基础工程施工课件(土方工程4).ppt

'模块2土石方工程与基坑施工课题4土方开挖与回填 2.4.1学习目标通过本课题的学习，会土方开挖施工准备，并能结合测量课程中所学的测量知识进行建筑物测量放线，及土方开挖的平面和高程控制。知道基坑边坡的坡度确定方法，会基坑开挖的施工程序，及在开挖过程采取正确的安全措施。知道土方回填材料要求，知道影响土方回填质量的主要因素，并在施工过程中采取正确的质量控制措施。知道土方回填工程质量验收标准，及土方回填质量问题的处理方法。 2.4.2学习内容一、施工准备1．技术准备2．编制施工方案3．查勘施工现场4．机具、物资及人员准备5．房屋定位、放线 图2-4-1建筑物的定位1-龙门板；2-龙门桩；3-轴线钉；4-轴线桩（角桩）；5-轴线；6-控制桩 2.4.2学习内容二、土方开挖基坑土方开挖分两种方式：一是无支护结构放坡开挖方式；二是有支护结构开挖。基坑（槽）或管沟在地质条件和周围环境允许时，可采用放坡开挖。但在建筑稠密地区施工或受周围市政设施的限制，以及深基坑开挖时，放坡开挖会大量增加土方量，就需要先设置支护结构，然后再开挖土方，以保证施工安全。 土方边坡坡度=h/b=1/(b/h)=1∶m(图2-4-2)，m=b/h称为边坡系数。土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002第6.2.3条规定执行（表2-4-1）。边坡系数的确定原则：保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。图2-4-2土方边坡（a）直线边坡；（b）不同土层折现边坡；（c）相同土层折线边坡 当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：深度小于1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：深度小于1.25m；硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：深度小于1.5m；坚硬的粘土：深度小于2m。当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内且不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表2-4-1规定。挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。 表2-4-1深度在5m内的基坑（槽）、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）土的类别边坡坡度(高：宽)坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土中密的碎石类土（充填物质为砂土）硬塑的粉土中密的碎石类土(充填物为黏性土)硬塑的粉质粘土、黏土老黄土软土（经过井点降水后）1:1.001:0.751:0.671:0.501:0.331:0.101:1.001:1.251:1.001:0.751:0.671:0.501:0.25—1:1.501:1.251:1.001:0.751:0.671:0.33— 基坑(槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实际情况采取护面措施，常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网或挂网法。 （一）场地开挖小面积施工多用人工配合小型机具开挖。采取由上而下，分层分段，一端向另一端进行。土方运输采用手推车、皮带运输机、机动翻斗车、自卸汽车等机具。大面积开挖宜用推土机、装卸机、铲运机或挖掘机等大型土方机械，机具的选用和方法可参考表2-4-2。 （二）边坡开挖(1)场地边坡开挖应采用沿等高线自上而下分层、分段依次进行。(2)边坡台阶开挖，应做成一定坡度，以利泄水。边坡下部设有护脚及排水沟时，在边坡修完之后，应立即处理台阶的反向排水坡和进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡面不被冲刷和影响边坡稳定的范围内积水，否则应采取临时性排水措施。 （三）基槽开挖(1)基坑(槽)和管沟开挖，上部应有排水措施，防止地面水流入坑内，以防冲刷边坡造成塌方和破坏基土。(2)基坑(槽)开挖应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖宽度，按放线分块(段)分层挖土。根据土质和水文情况采取在四侧或两侧直立开挖或放坡开挖，以保证施工操作安全。放坡后基坑上口宽度由基础底面宽度及边坡坡度来决定，坑底宽度每边应比基础宽出15～30cm，以便于基础支模施工操作。 （三）基槽开挖(3)当基坑(槽)的土壤含水量大且不稳定，或基坑较深，受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖但土质较差时，应采用临时性支撑加固。坑、槽宽度按基础底宽每边加10～15cm，挖土时，土壁要求平直，挖好一层，支一层支撑，挡土板要紧贴土面，并用小木桩或横撑木顶住挡板。开挖宽度较大的基坑，当在局部地段无法放坡，或下部土方受到基坑尺寸限制不能放较大坡度时，则应在下部坡脚采取加固措施。 （三）基槽开挖(4)基坑开挖程序一般是：测量放线→分层开挖→排水、降水→修坡→整平。相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行。挖土应自上而下水平分段分层进行，每层0.3m左右，边挖边检查坑底宽度，不够时及时修整。每3m左右修一次坡，至设计标高，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽和标高，要求坑底凹凸不超过1．5cm。 （三）基槽开挖(5)基坑开挖应尽量防止扰动地基土。当用人工挖土，基坑挖好后不能立即进行下道工序时，应预留15～30cm厚的一层土不挖，待下道工序开始再挖至设计标高。采用机械开挖基坑时，为避免扰动基底土壤，应在基底标高以上预留一层土用人工清理。使用铲运机、推土机或多斗挖土机时，保留土层厚度为20cm；使用正铲、反铲或拉铲挖土时为30cm。(6)在地下水位以下挖土，应在基坑(槽)四侧或两侧挖好临时排水沟和集水井，将水位降至坑、槽底以下500mm，以利挖方进行。降水工作应持续到基础(包括地下水位下回填土)施工完成。 （三）基槽开挖(7)雨季施工时，基坑（槽）应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并在基槽两侧围以土堤或挖排水沟，以防地面雨水流入基坑（槽），同时应经常检查边坡和支护情况，以防止坑壁受水浸泡造成塌方。(8)在基坑(槽)边缘上侧堆土或堆放材料以及移动施工机械时，应与基坑边缘保持1.0m以上距离，以保证坑边直立壁或边坡的稳定。当土质良好时，堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外，高度不宜超过1.5m，并应避免在已完基础一侧过高堆土，使基础、墙、柱位移，酿成事故。 （三）基槽开挖(9)如开挖的基坑槽深于邻近建筑基础时，开挖应保持一定的距离和坡度(图2-4-3)，以免影响邻近建筑基础的稳定，一般应满足下列要求：h：l0.5～1.0。如不能满足要求，应采取在坡脚设挡墙或支撑进行加固处理。图2-4-3基坑槽与邻近基础应保持的距离1—开挖深基坑槽底部；2—邻近基础 （三）基槽开挖(10)基坑挖完后应进行验槽，作好记录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究并时处理。 （四）深基坑开挖深基坑挖土是基坑工程的重要部分，对于土方数量大的深基坑，基坑工程工期的长短很大程度上取决于挖土的速度。深基坑工程的挖土方案，主要有：放坡挖土、中心岛式（也称墩式）挖土、盆式挖土和逆作法挖土。 图2-4-4中心岛（墩）式挖土示意图1-栈桥；2-支架（尽可能利用工程桩）；3-围护墙；4-腰梁；5-土墩 图2-4-5墩式土方开挖顺序I-第一次挖土；II-第二次挖土；III-第三次挖土；IV-第四次挖土 图2-4-6挖除中心土墩时挖土机布置 图2-4-7盆式挖土 补充内容：土方开挖一、土方施工准备工作:1.学习和审查图纸2.查勘施工现场3.编制施工方案4.平整施工场地5.清除现场障碍物6.进行地下铲探7.作好排水降水设施8.设置测量控制网9.修建临时设施及道路10.准备机具、物资及人员二、开挖的一般要求1.场地开挖(挖方边坡坡度如设计无规定按下表采用)2.浅基坑开挖 永久性土工构筑物挖方的边坡坡度项次挖土性质边坡坡度1在天然湿度、层理均匀、不易膨胀的粘土、粉质粘土和砂土（不包括细砂、粉砂）内挖方深度不超过3m1:1.00～1:1.252土质同上，深度为3～12m1:1.25～1:1.503干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土，深度不超过12m1:0.10～1:1.254在碎石土和泥灰岩土的地方，深度不超过12m，根据土的性质、层理特性和挖方深度确定1:0.50～1:1.505在风化岩内的挖方，根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定1:0.20～1:1.506在微风化岩石内的挖方，岩石无裂缝且无倾向挖方坡脚的岩层1:0.107在未风化的完整岩石内的挖方直立的 三、槽和管沟开挖1.槽和管沟开挖，应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖长度，按放线分块（段）分层挖土。开挖基坑不放坡，采取直立开挖不加支护的挖方深度应符合下表的规定。槽和管沟不加支撑时的容许深度项次土的种类容许深度（m）1密实、中密的砂子和碎石类土（充填物为砂土）1.002硬塑、可塑的粉质粘土及粉土1.253硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）1.504坚硬的粘土2.00 超过上表规定的深度，应根据土质和施工具体情况进行放坡，以保证不坍方。其临时性挖方的边坡值可按下表采用。临时性挖方边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.25～1：1.50一般性粘土硬1：0.75～1：1.00硬塑1：1～1：1.25软1：1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.5～1：1.0充填砂土1：1～1：1.52.基槽开挖程序一般是：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。 四、浅基坑、槽和管沟的支撑方法基坑槽和管沟的支撑方法见下表。支撑方式简图支撑方法及适用条件间断式水平支撑两侧挡土板水平放置，用工具式或木横撑借木楔顶紧，挖一层土，支顶一层。适于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度在2m以内。断续式水平支撑挡土板水平放置，中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖方木，再用工具式或木横撑上、下顶紧。适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度在3m以内。 连续式水平支撑挡土板水平连续放置，不留间隙，然后两侧同时对称立竖方木，上、下各顶一根撑木，端头加木楔顶紧。适于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度为3～5m。连续或间断式垂直支撑挡土板垂直放置，可连续或留适当间隙，然后每侧上、下各水平顶一根方木，再用横撑顶紧。适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少、深度不限。水平垂直混合式支撑沟槽上部连续式水平支撑，下部设连续式垂直支撑。适于沟槽深度较大，下部有含水土层的情况。 一般浅基坑的支撑方法支撑方式简图支撑方法及适用条件斜柱支撑水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑支顶，斜撑底端支在木桩上，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土时。锚拉支撑水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土，不能安设横撑时使用。型钢桩横挡板支撑沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H型钢桩，间距1.0～1.5m，然后边挖方边将3～6cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土，并在横向挡板与型钢桩之间打上楔子．使横板与土体紧密接触。适于地下水位较低、深度不很大的一般粘性或砂土层中使用。 短桩横隔板支撑打入小短木桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土、夯实。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。临时挡土墙支撑沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯扁丝编织袋、草袋装土、砂堆砌，使坡脚保持稳定。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。挡土灌注桩支护在开挖基坑的周围，用钻机或洛阳铲成孔，桩径φ400～500mm，现场灌筑钢筋混凝土桩，桩间距为1.0～1.5m，在桩间土方挖成外拱形使之起土拱作用。适用于开挖较大、较浅（＜5m）基坑，邻近有建筑物，不允许背面地基有下沉、位移时采用。 叠袋式挡墙支护采用编织袋或草袋装碎石（砂砾石或土）堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm厚块石基础，墙底宽由1500～2000mm，顶宽由500～1200mm，顶部适当放坡卸土1.0～1.5m，表面抹砂浆保护。适用于一般粘性土、面积大、开挖深度应在5m以内的浅基坑支护。五、土方开挖和支撑施工注意事项1.挖土及降低地下水位时，应经常观察附近已有建筑或构筑物、道路、管线，有无下沉和变形。2.支撑应挖一层支撑好一层，并严密顶紧，支撑牢固，严禁一次将土挖好后再支撑。3.施工中应经常检查支撑和观测邻近建筑物的情况。4.支撑的拆除应按回填顺序依次进行等。 六、基坑边坡保护当基坑放坡高度较大，施工期和暴露时间较长，易于疏松或滑坍。为防止基坑边坡因气温变化，或失水过多而疏松或滑坍；或防止坡面受雨水冲刷而产生溜坡现象。应根据土质情况和实际条件采取边坡保护措施，以保护基坑边坡的稳定，常用基坑坡面保护方法有：1.薄膜覆盖或砂浆覆盖法对基础施工期较短的临时性基坑边坡，采取在边坡上铺塑料薄膜，在坡顶及坡脚用草袋或编织袋装土压住；或在边坡上抹水泥砂浆2～2.5cm厚保护。为防止薄膜脱落，在上部及底部均应搭盖不少于80cm，同时在土中插适当锚筋连接，在坡脚设排水沟（如图1-7a所示）。 图1-7基坑边坡护面方法（a）薄膜或砂浆覆盖；（b）挂网或挂网抹面；（c）喷射混凝土或混凝土护面；（d）土袋或砌石压坡1-塑料薄膜；2-草袋或编织袋装土；3-插筋φ1～12mm；4-抹M5水泥砂浆；5-20号钢丝网；6-C15喷射混凝土；7-C15细石混凝土；8-M5砂浆砌石；9-排水沟；10-土堤；11-φ4～6mm钢筋网片，纵横间距250～300mm 2.挂网或挂网抹面法对基础施工期短，土质较差的临时性基坑边坡，可在垂直坡面楔入直径10～12mm，长40～60cm插筋，纵横间距1m，上铺20号铁丝网，上下用草袋或编织袋装土或砂压住，或在铁丝网上抹2.5～3.5cm厚的M5水泥砂浆。在坡顶坡脚设排水沟（图1-7b）。3.喷射混凝土或混凝土护面法对邻近有建筑物的深基坑边坡，可在坡面垂直楔入直径10～12mm，长40～50cm插筋，纵横间距1m，上铺20号铁丝网，在表面喷射40～60mm厚的C15细石混凝土直到坡顶和坡脚；亦可不铺铁丝网，而坡面铺φ4～6mm@250～300mm钢筋网片，浇筑50～60mm厚的细石混凝土，表面抹光（图1-7c）。4.土袋或砌石压坡法对深度在5m以内的临时基坑边坡，在边坡下部用草袋或编织袋装土堆砌或砌石压住坡脚。在坡顶设挡水土堤或排水沟，防止冲刷坡面，在底部作排水沟，防止冲坏坡脚（图1-7d）。 七、土方开挖施工中的质量控制要点1.对定位放线的控制2.对土方开挖的控制3.基坑（槽）验收4.土方开挖工程质量检验标准项序项目允许偏差或允许值检验方法柱基基坑基槽挖方场地平整管沟地（路）面基层人工机械主控项目1标高－50±30±50－50－50水准仪2长度、宽度（由设计中心线向两边量）＋200＋300＋500＋100-经纬仪用钢尺量－50－100－1503边坡设计要求观察或用坡度尺检查一般项目1表面平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺检查2基底土性设计要求观察或土样分析 三、土方开挖机械（一）土方机械的选择一般常用土方机械的选择可参考下表。机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围推土机操作灵活，运转方便，需工作面小，可挖土、运土，易于转移，行驶速度快，应用广泛。1.作业特点（1）推平、运距100m内的堆土（效率最高为60m）（2）开挖浅基坑（3）推送松散的硬土、岩石（4）回填、压实（5）配合铲运机助铲、牵引（6）下坡坡度最大35°，横坡最大为10°，几台同时作业，前后距离应大于8m2．辅助机械（1）土方挖后运出需配备装土、运土（2）设备推挖三～四类土，应用松土机预先翻松1．推一～四类土2．找平表面，场地平整3．短距离移挖作填，回填基坑（槽）、管沟并压实4．开挖深不大于1.5m的基坑（槽）5．堆筑高1.5m内的路基、堤坝6．配合挖土机从事集中土方、清理场地、修路开道等 铲运机操作简单灵活，不受地形限制，不需特设道路，准备工作简单，能独立工作，不需其他机械配合能完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工序，行驶速度快，易于转移；需用劳力少，动力少，生产效率高1．作业特点（1）大面积整平（2）开挖大型基坑、沟渠（3）运距800～1500m内的挖运土（效率最高为200～350m）（4）填筑路基、堤坝（5）回填压实土方（6）坡度控制在20°以内2．辅助机械（1）开挖坚土时需用推土机助铲（2）开挖三、四类土宜先用松土机预先翻松20～40cm（3）自行式铲运机用轮胎行驶，适合于长距离，但开挖亦须用助铲1．开挖含水率27%以下的一～四类土2．大面积场地平整、压实3．运距800m内的挖运土方4．开挖大型基坑（槽）、管沟，填筑路基等。但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围 机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围正铲挖掘机装车轻便灵活，回转速度快，移位方便；能挖掘坚硬土层，易控制开挖尺寸，工作效率高1．作业特点（1）开挖停机面以上土方（2）工作面应在1.5m以上，开挖合理高度见表11-79（3）开挖高度超过挖土机挖掘高度时，可采取分层开挖（4）装车外运2．辅助机械（1）土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合平土、集中土方进行联合作业1．开挖含水量不大于27%的一～四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块2．大型场地整平土方3．工作面狭小且较深的大型管沟和基槽路堑4．独立基坑5．边坡开挖 机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围反铲挖掘机操作灵活，挖土、卸土均在地面作业，不用开运输道1．作业特点（1）开挖地面以下深度不大的土方；（2）最大挖土深度4～6m，经济合理深度为1.5～3m（3）可装车和两边甩土、堆放（4）较大较深基坑可用多层接力挖土2．辅助机械（1）土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合推到附近堆放1．开挖含水量大的一～三类的砂土或粘土2．管沟和基槽3．独立基坑4．边坡开挖 机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围拉铲挖掘机可挖深坑，挖掘半径及卸载半径大，操纵灵活性较差1.作业特点（1）开挖停机面以下土方（2）可装车和甩土（3）开挖截面误差较大（4）可将土甩在基坑（槽）两边较远处堆放2.辅助机械（1）土方外运需配备自卸汽车、推土机，创造施工条件1.挖掘一～三类土，开挖较深较大的基坑（槽）、管沟2.大量外借土方3.填筑路基、堤坝4.挖掘河床5.不排水挖取水中泥土抓铲挖掘机钢绳牵拉灵活性较差，工效不高，不能挖掘坚硬土；可以装在简易机械上工作，使用方便1.作业特点（1）开挖直井或沉井土方（2）可装车或甩土（3）排水不良也能开挖（4）吊杆倾斜角度应在45°以上，距边坡应不小于2m2.辅助机械土方外运时，按运距配备自卸汽车1.土质比较松软，施工面较狭窄的深基坑、基槽2.水中挖取土，清理河床3.桥基、桩孔挖土4.装卸散装材料 机械名称、特性作业特点及辅助机械适用范围装载机操作灵活，回转移位方便、快速；可装卸土方和散料，行驶速度快1．作业特点（1）开挖停机面以上土方（2）轮胎式只能装松散土方，履带式可装较实土方（3）松散材料装车（4）吊运重物，用于铺设管道2．辅助机械土方外运需配备自卸汽车，作业面需经常用推土机平整并推松土方1．外运多余土方2．履带式改换挖斗时，可用于开挖3．装卸土方和散料4．松散土的表面剥离5．地面平整和场地清理等工作6．回填土7．拔除树根 （二）土方机械基本作业方法1．推土机（1）作业方法（2）提高生产率的方法1）下坡推土法2）槽形挖土法 3）并列推土法4）分堆集中，一次推送法5）斜角推土法 6）之字斜角推土法（a）、（b）之字形推土法；（c）斜角推土法7）铲刀附加侧板法2．铲运机（1）作业方法开行路线有如下几种：1）椭圆形开行路线2）“8”字形开行路线 （a）椭圆形开行路线；（b）“8”字形开行路线1-铲土；2-卸土；3-取土坑；4-路堤3）大环形开行路线4）连续式开行路线（a）大环形开行路线（b）连续式开行路线1-铲土；2-卸土 5）锯齿形开行路线锯齿形开行路线1-铲土；2-卸土6）螺旋形开行路线 （2）提高生产率的方法1）下坡铲土法2）跨铲法1-沟槽；2-土埂；A-铲斗宽；B-不大于拖拉机履带净距 3）交错铲土法4）助铲法1-铲运机铲土；2-推土机助铲 5）双联铲运法3.挖掘机（1）正铲挖掘机1）作业方法根据开挖路线与运输汽车相对位置的不同，一般有以下两种：①正向开挖，侧向装土法②正向开挖，后方装土法（a）、（b）正向开挖，侧向装土（c）正向开挖，后方装土 2）提高生产率的方法①分层开挖法（a）分层挖土法；（b）设先锋槽分层挖土法1-下坑通道；I、II、III一、二、三层②多层挖土法多层挖土法 ③中心开挖法④上下轮换开挖法⑤顺铲开挖法⑥间隔开挖法（a）顺铲开挖法；（b）间隔开挖法 （2）反铲挖掘机根据挖掘机开挖路线与运输汽车相对位置的不同，一般有以下几种：1）沟端开挖法2）沟侧开挖法（a）、（b）沟端开挖法；（c）沟侧开挖法3）多层接力开挖法 （3）抓铲挖掘机抓铲挖掘机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。抓铲能在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方，并可在任何高度上卸土（装车或弃土）。（4）装载机略。 1.推土机按行走的方式，可分为履带式推土机和轮胎式推土机。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。土方机械化施工常用土方施工机械 2.铲运机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，适于一至三类土。按行走方式分：牵引式铲运机和自行式铲运机；按铲斗操纵系统分：液压操纵和机械操纵两种。为提高铲运机的生产效率，可采取下坡铲土、推土机推土助铲、跨铲法等方法，缩短装土时间，使铲斗的土装得较满。其运行路线一般有环形路线和“8”字形路线两种形式。环形路线见图1.23“8”字形路线见图1.24 3.单斗挖土机单斗挖土机按工作装置不同可分为：正铲、反铲、拉铲和抓铲四种(图1.25)。单斗挖土机按其操纵机构的不同，可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖土机的优点：能无级调速且调速范围大；快速作业时能高速反转；操纵省力，易实现自动化等。 (1)正铲挖土机正铲挖土机的工作特点：前进行驶，铲斗由下向上强制切土，挖掘力大，生产效率高，开挖停机面以上土方；适用于开挖含水量较小的一和经爆破的岩石及冻土，一般用于大型基坑工程。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：正向挖土，侧向卸土(图1.26(b))（生产效率较高）正向挖土，反向卸土(图1.26(a)) (2)反铲挖土机反铲挖土机的工作特点：后退行驶，铲斗由上而下强制切土；适用于开挖停机面以下一至三类的粘土或砂土；经济合理的挖土深度为3～5m。反铲挖土机的开行方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。沟端开挖(图1.28(a))：反铲挖土机停在沟端，后退挖土，向一侧弃土。沟侧开挖(图1.28(b))：反铲挖土机停于沟侧，沿沟边挖土，移动方向与挖土方向垂直，边坡不宜控制。 (3)拉铲挖土机拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土。适用于一至三类的土方开挖；可以开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土。开挖方式可分为：沟端开挖和沟侧开挖。开挖的边坡及坑底的平整度较差，需要较多的人工修坡（底）。(4)抓铲挖土机适用于开挖较松软的土。对施工面狭窄而深的基坑、沟槽、沉井等工程采用抓铲效果较好；还适用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿渣等松散材料。土质坚硬时不能用抓铲施工。 当挖掘机挖出的土方需要运土车辆运走时，挖掘机的生产效率不仅取决于自身的技术性能，还取决于所选的运输工具是否与之协调。可以根据挖掘机的技术性能按下式计算其生产率P：挖掘机与运土车辆的配合 式中t－挖掘机每次作业循环延续时间（s）；q－挖掘机斗容量；KS－土的最初可松性系数；KC－土斗的充盈系数可取0.8～1.1；KB－工作时间利用系数，一般为0.6～0.8。为使挖掘机能充分发挥生产能力，应使运土车辆的载重量Q与挖掘机的每斗土重保持一定的比例（一般情况下汽车的载重量为每斗土重的3～5倍为宜），并有足够的车辆保证挖掘机连续工作。运土车辆的数量N可用下式计算： T－运输车辆每一工作循环延续时间（s），由装车、运输、卸车、空车开回及等待时间组成；t1－运输车辆调头而使挖掘机等待的时间（s）；t2－运输车辆装满一车土的时间（s）；t2=ntn-运土车辆每车装土次数；Q－运土车辆的载重量(t)；q－挖掘机斗容量(立方米)；γ－实土重度（KN/立方米）。 （二）土方开挖机械化施工要点1.土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕，建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩），标准水平桩及基槽的灰线尺寸，必须经过检验合格；并办完预检手续。熟悉施工图纸，绘制土方开挖图（图2-4-24），确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点等。绘制土方开挖图应尽可能使机械多挖，减少机械超挖和人工挖方，做好技术交底。 （二）土方开挖机械化施工要点2．选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编好施工方案。施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工程的大小、机械性能、运距和运形起伏等情况加以确定。 （二）土方开挖机械化施工要点3.大面积基础群基坑底标高不一，机械开挖次序一般采取先整片挖至平均标高，然后再挖个别较深部位。当一次开挖深度超过挖土机最大挖掘高度时，宜分二~三层开挖，并修筑10%~15%坡道，以便挖土及运输车辆进出。基坑边角部位，机械开挖不到之处，应用少量人工配合清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。人工清土所占比例一般为1.5%~4%。大基坑宜另配一台推土机清土、送土、运土。 （二）土方开挖机械化施工要点4．挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础一侧或两侧相邻的基础（以后需开挖的）部位，使它互相贯通作为车道，或利用提前挖除土方后的地下设施部位作为相邻的几个基坑开挖地下运输通道，以减少挖土量。5．机械开挖应由深而浅，基底及边坡应预留一层150~300mm厚土层用人工清底、修坡、找平，以保证基底标高和边坡坡度正确，避免超挖和土层遭受扰动。夜间施工时，应有足够的照明设施；在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。 （二）土方开挖机械化施工要点6．开挖有地下水位的基坑槽、管沟时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.5m，然后才能开挖。7．基坑土方开挖可能影响邻近建筑物、管线安全使用时，必须有可靠的保护措施。8．机械开挖施工时，应保护井点、支撑等不受碰撞或损坏，同时应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等定期进行复测检查。9．雨期开挖土方，工作面不宜过大，应逐段分期完成。如为软土地基，进入基坑行走需铺垫钢板。坑面、坑底排水系统应保持良好；汛期应有防洪措施，防止雨水浸入基坑。冬期开挖基坑，如挖完土隔一段时间施工基础需预留适当厚度的松土，以防基土遭受冻结。 （二）土方开挖机械化施工要点10．当基坑开挖局部遇露头岩石，应先采用控制爆破方法，将基岩松动、爆破成碎块，再用挖土机挖出，可避免破坏邻近基础和地基；对大面积较深的基坑，宜采用打竖井的方法进行松爆，使一次基本达到要求深度。此项工作一般在工程平整场地时预先完成。在基坑内爆破，宜采用打眼放炮的方法，采用多炮眼，少装药，分层松动爆破，分层清渣，每层厚1.2m左右。 四、土方回填填土压实的主要影响因素为压实功（图2-4-25）、土的含水量（图2-4-26）以及每层铺土厚度(表2-4-10)。填土土料含水量的大小，直接影响到夯实(碾压)质量，在夯实(碾压)前应预试验，以得到符合密实度要求条件下的最优含水量和最少夯实(或碾压)遍数。 土料要求与含水量控制填土土料含水量的大小，直接影响到夯实（碾压）质量，在夯实（碾压）前应先试验，以得到符合密实度要求条件下的最优含水量和最少夯实（或碾压）遍数。含水量过小，夯压（碾压）不实；含水量过大，则易成橡皮土。各种土的最优含水量和最大密实度参考数值见下表。土的最优含水量和最大干密度参考表项次土的种类变动范围最优含水量（%）（重量比）最大干密度（t/m3）1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉质粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.80 土料含水量一般以手握成团，落地开花为适宜。当含水量过大，应采取翻松、晾干、换土回填、掺入干土或其他吸水性材料等措施；如土料过干，则应预先洒水润湿，每1m3铺好的土层需要补充水量（L）按下式计算：式中V—单位体积内需要补充的水量（L）；w—土的天然含水量（%）（以小数计）；wop—土的最优含水量（%）（以小数计）；ρw—填土碾压前的密度（kg/m3）。基底处理1.回填应先清除基底上杂物，排除积水，并应采取措施防止地表滞水流入填方区，浸泡地基，造成基土下陷。2.当填方基底为耕植土或松土时，应将基底充分夯实和碾压密实。3.当填土场地地面陡于1/5时，应先将斜坡挖成阶梯形，阶高0.2～0.3m，阶宽大于1m，然后分层填土，以利结合和防止滑动。 人工填土方法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填。每层虚铺厚度，用人工木夯夯实时不大于20cm，用打夯机械夯实时不大于25cm。深浅坑（槽）相连时，应先填深坑（槽），相平后与浅坑全面分层填夯。墙基及管道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯实，防止墙基及管道中心线位移。机械填土方法1.推土机填土:应由下而上分层铺填，每层虚铺厚度不宜大于30cm。大坡度堆填土，不得居高临下，不分层次，一次堆填。2.铲运机填土:铺土应分层进行，每次铺土厚度不大于30～50cm，每层铺土后，利用空车返回时将地表面刮平。3.汽车填土:自卸汽车为成堆卸土，须配推土机推土、摊平。每层的铺土厚度不大于30～50cm。填土可利用汽车行驶作部分压实工作，行车路线须均匀分布于填土层上。 压实的一般要求1.密实度要求填方的密实度要求和质量指标通常以压实系数表示。压实系数为土的控制干土密度ρd（用环刀法或灌砂法确定）与最大干土密度ρdmax（击实实验确定）的比值。最大干土密度ρdmax是当最优含水量时，通过标准的击实方法确定的。密实度要求一般由设计根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定，如未作规定，可参考下表数值。压实填土的质量控制结构类型填土部位压实系数λc控制含水量（%）砌体承重结构和框架结构在地基主要受力层范围内≥0.97wop±2在地基主要受力层范围以下≥0.95排架结构在地基主要受力层范围内≥0.96wop±2 2．铺土厚度和压实遍数填土每层铺土厚度和压实遍数视土的性质、设计要求的压实系数和使用的压（夯）实机具性能而定，一般应进行现场碾（夯）压试验确定。下表为压实机械和工具每层铺土厚度与所需的碾压（夯实）遍数的参考数值，如无试验依据，可参考应用。填土施工时的分层厚度及压实遍数压实机具分层厚度（mm）每层压实遍数平碾250～3006～8振动压实机250～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯不大于2003～4 压实机具的选择1.平碾压路机按重量等级分轻型（3～5t）、中型（6～10t）和重型（12～15t）三种；按作用于土层荷载的不同，分静作用压路机和振动压路机两种。静作用压路机适用于薄层填土或表面压实、平整场地、修筑堤坝及道路工程；振动平碾适用于填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土或粉土的大型填方工程。2.小型打夯机有冲击式和振动式之分，由于体积小、重量轻、操纵方便、夯击能量大，在建筑工程上使用很广。但劳动强度较大，常用的有蛙式打夯机、柴油打夯机、电动立夯机等。适用于粘性较低的土（砂土、粉土、粉质粘土）基坑（槽）、管沟及边角部位的填方的夯实。3.平板式振动器适用、操作简单，但振实深度有限。适于小面积粘性土薄层回填土振实、较大面积砂土的回填振实以及薄层砂卵石、碎石垫层的振实。 填土压（夯）实方法1.一般要求(1)尽量采用同类土填筑，宜控制土的含水率在最优含水量范围内。(2)填土应从最低处开始，由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。(3)在地形起伏之处，应做好接搓，修筑1：2阶梯形边坡，每台阶高可取50cm、宽100cm。接缝部位不得在基础、墙角、柱墩等重要部位。(4)填土应预留一定的下沉高度，以备在干湿交替等自然因素作用下，土体逐渐沉落密实。(5)基坑（槽）回填应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。(6)回填管沟时，应人工先在管子周围填土夯实，并从管道两边同时进行直至管顶0.5m以上。在不损坏管道的情况下，方可采用机械填土回填夯实。（7）用压路机进行填方压实，应采用“薄填、慢驶、多次”的方法，填土厚度不应超过25～30cm。（8）土层表面太干时应洒水湿润后，继续回填，以保证上、下层接合良好。 质量控制与检验1.施工过程中应检查排水措施、每层填筑厚度和含水量控制等。2.对有密实度要求的填方，在夯实或压实之后，要对每层回填土采用环刀法（或灌砂法）取样测定土的干密度，或用小轻便触探仪直接通过锤击数来检验干密度和密实度，符合设计要求后，才能填筑上层。3.基坑和室内填土，每层按100～500m2取样1组；场地平整填方，每层按400～900m2取样1组；管沟回填每20～50m取样1组，但每层均不少于1组，取样部位在每层压实后的下半部。用灌砂法取样应为每层压实后的全部深度。4.施工结束后应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准参见下表。 填土工程质量检验标准（mm）项序检查项目允许偏差或允许值检查方法桩基、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±50-50-50水准仪2分层压实系数设计要求按规定方法一般项目1回填土料设计要求取样检查或直观鉴别2分层厚度及含水量设计要求水准仪及抽样检查3表面平整度2020302020用靠尺或水准仪 TheEnd!'