土木工程施工土方调配与施工机械版课件

前言

本课程是土木专业(房建方向)的一门实践性强、综合性大、涉及知识面广的骨干专业课程，它的任务是研究土木工程施工的局部规律和全局性规律。是同学们步入工作岗位后要学以致用、安身立命的主要课程之一。无论同学们毕业后在土木建筑领域从事何种职业和岗位，本课程的专业知识都将使你受用终生。古人学问无遗力，少壮功夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

前言本课程是土木专业(房建方向)前言本课程的诸多专业术语、概念和知识点常常是求职面试时主考官信手拈来的试题，本课程是你求职的敲门砖！前言本课程的诸多专业术语、概念和知识点常

本课程的施工程序、工艺流程、操作要点、质量要求等内容直接与现行规范的强制性条文接轨，这些知识将使你在职场受用一生！前言广度决定视野!深度成就水平!角度发现机遇！本课程的施工程序、工艺流程、操作要点第1章

土方工程第1讲

土方调配与施工机械第2讲

基坑支护与降水第3讲

土方开挖与填筑

第1章土方工程第1讲土方调配与施工机械第1章土方工程

【教学要求】了解土方工程特点；掌握场地设计标高的确定、调整与土方调配；熟悉边坡稳定及基坑支护的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉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。

【教学重点】土方调配；边坡稳定及基坑支护的方法；轻型井点降水；土方的填筑与压实。

【教学难点】表上作业法进行土方调配；轻型井点降水;边坡稳定及基坑支护；影响填土压实的因素。

【时间安排】本章共3讲、6学时。向家坝左岸300m以上高边坡开挖第1章土方工程【教学要求】了解土第1讲

土方调配

与施工机械1概述2土方量的计算与调配3土方施工机械邵阳学院杨宗耀（教授级高工）第1章

土方工程第1讲土方调配

与施工机械1概述邵阳学院杨宗耀（教授级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。常见的土方工程施工内容有：1.1土方工程的内容

⑴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。第1讲土方调配与施工机械共58页第1页

⑶土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。⑵开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：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1概述包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程1.2土方工程的施工要求●土方量少、工期短、费用省；●因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；1概述●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2页1.2土方工程的施工要求●土方量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600～1500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1100～1600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1750～1900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；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石岩1100～2700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2200～2900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2500～3100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2700～3300用爆破方法1.3土的工程分类1概述共58页第3页土的分类土的名称密度（kg/m3）开挖方法一类土砂土；粉土；1.4土的工程性质

天然密度--是指土在天然状态下单位体积的质量，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。⑴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。1概述共58页第4页1.4土的工程性质天然密度--是⑵土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比：快速含水量测定仪

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25～30%，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。⑶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）=K·I

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⑵土的含水量W是土中所含的水与土⑷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；

V3

——土经回填压实后的体积。不同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⑷土的可松性即自然状态下的土，经开挖后，其体积因松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）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二类土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二类土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三类土24～304～71.24～1.301.04～1.07四类土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四类土（泥灰岩、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七类土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八类土45～5020～301.45～1.501.20～1.301.4土的工程性质共58页第7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土的分类及性质一.土的分类1、按地基土分类：

——根据土的颗粒级配或塑性指数分六类

岩石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,人工填土2土的工程分类：按施工的难易程度分八类

松软土,普通土,坚土,砂砾坚土,软石,次坚石坚石,特坚石土的分类及性质二.土的性质这里只讨论土的工程性质，即土的可松性、土的含水量、土的渗透性。1

可松性1)定义：

自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复到原来的体积,其这种性质称为土的可松性2)可松性的表示—可松性系数

(1)最初可松性系数KsV2—开挖后土的松散体积

V1—土的自然体积二.土的性质

(2)土的最终可松性系数K’s

V3——土压实后的体积

V1——土的自然体积

(2)土的最终可松性系数K’3)可松性的利用（1）借土，弃土时应考虑土的可松性Q—借土或弃土的量，正表示弃土，负表示借土；Vt；Vw—填或挖方的体积；Ks；Ks’—土的可松性

Vw

Vt3)可松性的利用VwVt例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,问该场地是借土还是弃土?若用运土量为5m3/车汽车运土,问应运多少车次

例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,问该场地是借土还是弃土?若用运土量为5m3/车汽车运土,问应运多少车次

解:根据公式

Q=（1000-1500/1.03)×1.08=-492.8m3

结果为负，故该场地应借土

运土的车次为

n=492.8/5=99(车次)例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m由于可松性的存在,运土时应考虑工具的容量。由于可松性的存在，原土结构受到破坏时不能用原土回填。再例：施工某基础工程，已知该基坑的尺寸为深X长X宽＝1.5X4.0X3.5m,该基础处地基土的Ks=1.05,Ks’=1.02,地面以下基础体积为7.50m3，问：（1）分层压实回填平至自然地面后，该基础工程有无余土？（2）余多少？

土木工程施工土方调配与施工机械版课件解（1）基坑体积V1=1.5*4*3.5=21.0m3

自然地面下基础体积V’＝7.5m3

回填压实体积V3=21-7.5=13.5m3

总挖出土体积V=21*1.05=22.05m3

回填用土体积V’＝13.5/1.02*1.05=12.61

余土体积＝V－V’=22.05-12.61=9.44

（2）有余土。为：9.44解（1）基坑体积V1=1.5*4*3.5=21.0m32土的含水量

1）定义：土中水的重量与土的固体颗粒重量之比称为土的含水量。

2）表达式ω=Ww/W×100%式中：

ω——土的含水量；

Ww——土中水的重量；

W——土中固体颗粒的重量；3）应用（1）填土时应考虑土的最佳含水量（2）含水量的高低对土的承载力和边坡的稳定性有影响。2土的含水量

第二节土方量的计算一基坑，基槽的土方量的计算１、基坑对于基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行平面做上、下底的一种多面体）体积计算，先计算上、下两个面的面积F1、F2，再计算其体积。如图1-1示，计算公式为或第二节土方量的计算

ｈ——开挖深度；Ｆ１、Ｆ２——上下两个面的面积；

a、b——底面的长度和宽；

m——放坡系数。图1-1ｈ——开挖深度；2基槽沟槽土方量可沿其长度方向分段（截面相同的不分段）计算，先计算截面面积，再求长度，累计各段计算土方量，如图1-2示，可按下式计算Vi——第i段的体积（m3）；F1、F2——第i段的两端面积（m2）；

Li——第i段的长度；

F0——第i段的中截面积；2基槽

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土方施工机械3.1推土机施工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页推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速提高推土机生产效率的方法3.1推土机施工⑴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30～40%。下坡推土下坡推土空车返回爬坡共58页第36页提高推土机生产效率的方法3.1推土机施工⑴下坡推土⑵并列推土

大面积施工区可采用2～3台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约15～30%。3台推土机并列推土⑷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。⑶槽型推土当土层较厚时，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≮1.5m⑵并列推土大面积施工区可采用2～

铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、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页铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度

常用斗容量：2～8m3；

经济运距：自行式800～1500m；拖式600m；效率最高的经济运距为200～350m；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页常用斗容量：2～8m3；3.2铲运机施工3.2.1

铲运机的运行路线

●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3.2.1铲运机的运行路线●椭3.2.2

提高铲运机生产效率的方法

⑴下坡铲土：利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土时间。

⑵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。

⑶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41页3.2.2提高铲运机生产效率的方法

⑷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”。

⑹跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂、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。

⑸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。

⑺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⑷双联铲运：拖式铲运机的动力有富余卡特彼勒

657G铲运机

657G铲运机斗容量达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铲运机施工共58页第43页卡特彼勒657G铲运机6573.3挖掘机施工

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、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0.1～2.5m3。单斗式挖掘机工作简图3土方施工机械共58页第44页3.3挖掘机施工挖掘机主要用于3.3.1正铲挖掘机

正铲的特点是“前进向上，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坡道3.3挖掘机施工共58页第45页3.3.1正铲挖掘机正铲的特点是“前进向上，正铲的开挖方式⑴正向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正铲挖掘机正铲的开挖方式⑴正向开挖侧向装土点击动画正铲的开挖方式⑵正向开挖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正铲的开挖方式⑵正向开挖后方装土3.3.2反铲挖掘机

反铲的特点是“后退向下,强制切土”，适用于开挖一至三类的砂土或粘土主要用于开挖停机面以下4～6m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3.3.2反铲挖掘机反铲的特点是“后退向下,反铲的开挖方式沟端开挖法蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场沟端开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页反铲的开挖方式沟端开挖法蔺家坝泵站泵站沟端开挖法沟侧开挖法点击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页沟侧开挖法点击动画深基坑的管沟的沟侧开挖即反铲停3.3.3拉铲挖掘机拉铲的特点是“后退向下，自重切土”，其挖土半径和深度较大，能挖停机面以下的一至二类土。适于开挖深度较大的基坑、沟渠以及填筑路基、修筑堤坝、河道清淤。拉铲挖掘机铲土拉铲挖掘机甩斗3.3挖掘机施工共58页第51页点击动画拉铲挖土3.3.3拉铲挖掘机拉铲的特点是“后退向下，自抓铲的特点是“直上直下,自重切土”，挖掘力稍小,能挖一至二类土抓铲适于开挖土质较松软，施工面狭窄而深的基坑、深槽、沉井挖土,，清理河泥等。挖淤泥时，抓斗易被淤泥吸住，应避免用力过猛，以防翻车。抓铲施工一般均需加配重3.3挖掘机施工3.3.4抓铲挖掘机点击动画抓铲挖土共58页第52页抓铲的特点是“直上直下,自重切土”，挖掘力稍小,3.4

凿岩机械履带式潜孔钻机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3.4凿岩机械履带式液压凿岩机锚杆钻机主要用来铲、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，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.5～6.1m3。3.5

其它土方施工机械3.5.1装载机宇通ZL50E-1轮胎式装载机3土方施工机械共58页第54页主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对

前铲后挖，小巧灵活、多能高效，集挖掘机和装载机之优点,是最受工地欢迎的土方施工机械之一。3.5.2

挖掘装载机—“两头忙”卡特两头忙

WZ30-25常林挖掘装载机3.5其它土方施工机械柳工766挖掘装载机共58页第55页前铲后挖，小巧灵活、多能高效，集挖掘机和装载机之起重装卸填土夯实道路表面打磨装上抓钩拔树桩换上液压锤破碎忙“两头忙”的一机多用共58页第56页3.5其它土方施工机械起重装卸填土夯实3.5.3

轮斗式挖掘机

又称斗轮机，目前国内主要在电厂干煤棚及矿山行业应用，其强大的土方挖掘能力将在特大型建设工程中大显身手。3.5其它土方施工机械共58页第57页3.5.3轮斗式挖掘机又称斗轮3.5.4平地机成工MGB20B平地机平地机在平整作业3.5其它土方施工机械

利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机械前后轮轴之间，能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的填方平整作业。

共58页第58页3.5.4平地机成工MGB20B平地机前言

本课程是土木专业(房建方向)的一门实践性强、综合性大、涉及知识面广的骨干专业课程，它的任务是研究土木工程施工的局部规律和全局性规律。是同学们步入工作岗位后要学以致用、安身立命的主要课程之一。无论同学们毕业后在土木建筑领域从事何种职业和岗位，本课程的专业知识都将使你受用终生。古人学问无遗力，少壮功夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

前言本课程是土木专业(房建方向)前言本课程的诸多专业术语、概念和知识点常常是求职面试时主考官信手拈来的试题，本课程是你求职的敲门砖！前言本课程的诸多专业术语、概念和知识点常

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土方工程第1讲

土方调配与施工机械第2讲

基坑支护与降水第3讲

土方开挖与填筑

第1章土方工程第1讲土方调配与施工机械第1章土方工程

【教学要求】了解土方工程特点；掌握场地设计标高的确定、调整与土方调配；熟悉边坡稳定及基坑支护的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉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。

【教学重点】土方调配；边坡稳定及基坑支护的方法；轻型井点降水；土方的填筑与压实。

【教学难点】表上作业法进行土方调配；轻型井点降水;边坡稳定及基坑支护；影响填土压实的因素。

【时间安排】本章共3讲、6学时。向家坝左岸300m以上高边坡开挖第1章土方工程【教学要求】了解土第1讲

土方调配

与施工机械1概述2土方量的计算与调配3土方施工机械邵阳学院杨宗耀（教授级高工）第1章

土方工程第1讲土方调配

与施工机械1概述邵阳学院杨宗耀（教授级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。常见的土方工程施工内容有：1.1土方工程的内容

⑴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。第1讲土方调配与施工机械共58页第1页

⑶土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。⑵开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：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1概述包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程1.2土方工程的施工要求●土方量少、工期短、费用省；●因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；1概述●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2页1.2土方工程的施工要求●土方量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600～1500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1100～1600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1750～1900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；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石岩1100～2700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2200～2900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2500～3100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2700～3300用爆破方法1.3土的工程分类1概述共58页第3页土的分类土的名称密度（kg/m3）开挖方法一类土砂土；粉土；1.4土的工程性质

天然密度--是指土在天然状态下单位体积的质量，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。⑴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。1概述共58页第4页1.4土的工程性质天然密度--是⑵土的含水量W是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比：快速含水量测定仪

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25～30%，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。⑶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）=K·I

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⑵土的含水量W是土中所含的水与土⑷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；

V3

——土经回填压实后的体积。不同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⑷土的可松性即自然状态下的土，经开挖后，其体积因松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）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03二类土（植物土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二类土14～282.5～51.14～1.281.02～1.05三类土24～304～71.24～1.301.04～1.07四类土（除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四类土（泥灰岩、蛋白）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七类土30～4510～201.30～1.451.10～1.20八类土45～5020～301.45～1.501.20～1.301.4土的工程性质共58页第7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土的分类及性质一.土的分类1、按地基土分类：

——根据土的颗粒级配或塑性指数分六类

岩石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,人工填土2土的工程分类：按施工的难易程度分八类

松软土,普通土,坚土,砂砾坚土,软石,次坚石坚石,特坚石土的分类及性质二.土的性质这里只讨论土的工程性质，即土的可松性、土的含水量、土的渗透性。1

可松性1)定义：

自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复到原来的体积,其这种性质称为土的可松性2)可松性的表示—可松性系数

(1)最初可松性系数KsV2—开挖后土的松散体积

V1—土的自然体积二.土的性质

(2)土的最终可松性系数K’s

V3——土压实后的体积

V1——土的自然体积

(2)土的最终可松性系数K’3)可松性的利用（1）借土，弃土时应考虑土的可松性Q—借土或弃土的量，正表示弃土，负表示借土；Vt；Vw—填或挖方的体积；Ks；Ks’—土的可松性

Vw

Vt3)可松性的利用VwVt例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,问该场地是借土还是弃土?若用运土量为5m3/车汽车运土,问应运多少车次

例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m3,ks=1.08,ks’=1.03,问该场地是借土还是弃土?若用运土量为5m3/车汽车运土,问应运多少车次

解:根据公式

Q=（1000-1500/1.03)×1.08=-492.8m3

结果为负，故该场地应借土

运土的车次为

n=492.8/5=99(车次)例题某场地的挖方体积为1000m3,填方体积为1500m由于可松性的存在,运土时应考虑工具的容量。由于可松性的存在，原土结构受到破坏时不能用原土回填。再例：施工某基础工程，已知该基坑的尺寸为深X长X宽＝1.5X4.0X3.5m,该基础处地基土的Ks=1.05,Ks’=1.02,地面以下基础体积为7.50m3，问：（1）分层压实回填平至自然地面后，该基础工程有无余土？（2）余多少？

土木工程施工土方调配与施工机械版课件解（1）基坑体积V1=1.5*4*3.5=21.0m3

自然地面下基础体积V’＝7.5m3

回填压实体积V3=21-7.5=13.5m3

总挖出土体积V=21*1.05=22.05m3

回填用土体积V’＝13.5/1.02*1.05=12.61

余土体积＝V－V’=22.05-12.61=9.44

（2）有余土。为：9.44解（1）基坑体积V1=1.5*4*3.5=21.0m32土的含水量

1）定义：土中水的重量与土的固体颗粒重量之比称为土的含水量。

2）表达式ω=Ww/W×100%式中：

ω——土的含水量；

Ww——土中水的重量；

W——土中固体颗粒的重量；3）应用（1）填土时应考虑土的最佳含水量（2）含水量的高低对土的承载力和边坡的稳定性有影响。2土的含水量

第二节土方量的计算一基坑，基槽的土方量的计算１、基坑对于基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行平面做上、下底的一种多面体）体积计算，先计算上、下两个面的面积F1、F2，再计算其体积。如图1-1示，计算公式为或第二节土方量的计算

ｈ——开挖深度；Ｆ１、Ｆ２——上下两个面的面积；

a、b——底面的长度和宽；

m——放坡系数。图1-1ｈ——开挖深度；2基槽沟槽土方量可沿其长度方向分段（截面相同的不分段）计算，先计算截面面积，再求长度，累计各段计算土方量，如图1-2示，可按下式计算Vi——第i段的体积（m3）；F1、F2——第i段的两端面积（m2）；

Li——第i段的长度；

F0——第i段的中截面积；2基槽

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土方施工机械3.1推土机施工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页推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速提高推土机生产效率的方法3.1推土机施工⑴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30～40%。下坡推土下坡推土空车返回爬坡共58页第36页提高推土机生产效率的方法3.1推土机施工⑴下坡推土⑵并列推土

大面积施工区可采用2～3台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约15～30%。3台推土机并列推土⑷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。⑶槽型推土当土层较厚时，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≮1.5m⑵并列推土大面积施工区可采用2～

铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、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页铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度

常用斗容量：2～8m3；

经济运距：自行式800～1500m；拖式600m；效率最高的经济运距为200～350m；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页常用斗容量：2～8m3；3.2铲运机施工3.2.1

铲运机的运行路线

●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3.2.1铲运机的运行路线●椭3.2.2

提高铲运机生产效率的方法

⑴下坡铲土：利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土时间。

⑵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。

⑶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41页3.2.2提高铲运机生产效率的方法

⑷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”。

⑹跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂、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。

⑸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。

⑺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⑷双联铲运：拖式铲运机的动力有富余卡特彼勒

657G铲运机

657G铲运机斗容量达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铲运机施工共58页第43页卡特彼勒657G铲运机6573.3挖掘机施工

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、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0.1～2.5m3。单斗式挖掘机工作简图3土方施工机械共58页第44页3.3挖掘机施工挖掘机主要用于3.3.1正铲挖掘机

正铲的特点是“前进向上，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坡道3.3挖掘机施工共58页第45页3.3.1正铲挖掘机正铲的特点是“前进向上，正铲的开挖方式⑴正向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