第一章 土方工程

第五节 土方机械化施工 土方机械的类型 挖掘机械：单斗挖土机（正铲、反铲、拉铲、抓铲） 挖运机械：推土机、装载机、铲运机 第五节 土方机械化施工 土方机械的类型 挖掘机械：单斗挖土机（正铲、反铲、拉铲、抓铲） 挖运机械：推土机、装载机、铲运机 运输机械：自卸汽车、翻斗车…… 密实机械：压路机、蛙式夯、振动夯……

一、推土机 推土铲刀 2、行走方式 履带式 轮胎式 3、铲刀操纵方式 索式 油压式 4、特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较 1、组成 拖拉机 推土铲刀 2、行走方式 履带式 轮胎式 3、铲刀操纵方式 索式 油压式 4、特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较 小，功率大，行驶快，易于转移，能爬300 左右的缓坡。｛｝

拖拉机 履带 履带式推土机 推土铲刀 轮胎 轮胎式推土机

（2）坑槽开挖－－深度在1.5m内、一～四类土。 5、适用范围： （1）平整场地－－运距在100m内，一～四类土的挖 运，压实； （2）坑槽开挖－－深度在1.5m内、一～四类土。 ⑴ 下坡推土法 ⑵分批集中一次推土法 ⑶并列推土法 ⑷槽形推土法 ⑸铲刀上附加侧板 6、施工方法

下坡推土法 槽形推土法

分堆集中 一次推送法 并列推土

铲刀上附加侧板 （斜角推送法作业）

二、铲运机 铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗，在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。 拖式铲运机 自行式铲运机 1、种类 索式操纵 2、铲斗操纵方式 油压式操纵 3、特点 ：因为能综合完成挖土、运土、卸土和平土 工作，因而管理简单，效率高，运转费用 低，对行使道路要求较低。

4、适用范围： 可挖运含水量不超过27%的一～三类土，适用于地形起伏不大，坡度在200以内的大面积场地平整；开挖大型基坑；填筑堤坝和路基。 5、开行路线 ⑴、环形路线 ⑵、8字形路线 (3)、锯齿形

1－路堤 2－取土槽 铲运机锯齿形开行路线

6、提高铲运机生产率的措施 ⑴、下坡铲土法 ⑵、跨铲法 ⑶、助铲法

助铲法示意图 铲运机铲土 推土机助铲

跨铲法作业示意图

拖式铲运机 自行式铲运机 挖掘铲运机

三、单斗挖土机 机械式 按操纵机构的不同 液压式 履带式 按行走装置不同 分类 轮胎式 正铲 反铲 按工作装置不同 拉铲 抓铲

反铲履带式挖土机 推土机

正铲挖掘机 反铲挖掘机 拉铲挖掘机 抓铲挖掘机

正铲挖土机的特点：前进向上，强制切土 反铲挖土机的特点：后退向下，强制切土 拉铲挖土机的特点：后退向下，自重切土 抓铲挖土机的特点：直上直下，自重切土

1 、正铲挖土机 动画演示 工作特点：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效 率高，易与汽车配合； 适用于： 停机面以上一～四类土,宜于土质较好，无 地下水或含水量较小的地区。 作业方法：正向挖土侧向卸土，正向挖土后方卸土。 动画演示

正铲履带式液压挖掘机

正铲挖土机开挖方式 (a)正向挖土侧向卸土； (b)正向挖土后方卸土 l一正铲挖土机； 2一自卸汽车

正向挖土侧向卸土 正向挖土后方卸土 正铲挖土机和卸土方式

2、反铲挖土机 动画演示 工作特点：“后退向下，强制切土”，可 与汽车配合； 适用于：停机面以下、一～三类土，适宜于开挖小型基 坑、基槽和管沟，以及淤泥和地下水位较高的 地区。 作业方法：沟端开挖一一挖宽0.7～1.7R，效率高、稳 定性好； 沟侧开挖一一挖宽0.5~0.8R。 动画演示

3 反铲挖土机开挖方式 （a）沟端开挖；（b）沟侧开挖 1－反铲挖土机；2－自卸汽车；3－弃土堆

轮胎式反铲挖土机 履带式反铲挖土机

3、拉铲挖土机 动画演示 工作特点：“后退向下，自重切土”；开挖深度、宽 度大，甩土方便： 适用于：停机面以下、一～三类土的开挖，适宜于开挖 沟槽、基坑、地下室等。 作业方法：沟端开挖 沟侧开挖 动画演示

拉铲挖土机

4、抓铲挖土机 动画演示 工作特点： “直上直下，自重切土”， 效率较低； 适用于： 停机面以下、一～二类 土 的、面积小而深度较 大的坑、井开挖，最适宜 于进行水中挖土。。 动画演示

履带式液压抓铲挖土机

四、 土方施工机械的选择 土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。

1、开挖基坑时机械选择 1）土含水量小，深度在1~2米，不长时，用推土机；较长时，用铲运机，深度超过2米，基坑较大时用正铲挖土机。 2）地下水位高，不降水，或土质松软，采用反铲、拉 铲，配自卸汽车。 2、挖填方高度均不大，运距在100m以内时，采用推土机施工，灵活、经济。

3、地形起伏在200内，面积较大，含水量适当，运距在1公里内，用铲运机较合适。 4、地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1000m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工。

五、 土方筑填与压实的方法、要求 （一）土料选择 1、选择填方土料应符合设计要求 2、填筑方法 填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料（防止水囊）。 填土应接近水平分层填筑，对于倾斜的地面，应将斜坡修筑成1∶2阶梯形边坡后施工，以免填土横向移动。

适用于大面积填土，如场地平整、路基、堤坝等工程 （二）、填土压实的方法 1、碾压法 适用于大面积填土，如场地平整、路基、堤坝等工程 （1）光面碾——对砂土类和粘性土均可压实 （2）振动碾——压实爆破石渣、碎石类土、杂填土或 粉质粘土； （3）羊足碾——适用压实粘土。 碾压机械进行大面积填方碾压，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。

光轮压路机

轮胎式压路机 羊足碾

2、夯实法 利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小面积填土，，夯实厚度一般在200㎜以内。 （1）、机械夯实 有夯锤、柴油夯、内燃夯土机和蛙式打夯机等。 （2）、人工夯实 木夯、石夯等

蛙式夯实机 振动冲击夯 振动平板夯实机

3、振动法 单钢轮振动压路机 主要适用于振实非粘性土， 分为振动板、平板碾。 全液压轮胎压路机 凸块振动压路机

(三)填土压实的影响因素 1 、压实功的影响 压实机械压实土所做的功称为压实功 结论： 压实遍数不是越多越好。 填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。 1 、压实功的影响 压实机械压实土所做的功称为压实功 结论： 压实遍数不是越多越好。 土的密度与压实功的关系图

2 、含水量的影响 填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。 较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下， 得到最大的密实度，这时土的 含水量称做最佳含水量。 土的干密度与 含水量关系图

结论：同一种土采用同样的压实功进行压实， 工地简单检验粘性土的含水量的方法一般以手握成团，落地开花为宜。 含水量调整与橡皮土处理 过大 －－翻松、晾晒、掺入干土或石灰； 过小 －－洒水湿润、增加压实功； 橡皮土－－彻底清除，轻压薄铺。 结论：同一种土采用同样的压实功进行压实， 在最佳含水量状态下，所得的密实度最大。

土的最佳含水量和最大干密度参考表 项次 土的种类 变动范围 最佳含水量(%)(质量比) 最大干密度(g/cm3) 1 砂土 8～12 1.80～1.88 2 粘土 19～23 1.58～1.70 3 粉质粘土 12～15 1.85～1.95 4 粉土 16～22 1.61～1.80

3、 铺土厚度的影响 结论：铺土厚度应小于机 压实作用沿深度的变化 在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。 各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。 结论：铺土厚度应小于机 械压土的影响深度。

（四） 填土质量检查 检查内容——密实度； 检查指标——控制干密度ρd(或规定的压实系数λ)； 检查方法——环刀取样，测实际干密度； 检查要求： 式中： —— 实际干密度 —— 控制干密度 土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。 控制干密度（g/cm3） 即： 压实系数 最大干密度（g/cm3）

土的最大干密度 乘以规范规定或设计要求的压实系数Dy，即可计算出填土控制干密度 的值。 一般由设计确定。 土的最大干密度 乘以规范规定或设计要求的压实系数Dy，即可计算出填土控制干密度 的值。 土的实际干密度可用“环刀法”测定。 土的天然密度（g/cm3） 土的天然 含水量(％) 实际干密度 填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合下表的规定。

填土工程质量检验标准 项 序 检查项目 允许偏差或允许值(mm) 检查方法 桩基 基坑 基槽 场地平整 管沟 地(路)面基 础层 人工 机械 主控 项目 1 标高 -50 ±30 ±50 水准仪 2 分层压实系数 设计要求 按规定方法 一般项目 回填土料 取样检查或直观鉴别 分层厚度及含水量 水准仪及抽样检查 3 表面平整度 20 30 用靠尺或水准仪

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