施工技术-第1讲

第1章土方工程第1讲土方工程施工要点第2讲基坑（槽）开挖土的可松性即自然状态下的土，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。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等的重要参数。不同分类的土的可松性系数可参考下表：土方工程共46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概述共46页第8页例题某工程开挖天然土方量2400m³，其中部分土需就近回填夯实一个容积为900m³的土坑，余土全部由每次能运送3.5m³的汽车运走，求所需车次？（已知土的Ks=1.2,Ks’=1.05）解：∵V1=V2/Ks=V3/Ks’∴V2=V3/Ks’·Ks=900×1.2/1.05=1029m³

所需车次n=（2400×1.2-1029）/3.5

=529车次

机械化施工第1章

土方工程

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1.5m左右的基坑、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。1土方机械化施工1.1推土机施工第3讲

机械化施工及填土压实TQ230G全液压高原推土机

TY320C前铲后犁推土机共47页

第1页水中清碴平整场地土方推送移挖作填1.1推土机施工共47页

第2页提高推土机生产效率的方法1.1推土机施工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,提高生产率约30～40%。共47页

第3页并列推土1.1推土机施工

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台推土机并列推土共47页

第4页

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。1.1推土机施工军用推土机美国M9共47页

第5页

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。1.2铲运机施工1土方机械化施工CL9A自行式铲运机CTY9A拖式铲运机拖式铲运机施工作业中共47页

第6页铲运机的斗容量为2～8m3，自行式铲运机的经济运距为800～1500m，拖式铲运机的经济运距为600m，效率最高的经济运距为200～350m。如采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运距可增加至1000m。1.2铲运机施工宇通重工CTY9A拖式铲运机卡特彼勒

657G自行式铲运机运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。共47页

第7页1.2.1

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。1.2铲运机施工共47页

第8页1.2.2

提高铲运机生产效率的方法

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。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。1.2铲运机施工共47页

第9页

●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。

●双联铲运法：拖式铲运机的动力有富余时，可在拖拉机后串连两个铲斗进行双联铲运。对坚硬土层，可先铲满一个斗，再铲另一个斗，即“双联单铲”；对松软土层，可两个斗同时铲土，即“双联双铲”。1.2铲运机施工共47页

第10页卡特彼勒

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。1.2铲运机施工共47页

第12页1.3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。

挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作装置分为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机是正铲和反铲挖掘机。1土方机械化施工共47页

第13页1.3.1

正铲挖掘机

正铲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，且需与汽车配合完成土方的挖运工作。采用正铲开挖大型基坑，应考虑工作面的大小、形状和开行通道的设置。邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川)日立EX3600E-6正铲挖掘机1.3挖掘机施工共47页

第14页正铲的开挖方式

正向开挖、侧向装土

即挖土机向前进方向挖土，汽车停在侧面装土。

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。此法因挖掘机卸土时回转角大、汽车需倒车开入，运输不方便。只适用于基坑宽度较小、深度较大的情况此法因挖掘机卸土时回转角小、运输方便、生产效率高而应用较广1.3挖掘机施工点击动画正铲挖土共47页

第15页1.3.2反铲挖掘机反铲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的土方，一般反铲的最大挖土深度为4～6m，经济合理的挖土深度为3～5m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。带加长臂的反铲挖掘机1.3挖掘机施工共47页

第16页反铲的开挖方式

沟端开挖法

即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场1.3挖掘机施工沟端开挖法共47页

第17页

沟侧开挖法

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。1.3挖掘机施工深基坑的接力开挖管沟的沟侧开挖共47页

第18页拉铲拉铲抓铲拉铲工作示意图1.3挖掘机施工共47页

第19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，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.5～6.1m3。1.4

其它土方施工机械1土方机械化施工⑴装载机ZL10B型装载机(山东威力天地)共47页

第20页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、机场等大面积的地面平整作业。⑵平地机成工MGB20B平地机平地机在平整作业1.4其它土方施工机械共47页

第21页

1.5土方工程综合机械化施工1土方机械化施工

土方工程综合机械化施工，是以土方工程中某一施工过程为主导，按其工程量大小、土质条件、工期要求、运距及场地来选择主导施工机械，并以此为依据来合理配备其它辅助施工机械，实现机械化施工。如：

运距800～1500m的大型土石方以铲运机为主大型土石方施工现场共47页

第22页●大型基坑整体开挖以正铲为主；●小型基坑及管沟开挖以反铲为主；正铲开挖大型土石方反铲开挖基坑反铲开挖管沟1.5土方工程综合机械化施工共47页

第23页1.5土方工程综合机械化施工土方运距在1500m以上时以汽车运输为主汽车运输要考虑装载机装土共47页

第24页土质坚硬时，要配备大马力推土机或松土机

1.5土方工程综合机械化施工共47页

第25页2土方边坡合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设边坡，是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m，即：第1讲土方规划

式中

m=b/h

，称为坡度系数。其意义为：当边坡高度已知为h时，其边坡宽度则等于mh。共46页第9页临时性挖方的边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1:1.25～1:1.5一般粘性土硬1:0.75～1:1硬、塑1:1～1:1.25软1:1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1:0.5～1:1充填砂土1:1～1:1.5边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的工程性质及工程特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。临时性挖方边坡可按下表确定：2土方边坡共46页第10页深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡

的最陡坡度（不加支撑）土的种类边坡坡度（高：宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉质粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土(经井点降水后)1:1.00当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)底面标高时,挖方深度在5m以内,不加支撑的边坡可按下表确定：2土方边坡共46页第11页4场地平整土方量计算

4.1.1

H0的重要性

场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。4.1

场地设计标高H0的确定确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。第1讲土方规划共46页第12页4.1.2

H0的确定原则

●满足生产工艺和运输的要求；●充分利用地形，分别确定不同位置的设计标高；●考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；●要有合理的泄水坡度(≧2‰)，满足排水要求；

4场地平整土方量计算共46页第13页4.1.3

H0的确定步骤如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0,其步骤如下：

⑴划分方格网

方格网边长a常用20m、40m；挖填平衡原则即场地内土方的绝对体积在平整前、后相等4场地平整土方量计算共46页第14页方格网图由设计单位(一般在1/500的地形图上)将场地划分为边长a=10～40m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn）。求各方格角点的施工高度hn

hn=场地设计标高Hn－自然地面标高H

角点编号施工高度hn

1

-0.7243.2442.52自然地面标高H

设计标高Hn若hn为正值则该点为填方，

hn为负值则为挖方。土方方格网图例共46页第25页⑵确定各方格网角点高程●水准仪实测；●利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。4场地平整土方量计算共46页第15页水准仪进行高程测量(3)计算“零点”位置，确定零线

方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”。

零点位置按下式计算：式中X1、X2——角点至零点的距离，m；h1、h2——相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，m；a—方格网的边长，m。确定零点的办法也可以用图解法，用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是方格中挖方与填方的分界线。

计算方格土方工程量按方格底面积图形和下表所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量。

Vn=S·∑hn

/n

（经验之谈）V：某个方格网的挖方量或填方量S：某方格网中挖方或填方部分的底面积hn：某方格网中挖方或填方部分角点的施工高度常用方格网点计算公式项目图式计算公式一点填方或挖方(三角形)

两点填方或挖方(梯形)

三点填方或挖方(五角形)

四点填方或挖方(正方形)

作业：已知每个方格边长a=20m求：（1）每个方格的挖、填土方量。（2）方格网总填方量和挖方量。解:(1)计算零点位置：1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。1—5线X1=a·h1/(h1+h5)=20×0.1/(0.1+0.34)=4.55(m)

X2=20-4.55=15.45(m)同理：2—6线X1=13.10(m)X2=6.90(m)6—7线X1=7.69(m)X2=12.31(m)7—11线X1=8.89(m)X2=11.11(m)11—12线X1=15.38(m)

X2=4.62(m)注：X1表示零点到前角点的距离将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来即为零线(2)计算各方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形，土方量为：VⅢ

(+)=20×20×(0.53+0.72+0.16+0.43)/4=184(m³)VⅣ(-)=