土方工程3填筑与压实验槽.ppt

n1.5 土方填筑 n为保证填土的强度和稳定性，必须正确 选择回填土料和填筑方法，以满足填土 压实的质量要求。 n1.5.1 土料的选择 n回填土料应符合设计要求，含水量大的 粘土、冻土、有机物含量大于8%的土和 水溶性硫酸盐含量大于5%的土均不得用 作回填土料。 n1.5.2 基底处理 n场地回填应先清除基底上的草皮、树根、积水 、淤泥和杂物，防止地表滞水流入填方区； n填方基底为耕植土或松土时，应将基底夯压密 实； n填方位于水田、沟渠、池塘或含水量很大的松 软土地段，应排水疏干或清淤换土、抛填片石 砂砾石、翻松掺石灰等处理； n填土场地地面陡于1/5时，应先将斜坡挖成高 0.20.3m、宽大于1m的阶梯形，再分层填土 。 n1.5.3 填筑要求 n应根据工程特点、填土种类、设计压实系数、 施工条件等合理确定含水量、分层厚度、压实 遍数及施工机具。填方土层应接近水平、分层 压实。每层质量都应符合设计要求。 n填土应尽量采用同类土，否则应将透水性较小 的填土置于透水性较大的填土之上，不得将各 类土料任意混杂使用。 n分段填筑时，每层接缝处应作成斜坡形，碾迹 重叠0.51.0m，上下错缝间距应大于1m。 n回填基坑（槽）时，应从四周或两侧均匀分层 进行，以防基础和管道偏移 n1.5.4 填筑质量 n土方填筑质量是有主控项目（标高和分层压实 系数）和一般项目(回填土料、分层厚度及含水 量、表面平整度)。 n1密实度要求 n填土压实后要达到一定的密实度要求。密实度 要求和质量标准通常以压实系数c表示 n它是土的施工控制干密度d与最大干密度dmax 之比值，一般根据土和工程结构性质、使用要 求确定，如无规定，可采用表1-18的数值。 n粘性土或排水不良的砂土的最大干密度dmax宜采用 击实试验确定，如无试验资料，可按下式计算: (1-47) n式中 经验系数，粘土、粉质粘土、粉土分 别取0.95、0.96、0.97； w水的密度； ds土粒相对密度； Wop最优含水量（%），可按当地经验或 取Wp+2（Wp为土的塑限），对于粉土取14% 18%。 n施工前，应求出填土的最大干密度，乘以设计的压 实系数，得到施工控制干密度，作为检查施工质量 的依据。 n对有密实度要求的填方，压实后要对每层填土 质量采用环刀法或轻便触探仪锤击数测定干密 度，求出密实度，符合设计要求后，方可填筑 上层。 n环刀法取样组数为： n基坑回填每2050m3取一组且每个基坑不少于 1组； n基槽或管沟回填每层按长度2050m取1组； n室内填土每层按100500取1组； n场地平整填方每层按400900取1组。 n取样部位应在每层压实土的下半部。先测出土 的湿密度、含水量，再按下式求出实际干密度 0： （1-48） n式中 土的湿密度； n W土的含水量（%）。 n如实际干密度0d（d为施工控制干密 度），则压实合格； n若0d，则压实不够，应采取措施提高 压实质量。 n2含水量控制 n填土含水量直接影响压实质量。 n含水量过小，压不密实；含水量过大，易成橡 皮土。因此，压实前应先试验得到符合密实度 要求条件下的最优含水量（在压实机械和压实 遍数相同的条件下，使填土获得最大密实度时 土的含水量）和最少压实遍数。 n填土的最优含水量和最大密实度参考表1-24。 粘性土料施工含水量与最优含水量之差可控制 在-4%+2%范围内（使用振动碾时，可控制 在-6%+2%范围内）。 n填土含水量一般以手握成团落地开花为宜 。若含水量过大，应采用翻松、晾晒、掺 入干土或吸水性填料等措施；如填土过干 ，可洒水润湿，每1m3铺就土层需补充水 量V按下式计算 （1-49） n式中 w填土碾压前的密度； w土的天然含水量，（%）； Wop土的最优含水量，（%）。 n用喷水器润湿前，先用秒表测量单位时 间喷水流量，后确定1m3及整个润湿地段 的洒水时间。含水量小时，亦可采用增 加压实遍数或使用大功能压实机械等措 施。 n气候干燥时，应加快挖、运、平土和碾 压过程，减少土的水分散失。当填土为 碎石类土（充填物为砂土）时，碾压前 应充分洒水湿透，提高压实效果。 n3铺土厚度和压实遍数 n填土每层铺土厚度和压实遍数视土的性 质、压实密度要求和压实机具性能而定 ，一般应进行现场观察压实试验确定。 表1-25为压实机具每层铺土厚度与所需 的压实遍数参考值。 n利用运土机具的行驶压实时，每层铺土 厚度不得超过表1-20规定之数值。 n1.5.5 填筑方法 n1. 填土方法 n（1）人工填土方法。 n用手推车送土，人工用铁锹、耙、锄等工具填土。从场地 最低处开始，由一端向另端自下而上分层铺填。每层虚铺 厚度，人工木夯夯实时：砂质土不大于30cm，粘性土 20cm；机械压实时不大于30cm。 n深浅坑（槽）相连时，应先填深坑（槽），相平后与浅坑 （槽）全面分层填压。如采用分段填筑，交接处应填成阶 梯形。人工夯填土用6080kg的木夯或铁、石夯，48 人拉绳，二人扶夯，举高不小于0.5m，一夯压半夯依次填 夯。较大面积人工回填用打夯机夯实。两机平行时间距不 得小于3m，同一夯打路线上前后间距不得小于10m。 n（2）机械填土方法。 n1）推土机填土。 n应自下而上分层铺填，每层虚铺厚度不宜大于 30cm。大坡度堆填土，不得居高临下，不分 层次、一次堆填。运土回填，可采用分堆集中 一次运送方法，分段距离约为1015m，以减 少运土漏失量。土方推至填方部位时，应提起 一次铲刀，成堆卸土，向前行驶0.51.0m后 ，利用推土机后退时将土刮平，并来回行驶进 行碾压，履带应重叠一半。填土顺序宜采用纵 向铺填顺序，从挖土区段至填土区段，以40 60m距离为宜。 n2）铲运机填土。 n铺填土区段，长度不宜小于20m，宽度不宜小 于8m。分层铺土厚度不大于3050m（视压 实机要求定），每层铺土后利用空车返回时将 其刮平。填土顺序尽量采取横向或纵向分层卸 土，以便行驶时初步压实。 n3）汽车填土。 n自卸汽车为成堆卸土，配以推土机推土、摊平 。每层铺土厚度不大于3050cm（视压实机 要求定）。可利用汽车行驶作部分压实工作， 行车路线须均匀分布于填土层上。汽车不能在 虚土上行驶，卸土推平和压实须采取分段交叉 进行。 n2. 压实方法 n填土压实方法有碾压法、夯实法和振动压 实法。 n平整场地等大面积填土采用碾压法，较小 面积采用夯实法和振动压实法。 n（1）碾压法。碾压法是利用机械滚轮的压力压实填土，有 平碾、羊足碾等。平碾是一种以内燃机为动力的自行式压路 机，有轻型（3050kN）、中型（6090kN）和重型（ 100140kN）三种，适于砂类土和粘性土压实。羊足碾一 般无动力，靠拖拉机牵引，有单、双筒两种，根据碾压要求 ，可采用空桶、装水、装砂三种。羊足碾与土接触面积小， 但压强比较大，压实效果较好，适于粘性土压实。 n碾压机开行速度不宜过快，一般平碾、羊足碾分别不应超过 2km/h、3km/h，以保证压实效果。 n对密实度要求不高的大面积填土，在缺乏碾压机械时，也可 采用推土机、拖拉机或铲运机结合行驶、推（运）土、平土 来压实。 n(2)夯实法。 n夯实法是利用夯锤自由下落冲击力来夯 实填土，有人工夯实和机械夯实两种。 常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机和 蛙式打夯机。它体积小、重量轻、对土 质适应性强，工程量小或作业面受限条 件下尤为适用。 n对回填松散的特厚土层，可根据填土厚 度和设计密实度的要求采用重锤夯实或 强夯等机具来夯实。 n（3）振动压实法。 n振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借 助振动机使土颗粒发生相对位移达到密实状态 。该压实法振实非粘性土效果较好。 n振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压 实机械，比一般平碾提高工效1-2倍。适用于 爆破石渣、碎石类土、杂填土或粉土的压实。 n平板式振动器振动深度有限，适于小面积粘性 土薄层填土、较大面积砂土及薄层砂卵石、碎 石垫层的振实。 n1.6 土方机械化施工 n当面积和土方量较大时，为提高生产率 ，降低劳动强度，降低工程成本，加快 建设速度，多采用机械化开挖方式和先 进的作业方法。 n机械化开挖常用的机械有：推土机、铲 运机、挖土机等。 n1推土机技术性能和特点 n推土机由拖拉机和推土铲刀组成，按铲刀的操 作机构不同，可分为索式和液压式两种。索式 推土机的铲刀借其自重切入土中，在硬土中切 土深度较小；液压式推土机由液压操纵，能使 铲刀强制切入土中，切土深度较大，且其铲刀 可调整角度，灵活性强。（录像） n推土机能独立挖土、运土和卸土，具有操作灵 活、运转方便、占工作面较小、行驶速度较快 等特点，适用于场地清理平整、开挖深度不大 的基坑（槽）及填土作业等。它还能牵引其他 无动力土方机械（拖式铲运机、羊足碾、松土 器等），其最有效运距为3060m。 n2推土机作业方法 n为增大铲前土的体积，减小推土损失，缩短循 环时间，提高生产效率，可采用以下作业方法 ： n（1）下坡推土法。 n推土机顺坡（坡度不超过15）向下切土推运 。借助机械向下的重力作用，增大切土深度和 运土数量，可提高生产率30%左右。无自然坡 度时，亦可分段推土，形成下坡送土条件。该 推土法有时可与其他推土法结合使用。适用于 半挖半填地区推土丘，回填沟、渠使用。 n（2）槽形推土法。 n利用已推过的土槽再次推土，可减少土的散失 。当土槽推到一定深度，再推土埂。如此反复 ，可增加15%30%推土量。适用于运距较远 ，挖土较厚使用。 n（3）并列推土法。 n用23台推土机并列推土，可减少土的散失。 一般采用两台并列推土，可增加15%30%推 土量。铲刀相距1530cm，平均运距不宜超 过5070m，不宜小于20m。适用于大面积场 地平整及运土使用。 n（4）分堆集中，一次推送法。 n对硬质土，推土机切土深度较小，宜多次铲土 。先将土集中在一个或几个中间点，再一次推 送，以保持铲前满载，有效缩短运输时间，可 提高生产率15%左右。堆积距离不宜大于30m ，推土高度以2m内为宜。适用于运距较远或 长距离分段送土使用。 n（5）铲刀附加侧板法。 n对运距较大的疏松土壤运送，可在铲刀两侧加 装挡板，增加铲前土的体积，减少土的散失。 n1.6.2 单斗挖掘机 n单斗挖掘机是基坑（槽）开挖的常用机 械。按行走机构不同分为履带式和轮胎 式两类。按工作装置不同分为正铲、反 铲、拉铲和抓铲四种。按传动方式不同 分为机械和液压传动两种。 n1正铲挖掘机 （1）正铲挖掘机技术性能和特点。 图图 1-321-32 n正铲挖掘机的挖土特点是： 前进向上，强制切土。它挖掘力大，生 产率高，能开挖停机面以上一四类土 ，挖土高度一般不小于1.5m。开挖大型 基坑时需设坡道，挖掘机在坑内作业。 地下水位较高时，应降低水位疏干基坑 。因不便转移，一般用于较大型土方开 挖。 n（2）正铲挖掘机作业方法。根据挖掘机 开行路线和运输车辆相对位置不同，一 般有以下几种开挖方法： n1）正向挖土，侧向卸土。沿前进方向挖 土，汽车位于正铲侧向装土（图1-33a、 b）。铲臂卸土转角最小（小于90）， 车辆行驶方便，生产率高，应用最广。 图图 1-331-33 n2）正向挖土，后方卸土。沿前进方向挖 土，汽车位于正铲后方装土（图1-33c） 。铲臂卸土转角较大（180左右），车 辆需倒车开入，生产率低。用于开挖窄 而深的基坑（槽）、管沟和路堑等。 n2反铲挖掘机（录像） n（1）反铲挖掘机技术性能和特点。反铲 挖掘机的挖土特点是：后退向下，强制 切土。其挖掘力比正铲小，能开挖停机 面深度46m（经济合理挖土深度1.5 3.0m）的基坑（槽）或管沟，也适于地 下水位较高的土方开挖。挖出的土可弃 于坑槽两侧用推土机推走或汽车运出。 n（2）反铲挖掘机作业方法。根据挖掘机 的开行路线与运输车辆相对位置不同， 一般有以下两种开挖方法（图1-36）： n1）沟端开挖法。反铲停于沟端，后退挖 土，汽车停在基坑（槽）两侧装土（图1 -36a）。挖掘宽度不受机械最大挖掘半 径限制，可同时挖至最大深度。其优点 是挖土方便，挖掘宽度和深度较大。当 基坑（槽）较宽时，可多次开行挖土。 适于一次成沟，后退挖土，即挖即运。 图图 1-361-36 n2）沟侧开挖法。反铲停于沟侧，沿沟挖 土，汽车停在机旁装土或往沟一侧卸土 （图1-36b）。铲臂回转角度小，能将土 弃于距沟边较远处，但挖土宽度比挖掘 半径小，边坡不好控制，且机身靠近沟 边，稳定性差，适于无法采用沟端开挖 或挖土无需运走及横挖土体。 n3拉铲挖掘机（录像） n拉铲挖掘机的铲斗用钢丝绳悬挂在机动臂上， 可利用惯性力将其甩出，挖的较远。挖土特点 是：后退向下，自重切土。它挖土深度和半径 较大，但不如反铲动作灵活准确。适于开挖停 机面以下一三类土基坑（槽）、沟渠、修筑 路基、堤坝及水下挖土。拉铲挖掘机作业方法 与反铲挖掘机类似。 n4抓铲挖掘机（录像） n抓铲挖掘机的抓斗用钢丝绳悬吊在机动臂上， 挖土时自由落下。挖土特点是：直上直下，自 重切土。他挖掘力较小。适于开挖停机面以下 一二类土施工面窄而深的基坑（槽）、沉井 和水下挖土。 n1.6.3 土方机械化施工方案的选择 n大型基坑（槽）、管沟等土方机械化施工方案 应合理地选择土方机械，使它们在施工中配合 协调，以充分发挥机械效率，加快施工进度， 保证工程质量，降低工程成本。因此，施工前 要经过经济和技术分析比较，制订合理的施工 方案，指导施工。 n1制订施工方案的依据 n制订土方机械化施工方案的依据是：工程类型 及规模；施工现场的工程及水文地质情况；现 有机械设备条件；工期要求。 n2施工方案的选择 n大型基坑施工，可跟据基坑深度、土质、地下 水及土方量等情况，采取不同的施工方案。当 地下水位低于基坑底部时，可以用正铲挖掘机 挖土，自卸汽车运土；当基坑中有地下水时， 可先用正铲挖掘机开挖地下水位以上的土，再 用反铲或拉铲开挖地下水位以下的土，用自卸 汽车运土。也可配合井点降水疏干基坑中的地 下水，再用正铲挖掘机开挖。还可以用推土机 推土、装载机装土、自卸汽车运土。 n独立基坑（如厂房柱基等）开挖时，可根据基 坑、柱距大小采取单个基坑开挖（柱距较大时 ）、整条开挖（柱距较小时，各柱基基坑挖通 一条宽基槽）或整片开挖（柱基较密且厂房内 设备基础又较多时）等不同施工方案，选择相 应施工机械。 n开挖管沟常用反铲挖掘机施工，并根据管沟周 围情况，采取沟端开挖或沟侧开挖。 n采用机械挖土时，为了不使地基土遭受破坏， 基坑底部预留200300土层，由人工清理整 平。 n3挖土机与自卸汽车配套计算 n组织土方机械化施工，必须使主导机械 和辅助机械的台数相互配套，协调工作 。 n主导机械（如挖掘机）的数量，应先根 据其生产率和每班完成的工作量来考虑 由机械故障或其他原因而临时停工等因 素，算出所需的机械台班数，再根据工 期及工作面大小来确定。主导机械数量 确定后，按充分发挥其效能的原则确定 出配套机械的数量。 n单斗挖掘机挖土配自卸汽车运土的机械配套计 算如下： n（1）根据土方量大小、工期长短等确定挖掘 机数量N （1-50） n式中 Q土方量； n Qd挖掘机生产率，查定额手册； n T工期；若挖掘机数量已定，工期T按 下式计算 （1-51） n C每天工作班数； n KB时间利用系数。 n（2）自卸汽车配套计算。自卸汽车数量N1 应保证挖掘机连续工作，按下式计算 （1-52） n式中 T自卸汽车每一工作循环延续时 间，按下式计算 n t1自卸汽车每次装车时间，t1=nt； n n自卸汽车每车装土次数，按下式 计算 n L运距； n Vc重车与空车的平均速度，一般取 2030km/h； n t2卸车时间，一般为1min； n t3停放待装、停车、让车等操纵时间， 取23min； n t挖掘机每次作业循环延续时间； n Q1自卸汽车装载容量，一般宜为挖掘 机容量的35倍； n q挖掘机土斗容量，m3； n Kc土斗充盈系数，取0.81.1； n Ks土的最初可松性系数； n 土的重度，一般取17kN/m3。 n1.7 基槽检验 n基槽（坑）挖至基底设计标高后，必须通知勘察、设 计、监理、建设部门会同验槽，经处理合格后签证， 再进行基础工程施工。这是确保工程质量的关键程序 之一。验槽目的在于检查地基是否与勘察设计资料相 符合。 一般设计依据的地质勘察资料取自建筑物基础的有限 几个点，无法反映钻孔之间的土质变化，只有在开挖 后才能确切地了解。如果实际土质与设计地基土不符 ，则应由结构设计人员提出地基处理方案，处理后经 有关单位签署后归档备查。 验槽主要靠施工经验观察为主，而对于基底以下的土层 不可见部位，要辅以钎探、夯探配合共同完成。 n 1、观察验