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1、第3讲机械化施工及填土压实,1 土方机械化施工 2 填土压实,第1章 土方工程,推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地平整、开挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。,1 土方机械化施工,1.1 推土机施工,第3讲 机械化施工及填土压实,TQ230G全液压高原推土机,TY320C前铲后犁推土机,共47页 第1页,水中清碴 平整场地,土方推送 移挖作填,1.1 推土机施工,共47页 第2页,提高推土机生产效率的方法,1.
2、1 推土机施工,下坡推土 顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大铲刀切土深度和运土数量，缩短推土时间,提高生产率约3040%。,共47页 第3页,并列推土,1.1 推土机施工,大面积施工区可采用23台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约1530%。,3台推土机并列推土,共47页 第4页,分批集中、一次推送 当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送。,槽型推土 当土层较厚时，可利用前次推土的槽形推土，可减少土的散失量，增大推土量。,1.1 推土机施工,军用推土机,美国M9,共47页 第5页,铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、
3、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200 以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。,1.2 铲运机施工,1 土方机械化施工,CL9A自行式铲运机,CTY9A拖式铲运机,铲运机施工作业中,共47页 第6页,铲运机的斗容量为28m3，自行式铲运机的经济运距为8001500m，拖式铲运机的经济运距为600m，效率最高的经济运距为200350m。如采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运距可增加至1000m。,1.2 铲运机施工,宇通重工CTY9A拖式铲运机,卡特彼勒 657G 自行式铲运机,运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。,共47页 第7页,1.2.1 铲运机
4、的运行路线, 椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大、填方不高(1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶方向，以免机械单侧磨损。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。, “8 ”字形路线：该路线一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次转弯方向不同，铲运机机械磨损均匀。在地形起伏较大、施工地段狭长时采用。,1.2 铲运机施工,共47页 第8页,1.2.2 提高铲运机生产效率的方法,下坡铲土 利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土时间。,推土机助铲 在较坚硬的土层中用推土机助铲，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。助铲间隙可兼作松土、平整工作。,1
5、.2 铲运机施工,共47页 第9页, 挖近填远、挖远填近：挖土先从距离填土区最近一端开始，由近而远；填土则从距挖土区最远一端开始，由远而近。既可使铲运机始终在合理的经济运距内工作，又可创造下坡铲土的条件。, 双联铲运法：拖式铲运机的动力有富余时，可在拖拉机后串连两个铲斗进行双联铲运。对坚硬土层，可先铲满一个斗，再铲另一个斗，即“双联单铲”；对松软土层，可两个斗同时铲土，即“双联双铲”。,1.2 铲运机施工,共47页 第10页, 跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂、间隔铲土的方法。可缩短铲土时间和减少向外撒土,提高效率。, 波浪式铲土法：铲土开始时，铲刀以最大深度切入土中，随着负荷增加、
6、车速降低，相应减小切土深度，依次反复进行，直至铲斗装满为止，适用于较硬土层。, 挂大斗铲运：在土质松软地区，可改挂大型土斗，充分利用拖拉机的牵引力提高工效。,1.2 铲运机施工,共47页 第11页,卡特彼勒 657G 铲运机,657G铲运机斗容量达85t，是07年的新品，铲斗可上下，内部推板可动，铰链式转向，可前后拖挂 。,1.2 铲运机施工,共47页 第12页,1.3 挖掘机施工,挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常用机械。,挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作装置分为正铲、反铲
7、、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机是正铲和反铲挖掘机。,1 土方机械化施工,共47页 第13页,1.3.1 正铲挖掘机,正铲适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。主要用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成土方的挖运工作。采用正铲开挖大型基坑，应考虑工作面的大小、形状和开行通道的设置。,邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川) 日立EX3600E-6正铲挖掘机,1.3 挖掘机施工,共47页 第14页,正铲的开挖方式,正向开挖、侧向装土 即挖土机向前进方向挖土，汽车停在侧面装土。,正向开挖、后方装土 挖土机向前进方向挖土，汽车停在后面装土。,此法因挖掘机卸土时回转
8、角大、汽车需倒车开入，运输不方便。只适用于基坑宽度较小、深度较大的情况,此法因挖掘机卸土时回转角小、运输方便、生产效率高而应用较广,1.3 挖掘机施工,点击动画正铲挖土,共47页 第15页,1.3.2 反铲挖掘机,反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为46m，经济合理的挖土深度为35m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。,带加长臂的反铲挖掘机,1.3 挖掘机施工,共47页 第16页,反铲的开挖方式,沟端开挖法 即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。,蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场,1.3 挖掘机施工,沟端开挖法,共47页 第17页,沟
9、侧开挖法 即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。,1.3 挖掘机施工,点击动画反铲挖土,深基坑的接力开挖,管沟的沟侧开挖,共47页 第18页,拉铲,拉铲,抓铲,拉铲工作示意图,点击动画拉铲挖土,点击动画抓铲挖土,1.3 挖掘机施工,共47页 第19页,主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.56.1m3。,1.4 其它土方施工机械,1 土方机械化施工, 装载机,ZL10B型装载机(山东威力天地),共47页 第20页,利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机
10、械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。, 平地机,成工MGB20B平地机 平地机在平整作业,1.4 其它土方施工机械,共47页 第21页,1.5 土方工程综合机械化施工,1 土方机械化施工,土方工程综合机械化施工，是以土方工程中某一施工过程为主导，按其工程量大小、土质条件、工期要求、运距及场地来选择主导施工机械，并以此为依据来合理配备其它辅助施工机械，实现机械化施工。如：,运距8001500m的大型土石方以铲运机为主,大型土石方施工现场,共47页 第22页, 大型基坑整体开挖以正铲为主； 小型基坑及管沟
11、开挖以反铲为主；,正铲开挖大型土石方 反铲开挖基坑,反铲开挖管沟,1.5 土方工程综合机械化施工,共47页 第23页,1.5 土方工程综合机械化施工,土方运距在1500m以上时以汽车运输为主,汽车运输要考虑装载机装土,共47页 第24页,土质坚硬时，要配备大马力推土机或松土机,1.5 土方工程综合机械化施工,共47页 第25页,2 填土压实,2.1.1 土料要求： 填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定： 碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3），可用于表层以下的填料；,第3讲 机械化施工及填土压实,2.1 填土的要求, 碎块草皮和有机质含量大于8%的土，仅用于无压实
12、要求的填方；, 含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；,共47页 第26页, 淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过含水量处理符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。 含有大量有机物的土壤、石膏或水溶性硫酸盐含量大于2%的土壤、冻结或液化状态的土壤不能作填土之用。,精细的路基填料,2.1 填土的要求,共47页 第27页,2.1.2 最佳含水量,回填土含水量过大过小都难以夯压密实，当土壤在最佳含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度。 土壤过湿时，可先晒干或掺入干土； 土壤过干时，则应洒水湿润以求取得较佳的含水量。,回填土翻晒,2.1 填土的要求,共47页 第28页,2
13、.1.3 分层厚度,填方工程应分层铺土压实。分层厚度根据压实机具而定：,2.1 填土的要求,共47页 第29页,2.1.4 填方施工注意事项, 填土应从场地最低部分开始，由一端向另一端自下而上分层铺筑。, 虚铺厚度： 人工木夯20(粘性土)30cm(砂质土)；推土机填土30cm；铲运机或汽车填土3050cm ；,2.1 填土的要求,分层铺土,逐层压实,共47页 第30页, 斜坡上的土方回填应将斜坡改成阶梯形，以防填方滑动；,凸块式压路机作业,2.1 填土的要求, 填方区如有积水、杂物和软弱土层等，必须进行换土回填，换土回填亦分层进行；,共47页 第31页, 回填基坑、墙基或管沟时，应从四周或两
14、侧分层、均匀、对称进行，以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。,2.1 填土的要求,共47页 第32页,管沟须两侧对称分层回填,墙基须四周分层均匀回填,该工程回填土过早,回填土 标高过高,2.2 填土的压实方法,2.2.1 碾压法 适用于大面积的场地平整和路基、堤坝工程，用压路机进行填方压实时，填土厚度不应超过2530cm，碾压遍数一样，碾轮重量先轻后重，碾压方向应从两边逐渐压向中央，每次碾压应有1525cm的重叠。,全液压轮胎式压路机,压路机碾压应“薄填、慢驶、多次”,2 填土压实,共47页 第33页,碾压法施工,本次碾压与上次碾压的压痕不得重叠,2.2 填土的压实方法,“零沉降”的
15、高铁路基碾压施工,三轮压路机（山推）,共47页 第34页,俗称“打夯”，是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，中国传统的“打夯”方法有木夯、石夯、飞硪等。,2.2 填土的压实方法,石 夯 飞 硪,共47页 第35页,2.2.2 夯实法,四川省委书记杜青林与修水塘的村民打石夯,打飞硪已成为民俗表演节目,常用的蛙式打夯机、振动打夯机、内燃打夯机适用于粘性较低的土，常用于基坑(槽)、管沟部 位小面积的回填土的夯实，也可配 合压路机对边缘或边角碾压不到之 处进行夯实。填土厚度不大于25cm， 一夯压半夯、依次夯打。,2.2 填土的压实方法,蛙式打夯机 蛙式打夯机夯实基底持力层,共47页 第36页,适用
16、于压实沟槽内的土壤、柱子周围和在狭小空间内施工。又称“跳锤”。,2.2 填土的压实方法,冲击夯 HCD75冲击夯,共47页 第37页,2.2 填土的压实方法,振动平板夯（徐工SR100）整机重100kg.激振力18kN,内燃式振动平板夯可压实松散的、粒状的土壤、沙砾及沥青路面，具有体积小，重量轻，能自行前进，机动灵活性强等特点，适于建筑物临近的狭窄地带及管线沟槽等复杂地形的压实作业。,无线电遥控双向振动平板夯（戴纳派克 LH800）整机重820kg.激振力95kN,双向振动平板夯（戴纳派克 LH700）整机重780kg.激振力95kN,共47页 第38页,冲击压路机（厦工三明XG63213C）
17、冲击能量32KJ.压实宽度3m,冲击轮为三边弧型结构,破碎压实机的强大冲击力可把硬质路面破碎为网块状，并把块状片直接压入、加强路基。主要用于硬质路面的维修、改造施工,破碎压实机（厦工三明XG63214C）冲击能量32KJ.破碎宽度1.3m,破碎轮为四边弧型结构,冲击式压路机主要用于高标准、高填方的压实。,共47页 第39页,2.2 填土的压实方法,2.2.3 强夯法 是利用起重机械和重锤进行软土地基处理的施工方法，可夯实较厚的土层。 强夯法的内容在第二章“地基处理与桩基工程”的课程中介绍.,2.2 填土的压实方法,共47页 第40页,2.2.4 振动法 适用于非粘性土壤的振动夯实。主要施工机械
18、是振动压路机、平板振动器。双钢轮驱动振动压路机压实效果好、影响深度大、生产效率高，适用于各类土壤的压实，是大型土石方压实的首选设备。,双钢轮振动压路机 单钢轮振动压路机,2.2 填土的压实方法,共47页 第41页,拖式振动碾（华山） 拖式振动碾（徐工YZT16） 整机重量16t. 激振力373kN,手扶式振动碾（徐工XD08） 整机重量仅830kg. 激振力15.7kN。是一种轻型振动压实机械。适用于基坑边角、井盖周围、管道回填和人行道、路肩、小规模铺装工程，是大型压实机械的辅助平整压实施工机械。,2.2 填土的压实方法,共47页 第42页,悍马25t单钢轮压路机 宝马BW双钢轮压路机,2.2
19、 填土的压实方法,凸块振动碾,共47页 第43页,2.2 填土的压实方法,共47页 第44页,2.3 填土密实度的检验,填土压实后应达到一定的密实度及含水量要求。检验指标为压实系数（压实度）C，即： d 一般用“环刀法”或灌砂或灌水法测定； max 一般由击实试验确定。,2 填土压实,检验的干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值之差不得大于0.08t/m3，且不得集中。,共47页 第45页,核子密度仪检测填土压实质量,2.3 填土压实的检验,路基填方压实度检测,路基填方压实度检测,静态变形模量测试仪检测填土压实质量,共47页 第46页,LFG-K动态变形模量测试仪（德国）
20、,又称“手持落锤弯沉试验仪”。是通过轻型落锤试验仪来进行动态荷载试验，主要应用在建筑地基、道路修筑时进行承载力测试；土层和非粘性底层的压实质量控制；以及土的改良试验。,2.3 填土压实的检验,共47页 第47页,土方工程,机械化施工,基坑工程,场地平整,填筑压实,机械性能,工艺特点,提高效率,机械配置,填料选择,影响因素,压实方法,质量检验,H0 确定,H0 调整,土方计算,土方调配,开挖方法,土壁支护,施工降水,流砂防治,教学复习总结,思 考 题,1、常用的土方施工机械有哪些？试述其工作特点及适用范围。 2、如何提高推土机、铲运机和挖掘机的生产效率？ 3、如何组织土方工程的综合机械化施工？
21、4、试解释土的最佳含水量和最大干密度，它们与填土压实的质量有何关系？ 5、影响填土压实的主要因素有哪些？如何检查填土压实的质量？,第3讲 机械化施工及填土压实,推 荐 书 目,1、毛鹤琴.土木工程施工(第3版).武汉理工大学出版社.20192、刘国斌.基坑工作手册.中国建筑工业出版社.20093、姚天强等.基坑降水手册.中国建筑工业出版社.2019 4、编写组.建筑施工手册(第4版).中国建筑工业出版社.20195、江正荣.建筑施工工程师手册(第3版).中国建筑工业出版社.2009 6、编写组.实用建筑施工手册(第2版).中国建筑工业出版社.20197、刘兴远等.边坡工程设计监测鉴定与加固 .中国建筑工业出版社.20198、国家标准.建筑地基基础工程施工质量验收规范.GB50202-20199、国家标准.建筑边坡工程技术规范.GB50330-2019,第1章 土方工程,
