大學土木工程施工經典課件第3講-機械化施工及填土壓實

第3講

機械化施工及填土壓實1土方機械化施工

2填土壓實第1章

土方工程

推土機操縱靈活、運轉方便、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1.5m左右的基坑、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。1土方機械化施工1.1推土機施工第3講

機械化施工及填土壓實TQ230G全液壓高原推土機

TY320C前鏟后犁推土機水中清碴平整場地土方推送移挖作填1.1推土機施工提高推土機生產效率的方法1.1推土機施工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,提高生產率約30～40%。并列推土1.1推土機施工

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，提高生產率約15～30%。3臺推土機并列推土

分批集中、一次推送當運距較遠又土質較堅硬時，宜多次鏟土，一次推送。

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。1.1推土機施工軍用推土機美國M9

鏟運機操縱簡單、運轉方便、行駛速度快、生產效率高，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以內的大面積場地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。1.2鏟運機施工1土方機械化施工鏟運機施工作業(yè)中鏟運機的斗容量為2～8m3，自行式鏟運機的經濟運距為800～1500m，拖式鏟運機的經濟運距為600m，效率最高的經濟運距為200～350m。如采用雙聯(lián)鏟運或掛大斗鏟運時，其經濟運距可增加至1000m。1.2鏟運機施工運距愈長、生產效率愈低，超過經濟運距時應考慮汽車運輸。CL9A自行式鏟運機CTY9A拖式鏟運機1.2.1

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，減少了轉彎次數(shù)和空駛距離，一個循環(huán)中兩次轉彎方向不同，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。1.2鏟運機施工1.2.2

提高鏟運機生產效率的方法

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。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。1.2鏟運機施工

●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濟運距內工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。

●雙聯(lián)鏟運法：拖式鏟運機的動力有富余時，可在拖拉機后串連兩個鏟斗進行雙聯(lián)鏟運。對堅硬土層，可先鏟滿一個斗，再鏟另一個斗，即“雙聯(lián)單鏟”；對松軟土層，可兩個斗同時鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。1.2鏟運機施工

●跨鏟法：在較堅硬的地段挖土時可采取預留土埂、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。

●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。

●掛大斗鏟運：在土質松軟地區(qū)，可改掛大型土斗，充分利用拖拉機的牽引力提高工效。1.2鏟運機施工卡特彼勒

657G鏟運機

657G鏟運機斗容量達85t，是07年的產品，鏟斗可上下，內部推板可動，鉸鏈式轉向，可前后拖掛。1.2鏟運機施工1.3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、經濟效果好，是工程建設中的常用機械。

挖掘機按行走方式分為履帶式和輪胎式，按工作裝置分為正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘機是正鏟和反鏟挖掘機。1土方機械化施工正鏟挖掘機反鏟挖掘機拉鏟挖掘機抓鏟挖掘機1.3.1

正鏟挖掘機正鏟適用于開挖含水量較小的一類土和經爆破的巖石及凍土。主要用于開挖停機面以上的土方，且需與汽車配合完成土方的挖運工作。采用正鏟開挖大型基坑，應考慮工作面的大小、形狀和開行通道的設置。邦立CE1000-7正鏟挖掘機(四川)日立EX3600E-6正鏟挖掘機1.3挖掘機施工正鏟的開挖方式

正向開挖、側向裝土

即挖土機向前進方向挖土，汽車停在側面裝土。

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。此法因挖掘機卸土時回轉角大、汽車需倒車開入，運輸不方便。只適用于基坑寬度較小、深度較大的情況此法因挖掘機卸土時回轉角小、運輸方便、生產效率高而應用較廣1.3挖掘機施工點擊動畫正鏟挖土1.3.2反鏟挖掘機

反鏟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的土方，一般反鏟的最大挖土深度為4～6m，經濟合理的挖土深度為3～5m。反鏟也需要配備運土汽車進行運輸。1.3挖掘機施工反鏟的開挖方式

溝端開挖法

即反鏟停于溝端，后退挖土，向溝一側棄土或裝汽車運走。藺家壩泵站泵站基坑開挖現(xiàn)場1.3挖掘機施工溝端開挖法

溝側開挖法

即反鏟停于溝側，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠的地方，如裝車則回轉角度較小，但邊坡不易控制。1.3挖掘機施工點擊動畫反鏟挖土深基坑的接力開挖管溝的溝側開挖拉鏟拉鏟抓鏟拉鏟工作示意圖點擊動畫拉鏟挖土點擊動畫抓鏟挖土1.3挖掘機施工主要用來鏟、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。1.4

其它土方施工機械1土方機械化施工⑴裝載機ZL10B型裝載機(山東威力天地)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、機場等大面積的地面平整作業(yè)。⑵平地機成工MGB20B平地機平地機在平整作業(yè)1.4其它土方施工機械

1.5土方工程綜合機械化施工1土方機械化施工

土方工程綜合機械化施工，是以土方工程中某一施工過程為主導，按其工程量大小、土質條件、工期要求、運距及場地來選擇主導施工機械，并以此為依據來合理配備其它輔助施工機械，實現(xiàn)機械化施工。如：

運距800～1500m的大型土石方以鏟運機為主大型土石方施工現(xiàn)場●大型基坑整體開挖以正鏟為主；●小型基坑及管溝開挖以反鏟為主；正鏟開挖大型土石方反鏟開挖基坑反鏟開挖管溝1.5土方工程綜合機械化施工1.5土方工程綜合機械化施工土方運距在1500m以上時以汽車運輸為主汽車運輸要考慮裝載機裝土土質堅硬時，要配備大馬力推土機或松土機

1.5土方工程綜合機械化施工2

填土壓實

2.1.1土料要求：

填方土料應符合設計要求，設計無規(guī)定時應符合以下規(guī)定：⑴碎石類土、砂土和爆破石渣（粒徑不大于每層鋪厚的2/3），可用于表層以下的填料；第3講

機械化施工及填土壓實2.1填土的要求

⑶碎塊草皮和有機質含量大于8%的土，僅用于無壓實要求的填方；

⑵含水量符合壓實要求的粘性土，可用作各層填料；⑷淤泥和淤泥質土，一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經過含水量處理符合壓實要求后，可用于填方中的次要部位。

含有大量有機物的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于2%的土壤、凍結或液化狀態(tài)的土壤不能作填土之用。精細的路基填料2.1填土的要求2.1.2

最佳含水量

回填土含水量過大過小都難以夯壓密實，當土壤在最佳含水量的條件下壓實時，能獲得最大的密實度。土壤過濕時，可先曬干或摻入干土；土壤過干時，則應灑水濕潤以求取得較佳的含水量?；靥钔练瓡?.1填土的要求2.1.3

分層厚度

填方工程應分層鋪土壓實。分層厚度根據壓實機具而定：壓實機具每層鋪土厚度（mm）每層壓實遍數(shù)平碾200～3006～8羊足碾200～3508～15振動壓實機200～3503～4柴油打夯機200～2503～4人工打夯＜2003～42.1填土的要求2.1.4

填方施工注意事項

●填土應從場地最低部分開始，由一端向另一端自下而上分層鋪筑?！裉撲伜穸龋喝斯つ竞?0(粘性土)～30cm(砂質土)；推土機填土30cm；鏟運機或汽車填土30～50cm

；2.1填土的要求分層鋪土逐層壓實

●斜坡上的土方回填應將斜坡改成階梯形，以防填方滑動；凸塊式壓路機作業(yè)2.1填土的要求

●填方區(qū)如有積水、雜物和軟弱土層等，必須進行換土回填，換土回填亦分層進行；

●回填基坑、墻基或管溝時，應從四周或兩側分層、均勻、對稱進行，以防基礎、墻基或管道在土壓力下產生偏移和變形。2.1填土的要求管溝須兩側對稱分層回填墻基須四周分層均勻回填該工程回填土過早,回填土標高過高2.2

填土的壓實方法2.2.1碾壓法

適用于大面積的場地平整和路基、堤壩工程，用壓路機進行填方壓實時，填土厚度不應超過25～30cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應有15～25cm的重疊。全液壓輪胎式壓路機壓路機碾壓應“薄填、慢駛、多次”2填土壓實碾壓法施工本次碾壓與上次碾壓的壓痕不得重疊2.2填土的壓實方法“零沉降”的高鐵路基碾壓施工三輪壓路機（山推）俗稱“打夯”，是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，中國傳統(tǒng)的“打夯”方法有木夯、石夯、飛硪等。2.2填土的壓實方法石夯飛硪2.2.2夯實法打石夯打飛硪已成為民俗表演節(jié)目常用的蛙式打夯機、振動打夯機、內燃打夯機適用于粘性較低的土，常用于基坑(槽)、管溝部位小面積的回填土的夯實，也可配合壓路機對邊緣或邊角碾壓不到之處進行夯實。填土厚度不大于25cm，

一夯壓半夯、依次夯打。2.2填土的壓實方法蛙式打夯機蛙式打夯機夯實基底持力層適用于壓實溝槽內的土壤、柱子周圍和在狹小空間內施工。又稱“跳錘”。2.2填土的壓實方法

沖擊夯HCD75沖擊夯2.2填土的壓實方法振動平板夯（徐工SR100）整機重100kg.激振力18kN內燃式振動平板夯可壓實松散的、粒狀的土壤、沙礫及瀝青路面，具有體積小，重量輕，能自行前進，機動靈活性強等特點，適于建筑物臨近的狹窄地帶及管線溝槽等復雜地形的壓實作業(yè)。無線電遙控雙向振動平板夯（戴納派克

LH800）整機重820kg.激振力95kN雙向振動平板夯（戴納派克

LH700）整機重780kg.激振力95kN沖擊壓路機（廈工三明XG63213C）沖擊能量32KJ.壓實寬度3m沖擊輪為三邊弧型結構破碎壓實機的強大沖擊力可把硬質路面破碎為網塊狀，并把塊狀片直接壓入、加強路基。主要用于硬質路面的維修、改造施工破碎壓實機（廈工三明XG63214C）沖擊能量32KJ.破碎寬度1.3m破碎輪為四邊弧型結構沖擊式壓路機主要用于高標準、高填方的壓實。2.2填土的壓實方法

2.2.3強夯法

是利用起重機械和重錘進行軟土地基處理的施工方法，可夯實較厚的土層。

強夯法的內容在第二章“地基處理與樁基工程”的課程中介紹。2.2填土的壓實方法2.2.4振動法適用于非粘性土壤的振動夯實。主要施工機械是振動壓路機、平板振動器。雙鋼輪驅動振動壓路機壓實效果好、影響深度大、生產效率高，適用于各類土壤的壓實，是大型土石方壓實的首選設備。雙鋼輪振動壓路機單鋼輪振動壓路機2.2填土的壓實方法拖式振動碾（華山）拖式振動碾（徐工YZT16）整機重量16t.激振力373kN手扶式振動碾（徐工XD08）整機重量僅830kg，激振力15.7kN。是一種輕型振動壓實機械。適用于基坑邊角、井蓋周圍、管道回填和人行道、路肩、小規(guī)模鋪裝工程，是大型壓實機械的輔助平整壓實施工機械。2.2填土的壓實方法悍馬25t單鋼輪壓路機寶馬BW雙鋼輪壓路機2.2填土的壓實方法凸塊振動碾2.2填土的壓實方法2.3

填土密實度的檢驗

填土壓實后應達到一定的密實度及含水量要求。檢驗指標為壓實系數(shù)（壓實度）λC，即：

ρd——一般用“環(huán)刀法”或灌砂或灌水法測定；

ρmax——

一般由擊實試驗確定。2填土壓實

檢驗的干密度應有90%以上符合設計要求，其余10%的最低值與設計值之差不得大于0.08t/m3，且不得集中。核子密度儀檢測填土壓實質量2.3填土壓實的檢驗路基填方壓實度檢測路基填方壓實度檢測靜態(tài)變形模量測試儀檢測填土壓實質量LFG-K動態(tài)變形模量測試儀（德國）

又稱“手持落錘彎沉試驗儀”。是通過輕型落錘試驗儀來進行動態(tài)荷載試驗，主要應用在建筑地基、道路