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1、第一章土方工程第四节第四节土方工程的机械化施工土方工程的机械化施工2021/9/231第四节第四节土方工程的机械化施工土方工程的机械化施工一、主要土方机械的性能一、主要土方机械的性能（一）推土机施工推土机由拖拉机和推土铲刀组成，按行走的方式分履带式和轮胎式，按铲刀的操作方式分为索式和液压式，按铲刀的安装方式又分为固定式和回转式。推土机是一种自行式的挖土、运土工具。适于运距在100m以内的平土或移挖作填，以3060m为最佳。一般可挖运一三类土。2021/9/2322021/9/2332021/9/234履带式推土机附着力强，爬坡性能好，适应性强；轮胎式推土机行驶速度快，灵活性好。目前，我国生产的
2、履带式推土机有东方32100、T-120、黄河220等；轮胎式推土机有TL160等。行走装置行走装置机机型型经济运距（经济运距（m）备备注注履带式履带式大大型型中中型型小小型型50l00（最远（最远l50）60100（最远（最远120）50上坡用小值上坡用小值下坡用大值下坡用大值轮胎式轮胎式5080（最远（最远150）2021/9/235推土机的施工推土方法为提高推土机的生产率，可采用以下几种施工方法：（1）槽子推土（2）分批集中，一次推送（3）下坡推土（4）并列推土（5）附加侧板2021/9/236推土机的施工推土方法（1）槽子推土。利用已推过的土槽再次推土，可以减少铲刀前土的散失。当土槽推
3、到一定程度，再推土埂。一般推土量可提高1030。这种方法适宜于挖土层较厚、运距较远的工程。（2）分批集中，一次推送。当推运距离较远且土质又较坚硬时，由于铲刀切土深度较小，可将铲起的少量土先集中在几个中间地点，再一次推送，以便在铲刀前保持满载，有效地利用推土机的功率，缩短推运时间。2021/9/237（3）下坡推土。在不大于15的斜坡上，推土机顺坡向下切土、推运，借助机械本身的重力作用，增大切土深度，缩短铲土时间，可提高生产率30左右。（4）并列推土。平整大面积的场地时，为了增大铲刀前土壤的体积，一般采用台推土机并列推土，如图132所示。这样可以减少土的散失，提高生产率，并可增大推土量1530。
4、两台推土机刀片间距保持3050cm，平均运距不宜超过5075，不宜小于20。（5）附加侧板。在铲刀两侧设置挡土板，增加铲刀前土的体积，以减少土的散失，提高生产率。2021/9/238下坡推土法下坡推土法槽形推土法槽形推土法2021/9/239并列推土法并列推土法2021/9/2310(二)铲运机施工铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序（挖土、装土、运土、卸土和平土）的机械。按行走方式分为自行式铲运机（图a）和拖式铲运机（图b）两种。常用的铲运机斗容量为2m3，5m3，6m3，7m3等数种，按铲斗的操纵系统又可分为机械操纵和液压操纵两种。（a）自形式铲运机）自形式铲运机（b）拖式铲运机）拖式铲
5、运机2021/9/23111.铲运机的开行路线（1)环形路线（2)“8”字形路线铲运机开行路线（a）、（b）环形路线；（c）大环形路线；（d）8字路线（c）（d）2021/9/23122021/9/23132021/9/23142021/9/23152021/9/23161.铲运机的开行路线（1)环形路线（2)“8”字形路线图156 铲运机开行路线（a）、（b）环形路线；（c）大环形路线；（d）8字路线（c）（d）2021/9/23172提高铲运机生产率的措施（1）下坡铲土。借助机械本身自重的作用，来加大切土深度和缩短铲土时间。但纵坡不得超过25，横坡不得超过6；铲运机不能在陡坡上急转弯，以免
6、翻车。（2）推土机助铲。在较硬的土层中用推土机在铲斗后助推，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。推土机在助铲的空隙时间可兼做松土或平整工作，为铲运机创造工作条件。（3）双联铲运法。当拖拉式铲运机的牵引力有富裕时，可在拖拉机后面串联两个铲斗进行双联铲运。如果土质较硬，可用双联单铲操作，即先将一个土斗铲满，再铲第二个土斗；对于松软的土，则用双联双铲，即两个土斗同时推土。2021/9/2318(三)单斗挖土机施工（a）正铲挖土机；（）正铲挖土机；（b）反铲挖土机）反铲挖土机； （c）拉铲挖土机；（）拉铲挖土机；（d）抓铲挖土机。）抓铲挖土机。2021/9/23192021/9/23202021/9
7、/23212021/9/23222021/9/23231.正铲挖土机正铲挖土机的工作特点是前进行驶，铲斗由下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高；适用于开挖含水量不大于27%的一至三类土，且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业；可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。*正铲挖土机的开挖方式，根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同，挖土和卸土的方式有以下两种：a.正向挖土，侧向卸土b.正向挖土，反向卸土2021/9/2324开挖方式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2021/9/23252反铲挖土机施工反铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。其
8、挖掘力比正铲小，适于开挖停机面以下的一三类土的基坑、基槽或管沟，每层经济合理的开挖深度为1.53.0m，对地下水位较高处也适用。（1）沟端开挖：挖土机停在沟端，向后倒退挖土，汽车停在两旁装土（2）沟侧开挖：挖土机沿沟一侧直线移动挖土2021/9/2326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32021/9/23273拉铲挖土机拉铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。其挖土半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的一二类土。拉铲挖土机的开挖方式，与反铲挖土机相似，也分为沟端开挖和沟侧开挖。拉铲挖土机的工作尺寸2021/9/23284抓铲挖土机施工抓
9、铲挖土机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。能开挖一二类土，适于施工面狭窄而深的基坑、深槽、沉井等开挖，清理河泥等工程，最适于水下挖土，或装卸碎石、矿渣等松散材料。抓铲挖土机工作示意(a)抓铲开挖柱基基坑；(b)抓铲斗工作示意（a）（b）2021/9/2329二、二、土方机械的选择土方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。（一）.选择土方机械的要点：（1）（4）2021/9/2330(二)挖土机与运土车辆配套计算1挖土机数量确
10、定(台)式中Q土方量(m3)；P挖土机生产率(m3台班)，可查定额手册或按公式计算；T工期(工作日)；C每天工作班数；K时间利用系数(0.80.9)。2021/9/2331(m3台班)t挖土机每次作业循环延续时间(s)，W1100正铲挖土机为2540s，W1100拉铲挖土机为4560s；q挖土机斗容量(m3)；Kc土的充盈系数，可取0.81.1；Ks土的最初可松性系数；KB工作时间利用系数，一般为0.70.9。2021/9/23322自卸汽车配套计算式中 T1自卸汽车每一工作循环的延续时间(min)；t1自卸汽车每次装车时间(min)，t1nt；n自卸汽车每车装土次数：2021/9/2333Q
11、l自卸汽车的载重量(m3)；实土表观密度，一般取1.7tm3；L运土距离(m)；VC重车与空车的平均速度(mmin)；一般取2030kmh；t2卸车时间，一般为lmin；t3操纵时间(包括停放待装、等车、让车等)，取23min。2021/9/23342021/9/2335（一）填筑要求选择填方土料应符合设计要求：碎石类土、砂土和爆破石碴，可用作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；碎块草皮和有机质含量大于8的土，仅用于无压实要求的填方工程；淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；含盐量符合规定的盐渍土，一
12、般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的23(当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的34)。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块(漂)石填料的最大粒径不应超过设计要求。三、土方填筑与压实三、土方填筑与压实2021/9/2336（二）填土的压实方法：碾压、振动、夯实1.碾压法(d)自行式平碾；(6)拖式羊脚碾2021/9/23372021/9/23382021/9/23392.夯实法图1-66蛙式打夯机1夯头；2夯架；3三角皮带；4托盘2021/9/2340
13、MM 120 SR 打夯机多用途工务机械设备，装有两套独立的牵引系统（铁路和公路）、旋转塔楼和起重臂，它通过了意。大利铁路局（FS）和法国铁路局（SNCF）的审查验证。2021/9/23413.振动压实法平板振动机2021/9/23421压实功的影响压实功的影响填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的关系见。土的密度与压实功的关系示意图土的密度与压实功的关系示意图（三）影响填土压实的因素（三）影响填土压实的因素2021/9/23432含水量的影响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
14、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。各种土的最佳含水量和最大干密度见表所示。2021/9/2344图图土的干密度与含水量的关系土的干密度与含水量的关系2021/9/2345表土的最佳含水量和最大干密度参考表表土的最佳含水量和最大干密度参考表2021/9/23463铺土厚度的影响铺土厚度的影响在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小(见图所示)，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。对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验决定。若无试验依据应符合表的规定。2021/9/2347压实作用沿深度的变化压实作用沿深度的变化2021/9/23484填土压实的质量要求和检验填土压实的质量要求和检验2021/9/2349
