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1、2020/7/26,东南大学交通学院102,1,1,第二章 土石方开挖和填筑,2020/7/26,东南大学交通学院102,2,2,2.1 土方工程,土石方开挖和填筑的基本类型 土石方工程施工过程开挖、运输和填筑 水运工程施工过程中的土石方工程：场地整平、基坑和航道的开挖，码头（或闸墙）后填土、基坑回填、新港区的吹填等,2020/7/26,东南大学交通学院102,3,3,2.1.1 土石方开挖的基本方法,1）人工和半机械化开挖法 2）机械化开挖法 3）水力开挖法 4）爆破开挖法 土石方开挖的基本要求：具有稳定的边坡，良好的排水，尽量减少超挖和欠挖。,2020/7/26,东南大学交通学院102,4
2、,4,2.1.2 机械化施工的特点,能完成独特的施工任务 能改善劳动条件 大幅度提高劳动生产率 机动灵活,2020/7/26,东南大学交通学院102,6,6,2.1.4 施工机械的合理选择和组合,一、选择施工机械的原则： 1、应与工程的具体实际相结合； 2、应有较好的经济性； 3、应能保证工程质量要求和施工安全； 4、机械的合理组合： 1）主导机械与配套机械配套 2）牵引车与配套机具组合 3）配合作业机械组合数尽量少 4）尽量选用系列产品，便于维修和管理,2020/7/26,东南大学交通学院102,7,7,2.1.5 机械施工组织方法,推土机施工法（适用于、土） 铲运机作业法（适用于、土） 挖
3、掘机作业法（适用于级及级以下的土）,2020/7/26,东南大学交通学院102,8,8,土、石工程分级表(1),2020/7/26,东南大学交通学院102,9,9,土、石工程分级表(2),2020/7/26,东南大学交通学院102,10,10,2.1.5.1 推土机施工法,2020/7/26,东南大学交通学院102,11,推土机施工法,这是一种近距离土方转移的施工方法，经济远距为5080m。填挖高度不大于2m。 特点：能一机完成铲挖、运土和卸土。 作业方法： 1、接力推土法 2、槽式推土法 3、并列推土法 4、下坡推土法,2020/7/26,东南大学交通学院102,12,12,生产率计算,推土
4、机作业生产率P (m3/h)为： 推土机的其他用途,2020/7/26,东南大学交通学院102,13,13,提高推土机生产率的途径,根据施工条件，因地制宜，提高机械施工人员的技术素质，具体说有： 1、缩短推土机作业的循环时间 2、提高时间利用系数 3、降低运送中土的漏损,2020/7/26,东南大学交通学院102,14,14,拖式铲运机,2.1.5.2 铲运机施工法,2020/7/26,东南大学交通学院102,15,15,铲运机施工法,铲运机是一种中距离大规模转移土方的机具。它可分为拖式和自行式两类。 特点：能一机完成铲挖、运土和卸土。 经济远距：200 300米。开挖深度38m。,2020/
5、7/26,东南大学交通学院102,16,16,作业方法:,1、一般铲土法 2、波浪铲土法 3、跨铲法 4、下坡铲土法 5、顶推助铲法 环形 运行线路： 之字形 8字形,2020/7/26,东南大学交通学院102,17,17,生产率计算,铲运机的生产率计算（m3/h) V铲斗几何容量/m3; Kh土壤充满系数; Kb时间利用系数; Ks土壤松散系数; T每一工作循环时间/min,2020/7/26,东南大学交通学院102,18,18,提高铲运机作业生产率的措施,1、加强施工组织管理和提高机械操作人员的技术素质； 2、对级以上的土或冻土应先预松，预松深度不宜超过2040cm； 清除铲土地段的树根、
6、树桩、孤石等； 运行时减少180o大转弯的次数； 土的含水量适中。,2020/7/26,东南大学交通学院102,19,19,2.1.5.3 挖掘机施工法,挖掘机是一种专门的土方挖掘和装载机械，作业效率高，特别适用于土方工程量大、有一定作业面高度或深度的工程。施工时必须配备运输机械。对运距较远的土方工程一般采用这种方法。 挖掘机的种类：正铲、反铲、拉铲和抓铲。,2020/7/26,东南大学交通学院102,20,20,正铲挖掘机的施工方法,2020/7/26,东南大学交通学院102,21,21,特点：前进向上，强制切土 施工方法： 正向开挖 侧向开挖,2020/7/26,东南大学交通学院102,2
7、2,22,反铲挖掘机的施工方法,2020/7/26,东南大学交通学院102,23,23,特点：后退向下，强制切土 施工方法： 沟端开挖 沟侧开挖,2020/7/26,东南大学交通学院102,24,2020/7/26,东南大学交通学院102,25,25,抓铲挖掘机的施工方法,主要用于开挖独立的深基坑，依靠挖斗的自重下落的动能切入土中，然后用钢丝束往上拉升将土挖起装入斗内。 拉铲挖掘机的施工方法 拉铲施工时由钢束将铲斗甩向挖土区，靠铲斗自重的动能切入土中，然后用钢束往回拉将土装入斗内。通常将土直接卸在挖土区的附近。,2020/7/26,东南大学交通学院102,26,26,抓铲,2020/7/26,
8、东南大学交通学院102,27,27,拉 铲,2020/7/26,东南大学交通学院102,28,28,配套机械的数量的确定,通常要求汽车的装载量为挖掘机斗容量的34倍为宜。同时挖掘机不停地工作。 汽车数量 N=t1/t2(取整数） t1：汽车一个工作循环时间； t2：挖掘机装满一车土所需时间。,2020/7/26,东南大学交通学院102,29,29,生产率计算,单斗挖掘机的生产率主要取决于铲斗的容量、工作循环时间、被挖土的级别和时间利用系数等。生产率Q按下式计算： Q：挖掘机的生产率，m3/h,2020/7/26,东南大学交通学院102,30,30,提高挖掘机生产率的措施,精心设计施工组织：创造
9、工作面，装运双放法，事先拟好运土车辆的行驶路线，减少重车路线上的上坡道。 提高驾驶员的技术熟练程度； 要经常检查挖掘机的技术状况，铲斗斗齿的锋利程度。,2020/7/26,东南大学交通学院102,31,31,2.1.6 土方填筑,土方填筑工程均要求达到一定的密实度，以满足不同工程对稳定、防渗和沉降的要求。 水运工程中的土方填筑工程内容： 主要有：码头（或闸墙）后填土、基坑回填、新港区的吹填等。,2020/7/26,东南大学交通学院102,32,32,2.1.6.1 机械化施工的机械组合类型,1、推土机+压实机械 2、铲运机+压实机械 3、挖掘机+运料卡车+推土机+平地机+压实机械,2020/7
10、/26,东南大学交通学院102,33,33,2.1.6.2 土方填筑的主要施工工序,选择料场WL、IP、CBR值 基础处理清除杂草、树根、软基处理、 横坡度处理。 填筑自然堆填 水平分层铺土、分层压实。 碾压是一道关键工序，它使填料达到 要求的密实度。,2020/7/26,东南大学交通学院102,34,34,2.1.6.3 压实机械的种类,1静力压路机： 光面压路机 羊角碾 轮胎压路机 2振动压路机： 自行式 拖式 3夯实机,2020/7/26,东南大学交通学院102,35,35,三轮压路机,2020/7/26,东南大学交通学院102,36,36,自行式振动压路机,2020/7/26,东南大学
11、交通学院102,37,37,自行式振动压路机,2020/7/26,东南大学交通学院102,38,38,羊角碾,2020/7/26,东南大学交通学院102,39,39,羊角碾,2020/7/26,东南大学交通学院102,40,40,凹凸压路机,2020/7/26,东南大学交通学院102,41,41,轮胎压路机,2020/7/26,东南大学交通学院102,42,42,2.1.6.4 压实原理,压实是指通过施加外力，增大某种材料的密度的方法。 在不同的外力作用下，其压实原理可简化为静压、冲击和振动三种作用加以说明： 静压作用 冲击作用 振动作用,2020/7/26,东南大学交通学院102,43,43
12、,2.1.6.5 填方密实的方法,1、机械力作用方法 2、水力作用方法用于砂性土 3、爆炸力作用方法用于水下基础夯实,2020/7/26,东南大学交通学院102,44,44,毫秒-爆夯,2020/7/26,东南大学交通学院102,45,45,2020/7/26,东南大学交通学院102,46,46,机械力作用压实方法可分为： 静力压路机压实 夯实机夯实 振动压路机压实 施工方法：平整作业面，铺垫填料，碾压，检查密实度或压实度,2020/7/26,东南大学交通学院102,47,47,强夯法加固地基,2020/7/26,东南大学交通学院102,48,48,强夯,2020/7/26,东南大学交通学院1
13、02,49,49,2.1.6.6 影响填料压实的因素,填料的级配，要求填料的不均匀系数应大于5 填料的透水性,透水性大的填料易压实 填料的含水量，填料在最佳含水量时，压实阻力最小，最易压实 压实机械,不同的填料应选用不同类型的压实机械. 压实功，当压实机械碾压在土体中产生的剪应力小土体承载力时，压实功越大，压实效果越好。 压实机械的行驶速度、遍数和填土层厚度,2020/7/26,东南大学交通学院102,50,50,击实曲线,含水量w,%,w0,0,干密度，g/cm3,max,2020/7/26,东南大学交通学院102,51,51,2.1.6.7 填料压实质量的检查方法,细粒土：可采用环刀法、核
14、子密度仪法。 中粒土和粗粒土：采用灌砂法。 当填料是石料时，可用碾压法。,2020/7/26,东南大学交通学院102,52,52,2020/7/26,东南大学交通学院102,53,53,2.1.7 土方工程量的计算和调运,基坑的土方量计算,2020/7/26,东南大学交通学院102,54,54,沟槽的土方量（1）,F2,L1,F1,F0,2020/7/26,东南大学交通学院102,55,55,沟槽的土方量（2）,横断面法 绘横断面图尽可能与等高线垂直 计算横断面面积，根据地形变化确定断面间距L 计算土方量,2020/7/26,东南大学交通学院102,56,56,绘横断面图,A，,A,A,A，,
15、2020/7/26,东南大学交通学院102,57,57,大面积土方填挖方格网法,1.划分方格网，一般采用20 20m或4040m，每个方格右角的上、下分别是设计地面 标高和自然 地面标高， 其差值为该 点的填、挖 高度。,45.01(地面标高）,44.01(设计标高）,43.61,43.71,43.81,43.41,43.51,43.11,2020/7/26,东南大学交通学院102,58,58,2.零点位置计算图,h1,h2,h3,h4,零界线,X4,X3,X2,X1,挖,填,零界点,零界点,h2,h1,h3,h4,填,挖,填,挖,X1,X2,X3,X4,a,2020/7/26,东南大学交通学院102,59,59,计算零点位置,2020/7/26,东南大学交通学院102,60,60,例题1,a,a,h1,h2,h3,h4,2020/7/26,东南大学交通学院102,61,61,h1,a,a,h2,h3,h4,零线,三挖一填（或三填一挖）方格,填方部分土方量：,挖方部分土方量：,例题2,2020/7/26,东南大学交通学院102,62,62,a,a,h2,h4,零线,一挖一填方格,填方部分土方量：,挖方部分土方量：,例题3,2020/7/26,东南大学交通学院102,63,63,2020/7/26,东南大学交通学院102,64,64,2020/7/26
