一般采用機械開挖法課件

第三章土方工程施工主講：袁成福第三章土方工程施工主講：袁成福目錄第一講土方開挖第三講土料壓實第二講土料運輸目錄第一講土方開挖第三講土料壓實第二講土料運輸?shù)谝恢v、土方開挖單斗挖掘機是僅有一個鏟土斗的挖掘機。它由行走裝置、動力裝置和工作裝置三部分組成。行走裝置分為履帶式、輪胎式和步行式三類。土石方開挖按材料性質(zhì)分為土方開采，沙礫料開采，石料開采。按開采方法一般分為人工開挖、機械開采和爆破開采，機械開采適合于土和沙礫料，爆破開采適合于石料。人工開挖適合開挖量很小的，施工地點分散，缺少機械設備的情況。一般采用機械開挖法。第一講土方開挖一、單斗式挖掘機行走裝置：行走裝置分履帶式（與地面接觸面積大，單位壓力小，能在較軟的地面上行走，但行走轉(zhuǎn)移速度慢），輪胎式（與履帶式的特點基本相反）,步行式。動力裝置：動力裝置分電動驅(qū)動（特點是效率高，操作方便，但必須有電源），內(nèi)燃機（特點與電動動力基本相反）。工作裝置：工作裝置分為正向鏟、反向鏟、拉鏟和抓鏟四個類型。第一講、土方開挖單斗挖掘機是僅有一個鏟土斗的挖第一講、土方開挖

單斗挖掘機，用鋼索或液壓操縱。鋼索操縱用于大中型正向鏟，液壓操縱用于小型正鏟和反鏟較多第一講、土方開挖第一講、土方開挖（1）正向鏟挖掘機由推壓和提升完成挖掘，開挖斷面是弧形，最適于挖停機面以上的土方，也能挖停機面一下的淺層土方。優(yōu)點：穩(wěn)定性好，鏟土能力大，可以挖各種土料及軟巖、巖渣進行裝車。特點：循環(huán)式開挖，由挖掘、回轉(zhuǎn)、卸土、返回構(gòu)成一個工作循環(huán)，生產(chǎn)率的大小取決于鏟斗大小和循環(huán)時間長短。正鏟挖掘機一般只用于開挖停機面以上的土壤，只適宜在土質(zhì)較好、無地下水的地區(qū)工作。適用條件：正向鏟挖掘機是最常用的挖掘機械。它主要適于挖掘停機面以上的土方，但不能用于水下挖掘。（2）斗容劃分：正向鏟挖掘機具有強有力的推力裝置，能挖掘1—4級土和破碎后的巖石。其型號一般用土斗容量來區(qū)分。我國目前生產(chǎn)的單斗式挖掘機有0.5m3～15m3各種斗容，最常用的是1m3～4m3的。正鏟的斗容從0.5m3至幾十立方米，工程中常用1~4m3?；油练介_挖常采用正面開挖，土料場及渠道土方開挖常用側(cè)面開挖，還要考慮與運輸工具配合問題。1.正向鏟挖掘機第一講、土方開挖（1）正向鏟挖掘機由推壓和提升完成挖第一講、土方開挖（3）工作循環(huán)和效率：挖掘機的工作循環(huán)包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸土、返回四個過程。從工作循環(huán)不難理解，其工作效率與它的斗容量、每斗作業(yè)所需時間、開挖方式和與運輸機械的配合有關(guān)。為提高工作效率，要求挖土工作面高度必須滿足一次鏟土能裝滿土斗，同時盡量減少回轉(zhuǎn)角度，縮短每個循環(huán)延續(xù)的時間。（4）挖土方式：分正向掌子挖土和側(cè)向掌子挖土兩種方式，（挖土機挖土時的工作空間稱為掌子面）第一講、土方開挖（3）工作循環(huán)和效率：挖掘機的工作循環(huán)包括挖第一講、土方開挖優(yōu)點：能用來開挖停機面以下的土料，挖土時由遠而近，就地卸土或裝車，適用于中小型溝渠、清基、清淤等工作。特點：反鏟與正鏟相比，穩(wěn)定性和鏟土能力都較小，“后退向下，強制切土”。其挖掘力比正鏟小，適于開挖停機面以下的一～三類土的基坑、基槽或管溝。

由于穩(wěn)定性及鏟土能力均比正鏟差，只用來挖Ⅰ、Ⅱ級土，硬土要先進行預松。反鏟的斗容有0.5m3

、1.0m3

、1.6m3幾種，目前最大斗容已超過3m3。溝槽開挖中，在溝端站立倒退開挖；當溝槽較寬時，采用溝側(cè)站立，側(cè)向開挖。2.反向鏟挖掘機反鏟開挖第一講、土方開挖優(yōu)點：能用來開挖停機面以下的土料，挖土時由遠拉鏟式挖掘機的鏟斗用鋼索控制，利用臂桿回轉(zhuǎn)將鏟斗拋至較遠距離，回拉牽引索，靠鏟斗自重下切鏟土裝滿鏟斗，然后回轉(zhuǎn)裝車或卸土。挖掘半徑、卸土半徑、卸土高度較大。

優(yōu)點：用于水下土砂及含水量大的土方開挖，在大型渠道、基坑及水下砂卵石開挖中應用廣泛。適用條件：開挖停機面以下的土方。卸土多數(shù)是在機身回轉(zhuǎn)過程中進行的，在自重和離心力共同作用下，較濕的粘土也可卸干凈，適合于開挖水下土方或含水量大的土方。

特點：拉鏟挖土機的開挖方式，與反鏟挖土機相似，也分為溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種，當開挖寬度和卸土半徑較小時，用溝端開挖；開挖寬度大，卸土距離遠時，用溝側(cè)開挖。索鏟的斗容量一般有0.5、1.0、2.0、4.0m3等數(shù)種，大的可達十多方。

3.拉鏟挖掘機拉鏟式挖掘機的鏟斗用鋼索控制，利用臂桿回轉(zhuǎn)將鏟斗特點：抓鏟挖掘機靠鏟斗自由下落中斗辨分開切入土中，抓取土料合辨后提升，回轉(zhuǎn)卸土。適用條件：抓鏟與索鏟相比，都是由鋼索操縱的，都是依靠鏟斗的重量進行切土，但抓鏟挖掘機的抓斗因能垂直提升和降落，因此它適于在狹窄的地方挖掘和出料，或抓取沉井中的水下淤泥、砂卵石等松軟土方，當然也可以用來裝卸散粒材料。主要裝置：抓斗、動臂（鋼行架結(jié)構(gòu)）、操縱抓斗的閉合索、提升索等。優(yōu)點：適用于挖掘窄深型基坑或沉井中的水下淤泥開挖，也可用于散粒材料裝卸，在橋墩等柱坑開挖中應用較多。

4.抓鏟挖掘機特點：抓鏟挖掘機靠鏟斗自由下落中斗辨分開切入土中，抓取土料合第二講、土方開挖多斗挖掘機是由多個鏟土斗的挖掘機械，它能夠連續(xù)地挖土，是一種連續(xù)工作的挖掘機械；它是通過傳動機構(gòu)帶動固定在轉(zhuǎn)動的鏈或轉(zhuǎn)動的輪上的若干個土斗的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。按其工作方式不同，可以分為鏈斗式和斗輪式兩種。主要類型為鏈式多斗挖掘機（以采沙船為代表），斗輪式挖掘機（主要在陸地上工作）。鏈斗式挖掘機最常用的型式是采砂船。它是一種構(gòu)造簡單，生產(chǎn)率高，適用于規(guī)模較大的工程，可以挖河灘及水下砂礫料的多斗式挖掘機械。二、多斗式挖掘機1.鏈斗式挖掘機采砂船第二講、土方開挖多斗挖掘機是由多個鏟土斗的挖掘機斗輪式挖掘機的斗輪裝在斗輪臂上，在斗輪上裝有7~8個鏟土斗。當斗輪轉(zhuǎn)動時，下行至拐彎時鏟土，上行運土至最高點時，土料靠自重和旋轉(zhuǎn)慣性卸入受料皮帶上，轉(zhuǎn)送到運輸工具或料堆上。

特點：斗輪轉(zhuǎn)速較快，作業(yè)連續(xù)，斗臂傾角可以改變并作360°回轉(zhuǎn)，生產(chǎn)率高，開挖范圍大。

2.斗輪式挖掘機斗輪式挖掘機斗輪式挖掘機的斗輪裝在斗輪臂上，在斗輪上裝有7~8個鏟土斗。第二講、土方開挖鏟運機械：是一種可以同時完成開挖、運輸和卸土任務，這種具有雙重功能的機械，常用的有推土機、鏟運機、裝載機等。（1）它是在履帶式拖拉機前面安裝上推土刀等工作裝置而成。主要用途：開挖寬淺溝渠和基坑，回填溝渠等，清理平整場地，推平土堆，拖拉無動力機械碾壓土方，破松硬土，短距離推土運土等。使用條件：推挖1—3級土，推土距離在100m以內(nèi)，運距在30—50m。主要型號：推土機的型號通常是按拖拉機上發(fā)動機飛輪功率的大小標定的，也可按推土機的功率直接編制型號。（2）操縱方式：按推土刀（器）能否轉(zhuǎn)動分為固定式和萬能式兩種。固定式在立面和平面上均不能轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單牢固，應用較普遍；萬能式的推土刀可以在立面回轉(zhuǎn)一定角度，在平面上回轉(zhuǎn)一定角度，適應不同工作要求。按推土刀（器）的操縱方式分為索式和油壓式兩種。索式的優(yōu)點是推土刀升降快，操縱方便；缺點是不能強制切土，鏟推硬土較困難。油壓式的優(yōu)點是可以強制切土，缺點是推土刀升高的高度和速度不如索式。三、鏟運機械1.推土機第二講、土方開挖鏟運機械：是一種可以同時完成開挖（3）生產(chǎn)效率：推土機的生產(chǎn)效率主要取決于推土刀的體積和切土、推土、回程等工作的循環(huán)時間。另外長距離推土時，土料會從推土刀兩側(cè)散失很多，有效推土量大為減少（所以不宜長距離運土），為減少推土過程中土料的散失，可在推土刀兩側(cè)加擋板，或先推成槽，然后在槽中推土，或多臺推土機并列開行。（4）按行走的方式分履帶式和輪胎式，推土機退運土料采用前進推后退開行，為提高生產(chǎn)率，常采用下坡推土、溝槽推土、并列推土的方法。（3）生產(chǎn)效率：推土機的生產(chǎn)效率主要取決于推土刀的體積和切土（1）

鏟運機有自行式鏟運機和拖式鏟運機兩種，能綜合完成挖、裝、運、卸、平土等工作。鏟運機是一種能連續(xù)完成鏟土、運土、卸土、鋪土、平土等工序的綜合性土方工程機械，能開挖黏土、砂礫石等。（2）工作性能：盛土的鏟斗能從地面薄層取土，并將斗裝滿；鏟斗裝有車輪，便于將土運到較遠處卸料；可以在行駛中從斗中卸出，并鋪成所需要的厚度；重載的鏟運機在填土上行駛時，對已填鋪的土還有壓實作用。因此，鏟運機的工作性能是能獨立完成鏟土、運土、卸土、鋪土、壓實等綜合作業(yè)的工作。（3）適用條件：它生產(chǎn)效率高，運行費用低，因此適用于大面積的場地平整，大型基坑、河渠的開挖，河庫堤壩的填筑等。（4）型號規(guī)格：鏟運機的規(guī)格是以斗容量表示的。目前生產(chǎn)的鏟運機的斗容量為4—40m3，發(fā)動機的功率為74—700kw（100—900馬力）。常用鏟運機的斗容量為4—25m3，其鏟土寬度為2.2—2.8m，鏟土深度為0.25—0.4m，鋪土厚度為0.3—0.6m。2.鏟運機（1）鏟運機有自行式鏟運機和拖式鏟運機兩種，能綜合完成挖、（5）鏟運機類型：按行走裝置不同：輪胎自行式、履帶拖拉式；按鏟斗的操縱系統(tǒng)不同：鋼索操縱式、液壓操縱式。（6）生產(chǎn)效率：取決于鏟斗裝土的容量、鏟土、運土、卸土、和回程的工作循環(huán)時間的長短。為提高生產(chǎn)效率，可采取下坡取土、推土機助推、松土機預松硬土等方法，可以加大鏟土力，減少鏟土阻力，縮短裝土時間。為縮短空程時間，合理選擇開行路線，如環(huán)行或“8”字形路線。（5）鏟運機類型：第二講、土方開挖裝載機是一種挖土、裝土和運土連續(xù)作業(yè)的機械設備。特點：輪胎式裝載機行走靈活，運轉(zhuǎn)快，效率高，適用于松土、輕質(zhì)土、基坑清淤以及無地下水影響的河渠開挖。挖出的土方可直接卸土、裝車或外運，其運距以不超過150m為宜。優(yōu)點：適于砂料的采挖及零星材料的挖裝及短距離的運輸。

斗容有0.5m3、1.0m3、2.0m3

、2.5m3等。履帶式裝載機用于惡劣作業(yè)條件下作業(yè)。3.裝載機第二講、土方開挖裝載機是一種挖土、裝土和運土連續(xù)作業(yè)的機械設第二講、土方開挖水力開挖機械主要有水槍開挖和吸泥船開挖；水槍開挖是依靠水的力量開采土方，吸泥船開挖是指在水下開采土方。1、水槍開挖水槍開挖是利用水槍噴嘴射出的高速水流切割土體形成泥漿，然后輸送到指定地點的開挖方法。水槍可在平面上回轉(zhuǎn)360°，在立面上仰俯50°~60°，射程達20~30m，切割分解形成泥漿后，沿輸泥溝自流或由吸泥泵經(jīng)管道輸至填筑地點。利用水槍開挖土料場、基坑，節(jié)約勞力和大型挖運機械，經(jīng)濟效益明顯。水槍開挖適于砂土、亞黏土和淤泥，可用于水力沖填筑壩。對于硬土，可先進行預松，提高水槍挖土的工效。四、水力開挖機械第二講、土方開挖水力開挖機械主要有水槍開挖和吸泥船第二講、土方開挖它是利用挖泥船下的絞刀將水下土方絞成泥漿，由泥漿泵吸起經(jīng)浮動輸泥管運至岸上或運泥船。（1）使用范圍：水下開挖、河道疏浚、水庫清淤、湖泊清淤、港口清淤等。（2）組成構(gòu)造：主要有泥漿泵、動力設備（電動機）、各種輸泥管道、絞刀等。2.吸泥船開挖第二講、土方開挖它是利用挖泥船下的絞刀將水下土方絞成泥漿，由第二講土料運輸在土方施工中，土方運輸?shù)馁M用往往占土方工程總費用的60%~90%，因此，確定合理的運輸方案，進行合理的運輸布置，對于降低土方工程造價具有重要意義。土方運輸?shù)奶攸c是：運輸線路多是臨時性的，變化比較大，幾乎全是單向運輸，運輸距離比較短，運輸量和運輸強度較大。土方運輸?shù)念愋陀校?）無軌運輸，如汽車、拖拉機、膠輪車等。2）有軌運輸，如標準軌鐵路、窄軌鐵路等。3）帶式運輸機運輸?shù)取?）架空索道運輸?shù)鹊诙v土料運輸在土方施工中，土方運輸?shù)馁M用往往占土第三講、土料運輸優(yōu)點：

汽車運輸具有操縱靈活、機動性大、適應各種復雜地形；缺點：但燃料較貴，運輸費用較高，維修的要求也高。土方運輸一般采用自卸汽車。隨著土木工程的飛速發(fā)展，工程規(guī)模愈來愈大，大型自卸汽車采用愈來愈多，其載重量達18~25t，最大已達100~110t。

良好的道路條件和及時養(yǎng)護，對提高汽車的運輸能力和延長車輛使用壽命有十分重要的意義。因此在土方運輸中必須重視道路的修建和養(yǎng)護。汽車路面有土路面、碎石路面、礦渣路面、混凝土路面和瀝青路面。汽車運輸線路的布置一般采用雙線（往復）或環(huán)形兩種，運輸線路的布置及線路條數(shù)必須滿足晝夜運輸量的要求。一、無軌運輸1.汽車運輸?shù)谌v、土料運輸優(yōu)點：汽車運輸具有操縱靈活、機動性大、適應第三講、土料運輸拖拉機運輸是以拖拉機牽引拖車進行運輸。拖拉機履帶式和輪胎式兩種。履帶式牽引力大，對道路要求低，對地面壓強小，但行駛速度慢，適用于運距短、道路不良而汽車運行困難的情況。輪胎式拖拉機對于道路的要求與汽車相同，行駛速度較大，適用于運距較大的情況。2.拖拉機運輸?shù)谌v、土料運輸拖拉機運輸是以拖拉機牽引拖車進行第三講、土料運輸

架子車是一種人力膠輪車，容積小，面積在0.1~0.2m3，使用輕便靈活，其運距以不超過1Km為宜。架子車上坡可用爬坡機牽引，邊坡不小于45°。架子車裝料可采用裝料漏斗。3.架子車運輸?shù)谌v、土料運輸架子車是一種人力膠輪車，容積小，第三講、土料運輸工程施工所用的有軌運輸均為窄軌鐵路。窄軌鐵路的軌距有1000mm、762mm、610mm幾種。鐵軌1000mm和762mm窄軌鐵路的鋼軌重量為11~18Kg/m，其上可行駛3m3、6m3、15m3可傾翻的車廂，用機車牽引。軌距610mm的鋼軌重量為8Kg/m，其上可行駛0.6~1.5m3可傾翻的鐵斗車，可用人力推運或電瓶車牽引。鐵路運輸?shù)木€路布置方式有單線式，單線帶岔道式、雙線式及環(huán)形式四種。根據(jù)運輸強度，車輛的運行方式及當?shù)氐匦螚l件進行選擇。在鐵路交叉部位設岔道，但在窄軌鐵路上，當場地窄狹時，可采用轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤可使單個車輛掉轉(zhuǎn)任意方向。

當遇到較陡的坡度時，通常采用卷揚道。由卷揚機牽引車輛上、下坡，其坡度可達30%。為保證安全，卷揚道上個應設置自動的制動裝置。在有軌運輸中，需進行牽引力計算，以解決下列問題：（1）選擇列車牽引機車的功率；（2）已知機車的功率，確定牽引車廂數(shù)目和載重量；（3）確定道路條件；（4）確定列車的行車速度。二、有軌運輸?shù)谌v、土料運輸工程施工所用的有軌運輸均為窄軌鐵第三講、土料運輸帶式運輸機是一種連續(xù)式運輸設備，生產(chǎn)率高，機身結(jié)構(gòu)簡單、輕便，造價低廉；可做水平運輸，也可做斜坡運輸，而且可以轉(zhuǎn)任何方向；在運輸中途任何地點都可卸料；適用于地形復雜、坡度較大、通過比較復雜的地形和跨越溝渠的情況，特別適用于運輸大量的粒狀材料。帶式運輸機是由膠帶、兩端的鼓筒、承托帶條的輥軸、拉緊裝置、機架和喂料、卸料設備等部分組成。按照運輸機能否移動分為固定式和移動式兩種。

固定式帶式運輸機沒有行走裝置，多用于動距較長且線路固定的情況；移動式帶式運輸機長5~15m，裝有輪子，移動方便，常用于作需經(jīng)常移動的短距離的運輸。承托載重帶條的上層輥軸有水平和槽形兩種型式。一般常用的為槽形。我國目前常用的TD-72型固定式帶式運輸機，其膠帶的寬度有300mm、400mm、650mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm等，帶速為1.25m/s、1.60m/s、2.50m/s、3.15m/s、4.00m/s。

為了均勻而連續(xù)的向帶條上裝料，通常用喂料器。料斗上方是儲料斗，下方是喂料器。為了減少運輸皮帶的磨損，裝料方向應和帶條的運動方向一致。卸料可以在尾部，也可在中部。在運輸機尾端卸料時，在尾端鼓筒處裝設滑槽或卸料斗；在運輸機中部卸料時，可裝設卸料小車或擋板。三、帶式運輸機第三講、土料運輸帶式運輸機是一種連續(xù)式運輸設備第三講、土料運輸?shù)谌v、土料運輸?shù)谌v、土料運輸索道運輸是一種架空式運輸。在地形崎嶇復雜的地區(qū)，用支架架立起空中索道，運料斗沿索道運送土料、砂石料、碎石等。特別是由高處向地處運送材料時，利用索道的自重下滑，不需要動力，更為經(jīng)濟。當用索道由低處向高處或水平運土時，則需由動力設備通過牽引索拖動。四、索道運輸?shù)谌v、土料運輸索道運輸是一種架空式運輸。在地形崎嶇第三講土料壓實土是松散顆粒的集合體，其自身的穩(wěn)定性主要取決于土料內(nèi)摩擦力和黏結(jié)力。而土料的內(nèi)摩擦力、凝聚力和抗?jié)B性都與土的密實性有關(guān)，密實性越大，物理力學性能越好。例如：干表觀密度為1.4t/m3的砂壤土，壓實后若提高到1.7t/m3，其抗壓強度可提高4倍，滲透系數(shù)將降至原來的1/200。由于土料壓實，可使壩坡加陡，減少工程量，加快施工進度。土料壓實效果與土料的性質(zhì)、顆粒組成與級配、含水量以及壓實功能有關(guān)。黏性土與非黏性土的壓實有顯著的差別。一般黏性土的黏結(jié)力較大，摩擦力較小，具有較大的壓縮性，但由于它的透水性小，排水困難，壓縮過程慢，所以很難達到固結(jié)壓實。而非黏性土料正好相反，它的黏結(jié)力小，摩擦力大，具有較小的壓縮性，但由于它的透水性大，排水容易，壓縮過程快，能很快達到密實。

土料顆粒大小與組成也影響壓實效果。顆粒越細，空隙比就越大，就越不容易壓實。所以黏性土壓實干表觀密度低于非黏性土壓實干表觀密度。顆粒不均勻的砂礫料，比顆粒均勻的砂礫料達到的干表觀密度要大一些。

含水量是影響?zhàn)ね翂簩嵭Ч闹匾蛩刂弧．攭簩嵐δ芤欢〞r，黏土的干表觀密度隨含水量增加而增大，并達到最大值，此時的含水量為最優(yōu)，大于此含水量后，干表觀密度會減小，因為此時土料逐漸飽和，外力被土料內(nèi)自由水抵消。非黏性土料的透水性大，排水容易，不存在最優(yōu)含水量，含水量不作專門控制。一、土料壓實理論第三講土料壓實土是松散顆粒的集合體，其自身的

壓實功能的大小，也影響著土料干表觀密度的大小。壓實功能增加，干表觀密度也隨之增大，而最優(yōu)含水量隨之減少。說明同一種土料的最優(yōu)含水量和最大干表觀密度，隨壓實功能的改變而變化，這種特性對于含水量過低或過高的土料更為顯著。

壓實方法按其作用原理分為碾壓、夯擊和振動三類。

碾壓和夯擊用于各類土，振動法僅適用于砂性土。根據(jù)壓實原理，制成各種機械。常用的機械有平碾、肋形碾、羊腳碾、氣胎碾、振動碾、蛙夯等。

它是碾的滾筒表面設有交錯排列的柱體，形若羊腳。碾壓時，羊腳插入土料內(nèi)部，使羊腳底部土料受到正壓力，羊腳四周側(cè)面土料受到擠壓力，碾筒轉(zhuǎn)動時土料受到羊腳的揉搓力，從而使土料層均勻受壓，壓實層厚，層間結(jié)合好，壓實度高，壓實質(zhì)量好，但僅適于黏土。非黏性土壓實中，由于土顆粒產(chǎn)生豎向及側(cè)向移動，效果不好。二、土料壓實方法與機械1.羊角碾壓實功能的大小，也影響著土料干表觀密度的大小。羊腳碾碾壓的特點：土料層能均勻受壓，壓實層厚，層間結(jié)合好，壓實度高，壓實質(zhì)量好。僅適用于黏土。羊腳碾碾壓的特點：土料層能均勻受壓，壓實層厚，層

氣胎碾是利用充氣輪胎作為碾子，由拖拉機牽引的一種碾壓機械。這種碾子是一種柔性碾，碾壓時碾和土料共同變形。胎面與土層表面的接觸壓力與碾重關(guān)系不大，增加碾重，可以增加與土層的接觸面積，從而增大壓實影響深度，提高生產(chǎn)率。它即適用于黏性土的壓實，也可以壓實砂土、砂礫石、黏土與非黏性土的結(jié)合帶等。與羊腳碾聯(lián)合作業(yè)效果更佳，如氣胎碾壓時，用羊腳碾收面，有利于上下層結(jié)合；羊腳碾碾壓，氣胎碾收面，有利于防雨。2.氣胎碾氣胎碾2.氣胎碾氣胎碾

振動碾是一種具有靜壓和振動雙重功能的復合型壓實機械。常見的類型是振動平碾，也有振動變形碾。它是由起振采油機帶動碾滾內(nèi)的偏心軸旋轉(zhuǎn)，通過連接碾面的隔板，將振動力傳至碾滾表面，然后以壓力波的形式傳到土體內(nèi)部。非黏性土的顆粒比較粗，在這種小振幅、高頻率的振動力的作用下，摩擦力大大降低，由于顆粒不均勻，慣性力大小不同而產(chǎn)生相對位移，細顆?；氪至？紫抖箍障扼w積減小，從而使土料達到密實。由于振動力的作用，土中的應力可提高4~5倍，壓實層達1m以上，有的高達2m，生產(chǎn)率很高?？梢杂行У貕簩嵍咽w、砂礫料和礫質(zhì)土，也能壓實黏性土，是土壩砂殼、堆石壩碾壓必不可少的工具，應用非常廣泛。3.振動碾振動碾3.振動碾振動碾

夯實機械是一種利用沖擊能來擊實土料的一種機械，有強夯機、挖掘機夯板等，用于夯實砂礫料，也可以用于夯實黏性土。適于在碾壓機械難于施工的部位壓實土料。（1）強夯機，是一種發(fā)展很快的強力夯實機械。它由高架起重機和鑄鐵塊或鋼筋混凝土塊做成的夯砣組成。夯砣的重量一般為10~40t，由起重機提升10~40m高后自由下落沖擊土層，影響深度達4~5m，壓實效果好，生產(chǎn)率高，用于雜土填方軟基及水下地層。4.夯實機械強夯機夯實機械是一種利用沖擊能來擊實土料的一種機械，（2）挖掘機夯板，是一種用起重機械或正鏟挖掘機改裝而成的夯實機械。夯板一般做成圓型或方型，面積約1m2，重量為1~2t，提升高度為3~4m。主要優(yōu)點是壓實功能大，生產(chǎn)率高，有利于雨季、冬季施工。當石塊直徑大于50cm時，工效大大降低，壓實黏土料時，表層容易發(fā)生剪力破壞，目前看有逐漸被振動碾取代之勢。（2）挖掘機夯板，是一種用起重機械或正鏟挖掘機改裝而成的夯實毫無疑問，土料壓實越好，物理力學性能越高，壩體質(zhì)量越有保證。但對土料過分壓實，不僅提高了費用，還會造成剪力破壞。因此，應確定合理的壓實標準。

其壓實標準，主要以壓實干表觀密度和施工含水量這兩個指標來控制。（1）壓實干表觀密度。用擊實試驗來確定。我國采用南實儀25作為標準壓實功能，得出一般不少于25~30組最大干表觀密度的平均值γd-max（t/m3）作為依據(jù)，從而確定設計干表觀密度γd（t/m3）：γd=mγd-max式中m——施工條件系數(shù)，一般Ⅰ、Ⅱ級壩及高壩采用0.97~0.99，中低壩采用0.95~0.97。此法對大多數(shù)黏土料是合理的、適用的。但是，土料的素限含水量、黏粒含量不同，對壓實度都有影響，應進行以下修正：其一，以塑限含水量為最優(yōu)含水量，由試驗從壓實功能與最大干密度與最優(yōu)含水量曲線上初步確定壓實功能；當天然含水量與塑限含水量接近且易于施工時，以天然含水量做最優(yōu)含水量確定的壓實功能；其二，考慮沉降控制的要求，通過控制壓縮系數(shù)α=0.0098~0.0196cm2/Kg，確定干表觀密度。三、壓實標準及參數(shù)確定（一）壓實標準1.黏性土料毫無疑問，土料壓實越好，物理力學性能越高，壩體（2）施工含水量。是由標準擊實條件時的最大干表觀密度確定的，而最大干表觀密度對應的最優(yōu)含水量是一個點值，而實際的天然含水量總是在某一個范圍變動。為適應施工的要求，必須圍繞最優(yōu)含量規(guī)定一個范圍，即含水量的上下限。即在擊實曲線上以設計干表觀密度值作水平線與曲線相交的兩點就是施工含水量的控制范圍。砂土及砂礫石的壓實程度與顆粒級配及壓實功能關(guān)系密切，一般用相對密度Dr表示。Dr=（emax-e）/（emax-emin

）

式中emax——砂石料的最大孔隙比；emin——砂石料的最小孔隙比；e——設計孔隙比。石渣及堆石體作為壩殼填筑料，壓實指標一般用空隙率表示。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗，碾壓式堆石壩壩體壓實后空隙率應小于30%，為了防止過大的沉陷，一般規(guī)定為22%~28%。上游主堆石區(qū)標準為21%~25%。2.砂土及砂礫石3.石渣及堆石體（2）施工含水量。是由標準擊實條件時的最大干表觀密度確定的，根據(jù)土料的性質(zhì)、顆粒大小及組成、壓實標準等條件初步確定壓實機械的類型后，還應進一步確定壓實參數(shù)，使之達到經(jīng)濟合理。最好的方法是進行現(xiàn)場碾壓試驗，確定施工控制含水量、鋪土厚度、壓實遍數(shù)。（二）壓實參數(shù)確定1.試驗場地選擇（三）壓實試驗現(xiàn)場壓實試驗是土石壩施工中的一項技術(shù)措施。通過壓實試驗核實壩料設計填筑指標的合理性，作為選擇壓實機械類型、施工參數(shù)的依據(jù)。試驗場地應平坦、堅實，靠近水源，地形開闊，有水電附屬設施。用試驗土料先在地基上鋪筑一層，壓實到設計標準，將這一層作為基層，然后在上面進行碾壓試驗。2.試驗場地選擇每個試驗組合面積為：黏土不小于5m×2m（長×寬）；礫石土、風化礫石土、砂及砂礫不小于4m×8m；卵漂石、堆石料不小于6m×10m.由于碾壓時產(chǎn)生側(cè)向擠壓，因此，試驗區(qū)的兩側(cè)應各留出一個碾寬，試驗區(qū)的兩端各留出4~5m（黏土）或8~10m（堆石料）作非試區(qū)，以滿足停車和錯車的要