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第一章 土方工程
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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……
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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。{}
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拖拉机 履带 履带式推土机 推土铲刀 轮胎 轮胎式推土机
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(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
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下坡推土法 槽形推土法
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分堆集中 一次推送法 并列推土
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铲刀上附加侧板 (斜角推送法作业)
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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。
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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
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1-路堤 2-取土槽 铲运机锯齿形开行路线
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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
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助铲法示意图 铲运机铲土 推土机助铲
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跨铲法作业示意图
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拖式铲运机 自行式铲运机 挖掘铲运机
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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
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反铲履带式挖土机 推土机
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正铲挖掘机 反铲挖掘机 拉铲挖掘机 抓铲挖掘机
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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
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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
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正铲履带式液压挖掘机
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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; 一自卸汽车
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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
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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
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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
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轮胎式反铲挖土机 履带式反铲挖土机
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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
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拉铲挖土机
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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
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履带式液压抓铲挖土机
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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光轮压路机
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轮胎式压路机 羊足碾
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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
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蛙式夯实机 振动冲击夯 振动平板夯实机
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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
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(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
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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
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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。
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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
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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。
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(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)
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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。
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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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