建筑施工技術(shù)土方工程

第二章土方工程

土方工程包括土的開挖、運輸和填筑等三個基本的施工過程。在進行土石方工程施工時應按綜合機械化的原理組織施工，并注意三者之間的關(guān)系，進行合理的平衡調(diào)配，以達到提高工效、減少運量、降低工程造價的目的。第一節(jié)

土方開挖與填筑的基本類型

工程施工中的土方工程有：場地平整、基坑和航道的開挖、碼頭(或閘墻)后填土、基坑回填等。

土方開挖的分類1．人工和半機械開挖方法2．機械開挖方法3．水力開挖方法4．爆破開挖方法填筑工程土料的基本填筑方法有兩類：1．填方不加任何壓實措施，全高程一次填筑，任其自然沉降；2．水平分層鋪筑、逐層壓實。填筑工程要求達到一定的密實度，以滿足不同工程對穩(wěn)定、防滲和沉降的不同要求。第二節(jié)土方開挖與運輸一、挖運機械(一)挖掘機械分類構(gòu)造及工作特點：單斗式和多斗式傳動系統(tǒng)：索式、鏈式和液壓式多斗式挖掘機屬于連續(xù)式挖土機械；單斗式挖掘機屬于循環(huán)式挖土機械。鏟土升高旋轉(zhuǎn)至卸土地點卸土回轉(zhuǎn)土斗至開挖位置1．單斗式挖掘機

(1)反向鏟挖掘機可挖停機面以上或以下及地下水位以下的I-II級土壤,反向鏟操作靈活、方便。與正向鏟挖掘機相比，生產(chǎn)率要低，常用于土方量不大，施工場地狹窄的溝槽和基坑的開挖。

圖2-5單斗式挖掘機圖2-6反向鏟挖掘機（大宇DH220挖機）反向鏟挖掘機工作范圍及方法圖2-8反向鏟挖掘機的開挖方法溝端開挖法溝側(cè)開挖法兩旁開挖法圖2-7反向鏟挖掘機工作范圍(2)正向鏟挖掘機圖2-9圖2-10正向鏟挖掘機圖2-11正向鏟挖掘機工作布置正向鏟挖掘機有強有力的推力裝置、生產(chǎn)率高，能挖I-IV級土和破碎后的巖石。適用于開挖停機面以上的土方。挖掘機在一個停機位置所能開挖到的工作面稱為掌子。正向開行側(cè)向開行(3)抓斗式挖土機抓斗式挖土機由于挖土能力小、效率低，主要用來開挖I、II級土壤的窄而深的基坑、溝槽、河泥等土方工程。

圖2-122．多斗式挖掘機多斗式挖掘機屬于連續(xù)式的挖土機械，它的生產(chǎn)率較高，多斗式挖掘機有斗輪式和鏈斗式兩類。

圖2-13圖2-14多斗式挖掘機3．裝載機裝載機是一種短程裝運結(jié)合的機械。裝載機操作靈活輕便、工作平穩(wěn)、安全可靠、生產(chǎn)效率高。

圖2-15裝載機外形圖圖2-16裝載機（CAT966E裝載機）(二)挖運機械1．鏟運機施工

(1)鏟運機：適用于場地平整、大型基坑的開挖及堤壩、路基的填筑。

圖2-17(2)鏟運機開行方式：圖2-18鏟運機開行方式2．推土機施工

圖2-19圖2-20TY222推土機(三)運輸三機械1．汽三車運三輸優(yōu)點三：速三度快三，可三將物三料直三接運三至指三定地三點而三無需三中途三轉(zhuǎn)運三，在三工作三面狹三窄和三地形三復雜三的條三件下三適應三性強三，布三置起三來比三較方三便；缺點三：運三費較三大。圖2-三21工程三運輸三汽車圖2三-2三2三重型三自卸三汽車2．帶三式運三輸帶式三運輸三機適三用于三運送三松散三狀物三料(土、三碎石三、混三凝土三等)，生三產(chǎn)率三高，三由于三帶式三運輸三機能三適應三各種三地形三條件三，支三承簡三單，三在水三運工三程中三應用三廣泛三。圖2-三231．挖三掘機三械生三產(chǎn)率三計算循環(huán)三式單三斗挖三掘機三和連三續(xù)式三多斗三挖掘三機的三實際三生產(chǎn)三率Pc，按三下式三計算三：Pc=6三0·三q·三n·三KH·KS·KB·Kt(m3/h三)式中三：q—土斗三的幾三何容三積(m3)；n—對于三單斗三挖掘三機系三指每三分鐘三循環(huán)三工作三次數(shù)三，對于三多斗三挖掘三機系三指每三分鐘三傾倒三的土三斗數(shù)三量。二、三挖運三機械三生產(chǎn)三率計三算式中三：t1,t2,t3,三t4—挖土三,三重三車回三轉(zhuǎn),三卸土三,三空三車回三轉(zhuǎn)的三時間三；Ksc—土壤三級別三修正三系數(shù)三，取三1.l～三l.三2；β—相對三轉(zhuǎn)角三系數(shù)三，隨三轉(zhuǎn)角三增大三而增三大轉(zhuǎn)角三90三°時三，β＝1轉(zhuǎn)角三為1三00三°～三13三5°三時，β=1.三08三～l三.3三7；對于三單斗三式挖三掘機三：KH—土斗三的充三盈系三數(shù)，三表示三實際三裝料三容積三與土三斗幾三何容三積之三比，三視挖三掘機三類型三而定三，取三0.三8～三1.三0；KS—土的三最初三可松三性系三數(shù)，三對于I級土三約為三0.三91三～0三.8三3，II級土三約為三0.三88三～0三．7三8，II三I級土三約為三0．三8l～三0.三71三，I三V級土三約為三0.三79三～0三.7三3；KB—時間三利用三系數(shù)三，表三示挖三掘機三工作三時間三利用三程度三，可三取0三.8三～0三.9三；Kt—聯(lián)合三作業(yè)三延誤三系數(shù)三，考三慮運三輸工三具的三影響三挖掘三的工三作時三間，三有運三輸工三具配三合時三，取0.三9；無三運輸三工具三配合三時，三取1.三0。2．運三輸機三械生三產(chǎn)率三計算(1三)循環(huán)三式運三輸機三械：運輸三機械的生三產(chǎn)率三取決三于該運輸三機械三的載重三量、三行駛?cè)俣热?、開三行路三線和三距離三、裝三卸條三件等三因素三，其三每班三的運三輸生三產(chǎn)率Pa由下三式計三算：式中三：q——運輸三工具三一次三運載三的有三效方三量(m3)；T1——每班三時間(m三in三);T2——每班三運輸三工具三的非三工作三時間(m三in三)三;t——運輸三工具三每一三循環(huán)三所需三時間三；包括三裝車三、卸三車、三途中三運行三時間(m三in三)；t1——裝車三時間(m三in三)；t2——卸車三時間(m三in三)；L——運距(k三m)；V——平均三行駛?cè)俣萲m三/h，一般三工地三道路上開三行的三汽車三取15三km三/h～20三km三/h。每班三運輸三循環(huán)三次數(shù)：(2三)連續(xù)帶式三運輸三機械三：帶式三運輸三機生三產(chǎn)率三，取三決于三帶寬三、帶三速和三運輸三機械三布置三的傾三角等三。若三以實三方計三，帶三式運三輸機三的實三際小三時生三產(chǎn)率Pa(m3/h三)可按三下式三計算：Pa=K三·B2·V三·Ka式中三：K—帶形三系數(shù)三；對三平面帶，K=2三00；對槽三型帶三，K=4三00；B—帶寬(m三)；V—帶的三運行三速度(m/三s)；Ka—各種三影響三的綜三合系三數(shù)。三、三挖運三強度三和挖三運機三械數(shù)三量的三確定(一)挖運三強度三的確三定土方三的開三挖、三運輸三和填三筑是三土方三工程三的三三個基三本施三工過三程，三必須三全面三綜合三考慮三。1．填筑三強度QD的確三定式中三：V—壓實三后土三體體三積(m3)；T—有效三工作三日數(shù)(d)；Ka—土體三沉實三影響三系數(shù)三，可三取1.三03～1.三05；K1—土料三的損三失系三數(shù)，三可取1.三0三5～1.三10；K—施工三不均三衡系三數(shù)，三可取1.三2～1.三302．運三輸強三度QT的確三定QT＝QD·K2·Kc(m3/d三)式中三：QD—填筑三強度Kc—壓實三影響三系數(shù)三，Kc=γ0/γT；γ0為壓三實土三體干容三重(k三N/三m3)；γT為松三散土三料容三重(k三N/三m3)；K2—運輸三過程三中的三土料三損失三系數(shù)三，可三取1.三0l～1.三05。3．開三挖強三度Qc的確三定Qc=三QD·K2·K3·Kc’(m3/d)式中三：Kc’—壓實三系數(shù)三，Kc’=γ0/γc；γ0為壓三實土三體干容重(k三N/三m3)；γc為料三場土三料容三重(k三N/三m3)；K3—開挖三過程三中土三料損三失系三數(shù)，三取K3＝1.三03三~1三.0三8。(二)挖運三機械三數(shù)量三的確三定滿足三開挖三強度三的挖三掘機三的數(shù)三量Nc為：滿足三運輸三強度三的汽三車數(shù)三量Na為：校核三滿足三挖土三機連三續(xù)工三作的三條件三：式中三：Qc—開挖三強度三；Pc—單臺三挖掘三機的三生產(chǎn)三率(m3／h)；QT—運輸三強度三；Pa—單輛三汽車三的生三產(chǎn)率(m3／h)；n—單臺三挖掘機連三續(xù)工三作時三的裝三車數(shù)三。第三三節(jié)三土三方填三筑一、三土方三填筑三方法1．填方三不加三壓實三措施三，任三其自三然沉三降沿填三方全三高程三一次三填足三，自三填方三的一三端向三另一三端逐三步擴三展。三對砂三性土三比較三適宜(固結(jié)三沉降三時間三較短)，用三于不三急于三使用三的場三地和三路基三的填三方或三水下三無法三進行三壓實三的填三方。2．水三平分三層鋪三筑，三逐層三壓實壓實三效果三好，三密實三度可三以人三為控三制，三但施三工比三較復三雜，三需要三設備三及費三用較三多。二、三影響三土壤三密實三的主三要因三素影響三土壤三密實三的主三要因三素有三土壤三本身三的物三理力三學特三性和三施加三外力三的壓三實功三能兩三個方三面。1．土三壤的三種類土中三粘性三含量三愈多三，壓三實愈三困難三；砂三性土三因顆三粒較三粗(粉砂三土除三外)排水三較易三，故三較易三壓實三。2．土三壤含三水量在一三定外三力的三作用三下，三含水三量過三高或三過低三，都三達不三到最三優(yōu)的三壓實三效果三，只三有在三某一三含水三量下三壓實三效果三最好三，這三個含三水量三就稱三為“三最優(yōu)三含水三量”三。3．顆三粒級三配顆粒三愈細三小，三孔隙三比愈三大，三滲透三系數(shù)三愈小三，在三壓實三過程三中，三水分三不易三排出三，影三響壓三實效三果。三同時三，顆三粒級三配愈三不均三勻，三壓實三后的三密實三度就三愈大三。4．施三工過三程在土三石料三的鋪三筑、三碾壓三過程三中，三鋪土三厚度三、碾三壓力三大小三、碾三壓遍三數(shù)等三都對三土壤三的密三實度三有影三響，三如同三樣的三土質(zhì)三，薄三層鋪三筑容三易密三實，三而鋪三筑層三厚則三難以三密實三。三、三土三方填三筑的三密實三方法三、機三具及三壓實三參數(shù)機械三力作三用主三要是三利用三機械(平碾三、氣三胎碾三、羊三足碾三等)的靜三態(tài)重三力作三用壓三實土三壤，三或利三用機三械(振動三平碾三、振三動夯三等)的動三態(tài)重三力作三用壓三實土三壤，三或利三用機三械(夯板三、夯三錘、三蛙式三打夯三機等)的沖三擊力三作用三壓實三土壤三。水力三作用三主要三是利三用水三的滲三流排三除土三壤顆三粒間三的空三氣，三并帶三動土三粒下三沉，三新組三合，三達到三密實三土壤三的效三果。三這種三方法三對砂三性土三較好三。爆炸三力作三用是三利用三炸藥三爆炸三時產(chǎn)三生的三震動三力使三土壤三液化三達到三密實三的效三果。1.土石三方的三碾壓三密實三法碾壓三機具:羊足三碾1-機架2-滾筒3-羊足三滾箍4-羊足5-裝料三口6-掛環(huán)7-軸承圖2-三24羊足三碾圖2-三25羊足碾的三開行三方