方法一般采用方格网法，计算示意图见图。场地平整的步骤和方法确定场地平整的步骤和方法确定可按下式计算：即 (110)(111a)可简化为场地设计标高计算式场地设计标高计算式42221121122HHHHaNaHoNHHHHHo422211211方格角点标高。方格边长；方格数；式中iHaN NHHHHHo443243212.场地设计标高的调整 考虑以下因素进行调整：(1)由于具有可松性，填土将有剩余；(2)由于设计标高以上的填方工程用土量，或设计 标高以下的挖方工程

9、挖土量的影响，使设计标 高降低或提高。(3)由于边坡挖填方量不等，而引起挖填土方量的 变化，需相应地增减设计标高。场地平整的步骤和方法确定场地平整的步骤和方法确定3.泄水坡度对角点设计标高的影响(1)单向泄水场地各点设计标高的计算 场地单向泄水时，场地内任意一点的设计标高为：(2)双向泄水场地各点设计标高的计算 场地双向泄水时，场地内任意一点的设计标高为：场地平整的步骤和方法确定场地平整的步骤和方法确定inlHH0yyxxnililHH0（二）场地土方量计算（二）场地土方量计算 根据方格网计算场地的填、挖土方总量的步骤如下：1.划分方格网计算各方格角点的施工高度方格角点的施工高度按下式计算：。

10、角点的自然地面标高标高）；度时，即为场地的设计无泄水坡角点的设计标高（若”为挖；”为填，以“以挖高度，角点施工高度，即填式中HHhHHhnnnn 2.计算零点位置（1）数解法计算零点位置。；(m)方格网的 边格 ，均用 绝均用绝(m)相邻邻两角点的施工高、(m)角点至零点的距离、式中 212121222111 a hhxxahhhxahhhx（2）图解法计算零点的位置 图解法直接求出零点方法如图1-8所示，用尺在各角上标出相应比例，用线相连，与方格相交点即为零点位置。图1-7 零点位置计算示意图 图1-8零点位置图解法 3.计算方格土方工程量 按方格网底面积图形用表1-3所列公式，计算每个方格

11、内的挖方或填方量。4.边坡土方量计算 边坡的土方量可以划分为两种近似几何形体计算:(1)三角棱锥体土方量计算式为:(2)三角棱柱体，土方量计算式为:20144421446 2AAAlVlAAV22 3122221111mhmhhAlAV其中5.计算土方总量 将挖方区(或填方区)的所有方格土方量和边坡土方量汇总后即得场地平整挖(填)方的工程量。6.例题 某建筑场地地形图和方格网(a=20m)如图110所示。土质为亚黏土，场地设计泄水坡度ix=3，iy=2。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响)，并计算填、挖土方量(不考虑边坡土方量)。图110 某建筑场地地形图和方格网（1）计算各方格角点的地

12、面标高 各方格角点的地面标高，可根据地形图上所标等高线，用插入法求得。如求角点4的地面标高(h4)，由图111有：xxxhhxlhxh00.44 5.0 1:5.0:4有将角点标高标在图上（2）计算场地设计标高H043.71m=场地设计标高71.438412.52572.69879.1744432:有11)-(1由式12.52519.4476.4335.43440372.69894.4290.4223.4367.4367.4434.4494.4367.432279.17458.4217.4480.4424.430432104321HmNHHHHHmHHmHmH（3）计算方格角点的设计标高 以场

13、地中心角点8为H0(图113)，由已知泄水坡度lx和ly，各角点设计标高按式(113)计算：其余各角点设计标高算法同上。将计算值标在图113。43.59m0.1243.7134043.69m0.0643.7132043.63m0.040.1243.71 220340061201HHHHHH（4）计算角点的施工高度 按式(1-14)计算，各角点的施工高度为:其余各角点施工高度详见图113中施工高度值。)挖(m19094437543)填(m3902443634331.=.=h.=.=h （5）确定零线 求零点，方格边线上零点的位置由式(1-15)确定。23角点连线零点距角点2的距离为：相邻零点的连

14、线即为零线。同理求得m317;m72;m417;m62;m02;m018;m92;m117 m1189120 则m9.119.002.0202.0 141515-1414-99-1413-88-137-88-72-33-2.x.x .x.x .x .x .x.x.-xx-（6）计算土方量 根据方格网挖填图形，计算土方工程量。方格11，13，14，21四角点全为挖(填)方，按正方形计算，其土方量为：同理有：34321211m13665.030.002.039.0100 4hhhhaV333-1312)270m(=；)117m(=；m263)(4-1VV+=V-两个角点为挖方，另两角点为填方 方格

15、12，23土方量为：同理：3422133121m6.1205.019.09.21.198208m2.153.002.01.179.18208hhedaVhhcbaV挖填332m75.25)(填V332m8.21)(挖V一个角点填方(或挖方)和三个角点挖方(或填方)方格网2-2，2-4为一个角点填方(或挖方)和三个角点挖方(或填方)，其土方量为：342232321222m05.0605.029.26m3.114544.071.03.029.220 52bchVhhhbcaV挖填同理：将计算出的土方量填入相应的方格中(图113)。场地各方格土方量总计：挖方：548.75m3；填方：528.55m3

16、。342m07.0)(填V342m3.127)(挖V 土方调配：就是对挖土的利用、堆弃和填土的取得三者之间的关系进行综合协调的处理。好的土方调配方案，应该是使土方运输量(或费用)达到最小，而且又能方便施工。三、土方调配三、土方调配1.应力求达到挖方与填方基本平衡和就近调配，使土方运输量或费用最小；2.土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合的原则；3.合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路；4.好土用在回填质量要求高的地区。(一一)土方调配原则土方调配原则土方调配图表的编制编制的方法如下：1.划分调配区。在划分调配区时应注意：(1)调配区的划分应与房屋或构筑物的位置相协调，使近期施

17、工与后期利用相结合。(2)调配区的大小应使土方机械和运输车辆的功效得到充分发挥。(3)当土方运距较大或场区内土方不平衡时，可根据附近地形，考虑就近借土或就近弃土。场地土方调配，需作成相应的土方调配图表，如图114所示。(二二)土方调配图表的编制土方调配图表的编制2.计算土方量 按前述计算方法，求得各调配区的挖填方量，并标写在图上。3.计算调配区之间的平均运距平均运距计算方法：（1）重心坐标计算 (119)也可用作图法近似地求出形心位置以代替重心位置。（2）量取平均运距 重心求出后，标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距。VVyYVVxX 。；、各个方格的重心坐标 各个方

18、格的土方量 坐标标挖或填方调配区的重心 式中x、V YX4.确定土方最优调配方案 最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础的，常用“表上作业法”求得。5.绘制土方调配图 根据表上作业法求得最优调配方案，在地形图上绘出土方调配图如图114。注：箭头上面数量表示土方调配量(m3)；箭头下面数量表示平均运距(m)；W为挖方区；T为填方区。土方开挖前需做好下列主要准备工作：1.场地清理；2.排除地面水；3.修筑临时设施。第三节第三节 施工准备与辅助工作施工准备与辅助工作一、施工准备一、施工准备1.土方边坡 土方边坡的坡度是以土方挖方深度H与放坡宽度B之比表示（见图1-15）。即 基坑（槽）H式中 m

19、=B/H，称为边坡系数 B 图1-15 边坡的表示方法mHBBH:11土方边坡坡度二、土方边坡与土壁支撑二、土方边坡与土壁支撑土方边坡的确定 土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的各种荷载状况及排水情况有关。放坡深度起点规定深度超过下列规定既应放坡:密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质黏土 1.25m；硬塑、可塑的黏土和碎石类土(充填物为黏性土)1.5m；坚硬的黏土2m。挖方深度超过上述规定时，应考虑放坡或作成直立壁加支撑。（1）边坡放坡坡度规定 当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深

20、度在5m以内不加支持的边坡的最陡坡度应符合表1-5规定。土的类别土的类别坡顶无荷载坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有静载坡顶有动载坡顶有动载中密的砂土中密的砂土1：1001：1.251：1.50中密的碎石类土中密的碎石类土(充填物为砂土充填物为砂土)1：0.751：1.001：1.25硬塑的轻亚黏土硬塑的轻亚黏土1：0.671：0.751：1.00中密的碎石类土中密的碎石类土(充填物为黏性土充填物为黏性土)1：0.501：0.671：0.67硬塑的亚粘土、黏土硬塑的亚粘土、黏土1：0.331：501：0.67老黄土老黄土1：0.101：0.251：0.33软土软土(经井点降水后经井点降水后)1：1.0

21、0注：注：1.1.静载指堆土或材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。静静载指堆土或材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。静载或动载距挖方边缘的距离应保证边坡和直立壁的稳定，堆土或材料载或动载距挖方边缘的距离应保证边坡和直立壁的稳定，堆土或材料应距挖方边缘应距挖方边缘0.8m0.8m以外，高度不超过以外，高度不超过1.5m1.5m。2.2.当有成熟施工经验时，可不受本表限制。当有成熟施工经验时，可不受本表限制。深度在深度在5m5m内的基坑内的基坑(槽槽)、管沟边坡的最陡坡度、管沟边坡的最陡坡度 (不加支撑不加支撑)表表1-51-5（2）临时性挖方边坡值规定 永久性挖方边坡应按设计要求放坡。对

22、临时性挖方边坡值应符合表1-6规定。临时性挖方边坡值临时性挖方边坡值 表表1 16 6 土的类别土的类别边坡坡度边坡坡度(高：宽高：宽)砂土砂土(不包括细砂、粉砂不包括细砂、粉砂)1:1.251:1.5一般粘性土一般粘性土坚硬坚硬硬塑硬塑软软1:0.751:11:11:1.251：1.50或更缓或更缓碎石类土碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土充填坚硬、硬塑粘性土充填砂土充填砂土1:0.51:11:11:1.52.土壁支撑（1）横撑式土壁支撑的分类及适用范围 1）分类：分为水平挡土板(图116a)和垂直挡土板(图116b)两类；2）适用范围：（2）横撑式土壁支撑的布置 1）采用横撑式支撑时，应随挖随撑

23、，支撑要牢固。2）施工中应经常检查，如有松动、变形等现象时，应及时加固或更换。3）支撑的拆除应按回填顺序依次进行，多层支撑应自下而上逐层拆除，随拆随填。目的：1）防止地下水渗入、地面水流入基坑，为了保证施工的正常进行；2）防止边坡塌方和地基承载能力的下降。方法：分为明排水法和人工降低地下位法两类。三、土方工程施工排水三、土方工程施工排水与降低地下水位与降低地下水位 基坑开挖时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在沟底设集水 井，使基坑内的水经排水沟流向集水井后用水泵抽走(见图117)。排水沟的纵坡宜控制在12；集水井每隔2040m设置一个；集水井的直径或宽度，一般为0.70.8m；其深度随着挖土的加

24、深而加深，要始终低于挖土面0.81.0m；井壁可用竹、木等简易加固。（一）明沟排水法优点：设备简单，排水方便，采用较为普通。缺点：当开挖深度大、地下水位较高而土质又不好时，容易产生流砂现象。开挖土质不好，地下水位较高的基坑时，当挖至地下水水位以下，由于地下水压力的作用，坑底下面的土会随地下水涌入基坑。这种现象称为流砂现象。流沙现象的危害：发生流砂时，土完全丧失承载能力。使施工条件恶化，难以达到开挖设计深度。严重时会造成边坡塌方及附近建筑物下沉、倾斜、倒塌等。明沟排水法的特点流砂现象：1.流砂防治的途径 在基坑开挖中，防治流砂的主要途径有：消除、减少或平衡动水压力。2.流砂防治的方法 (1)抢挖

25、法；(2)打板桩法；(3)水下挖土法；(4)人工降低地下水位；(5)地下连续墙法。3.易产生流砂的土a、土的颗粒组成中，黏粒含量小于10%，粉粒（颗粒为0.005-0.05mm）含量大于75%b、颗粒级配中，土的不均匀系数小于5；c、土的天然孔隙比大于0。75；d、土的天然含水量大于30%流砂的防治办法人工降低地下水位：在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备将水抽走，使地下水位降落在坑底以下，直至施工结束为止。特点：使所挖的土始终保持干燥状态，改善施工条件；防止流砂现象发生；提高土的强度或密实度；可适当改陡边坡以减少挖土数量注意事项：但在降水过程中，基坑附近的地基

26、土壤会有一定的沉降，施工时应加以注意。人工降低地下水位的方法：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵法等。（二）人工降低地下水位 1.轻型井点降低地下水位.施工图片建筑施工 轻型井点MPG.flv(1)轻型井点设备 轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成(见图1-20)；管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管等。(2)轻型井点系统的布置原则 根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求在平面与竖向进行布置。1)平面布置方法：单排线状井点布置(见图123)；双排井点布置(见图124)；环状井点布置(见图125)。2)高程布置。(3)轻型井点的计算(4)抽水设备的选择(5)井

27、点管的安装程序 人工降水法（井人工降水法（井点降水法）点降水法）在基在基坑开挖前，预先坑开挖前，预先在基坑四周埋设在基坑四周埋设一定数量的滤水一定数量的滤水管，利用抽水设管，利用抽水设备连续不断的抽备连续不断的抽水，使地下水位水，使地下水位降至基底以下，降至基底以下，直至基础施工完直至基础施工完毕为止。毕为止。人工降低地下水位人工降低地下水位人工降水法有人工降水法有：轻型井点、喷射井轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及渗井点、电渗井点、管井井点及渗井井点等。井点等。其中，轻型井点应用广泛。其中，轻型井点应用广泛。轻型井点的主要设备轻型井点的主要设备（1 1）管路系统）管路系统：滤管、井点管

28、、：滤管、井点管、弯联管、总管。弯联管、总管。（2 2）抽水设备：真空泵、离心泵）抽水设备：真空泵、离心泵、水气分离器。、水气分离器。轻型井点轻型井点平面布置平面布置 当基坑或沟槽宽度小于当基坑或沟槽宽度小于6m6m，水位降低深度不超过水位降低深度不超过5m5m时时，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两，可用单排线状井点布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度一般不小于沟槽宽度。端延伸长度一般不小于沟槽宽度。轻型井点的布置轻型井点的布置 基坑（槽）大于基坑（槽）大于6m6m或土质不良的情况可以采用双排布置。或土质不良的情况可以采用双排布置。如宽度大于如宽度大于6m6m或土质不定，渗透系数

29、较大时，宜用双或土质不定，渗透系数较大时，宜用双排井点，面积较大的基坑宜用环状井点；为便于挖土排井点，面积较大的基坑宜用环状井点；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为机械和运输车辆出入基坑，可不封闭，布置为U U形环状形环状井点井点。高程布置高程布置井点管的埋置深度：井点管的埋置深度：H HH H1 1h hiLiL轻型井点管的降水深度轻型井点管的降水深度在考虑设备水头损失后在考虑设备水头损失后，不超过，不超过6m6m。当一级井点系当一级井点系统达不到降水深统达不到降水深度时，可采用二度时，可采用二级井点，即先挖级井点，即先挖去第一级井点所去第一级井点所疏干的土，然后疏干的土，然

30、后在基坑底部装设在基坑底部装设第二级井点，使第二级井点，使降水深度增加。降水深度增加。井点系统涌水量计算井点系统涌水量计算无压完整井：无压完整井：无压不完整井：有效深度无压不完整井：有效深度H H0 0，当，当H H0 0H H时，仍取时，仍取H H；SS井点管处水位降低值（井点管处水位降低值（S+iLS+iL）承压完整井：承压完整井：HH含水层厚度；含水层厚度；SS水位降低值；水位降低值；x x0 0环状井点的假想半径；环状井点的假想半径；AA环状井点包围的面积环状井点包围的面积000(2)1.366;1.95lglg5Hs sQKRs H KRxA矩形基坑（L:B）：x02.73lglgM

31、sQKRx轻型井点的计算轻型井点的计算井点管数量：井点管数量：式中：式中：q单根井点管最大出水量单根井点管最大出水量 井距：井距：井点间距井点间距D D不能太大，抽水压力小，不能太大，抽水压力小，出水不大；出水不大；不能太小，彼此干扰。不能太小，彼此干扰。一般取值为一般取值为0.80.8、1.21.2、1.61.6、1.61.6、2.0m2.0m。1.1Qnq1365qdlK1LDn井点管数量与井距的确定井点管数量与井距的确定2.喷射井点降低地下水位 当基坑开挖较深或降水深度超过6m，使用多级轻型井点降水不经济。在土层渗透系数为0.12.0m/d的弱透水层时，采用喷射井点降水比较合适，其降水深

32、度可达20m。(1)喷射井点的主要设备：喷射井点设备主要由喷射井管、高压水泵(或空气压缩机)和管路系统组成(图131a)。(2)喷射井点的平面布置：3.深井井点降低地下水位 (1)管井井点系统的组成及设备：深井井点系统主要由井管和水泵组成(见图132)。(2)深井布置：深井井点系统总涌水量可按无压完整井环形井点系统公式计算。一般沿基坑四周每隔1530m设一个深井井点。(3)深井井点的埋设：深井井点施工程序：井位放样做井口安护筒钻机就位钻孔回填井底砂垫层吊放井管回填管壁与孔壁间的过滤层安装抽水控制电路试抽降水井正常工作。1 1、影响情况：、影响情况：a a、会产生较大的地面沉降；、会产生较大的地

33、面沉降；b b、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉、四周土层的自重应力变化不一而导致不均匀沉 降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂降，使周围建筑物基础下沉或房屋开裂。2 2、防止措施：、防止措施：（1 1）采用密封形式的挡土墙或采取其他的）采用密封形式的挡土墙或采取其他的 密封措施密封措施 （2 2）适当调整井点管的埋置深度）适当调整井点管的埋置深度（3 3）采用井点降水与回灌相结合的技术。）采用井点降水与回灌相结合的技术。（4 4）采用注浆固土技术防止水土流失）采用注浆固土技术防止水土流失。降水对周围建筑的影响及防止措施降水对周围建筑的影响及防止措施 土方工程的施工过程主要包括：土方开挖

34、、运输、填筑与压实等。常用的施工机械有：推土机、铲运机、单斗挖土机、装载机等，施工时应正确选用施工机械，加快施工进度。第四节第四节 土方机械化施工土方机械化施工特点：推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬30左右的缓坡。适用范围：主要用于场地清理和平整；开挖深度1.5m以内的基坑；填平沟坑；配合铲运机、挖土机工作等；此外，在推土机后面可安装松土装置，破、松硬土和冻土；也可拖挂羊足辗进行土方压实工作；推土机可以推挖一三类土，经济运距100m以内，效率最高为60m。一、常用土方施工机械的施工特点一、常用土方施工机械的施工特点(一)推土机施工1.作业方法及提高生产率的措

35、施 推土机提高生产率的措施有：下坡推土、并列推土、多刀送土和利用前次推土的槽推土等。2.推土机生产率计算(1)推土机小时生产率Ph，按下式计算。1)1见表(土的可松性系数 ；)(m能表查表 由机械性,推土机 每土机每次的 (s);循环环延续时 土送到填土地点的从推土到 式中/h)(m 3600 33sv将svkqt)kq/(tp=(2)推土机台班生产率Pd，按下式计算之间。一般在台班0.750.72 式中)/(m 8 3BBhdKKPP 铲运机按行走方式分拖式和自行式两种。特点：铲运机能综合完成挖土、运土、平土或填土等全部土方施工工序；对行驶道路要求较低；操纵灵活、运转方便，生产率高；适用范围

36、：主要用于大面积土方场地平整；开挖大基坑、沟槽以及填筑路基、堤坝等工程铲运含水量不的松土和普通土；不适于在砾石层和冻土地带及沼泽区工作。自行式铲运机的经济运距为8001500m，拖式铲运机的运距以600m内，运距为200300m时效率最高。(二)铲运机施工1.铲运机的开行路线 铲运机的开行路线有环形路线和8字形路线开行两种形式（见图1-37），应根据填方、挖方区的分布情况并结合当地具体条件进行合理选择。2.铲运机施工方法及特点 铲运机施工方法应根据施工条件选择。常用的有：(1)下坡铲：土铲运机可以借助其重力来加大铲土能力，缩短装土时间，提高生产率。(2)跨铲法：采用预留土埂间隔铲土的方法减少向

37、外撒土量，挖土埂时增加了两个自由面，阻力减小，达到“铲土快，铲斗满”的效果。(3)助铲法：在坚硬的土层中铲土时，另配一台推土机在铲运机的后拖杆上进行顶推，协助铲土，以缩短铲土的时间。分类：按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两类。按其工作装置的不同，分为正铲、反铲、拉铲和抓铲。按其操纵机械的不同，分为机械式和液压式两类，机械式现使用较少，液压式单斗挖土机如图138所示。(三)单斗挖土机施工1.正铲挖土机挖土特点：“向进向上，强制切土”。其挖掘能力大，生产率高；适用范围：用于开挖停机面以上的一三类土，它与运土汽车配合能完成整个挖运任务。可用于开挖大型干燥基坑以及土丘等。性能：正铲挖土机性能见表

38、1-9。(1)开挖方式 根据挖土机的开挖路线与运输工具的相对位置不同，分为正向挖土侧向卸土和正向挖土后方卸土两种(见图140)。1)正向挖土侧向卸土；2)正向挖土后方卸土；(2)工作面 工作面是指挖土机一次开行中进行挖土时的工作范围 1）工作面布置原则；2）工作面布置方式。2.反铲挖土机挖土特点：“后退向下，强制切土”。适用范围：其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的一三类土，适用于挖基坑、基槽和管沟、有地下水的土壤或泥泞土壤。性能：液压反铲挖土机技术性能见表110。挖土布置方式：反铲挖土机挖土时可采用沟端开挖和沟侧开挖两种方式，如图144所示。(1)沟端开挖；(2)沟侧开挖。3.拉铲挖掘机挖土

39、特点：拉铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。适用范围：用于开挖停机面以下的一二类土。可用于开挖大而深的基坑或水下挖土。挖土布置方式：拉铲挖土机的开挖方式与反铲挖土机的开挖方式相似，可沟侧开挖也可沟端开挖(见图145)4.抓铲挖土机抓铲挖土机的挖土特点：“直上直下，自重切土”适用范围：挖掘力较小，适用于开挖停机面以下的一二类土，如挖窄而深的基坑、疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。在软土地基的地区，常用于开挖基坑等。分类：按行走方式分履带式和轮胎式两种；按工作方式分单斗式装载机、链式和轮斗式装载机。土方工程主要使用单斗铰接式轮胎装载机。具有操作轻便、灵活、转

40、运方便、快速等特点。适用范围：用于装卸土方和散料，也可用于松软土的表层剥离、地面平整和场地清理等工作。性能：常用国产铰接式轮胎装载机主要技术性能及规格见表111。(四)装载机 压实机械根据压实原理分为冲击式、碾压式和振动压实机械三大类。1.冲击式压实机械分类：冲击式压实机械主要有蛙式打夯机和内燃式打夯机两类，蛙式打夯机一般以电为动力。适用范围：冲击式打夯机适用于狭小的场地和沟槽作业，也可用于室内地面的夯实及大型机械无法到达的边角的夯实。（五）压实机械2.碾压式压实机械分类：碾压式压实机械按行走方式分自行式压路机和牵引式压路机两类。自行式压路机常用的有光轮压路机、轮胎压路机。适用范围：自行式压路

41、机主要用于土方、砾石、碎石的回填压实及沥青混凝土路面的施工。牵引式压路机的行走动力一般采用推土机牵引。3.振动压实机械工作原理：振动压实机械是利用机械的高频振动，把能量传给被压土壤，降低土壤颗粒间的摩擦力，在压实能量的作用下，达到较大的密实度。分类：振动压实机械按行走方式分为手扶平板式振动压实机和振动压路机两类。适用范围：手扶平板式振动压实机主要用于小面积的地基夯实。振动压路机是效率高、经济的振动压实机械，主要用在工程量大的大型土石方工程中。技术性能：常用压路机主要技术性能参数见表1-12。土方机械的选择原则：根据工程特点和技术条件，进行技术经济比较，选择效率高、费用低的机械。土方机械选择要点

42、：（1）地形起伏不大，坡度在20以内，挖填平整土方的面积较大，土的含水量适当，平均运距短，可选铲运机。（2）地形起伏较大的丘陵地带，当挖土高度在3m以上，运输距离超过1km，工程量较大且又集中时，可采用下述三种方式进行挖土和运土：1）正铲挖土机配合自卸汽车进行施工；2）用推土机将土推入漏斗，并用自卸汽车在漏斗下承土并运走。3）用推土机预先把土推成一堆，用装载机把土装到汽车上运走。二、土方挖运机械的选择及配套计算二、土方挖运机械的选择及配套计算(一)土方机械的选择（3）开挖基坑时根据下述原则选择机械 1)土的含水量较小，可结合运距长短、挖掘深浅，分别采用推土机、铲运机或正铲挖土机配合自卸汽车进行

43、施工。2)如地下水位较高，则采用反铲，拉铲或抓铲挖土机配合自卸汽车较为合适。（4）移挖作填或基坑、管沟的回填土方施工，运距在60100m内宜选用推土机。土方机械配套计算时，应先确定主导施工机械，其它机械应按主导机械的性能进行配套选用。当用挖土机挖土，汽车运土时，应以挖土机为主导机械。(二)挖土机与运土车辆的配套计算原则填筑前的准备工作：在土方填筑前，应清除基底上的垃圾、树根及坑穴中的水、淤泥和杂物等。在建筑物或构筑物地面下的填方或厚度小于0.5m的填方，应清除基底上的草皮、垃圾和软弱土层。在稳定山坡上填方，当山坡坡度为1/101/15时，应清除基底上的草皮；坡度陡于1/5时，应将基底挖成阶梯形

44、，阶宽不小于1m。当填方基底为耕植土或松土时，应将基底辗压密实。第五节第五节 土方的填筑与压实土方的填筑与压实（1）正确选择填土的种类和填筑方法。（2）填方土料应符合设计要求。一、填筑的要求一、填筑的要求 填土的压实方法一般有碾压法、夯实法和振动压实法。原理：碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度，碾压机械有光面碾(压路机)、羊足碾和气胎碾。特点及适用范围：光面碾：光面碾对砂土、粘性土匀可压实；羊足碾：羊足碾需要较大的牵引力，且只宜压实粘性土；气胎碾：气胎碾在工作时是弹性体，其压力均匀，填土质量较好。二、填土压实方法二、填土压实方法(一)碾压法原理：夯实法是利用夯锤自由下落的

45、冲击力来夯实土壤，用于小面积回填。夯实方法：夯实法分人工夯实和机械夯实两种。夯实机械：夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机，人工夯土用的工具有木夯、石夯、飞硪等。原理：振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借助振动机械使压实机械振动，土颗粒在振动力的作用下发生相对位移而达到紧密状态。适用范围：如使用振动碾进行碾压，可使土受振动和碾压两种作用，碾压效率高，适用于大面积填方工程。(二)夯实法(三)振动压实法 填土压实的影响因素较多，主要有压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。1.压实功的影响 填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。土的密度与所耗的功的关系见图146。2.含水量的影

46、响 在同一压实功条件下，较为干燥的土颗粒之间的摩阻力较大，因而不易压实。当含水量超过一定限度时，土颗料之间孔隙由水填充而呈饱和状态。也不能压实。最佳含水量：压实功一定时，使回填土达到最大干密度的含水量(见图147)，各种土的最佳含水量和最大干密度可参考表114。工地简单检验粘性土含水量的方法一般是以手握成团落地开花为适宜。三、填土压实的影响因素三、填土压实的影响因素3.铺土厚度的影响 土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小(图148)。铺得过厚，每层的碾压遍数增加；铺得过薄，总压实遍数增加。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。上述三方面因素之间是互相影响的。为了保证压实质量

47、，提高压实机械的生产率，应根据土质和所选用的压实机械在施工现场进行压实试验确定达到规定密实度所需的压实遍数，铺土厚度及最优含水量。（1）基槽放线：（2）柱基放线：（3）大基坑开挖：第六节第六节 基坑基坑(槽槽)施工施工一、放线一、放线 基坑(槽)开挖的原则：基坑(槽)土方开挖应遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。开挖注意事项：1.在坑顶1.0m内不得堆放弃土，在此距离外堆土高度 不得超过1.5m；2.在桩基周围、墙基或围墙一侧，不得堆土过高；3.基坑(槽)挖好后，应立即做垫层或浇筑基础；4.如用机械挖土，为防止基底土被扰动，在基底标高 以上留出200300mm，待基础施工前用

48、人工铲平修 整。5.挖土不得挖至基坑(槽)的设计标高以下，如个别处 超挖，应用与基土相同的土料填补，并夯实到要求 的密实度。二、基坑二、基坑(槽槽)开挖开挖第七节第七节 土方工程质量土方工程质量标准与安全技术标准与安全技术一、质量标准一、质量标准1.柱基、基坑、基槽和管沟基底的土质，必须符合 设计要求，并严禁扰动。2.填方的基底处理，必须符合设计要求或施工规范 规定。3.填方柱基、坑基、基槽、管沟回填的土料必须符 合设计要求和施工规范要求。4.填方和柱基、基坑、基槽、管沟的回填，必须按 规定分层夯压5、土方工程外的质量检验标准应符 合表116、表2-17的规定。1.基坑开挖时，两人操作间距应大于2.5m，多台机械开挖，挖土机间距应大于10m。2.基坑开挖应严格按要求放坡。操作时应注意支撑的稳固和土壁的变化。3.基坑(槽)挖土深度超过3m以上，坑内人员应戴安全帽4.用手推车运土，应先铺好道路。不得放手让车自动翻转。5.深基坑上下应先挖好阶梯或设置靠梯，或开斜坡道。坑四周应设安全栏杆或悬挂危险标志。6.基坑(槽)设置的支撑应经常检查是否有松动变形等不安全迹象，特别是雨后更应加强检查。7.坑(槽)沟边1m以内不得堆土、堆料和停放机具，1m以外堆土，其高度不宜超过1.5m。二、安全技术二、安全技术第八节第八节 爆破工程爆破工程 本章为选讲内容。本章为选讲内容。