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1、长石,云母,蒙脱石,高岭石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,云母,（一）推土机施工,第一章 土石方工程与地基处理,2、反铲挖土机 反铲挖土机工作特点： 是开挖停机面以下的土壤，不需设置进出口通道。适用于开挖管沟和基槽，也可开挖小型基坑。尤其适用于开挖地下水位较高或泥泞的土壤。,反铲挖土机传动方式：有液压传动和机械传动两种。表1-15为机械传动反铲挖土机的主要技术性能及工作尺寸。 常用反铲主要技术性能 表1-15,沟端开挖：挖土机停在沟槽一端，向后倒退挖土，汽车可在两旁装土，此法采用较广。其工作面宽度较大，单面装土时为1.3R，双面装土时为1.7R，深度可达最大挖土深度H。 沟侧开挖：挖土机沿沟槽一
2、侧直线移动挖土。此法能将土弃于距沟边较远处，可供回填使用。由于挖土机移动方向与挖土方向相垂直所以稳定性较差，而且开挖深度和宽度（一般为0.8R）也较小，也不能很好控制边坡,3、拉铲挖土机 拉铲挖土机的工作装置简单，可由起重机改装。拉铲的开挖方式，基本上与反铲挖土机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖,常用拉铲挖土机的主要技术性能，见表1-16。,4、抓铲挖土机 抓铲挖土机一般由正、反铲液压挖土机更换铲土斗换上合瓣式抓斗而成，也可由履带式起重机改装。可用以挖掘面积较小，深度较大的沟槽沉井或独立柱基的基坑，最适宜于进行水下挖土，如放置在驳船上，开挖地面水取水构筑物基础水下土石方。,图1-38为合瓣铲挖
3、土机示意图，图1-39为拉铲产用三角形挖土方法。,单斗挖土机生产率计算： 单斗挖土机纯工作小时生产率Ph可按下列公式计 算： （m3/h） (1-43) 式中：q土斗容量（m3） n每分钟挖土次数； Tp挖土机每次循环延续时间（s） K系数，一般为0.60.87,单斗挖土机台班生产率Pd按下式计算： （1-44） 式中：KB工作时间利用系数： 在向汽车装土时，KB为0.680.72 在侧向堆土时，KB为0.780.88 挖爆破后的岩石时，KB为0.60； 土斗容量愈小，KB值愈低。,（二）多斗挖土机施工 1、多斗挖土机的性能及其开挖方式 多斗挖土机又称挖沟机、纵向多斗挖土机。与单斗挖土机比较，
4、它有下列优点：挖土作业是连续的，在同样条件下生产率较高；开挖每单位土方量所需的能量消耗较低；开挖沟槽的底和壁较整齐；在连续挖土的同时，能将土自动卸在沟槽一侧。,挖沟机不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土。它宜于开挖黄土，粉质粘土等。 挖沟机由工作装置、行走装置和动力、操纵及传动装置等部分组成。挖沟机的类型，按工作装置分为链斗式和轮斗式两种。按卸土方法分为装有卸土皮带运输器的和未装卸土皮带运输器的两种。通常挖沟机大多装有皮带运输器。行走装置有履带式、轮胎式和履带轮胎式三种。动力一般为内燃机。,链斗式挖沟机的构造如图1-40,挖沟机土斗装设有围绕斗架的无极斗链上。土斗前端用铰链连接于斗链，后端自由地悬
5、挂。斗架位于机械后部，前端有钢索连接于升降斗架的卷筒，并有滚子嵌在凹槽形的导轨内。开动卷筒，通过钢索使斗架沿导轨升降，改变沟槽开挖深度。 动力装置通过传动机构使主动链轮转动，带动斗链转动，于是没入土中的土斗切土。当土斗上升至主动链轮处，其后端即与斗链分开而卸土，土沿堆土板滑下，由装设在堆土板下方的皮带运输器卸至机器一侧。皮带运输器由一马达带动，其运行的方向与挖沟机的开行方向垂直。,沟槽开挖宽度与土斗宽度相同。为加大开挖宽度，可在土斗两旁各装设一铸造钢制的括耳，使开挖宽度由0.8m加大至1.1m。如要增加挖深，可更换较长的斗架。 挖沟机开挖的沟槽断面一行贿受贿为直槽，但更换工作装置（图1-41）
6、后，也可挖成梯形槽。,轮斗式与链斗式挖沟机的主要区别，在于前者的土斗是固定在圆形的斗轮上，斗轮旋转使土斗连续挖土。当土斗旋升到斗轮顶点时，土即卸至皮带运输器上被运出卸在沟槽一侧。斗轮通过钢索升降改变挖土深度。,当地面具有较大横向坡度时，采用可调节轮轴的挖沟机（图1-42）,2、挖沟机的生产率计算 挖沟机生产率Ph可按下式计算： （m3/h）（1-45） 式中：n土斗每分钟挖掘次数； q土斗容量（L）； Kc斗的充盈系数； KP土的最初可松性系数； K土的开挖难易程度系数； KB时间利用系数。,第四节 土方施工发生塌方与流砂的处理,在土石方开挖施工中，由于处理不当，常会发生边坡塌方和产生流砂现象
7、。 （一）边坡塌方 沟槽、基坑边坡的稳定，主要是由土体的内摩阻力和粘结力来保持平衡的。当土体失去平衡，边坡就会塌方。边坡塌方会引起人身事故，同时也妨碍施工正常进行，严重塌方还会危及附近建筑物的安全 。,发生边坡塌方的原因有以下几点： 1、基坑、沟槽边坡放坡不足，边坡过陡，使土体本身的稳定性不够。在土质较差开挖深度较大时，常遇到这种情况； 2、降雨、地下水或施工用水渗入边坡，使土体抗剪能力降低，这是千万塌方的主要原因； 3、基坑、沟槽上边缘附近大量堆土或停放机具；或因不合理的开挖坡脚及受地表水、地下水冲蚀等，增加了土体负担，降低了土体的抗剪强度而引起滑坡和塌方等。,针对上述分析，为了防治滑坡和塌
8、方，应采取如下措施：注意地表水、地下水的排除；严格按不同土质放坡规定，放足边坡；当开挖深度大，施工时间长、边坡有机具或堆置材料等情况，边坡应平缓；当因受场地限制，或因放皮增加土方量过大，则应采用设置支撑的施工方法。,（二）流砂的防治 流砂现象：在沟槽、基坑开挖低于地下水位，且采用坑（槽）内抽水时，有时发生坑底下面的土形成流动状态，随地下水涌进坑内而产生流砂。流砂严重时会引起沟槽、基坑边坡塌方、滑坡，如附近有建筑物，会因地基被掏空而使建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌。因此，在土方施工时必须消除地下水的影响。,（二）流砂的防治 流砂现象：在沟槽、基坑开挖低于地下水位，且采用坑（槽）内抽水时，有时发生坑底
9、下面的土形成流动状态，随地下水涌进坑内而产生流砂。流砂严重时会引起沟槽、基坑边坡塌方、滑坡，如附近有建筑物，会因地基被掏空而使建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌。因此，在土方施工时必须消除地下水的影响。,流砂防治的措施：水下挖土法（此法在沉井不排水挖土下沉施工中常用）、打钢板桩法、地下连续墙法（施工工艺复杂，成本高，多用于高层建筑、工业建筑地下工程及水利工程）等，而采用较广并较可靠的方法是人工降低地下水法。,（三）滑坡体施工中的作业方法 首先应对滑坡区的地质资料作好调查研究。据此正确选择施工程序，并拟定合理的施工方法，确定保持滑坡体稳定的边坡坡度，预防滑坡发生。在进行开挖和填方时，应注意以下几点：,1
10、、在靠近滑坡边沿处开挖土方 一般不应切割滑坡体的坡脚，当必须切割坡脚时，应按切割深度，将坡脚随原自然坡度由上向下削坡，逐渐挖至要求的坡脚深度，如图1-43所示,2、在滑坡体上挖填土方 （1）当需在滑坡内挖方时，应遵守由上至下的开挖程序，如滑坡土方量不大，所有滑坡体应全部挖除； （2）在滑坡体上进行填方时，应遵守由下至上的施工顺序。此外，尚须在滑坡体的坡脚处，填筑能抵抗滑坡体下滑的土体。如图1-43（b）所示的土体I，图中土体II为填土区域，施工程序是由下向上填筑,第五节 沟槽及基坑支撑,支撑是防止沟槽土壁坍塌的一种临时性挡土结构，由木材或钢材做成。 支撑的荷载就是原土和地面荷载所产生的侧土压力
11、。 沟槽支撑与否应根据土质、地下水情况、槽深、槽宽、开挖方法、排水方法、地面荷载等因素确定。,支撑结构应满足下列要求： 1、牢固可靠，进行强度和稳定性计算和校核。支撑材料要求质地和尺寸合格，保证施工安全。 2、在保证安全的前提下，节纸用料，宜采用工具式钢支撑。 3、便于支设和拆除及后续工序的操作。 为了做到上述要求，支撑材料的选用、支设和使用过程，应严格遵守施工操作规程,一、支撑种类及其适用条件 沟槽支撑形式：有横撑、竖撑和板桩撑，开挖较大基坑时还采用锚碇式支撑等,1、横撑和竖撑： 横撑和竖撑板（挡土板）、立柱和撑杠组成。横撑式支撑，根据挡土板放置方式的不同，可分成：水平挡土板断续式和连续式两
12、种。断续式横撑是撑板之间有间距；连续式横撑是各撑板间密接铺设。竖撑为挡土板垂直连续放置。 断续式横撑适用于开挖湿度小的粘性土及挖土深度小于3m时。连续式横撑用于较潮湿的或散粒土及挖深不大于5m的沟槽。竖撑用于松散的和湿度高的土，挖土深度可以不限 。,撑板（挡土板）分木制和金属制两种。木撑板不应有纹裂等缺陷；金属撑板由钢板焊接于槽钢上拼成，槽钢间用型钢连系加固。金属撑板每块长度分2、4、6m几种类型,立柱和横杠通常采用槽钢。 撑杠由撑头号和圆套管组成，如图1-46所示。撑头为一丝杠，以球铰连接于撑头板，带柄螺母套于丝杠。应用时，将撑头丝杠插入圆套管内，旋转带柄螺母，柄把止于套管端，而丝杠伸长，则
13、撑头板就紧压立柱，使撑板固定。丝杠在套管内的最短长度应为20cm ，以保证安全。这种工具式撑杠的优点是支设方便，而且可更换圆套管长度，适用于各种不同的槽宽 。,2、锚碇式支撑：在开挖较大基坑或使用机械挖土，而不能安装撑杠时，可改用锚碇式支撑。,锚桩必须设置在土的破坏范围以外，挡土板水平钉在柱桩的内侧，柱桩一端打入土内，上端用拉杆4与锚桩拉紧，挡土板内侧回填土 。,在开挖较大基坑，当有部分地段下部放坡不足时，可以采用短桩横隔板支撑或临时挡土墙支撑，以加固土壁。,3、钢板桩撑 在开挖深度较大的沟槽和基坑，当地下水很多且有带走土粒的危险时，如未采用降低地下水位法，可采用打设钢板桩撑法。使板桩打入坑底
14、以下一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的渗流路线，减少水力坡度，降低动水压力，以防止流砂发生 。,施工中常用的钢板桩多是槽钢或工字钢组成，或用特制的钢桩板,桩板与桩板之间均采用啮口连接，以便提高板桩撑的整体性和水密性。特殊断面桩板惯性矩大且桩板间啮合作用高，故常在重要工程上采用。 桩板在沟槽或基坑开挖前用打桩机打入土中，在开挖及其后续工序作业中，始终起保证安全作用。板桩撑一般可不设横板和撑杠，便当桩板入土深度不足时，仍应辅以横板与撑杠 。,二 、支撑的计算 支撑计算包括确定撑板、立柱（或横木）和撑杠的尺寸。通常，支撑构件的尺寸取决于现场已有材料的规格，因此，支撑计算只是对已有构件进行校核，根据
15、校核适当调整立柱和横撑的间距，以确定支撑的形式,支撑承受的土压，根据产测资料表明，在排除地下水的情况下，作用在支撑上的土压力分布如图1-51所示,其侧土压力P： 对砂取 对软粘土取H-4c。式中Ea为主动土压力系数， 为土的内摩擦角,（一）撑板的计算 撑板按简支梁计算，如图1-52所示,计算跨度等于立柱或横木的间距l1，每 块撑板的宽度为b，厚度为d，所承受的均布荷载等于Pb(kN/m)。 撑板的最大弯矩： 撑板的抵抗矩： 因此，撑板的最大弯曲应力为： 式中w材料容许弯曲应力。,（二）立柱计算 立柱所受的荷载q等于撑板所传递的侧土压力，支点反力R，如图1-53所示。计算时，假设在支座（横撑）处
16、为简支梁，求其最大弯矩，较核最大弯曲应力。,（三）撑杠计算 撑杠为承受以柱或横木支点反力的压杆，计算时应考虑纵向弯曲，即将抗压强度乘以轴心受压构件稳定系数值（查手册可得）。 施工现场常采用的支撑构件尺寸为： 木撑板一般长26m，宽度2030 m，厚50m。横木的截面尺寸一般为10cm15cm20cm20cm（视槽宽而定）。立柱的截面尺寸为10cm10cm20cm20cm（视槽深而定）。槽深在4m以内时，立柱间距为1.5m左右；槽深46m，立柱间距在断续式横撑中为1.2m，连续式支撑为1.5m；槽深610m，立柱间距1.5m1.2m。撑杠垂直间距一般为1.21.0m,三、支撑的设置和拆除 逐层开挖逐层支设，支设程序一般为：首先支设撑板并要求紧贴槽壁，而后安设立柱（或横木）和撑杠，必须横平竖直，以设牢固。 竖撑支设过程为：将撑板密排立贴在槽壁，再将横木在撑板上下两端支设并加撑杠固定。然后随着挖土，撑板底端高于槽底，再逐块将撑板锤打到槽底。根据土质，每次挖深5060cm，将撑板下锤一次。撑板锤
