土木工程施工土方調(diào)配與施工機械版課件

前言

本課程是土木專業(yè)(房建方向)的一門實踐性強、綜合性大、涉及知識面廣的骨干專業(yè)課程，它的任務(wù)是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。是同學們步入工作崗位后要學以致用、安身立命的主要課程之一。無論同學們畢業(yè)后在土木建筑領(lǐng)域從事何種職業(yè)和崗位，本課程的專業(yè)知識都將使你受用終生。古人學問無遺力，少壯功夫老始成。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

前言本課程是土木專業(yè)(房建方向)前言本課程的諸多專業(yè)術(shù)語、概念和知識點常常是求職面試時主考官信手拈來的試題，本課程是你求職的敲門磚！前言本課程的諸多專業(yè)術(shù)語、概念和知識點常

本課程的施工程序、工藝流程、操作要點、質(zhì)量要求等內(nèi)容直接與現(xiàn)行規(guī)范的強制性條文接軌，這些知識將使你在職場受用一生！前言廣度決定視野!深度成就水平!角度發(fā)現(xiàn)機遇！本課程的施工程序、工藝流程、操作要點第1章

土方工程第1講

土方調(diào)配與施工機械第2講

基坑支護與降水第3講

土方開挖與填筑

第1章土方工程第1講土方調(diào)配與施工機械第1章土方工程

【教學要求】了解土方工程特點；掌握場地設(shè)計標高的確定、調(diào)整與土方調(diào)配；熟悉邊坡穩(wěn)定及基坑支護的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實的要求和方法。

【教學重點】土方調(diào)配；邊坡穩(wěn)定及基坑支護的方法；輕型井點降水；土方的填筑與壓實。

【教學難點】表上作業(yè)法進行土方調(diào)配；輕型井點降水;邊坡穩(wěn)定及基坑支護；影響填土壓實的因素。

【時間安排】本章共3講、6學時。向家壩左岸300m以上高邊坡開挖第1章土方工程【教學要求】了解土第1講

土方調(diào)配

與施工機械1概述2土方量的計算與調(diào)配3土方施工機械邵陽學院楊宗耀（教授級高工）第1章

土方工程第1講土方調(diào)配

與施工機械1概述邵陽學院楊宗耀（教授級1概述

包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：1.1土方工程的內(nèi)容

⑴場地平整：包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計標高、計算挖填土方量、合理進行土方平衡調(diào)配等。第1講土方調(diào)配與施工機械共58頁第1頁

⑶土方回填與壓實：包括土料選擇、運輸、填土壓實的方法及密實度檢驗等。⑵開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)：包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護結(jié)構(gòu)等?；油练介_挖1概述包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程1.2土方工程的施工要求●土方量少、工期短、費用??；●因地制宜編制合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；1概述●要求標高、斷面控制準確；●應(yīng)盡可能采用先進的施工工藝、施工組織和機械化施工?！裢馏w有足夠的強度和穩(wěn)定性；基坑土方開挖道路土方開挖共58頁第2頁1.2土方工程的施工要求●土方量土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥600～1500用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅土）軟及中等密實粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎(卵)石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍四類土（砂礫堅土）堅實密實的粘性土或黃土；中等密實的含碎(卵)石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖1100～2700用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破六類土（次堅石）泥巖；砂巖；礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r；密實的石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖2200～2900用爆破方法，部分用風鎬七類土（堅石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中粒花崗巖；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r2500～3100用爆破方法八類土（特堅石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法1.3土的工程分類1概述共58頁第3頁土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土砂土；粉土；1.4土的工程性質(zhì)

天然密度--是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。

干密度--是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗土壓實質(zhì)量的控制指標。⑴土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀標準擊實儀

不同類的土，其最大干密度是不同的;同類的土在不同的狀態(tài)下(含水量、壓實程度)其密實度也是不同的。1概述共58頁第4頁1.4土的工程性質(zhì)天然密度--是⑵土的含水量W是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比：快速含水量測定儀

W＝（G1－-G2）／G2含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土質(zhì)量;土的含水量超過25～30%，則土方施工機械容易打滑、陷車;回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實，獲得最大干密度。⑶土的滲透性是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流速度

V

與土的滲透系數(shù)

K

和水頭梯度

I有關(guān)，滲流速度按達西公式計算：V（m/d）=K·I

滲透系數(shù)

K值將直接影響降水方案的選擇和涌水量計算的準確性1.4土的工程性質(zhì)共58頁第5頁⑵土的含水量W是土中所含的水與土⑷土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復其原來的體積。土的可松性用可松性系數(shù)KS

表示。

土的最初可松性系數(shù)KS=V2/V1；

土的最后可松性系數(shù)K，S=V3/V1

。

式中：V1

——土在天然狀態(tài)下的體積；

V2

——土經(jīng)開挖后的松散體積；

V3

——土經(jīng)回填壓實后的體積。不同分類的土的可松性系數(shù)可參考下表：土的最初可松性系數(shù)KS是計算挖掘機械生產(chǎn)率、運土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)；最后可松性系數(shù)K，S是計算場地平整標高及填方所需的挖方體積的重要參數(shù)1.4土的工程性質(zhì)共58頁第6頁⑷土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松土的可松性參考值土的類別體積增加百分數(shù)可松性系數(shù)最初最后最初Ks最后K，s一類土（種植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二類土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二類土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三類土24～304～71.24～1.301.04～1.07四類土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七類土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八類土45～5020～301.45～1.501.20～1.301.4土的工程性質(zhì)共58頁第7頁土的可松性參考值土的類別體積增加百分數(shù)可松性系數(shù)最初最土的分類及性質(zhì)一.土的分類1、按地基土分類：

——根據(jù)土的顆粒級配或塑性指數(shù)分六類

巖石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,人工填土2土的工程分類：按施工的難易程度分八類

松軟土,普通土,堅土,砂礫堅土,軟石,次堅石堅石,特堅石土的分類及性質(zhì)二.土的性質(zhì)這里只討論土的工程性質(zhì)，即土的可松性、土的含水量、土的滲透性。1

可松性1)定義：

自然狀態(tài)下的土,經(jīng)過開挖后,其體積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實,仍不能恢復到原來的體積,其這種性質(zhì)稱為土的可松性2)可松性的表示—可松性系數(shù)

(1)最初可松性系數(shù)KsV2—開挖后土的松散體積

V1—土的自然體積二.土的性質(zhì)

(2)土的最終可松性系數(shù)K’s

V3——土壓實后的體積

V1——土的自然體積

(2)土的最終可松性系數(shù)K’3)可松性的利用（1）借土，棄土時應(yīng)考慮土的可松性Q—借土或棄土的量，正表示棄土，負表示借土；Vt；Vw—填或挖方的體積；Ks；Ks’—土的可松性

Vw

Vt3)可松性的利用VwVt例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,問該場地是借土還是棄土?若用運土量為5m3/車汽車運土,問應(yīng)運多少車次

例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,問該場地是借土還是棄土?若用運土量為5m3/車汽車運土,問應(yīng)運多少車次

解:根據(jù)公式

Q=（1000-1500/1.03)×1.08=-492.8m3

結(jié)果為負，故該場地應(yīng)借土

運土的車次為

n=492.8/5=99(車次)例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m由于可松性的存在,運土時應(yīng)考慮工具的容量。由于可松性的存在，原土結(jié)構(gòu)受到破壞時不能用原土回填。再例：施工某基礎(chǔ)工程，已知該基坑的尺寸為深X長X寬＝1.5X4.0X3.5m,該基礎(chǔ)處地基土的Ks=1.05,Ks’=1.02,地面以下基礎(chǔ)體積為7.50m3，問：（1）分層壓實回填平至自然地面后，該基礎(chǔ)工程有無余土？（2）余多少？

土木工程施工土方調(diào)配與施工機械版課件解（1）基坑體積V1=1.5*4*3.5=21.0m3

自然地面下基礎(chǔ)體積V’＝7.5m3

回填壓實體積V3=21-7.5=13.5m3

總挖出土體積V=21*1.05=22.05m3

回填用土體積V’＝13.5/1.02*1.05=12.61

余土體積＝V－V’=22.05-12.61=9.44

（2）有余土。為：9.44解（1）基坑體積V1=1.5*4*3.5=21.0m32土的含水量

1）定義：土中水的重量與土的固體顆粒重量之比稱為土的含水量。

2）表達式ω=Ww/W×100%式中：

ω——土的含水量；

Ww——土中水的重量；

W——土中固體顆粒的重量；3）應(yīng)用（1）填土時應(yīng)考慮土的最佳含水量（2）含水量的高低對土的承載力和邊坡的穩(wěn)定性有影響。2土的含水量

第二節(jié)土方量的計算一基坑，基槽的土方量的計算１、基坑對于基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體（由兩個平行平面做上、下底的一種多面體）體積計算，先計算上、下兩個面的面積F1、F2，再計算其體積。如圖1-1示，計算公式為或第二節(jié)土方量的計算

ｈ——開挖深度；Ｆ１、Ｆ２——上下兩個面的面積；

a、b——底面的長度和寬；

m——放坡系數(shù)。圖1-1ｈ——開挖深度；2基槽溝槽土方量可沿其長度方向分段（截面相同的不分段）計算，先計算截面面積，再求長度，累計各段計算土方量，如圖1-2示，可按下式計算Vi——第i段的體積（m3）；F1、F2——第i段的兩端面積（m2）；

Li——第i段的長度；

F0——第i段的中截面積；2基槽

推土機操縱靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場地平整、開挖深度不大的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運機助鏟、為挖掘機清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動力施工機械，大馬力推土機還可犁松堅巖。3土方施工機械3.1推土機施工TQ230G全液壓高原推土機

TY320C前鏟后犁推土機土方推送移挖作填水中清碴平整場地

共58頁第35頁推土機操縱靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速提高推土機生產(chǎn)效率的方法3.1推土機施工⑴下坡推土順地面坡勢沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運土數(shù)量，縮短推土時間、節(jié)約能源，提高生產(chǎn)率約30～40%。下坡推土下坡推土空車返回爬坡共58頁第36頁提高推土機生產(chǎn)效率的方法3.1推土機施工⑴下坡推土⑵并列推土

大面積施工區(qū)可采用2～3臺推土機并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約15～30%。3臺推土機并列推土⑷分批集中、一次推送當運距較遠又土質(zhì)較堅硬時，宜多次鏟土，一次推送。⑶槽型推土當土層較厚時，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。3.1推土機施工共58頁第37頁2臺以上推土機在同區(qū)域作業(yè)時前后距離≮8m,左右距離≮1.5m⑵并列推土大面積施工區(qū)可采用2～

鏟運機操縱簡單、運轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高。是能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等全部土方施工工序的施工機械。適用于坡度為200以內(nèi)的大面積場地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。3.2鏟運機施工3土方施工機械CL9A自行式鏟運機CTY9A拖式鏟運機卡特彼勒18m3拖式鏟運機宇通重工CTY9A拖式鏟運機共58頁第38頁鏟運機操縱簡單、運轉(zhuǎn)方便、行駛速度

常用斗容量：2～8m3；

經(jīng)濟運距：自行式800～1500m；拖式600m；效率最高的經(jīng)濟運距為200～350m；雙聯(lián)鏟運或掛大斗鏟運時，經(jīng)濟運距可增加至1000m。3.2鏟運機施工運距愈長、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟運距時應(yīng)考慮汽車運輸。鏟運機施工作業(yè)中卡特彼勒鏟運機

在爬坡

共58頁第39頁常用斗容量：2～8m3；3.2鏟運機施工3.2.1

鏟運機的運行路線

●橢圓形或大環(huán)形路線：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大環(huán)形路線。每隔一定時間變換鏟運機行駛方向，以免機械單側(cè)磨損。橢圓形路線適用施工地段較短的情況。

●“8”字形路線：該路線一個循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)和空駛距離，一個循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運機機械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長時采用。鏟運機的運行路線鏟運機施工3.2鏟運機施工共58頁第40頁3.2.1鏟運機的運行路線●橢3.2.2

提高鏟運機生產(chǎn)效率的方法

⑴下坡鏟土：利用機械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土時間。

⑵推土機助鏟：在較堅硬的土層中用推土機助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助鏟間隙可兼作松土、平整工作。

⑶挖近填遠、挖遠填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠；填土則從距挖土區(qū)最遠一端開始，由遠而近。既可使鏟運機始終在合理的經(jīng)濟運距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。下坡鏟土推土機助鏟3.2鏟運機施工共58頁第41頁3.2.2提高鏟運機生產(chǎn)效率的方法

⑷雙聯(lián)鏟運：拖式鏟運機的動力有富余時，可串連兩個鏟斗進行雙聯(lián)鏟運。對堅硬土層，先鏟滿一個斗，再鏟另一個斗，即“雙聯(lián)單鏟”；松軟土層則兩個斗同時鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。

⑹跨鏟法：在較堅硬的地段挖土時可采取預(yù)留土埂、間隔鏟土的方法?？煽s短鏟土時間和減少向外撒土，提高效率。

⑸掛大斗鏟運：在土質(zhì)松軟地區(qū)，可改掛大型土斗，充分利用拖拉機的牽引力提高工效。

⑺波浪式鏟土法：鏟土開始時，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負荷增加、車速降低，相應(yīng)減小切土深度，依次反復進行，直至鏟斗裝滿為止，適用于較硬土層。雙聯(lián)鏟運法波浪式鏟土法3.2鏟運機施工共58頁第42頁⑷雙聯(lián)鏟運：拖式鏟運機的動力有富余卡特彼勒

657G鏟運機

657G鏟運機斗容量達85t，是07年的新品，鏟斗可上下，內(nèi)部推板可動，鉸鏈式轉(zhuǎn)向，可前后拖掛。3.2鏟運機施工共58頁第43頁卡特彼勒657G鏟運機6573.3挖掘機施工

挖掘機主要用于挖掘基坑、溝槽、清理和平整場地，更換工作裝置后還可進行裝卸、起重、打樁等其它作業(yè)，能一機多用，工效高、經(jīng)濟效果好，是工程建設(shè)中的常用機械。

按行走方式分：履帶式、輪胎式；

按工作裝置分：正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟。常用的是正鏟和反鏟挖掘機，斗容量0.1～2.5m3。單斗式挖掘機工作簡圖3土方施工機械共58頁第44頁3.3挖掘機施工挖掘機主要用于3.3.1正鏟挖掘機

正鏟的特點是“前進向上，強制切土”。適用于開挖含水量較小的一類土和經(jīng)爆破的巖石及凍土主要用于開挖停機面以上的土方，需自卸汽車配合完成挖運作業(yè)。開挖大型基坑需設(shè)置上下坡道3.3挖掘機施工共58頁第45頁3.3.1正鏟挖掘機正鏟的特點是“前進向上，正鏟的開挖方式⑴正向開挖側(cè)向裝土點擊動畫正鏟挖土挖土機向前進方向挖土，汽車停在側(cè)面裝土。此法卸土時回轉(zhuǎn)角小、運輸方便、生產(chǎn)效率高、應(yīng)用較廣。正向開挖側(cè)向裝土3.3挖掘機施工共58頁第46頁正向開挖側(cè)向裝土邦立CE1000-7正鏟挖掘機(四川)

日立EX3600E-6正鏟挖掘機正鏟的開挖方式⑴正向開挖側(cè)向裝土點擊動畫正鏟的開挖方式⑵正向開挖后方裝土挖土機向前進方向挖土，汽車停在后面裝土。此法卸土時回轉(zhuǎn)角大、汽車需倒車開入，運輸不方便。只適用于基坑寬度較小、深度較大的情況正向開挖后方裝土3.3挖掘機施工共58頁第47頁正向開挖后方裝土點擊動畫正鏟挖土正鏟的開挖方式⑵正向開挖后方裝土3.3.2反鏟挖掘機

反鏟的特點是“后退向下,強制切土”，適用于開挖一至三類的砂土或粘土主要用于開挖停機面以下4～6m的基坑、基槽、管溝。對濕土、地下水位較高處也適用。3.3挖掘機施工共58頁第48頁3.3.2反鏟挖掘機反鏟的特點是“后退向下,反鏟的開挖方式溝端開挖法藺家壩泵站泵站基坑開挖現(xiàn)場溝端開挖法即反鏟停于溝端，后退挖土，向溝一側(cè)棄土或裝車運走。溝端開挖法挖掘?qū)挾炔皇軝C械最大挖掘半徑限制,同時可挖到最大深度。3.3挖掘機施工共58頁第49頁反鏟的開挖方式溝端開挖法藺家壩泵站泵站溝端開挖法溝側(cè)開挖法點擊動畫反鏟挖土深基坑的接力開挖管溝的溝側(cè)開挖即反鏟停于溝側(cè)，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠的地方，如裝車則回轉(zhuǎn)角度較小，但邊坡不易控制。溝側(cè)開挖法

一般用于橫挖土層和需將土方卸到離溝邊較遠的距離時使用。3.3挖掘機施工共58頁第50頁溝側(cè)開挖法點擊動畫深基坑的管溝的溝側(cè)開挖即反鏟停3.3.3拉鏟挖掘機拉鏟的特點是“后退向下，自重切土”，其挖土半徑和深度較大，能挖停機面以下的一至二類土。適于開挖深度較大的基坑、溝渠以及填筑路基、修筑堤壩、河道清淤。拉鏟挖掘機鏟土拉鏟挖掘機甩斗3.3挖掘機施工共58頁第51頁點擊動畫拉鏟挖土3.3.3拉鏟挖掘機拉鏟的特點是“后退向下，自抓鏟的特點是“直上直下,自重切土”，挖掘力稍小,能挖一至二類土抓鏟適于開挖土質(zhì)較松軟，施工面狹窄而深的基坑、深槽、沉井挖土,，清理河泥等。挖淤泥時，抓斗易被淤泥吸住，應(yīng)避免用力過猛，以防翻車。抓鏟施工一般均需加配重3.3挖掘機施工3.3.4抓鏟挖掘機點擊動畫抓鏟挖土共58頁第52頁抓鏟的特點是“直上直下,自重切土”，挖掘力稍小,3.4

鑿巖機械履帶式潛孔鉆機液壓鑿巖機錨桿鉆機

主要有氣動鑿巖機、液壓鑿巖機、鑿巖臺車和錨桿鉆機四大類。小型活塞式空壓機手持式鑿巖機氣腿式鑿巖機3土方施工機械共58頁第53頁3.4鑿巖機械履帶式液壓鑿巖機錨桿鉆機主要用來鏟、裝、卸、運土與砂石類散裝物料，也可對巖石、硬土進行輕度鏟掘，更換工作裝置后可推土、起重、裝卸等作業(yè)。鏟容量一般1.5～6.1m3。3.5

其它土方施工機械3.5.1裝載機宇通ZL50E-1輪胎式裝載機3土方施工機械共58頁第54頁主要用來鏟、裝、卸、運土與砂石類散裝物料，也可對

前鏟后挖，小巧靈活、多能高效，集挖掘機和裝載機之優(yōu)點,是最受工地歡迎的土方施工機械之一。3.5.2

挖掘裝載機—“兩頭忙”卡特兩頭忙

WZ30-25常林挖掘裝載機3.5其它土方施工機械柳工766挖掘裝載機共58頁第55頁前鏟后挖，小巧靈活、多能高效，集挖掘機和裝載機之起重裝卸填土夯實道路表面打磨裝上抓鉤拔樹樁換上液壓錘破碎忙“兩頭忙”的一機多用共58頁第56頁3.5其它土方施工機械起重裝卸填土夯實3.5.3

輪斗式挖掘機

又稱斗輪機，目前國內(nèi)主要在電廠干煤棚及礦山行業(yè)應(yīng)用，其強大的土方挖掘能力將在特大型建設(shè)工程中大顯身手。3.5其它土方施工機械共58頁第57頁3.5.3輪斗式挖掘機又稱斗輪3.5.4平地機成工MGB20B平地機平地機在平整作業(yè)3.5其它土方施工機械

利用刮刀平整地面的土方機械。刮刀裝在機械前后輪軸之間，能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動作靈活準確，操縱方便，平整場地有較高的精度，廣泛用于公路、機場等大面積的填方平整作業(yè)。

共58頁第58頁3.5.4平地機成工MGB20B平地機前言

本課程是土木專業(yè)(房建方向)的一門實踐性強、綜合性大、涉及知識面廣的骨干專業(yè)課程，它的任務(wù)是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。是同學們步入工作崗位后要學以致用、安身立命的主要課程之一。無論同學們畢業(yè)后在土木建筑領(lǐng)域從事何種職業(yè)和崗位，本課程的專業(yè)知識都將使你受用終生。古人學問無遺力，少壯功夫老始成。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

前言本課程是土木專業(yè)(房建方向)前言本課程的諸多專業(yè)術(shù)語、概念和知識點常常是求職面試時主考官信手拈來的試題，本課程是你求職的敲門磚！前言本課程的諸多專業(yè)術(shù)語、概念和知識點常

本課程的施工程序、工藝流程、操作要點、質(zhì)量要求等內(nèi)容直接與現(xiàn)行規(guī)范的強制性條文接軌，這些知識將使你在職場受用一生！前言廣度決定視野!深度成就水平!角度發(fā)現(xiàn)機遇！本課程的施工程序、工藝流程、操作要點第1章

土方工程第1講

土方調(diào)配與施工機械第2講

基坑支護與降水第3講

土方開挖與填筑

第1章土方工程第1講土方調(diào)配與施工機械第1章土方工程

【教學要求】了解土方工程特點；掌握場地設(shè)計標高的確定、調(diào)整與土方調(diào)配；熟悉邊坡穩(wěn)定及基坑支護的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實的要求和方法。

【教學重點】土方調(diào)配；邊坡穩(wěn)定及基坑支護的方法；輕型井點降水；土方的填筑與壓實。

【教學難點】表上作業(yè)法進行土方調(diào)配；輕型井點降水;邊坡穩(wěn)定及基坑支護；影響填土壓實的因素。

【時間安排】本章共3講、6學時。向家壩左岸300m以上高邊坡開挖第1章土方工程【教學要求】了解土第1講

土方調(diào)配

與施工機械1概述2土方量的計算與調(diào)配3土方施工機械邵陽學院楊宗耀（教授級高工）第1章

土方工程第1講土方調(diào)配

與施工機械1概述邵陽學院楊宗耀（教授級1概述

包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程以及排水降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：1.1土方工程的內(nèi)容

⑴場地平整：包括障礙物拆除、場地清理、確定場地設(shè)計標高、計算挖填土方量、合理進行土方平衡調(diào)配等。第1講土方調(diào)配與施工機械共58頁第1頁

⑶土方回填與壓實：包括土料選擇、運輸、填土壓實的方法及密實度檢驗等。⑵開挖溝槽、基坑(豎井、隧道、修筑路基、堤壩)：包括測量放線、施工排水降水、土方邊坡和支護結(jié)構(gòu)等?；油练介_挖1概述包括一切土的挖掘、填筑、運輸?shù)冗^程1.2土方工程的施工要求●土方量少、工期短、費用??；●因地制宜編制合理的施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；1概述●要求標高、斷面控制準確；●應(yīng)盡可能采用先進的施工工藝、施工組織和機械化施工?！裢馏w有足夠的強度和穩(wěn)定性；基坑土方開挖道路土方開挖共58頁第2頁1.2土方工程的施工要求●土方量土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土（松軟土）砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥600～1500用鍬、鋤頭挖掘二類土（普通土）粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土（堅土）軟及中等密實粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土；含碎(卵)石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭，部分用撬棍四類土（砂礫堅土）堅實密實的粘性土或黃土；中等密實的含碎(卵)石粘性土或黃土；粗卵石；天然級配砂石；軟泥灰?guī)r1900用鎬或撬棍，部分用鍥子及大錘五類土（軟石）硬質(zhì)粘土；中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石巖1100～2700用鎬或撬棍、大錘，部分用爆破六類土（次堅石）泥巖；砂巖；礫巖；堅實的頁巖、泥灰?guī)r；密實的石灰?guī)r；風化花崗巖、片麻巖2200～2900用爆破方法，部分用風鎬七類土（堅石）大理巖；輝綠巖；粉巖；粗、中?；◢弾r；堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r2500～3100用爆破方法八類土（特堅石）安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅實的細?；◢弾r、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法1.3土的工程分類1概述共58頁第3頁土的分類土的名稱密度（kg/m3）開挖方法一類土砂土；粉土；1.4土的工程性質(zhì)

天然密度--是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。

干密度--是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以檢驗土壓實質(zhì)量的控制指標。⑴土的質(zhì)量密度取土環(huán)刀標準擊實儀

不同類的土，其最大干密度是不同的;同類的土在不同的狀態(tài)下(含水量、壓實程度)其密實度也是不同的。1概述共58頁第4頁1.4土的工程性質(zhì)天然密度--是⑵土的含水量W是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比：快速含水量測定儀

W＝（G1－-G2）／G2含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土質(zhì)量;土的含水量超過25～30%，則土方施工機械容易打滑、陷車;回填土則需有最佳含水量方能夯壓密實，獲得最大干密度。⑶土的滲透性是指水流通過土中孔隙的難易程度。地下水在土中的滲流速度

V

與土的滲透系數(shù)

K

和水頭梯度

I有關(guān)，滲流速度按達西公式計算：V（m/d）=K·I

滲透系數(shù)

K值將直接影響降水方案的選擇和涌水量計算的準確性1.4土的工程性質(zhì)共58頁第5頁⑵土的含水量W是土中所含的水與土⑷土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復其原來的體積。土的可松性用可松性系數(shù)KS

表示。

土的最初可松性系數(shù)KS=V2/V1；

土的最后可松性系數(shù)K，S=V3/V1

。

式中：V1

——土在天然狀態(tài)下的體積；

V2

——土經(jīng)開挖后的松散體積；

V3

——土經(jīng)回填壓實后的體積。不同分類的土的可松性系數(shù)可參考下表：土的最初可松性系數(shù)KS是計算挖掘機械生產(chǎn)率、運土車輛數(shù)量及棄土坑容積的重要參數(shù)；最后可松性系數(shù)K，S是計算場地平整標高及填方所需的挖方體積的重要參數(shù)1.4土的工程性質(zhì)共58頁第6頁⑷土的可松性即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖后，其體積因松土的可松性參考值土的類別體積增加百分數(shù)可松性系數(shù)最初最后最初Ks最后K，s一類土（種植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二類土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二類土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三類土24～304～71.24～1.301.04～1.07四類土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四類土（泥灰?guī)r、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七類土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八類土45～5020～301.45～1.501.20～1.301.4土的工程性質(zhì)共58頁第7頁土的可松性參考值土的類別體積增加百分數(shù)可松性系數(shù)最初最土的分類及性質(zhì)一.土的分類1、按地基土分類：

——根據(jù)土的顆粒級配或塑性指數(shù)分六類

巖石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,人工填土2土的工程分類：按施工的難易程度分八類

松軟土,普通土,堅土,砂礫堅土,軟石,次堅石堅石,特堅石土的分類及性質(zhì)二.土的性質(zhì)這里只討論土的工程性質(zhì)，即土的可松性、土的含水量、土的滲透性。1

可松性1)定義：

自然狀態(tài)下的土,經(jīng)過開挖后,其體積因松散而增加,以后雖經(jīng)回填壓實,仍不能恢復到原來的體積,其這種性質(zhì)稱為土的可松性2)可松性的表示—可松性系數(shù)

(1)最初可松性系數(shù)KsV2—開挖后土的松散體積

V1—土的自然體積二.土的性質(zhì)

(2)土的最終可松性系數(shù)K’s

V3——土壓實后的體積

V1——土的自然體積

(2)土的最終可松性系數(shù)K’3)可松性的利用（1）借土，棄土時應(yīng)考慮土的可松性Q—借土或棄土的量，正表示棄土，負表示借土；Vt；Vw—填或挖方的體積；Ks；Ks’—土的可松性

Vw

Vt3)可松性的利用VwVt例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,問該場地是借土還是棄土?若用運土量為5m3/車汽車運土,問應(yīng)運多少車次

例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,問該場地是借土還是棄土?若用運土量為5m3/車汽車運土,問應(yīng)運多少車次

解:根據(jù)公式

Q=（1000-1500/1.03)×1.08=-492.8m3

結(jié)果為負，故該場地應(yīng)借土

運土的車次為

n=492.8/5=99(車次)例題某場地的挖方體積為1000m3,填方體積為1500m由于可松性的存在,運土時應(yīng)考慮工具的容量。由于可松性的存在，原土結(jié)構(gòu)受到破壞時不能用原土回填。再例：施工某基礎(chǔ)工程，已知該基坑的尺寸為深X長X寬＝1.5X4.0X3.5m,該基礎(chǔ)處地基土的Ks=1.05,Ks’=1.02,地面以下基礎(chǔ)體積為7.50m3，問：（1）分層壓實回填平至自然地面后，該基礎(chǔ)工程有無余土？（2）余多少？

土木工程施工土方調(diào)配與施工機械版課件解（1）基坑體積V1=1.5*4*3.5=21.0m3

自然地面下基礎(chǔ)體積V’＝7.5m3

回填壓實體積V3=21-7.5=13.5m3

總挖出土體積V=21*1.05=22.05m3

回填用土體積V’＝13.5/1.02*1.05=12.61

余土體積＝V－V’=22.05-12.61=9.44

（2）有余土。為：9.44解（1）基坑體積V1=1.5*4*3.5=21.0m32土的含水量

1）定義：土中水的重量與土的固體顆粒重量之比稱為土的含水量。

2）表達式ω=Ww/W×100%式中：

ω——土的含水量；

Ww——土中水的重量；

W——土中固體顆粒的重量；3）應(yīng)用（1）填土時應(yīng)考慮土的最佳含水量（2）含水量的高低對土的承載力和邊坡的穩(wěn)定性有影響。2土的含水量

第二節(jié)土方量的計算一基坑，基槽的土方量的計算１、基坑對于基坑土方量可按立體幾何中的擬柱體（由兩個平行平面做上、下底的一種多面體）體積計算，先計算上、下兩個面的面積F1、F2，再計算其體積。如圖1-1示，計算公式為或第二節(jié)土方量的計算

ｈ——開挖深度；Ｆ１、Ｆ２——上下兩個面的面積；

a、b——底面的長度和寬；

m——放坡系數(shù)。圖1-1ｈ——開挖深度；2基槽溝槽土方量可沿其長度方向分段（截面相同的不分段）計算，先計算截面面積，再求長度，累計各段計算土方量，如圖1-2示，可按下式計算Vi——第i段的體積（m3）；F1、F2——第i段的兩端面積（m2）；

Li——第i段的長度；

F0——第i段的中截面積；2基槽

推土機操縱靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場地平整、開挖深度不大的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運機助鏟、為挖掘機清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動力施工機械，大馬力推土機還可犁松堅巖。3土方施工機械3.1推土機施工TQ230G全液壓高原推土機

TY320C前鏟后犁推土機土方推送移挖作填水中清碴平整場地

共58頁第35頁推土機操縱靈活、運轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速提高推土機生產(chǎn)效率的方法3.1推土機施工⑴下坡推土順地面坡勢沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運土數(shù)量，縮短推土時間、節(jié)約能源，提高生產(chǎn)率約30～40%。下坡推土下坡推土空車返回爬坡共58頁第36頁提高推土機生產(chǎn)效率的方法3.1推土機施工⑴下坡推土⑵并列推土

大面積施工區(qū)可采用2～3臺推土機并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約15～30%。3臺推土機并列推土⑷分批集中、一次推送當運距較遠又土質(zhì)較堅硬時，宜多次鏟土，一次推送。⑶槽型推土當土層較厚時，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。3.1推土機施工共58頁第37頁2臺以上推土機在同區(qū)域作業(yè)時前后距離≮8m,左右距離≮1.5m⑵并列推土大面積施工區(qū)可采用2～

鏟運機操縱簡單、運轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高。是能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、壓實等全部土方施工工序的施工機械。適用于坡度為200以內(nèi)的大面積場地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。3.2鏟運機施工3土方施工機械CL9A自行式鏟運機CTY9A拖式鏟運機卡特彼勒18m3拖式鏟運機宇通重工CTY9A拖式鏟運機共58頁第38頁鏟運機操縱簡單、運轉(zhuǎn)方便、行駛速度

常用斗容量：2～8m3；

經(jīng)濟運距：自行式800～1500m；拖式600m；效率最高的經(jīng)濟運距為200～350m；雙聯(lián)鏟運或掛大斗鏟運時，經(jīng)濟運距可增加至1000m。3.2鏟運機施工運距愈長、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟運距時應(yīng)考慮汽車運輸。鏟運機施工作業(yè)中卡特彼勒鏟運機

在爬坡

共58頁第39頁常用斗容量：2～8m3；3.2鏟運機施工3.2.1

鏟運機的運行路線

●橢圓形或大環(huán)形路線：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大環(huán)形路線。每隔一定時間變換鏟運機行駛方向，以免機械單側(cè)磨損。橢圓形路線適用施工地段較短的情況。

●“8”字形路線：該路線一個循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)和空駛距離，一個循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運機機械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長時采用。鏟運機的運行路線鏟運機施工3.2鏟運機施工共58頁第40頁3.2.1鏟運機的運行路線●橢3.2.2

提高鏟運機生產(chǎn)效率的方法

⑴下坡鏟土：利用機械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土時間。

⑵推土機助鏟：在較堅硬的土層中用推土機助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助鏟間隙可兼作松土、平整工作。

⑶挖近填遠、挖遠填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠；填土則從距挖土區(qū)最遠一端開始，由遠而近。既可使鏟運機始終在合理的經(jīng)濟運距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。下坡鏟土推土機助鏟3.2鏟運機施工共58頁第41頁3.2.2提高鏟運機生產(chǎn)效率的方法

⑷雙聯(lián)鏟運：拖式鏟運機的動力有富余時，可串連兩個鏟斗進行雙聯(lián)鏟運。對堅硬土層，先鏟滿一個斗，再鏟另一個斗，即“雙聯(lián)單鏟”；松軟土層則兩個斗同時鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。

⑹跨鏟法：在較堅硬的地段挖土時可采取預(yù)留土埂、間隔鏟土的方法。可縮短鏟土時間和減少向外撒土，提高效率。

⑸掛大斗鏟運：在土質(zhì)松軟地區(qū)，可改掛大型土斗，充分利用拖拉機的牽引力提高工效。

⑺波浪式鏟土法：鏟土開始時，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負荷增加、車速降低，相應(yīng)減小切土深度，依次反復進行，直至鏟斗裝滿為止，適用于較硬土層。雙聯(lián)鏟運法波浪式鏟土法3.2鏟運機施工共58頁第42頁⑷雙聯(lián)鏟運：拖式鏟運機的動力有富余卡特彼勒

657G鏟運機

657G鏟運機斗容量達85t，是07年的新品，鏟斗可上下，內(nèi)部推板可動，鉸鏈式轉(zhuǎn)向，可前后拖掛。3.2鏟運機施工共58頁第43頁卡特彼勒657G鏟運機6573.3挖掘機施工

挖掘機主要用于挖掘基坑、溝槽、清理和平整場地，更換工作裝置后還可進行裝卸、起重、打樁等其它作業(yè)，能一機多用，工效高、經(jīng)濟效果好，是工程建設(shè)中的常用機械。

按行走方式分：履帶式、輪胎式；

按工作裝置分：正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟。常用的是正鏟和反鏟挖掘機，斗容量0.1～2.5m3。單斗式挖掘機工作簡圖3土方施工機械共58頁第44頁3.3挖掘機施工挖掘機主要用于3.3.1正鏟挖掘機

正鏟的特點是“前進向上，強制切土”。適用于開挖含水量較小的一類土和經(jīng)爆破的巖石及凍土主要用于開挖停機面以上的土方，需自卸汽車配合完成挖運作業(yè)。開挖大型基坑需設(shè)置上下坡道3.3挖掘機施工共58頁第45頁3.3.1正鏟挖掘機正鏟的特點是“前進向上，正鏟的開挖方式⑴正向開挖側(cè)向裝土點擊動畫正鏟挖土挖土機向前進方向挖土，汽車停在側(cè)面裝土。此法卸土時回轉(zhuǎn)角小、運輸方