大學(xué)土木工程施工經(jīng)典課件第3講-機(jī)械化施工及填土壓實(shí)

第3講

機(jī)械化施工及填土壓實(shí)1土方機(jī)械化施工

2填土壓實(shí)第1章

土方工程

推土機(jī)操縱靈活、運(yùn)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(yùn)機(jī)助鏟、為挖掘機(jī)清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動(dòng)力施工機(jī)械，大馬力推土機(jī)還可犁松堅(jiān)巖。1土方機(jī)械化施工1.1推土機(jī)施工第3講

機(jī)械化施工及填土壓實(shí)TQ230G全液壓高原推土機(jī)

TY320C前鏟后犁推土機(jī)水中清碴平整場地土方推送移挖作填1.1推土機(jī)施工提高推土機(jī)生產(chǎn)效率的方法1.1推土機(jī)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(yùn)土數(shù)量，縮短推土?xí)r間,提高生產(chǎn)率約30～40%。并列推土1.1推土機(jī)施工

大面積施工區(qū)可采用2～3臺推土機(jī)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(jī)并列推土

分批集中、一次推送當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)又土質(zhì)較堅(jiān)硬時(shí)，宜多次鏟土，一次推送。

槽型推土當(dāng)土層較厚時(shí)，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(jī)施工軍用推土機(jī)美國M9

鏟運(yùn)機(jī)操縱簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高，是能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等全部土方施工工序的施工機(jī)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。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工1土方機(jī)械化施工鏟運(yùn)機(jī)施工作業(yè)中鏟運(yùn)機(jī)的斗容量為2～8m3，自行式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為800～1500m，拖式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為600m，效率最高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為200～350m。如采用雙聯(lián)鏟運(yùn)或掛大斗鏟運(yùn)時(shí)，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距可增加至1000m。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工運(yùn)距愈長、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)應(yīng)考慮汽車運(yùn)輸。CL9A自行式鏟運(yùn)機(jī)CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)1.2.1

鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)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(shí)間變換鏟運(yùn)機(jī)行駛方向，以免機(jī)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(gè)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(gè)循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運(yùn)機(jī)機(jī)械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長時(shí)采用。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工1.2.2

提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)效率的方法

下坡鏟土利用機(jī)械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土?xí)r間。推土機(jī)助鏟在較堅(jiān)硬的土層中用推土機(jī)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(yùn)機(jī)施工

●挖近填遠(yuǎn)、挖遠(yuǎn)填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠(yuǎn)；填土則從距挖土區(qū)最遠(yuǎn)一端開始，由遠(yuǎn)而近。既可使鏟運(yùn)機(jī)始終在合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。

●雙聯(lián)鏟運(yùn)法：拖式鏟運(yùn)機(jī)的動(dòng)力有富余時(shí)，可在拖拉機(jī)后串連兩個(gè)鏟斗進(jìn)行雙聯(lián)鏟運(yùn)。對堅(jiān)硬土層，可先鏟滿一個(gè)斗，再鏟另一個(gè)斗，即“雙聯(lián)單鏟”；對松軟土層，可兩個(gè)斗同時(shí)鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工

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

●波浪式鏟土法：鏟土開始時(shí)，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負(fù)荷增加、車速降低，相應(yīng)減小切土深度，依次反復(fù)進(jìn)行，直至鏟斗裝滿為止，適用于較硬土層。

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

657G鏟運(yùn)機(jī)

657G鏟運(yùn)機(jī)斗容量達(dá)85t，是07年的產(chǎn)品，鏟斗可上下，內(nèi)部推板可動(dòng)，鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)向，可前后拖掛。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工1.3挖掘機(jī)施工

挖掘機(jī)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(jìn)行裝卸、起重、打樁等其它作業(yè)，能一機(jī)多用，工效高、經(jīng)濟(jì)效果好，是工程建設(shè)中的常用機(jī)械。

挖掘機(jī)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(jī)是正鏟和反鏟挖掘機(jī)。1土方機(jī)械化施工正鏟挖掘機(jī)反鏟挖掘機(jī)拉鏟挖掘機(jī)抓鏟挖掘機(jī)1.3.1

正鏟挖掘機(jī)正鏟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(jī)面以上的土方，且需與汽車配合完成土方的挖運(yùn)工作。采用正鏟開挖大型基坑，應(yīng)考慮工作面的大小、形狀和開行通道的設(shè)置。邦立CE1000-7正鏟挖掘機(jī)(四川)日立EX3600E-6正鏟挖掘機(jī)1.3挖掘機(jī)施工正鏟的開挖方式

正向開挖、側(cè)向裝土

即挖土機(jī)向前進(jìn)方向挖土，汽車停在側(cè)面裝土。

正向開挖、后方裝土挖土機(jī)向前進(jìn)方向挖土，汽車停在后面裝土。此法因挖掘機(jī)卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角大、汽車需倒車開入，運(yùn)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(jī)卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角小、運(yùn)輸方便、生產(chǎn)效率高而應(yīng)用較廣1.3挖掘機(jī)施工點(diǎn)擊動(dòng)畫正鏟挖土1.3.2反鏟挖掘機(jī)

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(jī)面以下的土方，一般反鏟的最大挖土深度為4～6m，經(jīng)濟(jì)合理的挖土深度為3～5m。反鏟也需要配備運(yùn)土汽車進(jìn)行運(yùn)輸。1.3挖掘機(jī)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(cè)棄土或裝汽車運(yùn)走。藺家壩泵站泵站基坑開挖現(xiàn)場1.3挖掘機(jī)施工溝端開挖法

溝側(cè)開挖法

即反鏟停于溝側(cè)，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠(yuǎn)的地方，如裝車則回轉(zhuǎn)角度較小，但邊坡不易控制。1.3挖掘機(jī)施工點(diǎn)擊動(dòng)畫反鏟挖土深基坑的接力開挖管溝的溝側(cè)開挖拉鏟拉鏟抓鏟拉鏟工作示意圖點(diǎn)擊動(dòng)畫拉鏟挖土點(diǎn)擊動(dòng)畫抓鏟挖土1.3挖掘機(jī)施工主要用來鏟、裝、卸、運(yùn)土與砂石類散裝物料，也可對巖石、硬土進(jìn)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(jī)械1土方機(jī)械化施工⑴裝載機(jī)ZL10B型裝載機(jī)(山東威力天地)利用刮刀平整地面的土方機(jī)械。刮刀裝在機(jī)械前后輪軸之間,能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，操縱方便，平整場地有較高的精度，廣泛用于公路、機(jī)場等大面積的地面平整作業(yè)。⑵平地機(jī)成工MGB20B平地機(jī)平地機(jī)在平整作業(yè)1.4其它土方施工機(jī)械

1.5土方工程綜合機(jī)械化施工1土方機(jī)械化施工

土方工程綜合機(jī)械化施工，是以土方工程中某一施工過程為主導(dǎo)，按其工程量大小、土質(zhì)條件、工期要求、運(yùn)距及場地來選擇主導(dǎo)施工機(jī)械，并以此為依據(jù)來合理配備其它輔助施工機(jī)械，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工。如：

運(yùn)距800～1500m的大型土石方以鏟運(yùn)機(jī)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(jī)械化施工1.5土方工程綜合機(jī)械化施工土方運(yùn)距在1500m以上時(shí)以汽車運(yùn)輸為主汽車運(yùn)輸要考慮裝載機(jī)裝土土質(zhì)堅(jiān)硬時(shí)，要配備大馬力推土機(jī)或松土機(jī)

1.5土方工程綜合機(jī)械化施工2

填土壓實(shí)

2.1.1土料要求：

填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)應(yīng)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(jī)械化施工及填土壓實(shí)2.1填土的要求

⑶碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無壓實(shí)要求的填方；

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

含有大量有機(jī)物的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于2%的土壤、凍結(jié)或液化狀態(tài)的土壤不能作填土之用。精細(xì)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(shí)，當(dāng)土壤在最佳含水量的條件下壓實(shí)時(shí)，能獲得最大的密實(shí)度。土壤過濕時(shí)，可先曬干或摻入干土；土壤過干時(shí)，則應(yīng)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(yīng)分層鋪土壓實(shí)。分層厚度根據(jù)壓實(shí)機(jī)具而定：壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾200～3006～8羊足碾200～3508～15振動(dòng)壓實(shí)機(jī)200～3503～4柴油打夯機(jī)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(xiàng)

●填土應(yīng)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(zhì)土)；推土機(jī)填土30cm；鏟運(yùn)機(jī)或汽車填土30～50cm

；2.1填土的要求分層鋪土逐層壓實(shí)

●斜坡上的土方回填應(yīng)將斜坡改成階梯形，以防填方滑動(dòng)；凸塊式壓路機(jī)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(jìn)行換土回填，換土回填亦分層進(jìn)行；

●回填基坑、墻基或管溝時(shí)，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對稱進(jìn)行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。2.1填土的要求管溝須兩側(cè)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(biāo)高過高2.2

填土的壓實(shí)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(jī)進(jìn)行填方壓實(shí)時(shí)，填土厚度不應(yīng)超過25～30cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應(yīng)有15～25cm的重疊。全液壓輪胎式壓路機(jī)壓路機(jī)碾壓應(yīng)“薄填、慢駛、多次”2填土壓實(shí)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(shí)方法“零沉降”的高鐵路基碾壓施工三輪壓路機(jī)（山推）俗稱“打夯”，是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)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(shí)方法石夯飛硪2.2.2夯實(shí)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(jī)、振動(dòng)打夯機(jī)、內(nèi)燃打夯機(jī)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(shí)，也可配合壓路機(jī)對邊緣或邊角碾壓不到之處進(jìn)行夯實(shí)。填土厚度不大于25cm，

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

沖擊夯HCD75沖擊夯2.2填土的壓實(shí)方法振動(dòng)平板夯（徐工SR100）整機(jī)重100kg.激振力18kN內(nèi)燃式振動(dòng)平板夯可壓實(shí)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(jìn)，機(jī)動(dòng)靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，適于建筑物臨近的狹窄地帶及管線溝槽等復(fù)雜地形的壓實(shí)作業(yè)。無線電遙控雙向振動(dòng)平板夯（戴納派克

LH800）整機(jī)重820kg.激振力95kN雙向振動(dòng)平板夯（戴納派克

LH700）整機(jī)重780kg.激振力95kN沖擊壓路機(jī)（廈工三明XG63213C）沖擊能量32KJ.壓實(shí)寬度3m沖擊輪為三邊弧型結(jié)構(gòu)破碎壓實(shí)機(jī)的強(qiáng)大沖擊力可把硬質(zhì)路面破碎為網(wǎng)塊狀，并把塊狀片直接壓入、加強(qiáng)路基。主要用于硬質(zhì)路面的維修、改造施工破碎壓實(shí)機(jī)（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(jié)構(gòu)沖擊式壓路機(jī)主要用于高標(biāo)準(zhǔn)、高填方的壓實(shí)。2.2填土的壓實(shí)方法

2.2.3強(qiáng)夯法

是利用起重機(jī)械和重錘進(jìn)行軟土地基處理的施工方法，可夯實(shí)較厚的土層。

強(qiáng)夯法的內(nèi)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(shí)方法2.2.4振動(dòng)法適用于非粘性土壤的振動(dòng)夯實(shí)。主要施工機(jī)械是振動(dòng)壓路機(jī)、平板振動(dòng)器。雙鋼輪驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)效果好、影響深度大、生產(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實(shí)，是大型土石方壓實(shí)的首選設(shè)備。雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)2.2填土的壓實(shí)方法拖式振動(dòng)碾（華山）拖式振動(dòng)碾（徐工YZT16）整機(jī)重量16t.激振力373kN手扶式振動(dòng)碾（徐工XD08）整機(jī)重量僅830kg，激振力15.7kN。是一種輕型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)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(shí)機(jī)械的輔助平整壓實(shí)施工機(jī)械。2.2填土的壓實(shí)方法悍馬25t單鋼輪壓路機(jī)寶馬BW雙鋼輪壓路機(jī)2.2填土的壓實(shí)方法凸塊振動(dòng)碾2.2填土的壓實(shí)方法2.3

填土密實(shí)度的檢驗(yàn)

填土壓實(shí)后應(yīng)達(dá)到一定的密實(shí)度及含水量要求。檢驗(yàn)指標(biāo)為壓實(shí)系數(shù)（壓實(shí)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(shí)試驗(yàn)確定。2填土壓實(shí)

檢驗(yàn)的干密度應(yīng)有90%以上符合設(shè)計(jì)要求，其余10%的最低值與設(shè)計(jì)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(shí)質(zhì)量2.3填土壓實(shí)的檢驗(yàn)路基填方壓實(shí)度檢測路基填方壓實(shí)度檢測靜態(tài)變形模量測試儀檢測填土壓實(shí)質(zhì)量LFG-K動(dòng)態(tài)變形模量測試儀（德國）

又稱“手持落錘彎沉試驗(yàn)儀”。是通過輕型落錘試驗(yàn)儀來進(jìn)行動(dòng)態(tài)荷載試驗(yàn)，主要應(yīng)用在建筑地基、道路