土石方工程_3土石方开挖和机械化施工

1、第三节第三节 土石方开挖和机械化施工土石方开挖和机械化施工3.1 施工准备施工准备1、拆除和搬迁阻碍物、拆除和搬迁阻碍物2、制定或修建排水、防洪设施、制定或修建排水、防洪设施3、保证三通一平、保证三通一平4、机械准备和检查、维修、机械准备和检查、维修3.2 常见沟槽断面型式常见沟槽断面型式 直壁槽直壁槽 梯形槽梯形槽 混合槽混合槽 联合槽联合槽3.3 沟槽断面选择沟槽断面选择土的种类土的种类地下水情况地下水情况施工方法施工方法施工环境施工环境支撑条件支撑条件管径、埋深管径、埋深一、目的：一、目的：施工方便、安全，保证质量，减少土方量。施工方便、安全，保证质量，减少土方量。二、考虑因素二、考虑因

2、素3.4 基坑或沟槽断面尺寸确定基坑或沟槽断面尺寸确定1、底宽确定：、底宽确定：基基 础础 宽宽：有基础时取基础宽、无基础时取管外径。：有基础时取基础宽、无基础时取管外径。工作宽度工作宽度：视管径而定，查规范可得，一般不大于：视管径而定，查规范可得，一般不大于0 .8m2、槽深确定：、槽深确定：视情况考虑基础、管座厚度、管外径、管顶覆土厚度等。视情况考虑基础、管座厚度、管外径、管顶覆土厚度等。3、上囗宽确定：、上囗宽确定：在底宽确定后，结合边坡坡度确定。在底宽确定后，结合边坡坡度确定。4、土方开挖边坡：、土方开挖边坡：1:n，其中边坡率，其中边坡率n=a/h 3.5 场地平整施工方法场地平整施

3、工方法场地平整施工过程：场地平整施工过程：开挖、运输、填筑、压实开挖、运输、填筑、压实。3.5.1 推土机施工推土机施工深度不大的场地平整；开挖深度不大于1.5m的基坑；回填基坑或沟槽；平整其他机械卸置的土堆；推送松散土；为挖土机清理余土和创造工作面。机械特性：机械特性： 操作灵活、运行方便，需工作面小，可挖土送土，操作灵活、运行方便，需工作面小，可挖土送土，适用于适用于13类土。类土。作业特点：作业特点： 摊平摊平运距运距100m内的推土；开挖浅基坑；回填或内的推土；开挖浅基坑；回填或集中土方。集中土方。适用范围：适用范围： 找平表面、平整场地；短距离移挖作填、回填；开找平表面、平整场地；短

4、距离移挖作填、回填；开挖深挖深1.5m1.5m基坑基坑。1、推土机生产率计算、推土机生产率计算1）推土机的小时生产率）推土机的小时生产率(P29)BhdKPP 82）推土机的台班生产率）推土机的台班生产率（m3/台班）台班）KB-时间利用系数，取时间利用系数，取0.72-0.752、推土机的施工方法、推土机的施工方法（提高推土机生产率措施）（提高推土机生产率措施）1）下坡推土：）下坡推土：坡度坡度15150 02）并列推土：）并列推土：用于大面积场地平整，平均运距不超过用于大面积场地平整，平均运距不超过50-75m，可提高生产率可提高生产率15-30%。3）槽形推土：）槽形推土：适用于土层较厚

5、，运距较远的情况。槽深适用于土层较厚，运距较远的情况。槽深1m左右，左右，槽间土埂宽槽间土埂宽50cm，可增加，可增加15-30%的推土量的推土量。4）分批集中、一次推送）分批集中、一次推送 用于运距较远且土质较硬的情况。用于运距较远且土质较硬的情况。5）铲刀加置侧板）铲刀加置侧板 用于运距较远且土质疏松的情况。用于运距较远且土质疏松的情况。二机并列二机并列平均运距为平均运距为5070m生产率提高生产率提高15%30%槽深槽深1m左右左右埂宽埂宽50cm推土机生产率的计算推土机生产率的计算NoImage小时生产率的计算小时生产率的计算台班生产率的计算台班生产率的计算时间利用系数，在0.72-0

6、.75之间q：推土机每次的推土量（：推土机每次的推土量（m m3 3）T T：从推土到将土送至填土地点：从推土到将土送至填土地点的循环延续时间（的循环延续时间（s s）K KS S ：土的最初可松性系数：土的最初可松性系数3.5.2 铲运机施工铲运机施工分拖式铲运机和自行式铲运机二种。分拖式铲运机和自行式铲运机二种。机械特性：机械特性： 操作简单灵活，不受地形限制，不需特设道路，能独操作简单灵活，不受地形限制，不需特设道路，能独立完成铲、运、卸、压作业，行驶速度快，生产效率高。立完成铲、运、卸、压作业，行驶速度快，生产效率高。作业特点：作业特点：用于地形起伏不大，坡度较小的大面积场地平整，开挖

7、大用于地形起伏不大，坡度较小的大面积场地平整，开挖大型基坑或沟槽，填筑路基、堤坝。型基坑或沟槽，填筑路基、堤坝。适用范围：适用范围： 13类土；类土；运距运距600至至1500米内的挖运土。米内的挖运土。1、铲运机生产率计算、铲运机生产率计算铲运机的小时生产率铲运机的小时生产率)/(36003hmKTKqPsCh台班生产率的计算台班生产率的计算时间利用系数，在0.72-0.75之间q：铲斗容量（：铲斗容量（m m3 3）T T：从挖土开始至卸土完毕的循环延续：从挖土开始至卸土完毕的循环延续时间（时间（s s）K KC C ：铲斗装土的充盈系数（铲斗装土的充盈系数（砂土0.75、其它土0.85-

8、1.0）K KS S ：土的最初可松性系数：土的最初可松性系数2铲运机的施工方法铲运机的施工方法铲运机的开行路线铲运机的开行路线环形（大环形）环形（大环形）施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程。施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程。 “8”“8”字形字形挖土和填土交替，而挖填之间距离又较短的挖、填工程。挖土和填土交替，而挖填之间距离又较短的挖、填工程。 锯齿形锯齿形挖、填相邻。地形起伏较大，且工作地段较长的挖、填工程。挖、填相邻。地形起伏较大，且工作地段较长的挖、填工程。 提高铲运机生产率的措施提高铲运机生产率的措施1.1.下坡铲土下坡铲土2.2.跨铲法跨铲法3.3.交错铲土法交错铲土法4

9、.4.推土机助铲法推土机助铲法5.5.挖近填远，挖远填近挖近填远，挖远填近效率可提高25%左右用于在较坚硬土层铲土，效率约提高10%。用于在较坚硬土层铲土。用于在坚硬土层铲土。3.6 沟槽或基坑开挖沟槽或基坑开挖3.6.1 开挖方法开挖方法1、人工开挖、人工开挖 2、机械开挖、机械开挖3.6.2 开挖机械开挖机械1、单斗挖土机（正铲、反铲、拉铲、抓铲）、单斗挖土机（正铲、反铲、拉铲、抓铲）2、多斗挖土机（挖沟机）、多斗挖土机（挖沟机）一、单斗挖土机一、单斗挖土机1、正铲挖土机、正铲挖土机工作特点工作特点：开挖停机面以上的土，生产率高，需设置下：开挖停机面以上的土，生产率高，需设置下 坡通道。坡

10、通道。适用范围适用范围：无地下水，可开挖：无地下水，可开挖1-4类且高度在类且高度在2m以上的以上的 土。土。工作方式工作方式：正向挖土、侧向卸土（多用）：正向挖土、侧向卸土（多用） 正向挖土、后方卸土（用于深度较大时）正向挖土、后方卸土（用于深度较大时）) /(36003hmKTqPsh正向挖土、后方卸土正向挖土、侧向卸土图示是某基坑划分为三条开行通道进行挖土的情况。第I次开行，采用正向挖土后方卸土方式，一次开挖到底；第II、III次开行都用正向挖土，侧向卸土方式，一次开挖到底。进出口坡道的坡度为1:8。开挖较深的基坑时，应分层划分开行通道，逐层下挖。 适用范围适用范围：开挖管沟、基槽或小型

11、基坑、地下水位较高或：开挖管沟、基槽或小型基坑、地下水位较高或 泥泞的土壤。泥泞的土壤。工作方式工作方式：沟端开挖（工作面宽度大）：沟端开挖（工作面宽度大） 沟侧开挖（稳定性差、开挖深度和宽度较小，沟侧开挖（稳定性差、开挖深度和宽度较小， 边坡控制差）边坡控制差）2、反铲挖土机、反铲挖土机工作特点工作特点：开挖停机面以下的土，：开挖停机面以下的土，无需设置通道。无需设置通道。3、拉铲挖土机、拉铲挖土机适用范围适用范围：开挖停机面以下的土，装备简单。：开挖停机面以下的土，装备简单。工作方式工作方式：沟端开挖：沟端开挖 沟侧开挖沟侧开挖4、抓铲挖土机、抓铲挖土机适用范围适用范围：用以开挖面积小、深

12、度较大的沟槽或基坑，：用以开挖面积小、深度较大的沟槽或基坑， 尤其是水下挖土。尤其是水下挖土。 拉铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。其挖土半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的III级土，工作时，利用惯性力将铲斗甩出去，挖得比较远。但不如反铲灵活准确，宜用于开挖大而深的基坑或水下挖土。 抓铲挖土机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。其挖掘力较小，只能开挖的I级土，抓铲挖土机的抓铲能在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方。宜于开挖窄而深的基坑或水中淤泥。 二、多斗挖土机（挖沟机）二、多斗挖土机（挖沟机）工作特点工作特点：连续作业、生产效率高、能量消耗低、施工：连续作业、生产效率高

13、、能量消耗低、施工 质量高、同时完成挖卸作业。质量高、同时完成挖卸作业。 可通过调整装置增加挖土宽度和深度。可通过调整装置增加挖土宽度和深度。适用范围适用范围：开挖黄土、粉质粘土等。：开挖黄土、粉质粘土等。3.6.3 生产率计算生产率计算一一 、单斗挖土机生产率计算、单斗挖土机生产率计算1、小时生产率、小时生产率2、台班生产率、台班生产率3、自卸汽车台数、自卸汽车台数 自卸汽车台数自卸汽车台数=挖土机台班产量挖土机台班产量/汽车台班产量汽车台班产量)/(603hmknqPh BhdkPP 8二、多斗挖土机生产率计算二、多斗挖土机生产率计算 其中：其中：n：土斗每分钟挖掘次数；：土斗每分钟挖掘次

14、数； q：土斗容量（：土斗容量（L）；）； Kc：斗的充盈系数；：斗的充盈系数； KS：土的最初可松性系数；：土的最初可松性系数； K：土的开挖难易程度系数；：土的开挖难易程度系数； KB：时间利用系数。：时间利用系数。)/(106. 03hmkkkkqnPBsch 3.7 土方机械和运输车辆的配合土方机械和运输车辆的配合3.7.1 土方机械的选择依据土方机械的选择依据1、土方工程的类型及规模；、土方工程的类型及规模；2、地质水文及气候条件；、地质水文及气候条件；3、机械设备条件；、机械设备条件；4、工期要求。、工期要求。3.7.2 土方机械的选择标准土方机械的选择标准1、多种机械可供选择时，

15、应选择高效率、低费用机械；、多种机械可供选择时，应选择高效率、低费用机械；2、现有土方机械类型及数量受限时，应考虑各类机械、现有土方机械类型及数量受限时，应考虑各类机械 的最优分配，使施工总费用最少。的最优分配，使施工总费用最少。3.7.3 运土机械的载重量及数量运土机械的载重量及数量 能否充分发挥挖土机的生产率、能否保证挖土机能否充分发挥挖土机的生产率、能否保证挖土机连续作业，不仅取决于本身的技术性能，也取决于所连续作业，不仅取决于本身的技术性能，也取决于所选运输工具是否与之协调。选运输工具是否与之协调。载重量：载重量：=（ 35 ）q qq q挖土机每斗土重；挖土机每斗土重；数数 量：量：N=T/（t1+t2） t1=nt n=10K1/ （Kc