土方施工培训课件

1、 土石方工程(gngchng)工程部 郭 安共五十五页 【培训要求】了解土方工程特点；调整与土方调配；熟悉(shx)常用土方机械的性能和使用范围；掌握土方的填筑与压实的要求和方法。 【培训重点(zhngdin)】土方调配；土方的填筑与压实。 【学习难点】表上作业法进行土方调配；影响填土压实的因素。共五十五页第1讲 土方调配(diopi)与施工机械1 概述2 土方量的计算与调配3 土方施工(sh gng)机械共五十五页1 概 述 包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程(t fn n chn)施工内容有：1.1 土方工程(t fn n chn)

2、的内容 场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。共58页 第1页 土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及压实度检验等。 修筑路基、堤坝(开挖沟槽、基坑)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。基坑土方开挖共五十五页1.2 土方工程(t fn n chn)的施工要求 土方量少、工期短、费用省； 因地制宜编制合理的施工方案(fng n)，预防沉陷、边坡塌方等事故发生，确保安全； 要求标高、断面控制准确； 应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。 土体有足够的强度和稳定性； 基坑土方开挖道路土方开挖共58页 第

3、2页共五十五页土的分类土的名称密度（kg/m3）开挖方法一类土（松软土）砂土；粉土；冲积砂土层；疏松的种植土；淤泥6001500用锹、锄头挖掘二类土（普通土）粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；种植土；填土11001600用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土（坚土）软及中等密实粘土；重粉质粘土；砾石土；干黄土；含碎(卵)石的黄土；粉质粘土；压实的填土17501900主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍四类土（砂砾坚土）坚实密实的粘性土或黄土；中等密实的含碎(卵)石粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩1900用镐或撬棍，部分用锲子及大锤五类土（软石）硬质粘土；中密的

4、页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石岩11002700用镐或撬棍、大锤，部分用爆破六类土（次坚石）泥岩；砂岩；砾岩；坚实的页岩、泥灰岩；密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩22002900用爆破方法，部分用风镐七类土（坚石）大理岩；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩25003100用爆破方法八类土（特坚石）安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩27003300用爆破方法1.3 土的工程(gngchng)分类共58页 第3页共五十五页1.4 土的工程(gngchng)性质 天然密度-是指土在天然状态下单位体积

5、的质量(zhling)，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。 干密度-是指单位体积中固体颗粒的质量，它是用以检验土压实质量的控制指标。1.4.1 土的质量密度取土环刀 标准击实仪 不同类的土，其最大干密度是不同的;同类的土在不同的状态下(含水量、压实程度)其密实度也是不同的。共58页 第4页共五十五页1.4.2 土的含水量W 是土中所含的水与土的固体(gt)颗粒间的质量比：快速(kui s)含水量测定仪 W（G1-G2）G2 含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土质量; 土的含水量超过2530%，则土方施工机械容易打滑、陷车; 回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度。

6、1.4.3 土的渗透性 是指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度 V 与土的渗透系数 K 和水头梯度 I 有关，渗流速度按达西公式计算：V（m/d）=KI 渗透系数 K 值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性1.4 土的工程性质共58页 第5页共五十五页1.4.4 土的可松性 即自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复(huf)其原来的体积。 土的可松性用可松性系数 KS 表示。 土的最初可松性系数 KS= V2 / V1； 土的最后可松性系数 K，S= V3 / V1 。 式中：V1土在天然状态下的体积； V2土经开挖后的松散体积； V

7、3土经回填压实后的体积。不同(b tn)分类的土的可松性系数可参考下表：土的最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数；最后可松性系数K，S是计算场地平整标高及填方所需的挖方体积的重要参数1.4 土的工程性质共58页 第6页共五十五页土的可松性参考值土的类别体积增加百分数可松性系数最 初最 后最初 Ks最后 K，s一类土（种植土除外）81712.51.081.171.011.03二类土（植物土、泥炭）2030341.201.301.031.04二类土14282.551.141.281.021.05三类土2430471.241.301.041.07四类土（除外）2

8、632691.261.321.061.09四类土（泥灰岩、蛋白）333711151.331.371.111.15五七类土304510201.301.451.101.20八类土455020301.451.501.201.301.4 土的工程(gngchng)性质共58页 第7页共五十五页2 土方量的计算(j sun)与调配土方量计算的基本(jbn)方法有平均高度法 和平均断面法 两种。2.1.1 平均高度法 四方棱柱体法：将施工区域划分为若干个边长等于a 的方格网，每个方格网的土方体积 V 等于底面积 a2 乘四个角点高度的平均值，即：2.1 土方量计算的基本方法四方棱柱体的体积计算第1讲 土方

9、调配与施工机械共58页 第8页共五十五页2.1 土方量计算的基本(jbn)方法2.1.2 平均(pngjn)断面法 三角棱柱体法：将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分为两个三角形，然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。三角棱柱体的体积计算方格网土方量计算一般采用平均高度法（四方棱柱体法和三角棱柱体法）。 基坑、基槽、管沟、路堤的土方量计算可采用平均断面法。即：基坑土方量计算 基槽、路堤土方量计算F1F0F0F1F2F2共58页 第9页共五十五页2.1 土方(tfng)量计算的基本方法共58页 第9页A1A2L路基平均(pngjn)断面法 假定相邻断面间为一棱柱体， 则其体积为： V=（A1+

10、A2）/2L 式中：V 体积，即土石方数量（m3）； A1、A2 分别为相邻两断面的面积（m2）； L 相邻断面之间的距离（m）。 共五十五页2.1 土方量计算的基本(jbn)方法共58页 第9页精确(jngqu)计算（实用于计算机计算） V=)(A1+A2) L ( 1+ 式中：m = A1/A2 ，其中A1A2 共五十五页2.2 场地平整(pngzhng)土方量计算共58页 第11页 2.1.2 土石方数量计算应注意(zh y)的问题：（1）填挖方数量分别计算，（填挖方面积分别计算）；（2）土石方应分别计算，（土石面积分别计算）；（3）路基填、挖方数量中应考虑路面所占的体积，（填方扣除、挖

11、方增加）；（4）大中桥位处所占的路基土石方应扣除。4. 编制路基土石方数量计算表5. 编制每公里路基土石方数量表共五十五页共58页 第11页共五十五页共五十五页共58页 第11页问题(wnt)1： 为什么要进行土石方调配？借方、废方、计价方怎样计算？ 土石方调配的目的是确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土石方的数量和运量等。填方土源有附近公路挖方利用、借土；挖方去向有调往附近填方利用、弃土。 借方为填方数量减去利用方后尚缺的土方数量。 废方为挖方数量减去利用方后尚余的土方数量。 计价土石方数量为挖方数量加借方数量。 土石方数量计算关系：填方=本桩利用+纵向调运+借方 挖方=本桩利用+

12、纵向调运+废方 挖方+借方=填方+废方共五十五页共58页 第11页 计价土石方数量=挖方(wfng)数量+借方数量如某工程土石方数量：填方500m3 挖方200m3 借方400m3 弃方100m3则计价土石方数量=600m3 一般工程的土石方总量，实际上是指计价土石方数量。一条公路的土石方总量，一般包括路基工程、排水工程、临时工程、小桥涵工程等项目的土石方数量。 对于独立大、中桥梁、长隧道的土石方工程数量应另外计算。问题2：计价土石方数量(shling)计算共五十五页共58页 第10页2.2 路基(lj)土石方调配 2.2.1土石方调配的几个(j )概念 1、平均运距 按挖方断面间距中心至填方

13、断面间距中心的距离计算，称平均距离。 2、免费运距 土、石方作业包括挖、装、运、卸等工序，在某一特定距离内，只按土、石方数量计价而不计运费的距离称为免费运距。 土石方调配的目的：确定填方用土的来源、挖方弃土的去向；以及计价土石方的数量和运量等。 填方土源：附近挖方利用(借土) 挖方去向：调往附近填方(弃土)共五十五页共58页 第11页3、经济(jngj)运距 经济(jngj)运距： L经 =+ L免 式中：B 借土单价（元/m3）；(包括征地、开挖、运输、弃土等费用) T 远运运费单价（元/m3Km）； L 免费运距（Km）。 经济运距是确定借土或调运的界限，当调运距离小于经济运距时，采取纵向

14、调运是经济的，反之，则可考虑就近借土。共五十五页共58页 第11页4、运量(yn lin) 为平均超运运距单位与土石方调配(diopi)数量的乘积。 总运量= 调配（土石方）数量n n = （L - L免）/ A 式中：n 平均超运运距单位，（四舍五入取整数） L土石方调配平均运距（m） L免免费运距（m） A超远运距单位（m）（例如人工运输A=10 m，铲运机运输A=50m；）共五十五页共58页 第11页5、计价(j ji)土石方数量 计价土石方数量(shling)为： V计 = V挖 + V借 式中：V计计价土石方数量（m3） V挖挖方数量（m3） V借借方数量（m3） 共五十五页共58页

15、 第11页（1）调配(diopi)原则 就近利用，以减少运量(yn lin)横向调配优先于纵向调配行车道不作跨越运输，尽量避免上坡运土 运输凡是适当，经济运距合理应进行远运利用与附近借土的经济比较（移挖作填与借土费用的比较）。远运利用的费用：运输费用、装卸费等借土费用：开挖费用、占地及青苗补偿费用、弃土占地及运费 尽量少占地，少影响农业生产 土石方根据需要合理调配 山坡上的回头曲线路段，优先考虑竖向调运 土方调配应事先同地方商量，妥善处理 2.2.2 土石方调配共五十五页共58页 第11页（2）调配(diopi)方法 生产上采用土石方计算表调配法，直接在土石方表上进行调配，其优点是方法(fng

16、f)简单，调配清晰，精度符合要求。该表也可由计算机自动完成。 图2.2-1高速公路及一级公路标准横断面共五十五页路基(lj)横断面类型共五十五页共58页 第11页(3)调配(diopi)步骤 在土石方表上标注桥涵位置、陡坡大沟 计算(j sun)并填表，进行闭合核算 定出合理的经济运距 具体拟订调配方案 必要时向当地借土或弃土，填注相应表栏 调配完成后分叶闭合核算 本公里闭合核算 每公里土石方完成后汇总，进行全线总计和核算 共五十五页2.2.2 标高(biogo)的调整 设计分层标高仅为一理论值，施工中还应考虑以下因素进行(jnxng)调整： 土的可松性影响； 场地泄水坡度的影响。未考虑土的可

17、松性影响导致大量的建筑余土需外运未考虑场地泄水坡度导致排水不畅 雨季工地常被水淹共58页 第14页共五十五页 由于土具有可松性，一般填土需相应提高设计标高，故考虑土的可松性后，场地(chngd)设计标高调整为： VWVTH0V ,WV ,TH ,0h理论(lln)设计标高 调整设计标高 土的可松性影响共58页 第15页 式中： h土的可松性引起设计标高的增加值； VW、VT按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积； FW、FT按理论设计标高计算的总挖方或填方区总面积； K，s土的最后可松性系数。共五十五页 而实际(shj)施工中要根据实际(shj)地形，统一安排泄水至附近沟渠。根据设计断面(单坡

18、泄水或双坡泄水)设计排水坡、临时泄水槽及拦水梗。（2）泄水坡度(pd)的影响 单坡泄水时，场地内任意点的设计标高为：单向泄水坡度示意图 i i 双向泄水坡度示意图 ix ix iy iy HnH ,0 l i 双坡泄水时，场地内任意点的设计标高为： HnH ,0 lx ix ly iy 正负号的取值： 角点在H ,0之上取“”，反之取“”共58页 第17页共五十五页2.3 土方(tfng)调配 土方调配的原则：力求挖填平衡、运距最短、费用(fi yong)最省，考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。 土方调配的步骤：划分调配区(绘出零线) 计算调配区之间的平均运距(即挖方区至填方区土方中

19、心的距离) 确定初始调配方案 优化方案判别 绘制土方调配图表。 最优调配方案的确定：最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础，常用“表上作业法”求解。步骤如下：用“最小元素法”编制初始调配方案最优方案判别方案调整最优方案判别绘制土方调配图否是土方调配的步骤共58页 第22页共五十五页 推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地(chngd)平整、开挖深度不大的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。3 土方施工(sh gng)机械3.1 推

20、土机施工TQ230G全液压高原推土机 TY320C前铲后犁推土机土方推送 移挖作填 水中清碴 平整场地 共58页 第35页共五十五页提高(t go)推土机生产效率的方法3.1 推土机施工(sh gng) 下坡推土 顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大铲刀切土深度和运土数量，缩短推土时间、节约能源，提高生产率约3040%。下坡推土下坡推土空车返回爬坡共58页 第36页共五十五页 并列(bngli)推土 大面积施工区可采用23台推土机并列(bngli)推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约1530%。3台推土机并列推土分批集中、一次推送 当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送。 槽型推

21、土 当土层较厚时，可利用前次推土的槽形推土，可减少土的散失量，增大推土量。3.1 推土机施工共58页 第37页2台以上推土机在同区域作业时前后距离8m,左右距离1.5m共五十五页 铲运机操纵简单、运转方便、行驶(xngsh)速度快、生产效率高。是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200 以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。3.2 铲运机施工(sh gng)3 土方施工机械CL9A自行式铲运机CTY9A拖式铲运机卡特彼勒18m3拖式铲运机宇通重工CTY9A拖式铲运机共58页 第38页共五十五页 常用斗容量：28m3； 经济(jngj)运

22、距：自行式8001500m；拖式600m；效率最高的经济运距为200350m；双联铲运或挂大斗铲运时，经济运距可增加至1000m。3.2 铲运机施工(sh gng) 运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。铲运机施工作业中卡特彼勒铲运机在爬坡 共58页 第39页共五十五页3.2.1 铲运机的运行(ynxng)路线 椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大、填方不高(1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶(xngsh)方向，以免机械单侧磨损。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。 “8”字形路线：该路线一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次

23、转弯方向不同，铲运机机械磨损均匀。在地形起伏较大、施工地段狭长时采用。铲运机的运行路线铲运机施工3.2 铲运机施工共58页 第40页共五十五页3.2.2 提高(t go)铲运机生产效率的方法 下坡铲土：利用机械重力的水平(shupng)分力来加大切土深度并缩短铲土时间。 推土机助铲：在较坚硬的土层中用推土机助铲，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。助铲间隙可兼作松土、平整工作。 挖近填远、挖远填近：挖土先从距离填土区最近一端开始，由近而远；填土则从距挖土区最远一端开始，由远而近。既可使铲运机始终在合理的经济运距内工作，又可创造下坡铲土的条件。下坡铲土推土机助铲3.2 铲运机施工共58页 第4

24、1页共五十五页 双联铲运：拖式铲运机的动力有富余时，可串连两个铲斗进行双联铲运。对坚硬(jinyng)土层，先铲满一个斗，再铲另一个斗，即“双联单铲”；松软 土层则两个斗同时铲 土，即“双联双铲”。 跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂(t n)、间隔铲土的方法。可缩短铲土时间和减少向外撒土，提高效率。 挂大斗铲运：在土质松软地区，可改挂大型土斗，充分利用拖拉机的牵引力提高工效。 波浪式铲土法：铲土开始时，铲刀以最大深度切入土中，随着负荷增加、车速降低，相应减小切土深度，依次反复进行，直至铲斗装满为止， 适用于较硬土层。双联铲运法波浪式铲土法3.2 铲运机施工共58页 第42页共五十五页

25、卡特彼勒 657G 铲运机 657G铲运机斗容量(rngling)达85t，是07年的新品，铲斗可上下，内部推板可动，铰链式转向，可前后拖挂 。3.2 铲运机施工(sh gng)共58页 第43页共五十五页3.3 挖掘机施工(sh gng) 挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重(q zhn)、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常用机械。 按行走方式分：履带式、轮胎式； 按工作装置分：正铲、反铲、抓铲、拉铲。常用的是正铲和反铲挖掘机，斗容量0.12.5m3。单斗式挖掘机工作简图3 土方施工机械共58页 第44页共五十五页3.3

26、.1 正铲挖掘机 正铲的特点是“前进向上(xingshng)，强制切土”。适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土 主要用于开挖停机面以上的土方，需自卸汽车配合完成挖运作业。开挖大型基坑需设置上下(shngxi)坡道3.3 挖掘机施工共58页 第45页共五十五页正铲的开挖(ki w)方式正向(zhn xin)开挖 侧向装土点击动画正铲挖土 挖土机向前进方向挖土，汽车停在侧面装土。 此法卸土时回转角小、运输方便、生产效率高、应用较广。正向开挖 侧向装土3.3 挖掘机施工共58页 第46页正向开挖 侧向装土邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川) 日立EX3600E-6正铲挖掘机共五十五页正

27、铲的开挖(ki w)方式正向开挖(ki w) 后方装土 挖土机向前进方向挖土，汽车停在后面装土。 此法卸土时回转角大、汽车需倒车开入，运输不方便。只适用于基坑宽度较小、深度较大的情况正向开挖 后方装土3.3 挖掘机施工共58页 第47页正向开挖 后方装土点击动画正铲挖土共五十五页3.3.2 反铲挖掘机 反铲的特点是“后退向下,强制切土”，适用于开挖(ki w)一至三类的砂土或粘土 主要用于开挖(ki w)停机面以下46m的基坑、基槽、管沟。对湿土、地下水位较高处也适用。3.3 挖掘机施工共58页 第48页共五十五页反铲的开挖(ki w)方式沟端开挖(ki w)法蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场沟端开

28、挖法 即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装车运走。沟端开挖法 挖掘宽度不受机械最大挖掘半径限制,同时可挖到最大深度。3.3 挖掘机施工共58页 第49页共五十五页沟侧开挖(ki w)法点击(din j)动画反铲挖土深基坑的接力开挖管沟的沟侧开挖 即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。沟侧开挖法 一般用于横挖土层和需将土方卸到离沟边较远的距离时使用。3.3 挖掘机施工共58页 第50页共五十五页3.4 凿岩机械(jxi)履带式潜孔钻机(zunj)液压凿岩机锚杆钻机 主要有气动凿岩机、液压凿岩机、凿岩台车和锚杆钻机四大类。小型活塞式空压机手持式凿岩机气腿式凿岩机3 土方施工机械共58页 第53页共五十五页 主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换(gnhun)工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.56.1m3。3.5 其它(qt)土方施工机械3