施工技術(shù)與機械 第1章 土方工程 中專課件(2)

1、2. 壓實方法填土壓實方法有碾壓法、夯實法和振動壓實法。平整場地等大面積填土采用碾壓法，較小面積采用夯實法和振動壓實法。,,（1）碾壓法。碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實填土，有平碾、羊足碾等。平碾是一種以內(nèi)燃機為動力的自行式壓路機，有輕型（30～50kN）、中型（60～90kN）和重型（100～140kN）三種，適于砂類土和粘性土壓實。羊足碾一般無動力，靠拖拉機牽引，有單、雙筒兩種，根據(jù)碾壓要求，可采用空桶、裝水、裝砂三種。,羊足碾與

2、土接觸面積小，但壓強比較大，壓實效果較好，適于粘性土壓實。碾壓機開行速度不宜過快，一般平碾、羊足碾分別不應超過2km/h、3km/h，以保證壓實效果。對密實度要求不高的大面積填土，在缺乏碾壓機械時，也可采用推土機、拖拉機或鏟運機結(jié)合行駛、推（運）土、平土來壓實。,,,(2)夯實法。夯實法是利用夯錘自由下落沖擊力來夯實填土，有人工夯實和機械夯實兩種。常用的夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機。它體積小、重量輕、對土質(zhì)適應性強，工程量

3、小或作業(yè)面受限條件下尤為適用。對回填松散的特厚土層，可根據(jù)填土厚度和設計密實度的要求采用重錘夯實或強夯等機具來夯實。,強夯法,真空預壓法,（3）振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面，借助振動機使土顆粒發(fā)生相對位移達到密實狀態(tài)。該壓實法振實非粘性土效果較好。振動碾比一般平碾提高工效1-2倍。適用于爆破石渣、碎石類土、雜填土或粉土的壓實。平板式振動器振動深度有限，適于小面積粘性土薄層填土、較大面積砂土及薄層砂卵石、碎石墊層的振實。,,

4、,1.6 土方機械化開挖當面積和土方量較大時，為提高生產(chǎn)率，降低勞動強度，降低工程成本，加快建設速度，多采用機械化開挖方式和先進的作業(yè)方法。機械化開挖常用的機械有：推土機、鏟運機、挖土機等。,1．推土機技術(shù)性能和特點推土機由拖拉機和推土鏟刀組成，按鏟刀的操作機構(gòu)不同，可分為索式和液壓式兩種。索式推土機的鏟刀借其自重切入土中，在硬土中切土深度較小；液壓式推土機由液壓操縱，能使鏟刀強制切入土中，切土深度較大，且其鏟刀可調(diào)整角度，靈活性

5、強。（錄像）,,推土機能獨立挖土、運土和卸土，具有操作靈活、運轉(zhuǎn)方便、占工作面較小、行駛速度較快等特點，適用于場地清理平整、開挖深度不大的基坑（槽）及填土作業(yè)等。它還能牽引其他無動力土方機械（拖式鏟運機、羊足碾、松土器等），其最有效運距為30～60m。,2．推土機作業(yè)方法為增大鏟前土的體積，減小推土損失，縮短循環(huán)時間，提高生產(chǎn)效率，可采用以下作業(yè)方法：（1）下坡推土法。（2）槽形推土法。（3）并列推土法。（4）分堆集中，一次推

6、送法。 （5）鏟刀附加側(cè)板法。,1.6.2 鏟運機1．鏟運機技術(shù)性能和特點鏟運機是能夠獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、整平的土方機械。按行走機構(gòu)不同分為拖式鏟運機和自行式鏟運機兩種。拖式鏟運機由拖拉機牽引；自行式鏟運機行駛和作業(yè)都靠本身的動力設備。,鏟運機的工作裝置是鏟斗。鏟斗前有一個能開啟的門和切土刀片。切土時，鏟斗門打開，鏟斗下降，刀片切入土中。鏟運機前進時，被切下的土擠入鏟斗中，鏟斗裝滿土后，提起土斗，放下斗門，將土運至卸土

7、地點。,鏟運機適用于開挖一～三類土。拖式鏟運機適宜運距800m以內(nèi)，運距200～350m時效率最高。常用于坡度20°以內(nèi)的大面積土的平整、挖、運、填、壓實，開挖大型基坑、管溝、河渠和路塹，填筑路基、堤壩等。不適于礫石層、凍土及沼澤地帶使用。堅硬土開挖需推土機助鏟；自行式鏟運機適于長距離作業(yè)，經(jīng)濟運距800～1500m，開挖時亦需推土機助鏟。,2．鏟運機作業(yè)方法根據(jù)挖填方區(qū)分布情況及施工條件（工程量、運距、土的性質(zhì)、地形條件等

8、）不同，合理選擇鏟運機開行路線及鏟土方法，對提高生產(chǎn)率有很大關(guān)系。,（1）環(huán)形路線。適用于地形起伏不大、施工地段較短（100m以內(nèi)）、填土高1.5m內(nèi)的路堤、路塹及基坑開挖、場地平整等。 （2）“8”字形路線。適用于施工地段較長或地形起伏較大及開挖管溝、溝邊卸土或取土坑較長（300～500m）的側(cè)向取土、填筑路基、場地平整等。,1.6.3 單斗挖掘機單斗挖掘機是基坑（槽）開挖的常用機械。按行走機構(gòu)不同分為履帶式和輪胎式兩類。按工作裝

9、置不同分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種。按傳動方式不同分為機械和液壓傳動兩種。,,,（1）正鏟挖掘機,圖 1-32,正鏟挖掘機的挖土特點是：前進向上，強制切土。它挖掘力大，生產(chǎn)率高，能開挖停機面以上一～四類土，挖土高度一般不小于1.5m。開挖大型基坑時需設坡道，挖掘機在坑內(nèi)作業(yè)。地下水位較高時，應降低水位疏干基坑。因不便轉(zhuǎn)移，一般用于較大型土方開挖。,,,,圖 1-33,,,,圖 1-34,2．反鏟挖掘機（錄像）（1）反鏟挖掘機技

10、術(shù)性能和特點。反鏟挖掘機的挖土特點是：后退向下，強制切土。其挖掘力比正鏟小，能開挖停機面深度4～6m（經(jīng)濟合理挖土深度1.5～3.0m）的基坑（槽）或管溝，也適于地下水位較高的土方開挖。挖出的土可棄于坑槽兩側(cè)用推土機推走或汽車運出。,,,1）溝端開挖法。反鏟停于溝端，后退挖土，汽車停在基坑（槽）兩側(cè)裝土（圖1-36a）。挖掘?qū)挾炔皇軝C械最大挖掘半徑限制，可同時挖至最大深度。其優(yōu)點是挖土方便，挖掘?qū)挾群蜕疃容^大。當基坑（槽）較寬時，可多次

11、開行挖土。適于一次成溝，后退挖土，即挖即運。,,,,圖 1-36,2）溝側(cè)開挖法。反鏟停于溝側(cè)，沿溝挖土，汽車停在機旁裝土或往溝一側(cè)卸土（圖1-36b）。鏟臂回轉(zhuǎn)角度小，能將土棄于距溝邊較遠處，但挖土寬度比挖掘半徑小，邊坡不好控制，且機身靠近溝邊，穩(wěn)定性差，適于無法采用溝端開挖或挖土無需運走及橫挖土體。,3．拉鏟挖掘機（錄像）拉鏟挖掘機的鏟斗用鋼絲繩懸掛在機動臂上，可利用慣性力將其甩出，挖的較遠。挖土特點是：后退向下，自重切土。它挖

12、土深度和半徑較大，但不如反鏟動作靈活準確。適于開挖停機面以下一～三類土基坑（槽）、溝渠、修筑路基、堤壩及水下挖土。拉鏟挖掘機作業(yè)方法與反鏟挖掘機類似。,4．抓鏟挖掘機（錄像）抓鏟挖掘機的抓斗用鋼絲繩懸吊在機動臂上，挖土時自由落下。挖土特點是：直上直下，自重切土。他挖掘力較小。適于開挖停機面以下一～二類土施工面窄而深的基坑（槽）、沉井和水下挖土。,1.6.4 土方機械化施工方案的選擇基坑（槽）、管溝等機械化施工方案應合理地選擇機械，使

13、它們在施工中協(xié)調(diào)，以充分發(fā)揮機械效率，加快施工進度，保證工程質(zhì)量，降低工程成本。施工前要經(jīng)過經(jīng)濟和技術(shù)分析比較，制訂合理的施工方案，指導施工。依據(jù)是：工程類型及規(guī)模；施工現(xiàn)場的工程及水文地質(zhì)情況；現(xiàn)有機械設備條件；工期要求。,1.7 排水、降水在開挖基坑（槽）及其它土方時，土的含水層被切斷，地下水會滲入坑內(nèi)；雨期施工時，地面水也會流入坑內(nèi)。為防止邊坡失穩(wěn)、基坑流砂、坑底隆起或管涌、地基承載力下降、惡化施工條件等，必須做好排水、降水。,

14、集水坑降水法一般用于面積及降水深度較小且土層中無細砂、粉砂情況；若降水深度較大、土層為細砂、粉砂、軟土地區(qū)明溝排水易引起流砂、塌方等，應盡量采用井點降水法。無論采用哪種方法，降水工作應持續(xù)到基礎施工完畢并回填土后結(jié)束。,1.7.1 地面及場地排水地面及場地排水一般采取設置排水溝、防洪溝、截水溝、擋水堤等方法并盡量利用原有的排水系統(tǒng)，使臨時性與永久性排水設施相結(jié)合。1.7.2 基坑（槽）降水基坑（槽）降水有集水坑降水法和井點降水法。

15、,1. 集水坑降水法集水坑降水法是在坑（槽）底周圍或中央開挖有坡度的排水溝，每隔一定距離設一個集水坑，地下水通過排水溝流入集水坑，用水泵抽走。它的設備簡單，施工方便。施工中應注意流砂防治。（1）集水坑設置。,為防止基底土遭受破壞，集水坑應設在坑（槽）范圍以外、地下水走向的上游。根據(jù)坑（槽）涌水量的大小及平面形狀尺寸、水泵抽水能力，確定集水坑的數(shù)量和間距。一般每20～40m設一個。,（2）水泵性能及選用。集水坑降水法常用的水泵有離心泵

16、和潛水泵。1）離心泵。離心泵由泵殼、泵軸及葉輪組成，其管路系統(tǒng)有濾網(wǎng)、底閥、吸水和出水管（圖1-37）。,圖 1-37,2）潛水泵。潛水泵由立式水泵與電動機組合而成，水泵裝在密封的電動機上端，浸水工作。它因具有體積小、重量輕、移動方便、開泵前無需灌水等優(yōu)點而被廣泛采用。使用潛水泵時不得脫水運轉(zhuǎn)或陷入泥中，也不得排含泥量較大的水或泥漿水，以防葉輪堵塞燒壞電動機。,2. 井點降水法井點降水法是在基坑（槽）開挖前于其周邊埋設一定數(shù)量的

17、井點管，利用抽水設備在開挖過程中不斷抽水，使地下水位降至基底以下。它防止了水中作業(yè)和流砂發(fā)生，因邊坡可陡些而減少挖土量，設備簡單、使用靈活、裝卸方便。井點降水法的井點類型有：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點和深井井點。,（1）輕型井點。輕型井點是沿基坑（槽）四周或一側(cè)以一定距離埋入直徑較小的井點管至含水層內(nèi)，井點管上端通過彎聯(lián)管與集水總管相連，利用抽水設備經(jīng)井點管降水至基底以下。,圖 1-38,1）輕型井點設備。輕型井點設備由管

18、路系統(tǒng)和抽水設備等組成。管路系統(tǒng)由濾管、井點管、彎聯(lián)管和總管組成。抽水設備常用真空泵和射流泵系統(tǒng)。干式真空泵系統(tǒng)由真空泵、離心泵和水氣分離器組成。射流泵系統(tǒng)由射流器、離心泵和循環(huán)水箱組成。,射流井點系統(tǒng)的降水深度可達6m，所帶井點管一般只25～40根、總管長度30～50m。射流泵井點排氣量較小，真空度波動較敏感，易于下降，排水能力較低。但結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、耗電小、使用檢修方便。適于在粉砂、粉土等滲透系數(shù)較小的土層降水。,2）

19、輕型井點布置。井點布置及井點管間距應根據(jù)基坑（槽）平面形狀與大小、深度、水文和地質(zhì)情況、降水深度、工程性質(zhì)等按計算或經(jīng)驗確定。,,,,圖 1-40,為防局部漏氣，井點管距坑壁一般應不小于1～1.5m?？拷恿魈幓蚩偣芩慕遣课?，井點應適當加密。主管長度過長（超過100～120m）采用多套抽水設備時，井點系統(tǒng)應分成長度大致相等的段，分段位置宜在基坑拐彎處，各套井點總管間應裝閥門隔開。井點管的埋設深度，考慮抽水設備的水頭損失后，一般不超過

20、6m。,①涌水量計算。輕型井點的涌水量計算以水井理論為依據(jù)。水井分為四種類型：無壓完整井——地下水上部為透水層，地下水無壓力，井底達到不透水層無壓非完整井——地下水上部為透水層，地下水無壓力，井底達不到不透水層,承壓完整井——濾管布置在充滿地下水的兩層不透水層之間，地下水有壓力，井底達到不透水層；承壓非完整井——濾管布置在充滿地下水的兩層不透水層之間，地下水有壓力，井底未達到不透水層,③抽水設備的選擇。由真空泵和離心泵組成的輕型井

21、點機組可根據(jù)所帶動的總管長度、井點管根數(shù)及降水深度選用。一套抽水機組通常設真空泵一臺、離心泵兩臺。兩臺離心泵既可輪換備用，又可在地下水量較大時一起開動排水。,3）輕型井點施工與運行（錄像）。井點施工工藝：放樣定位→鋪設總管→沖孔→安裝井點管→填砂礫濾料→上部填粘土封閉→井點管與總管用彎聯(lián)管連接→安裝抽水設備→試抽。井點管埋設方法有射水法、沖孔（或鉆孔）法及套管法，根據(jù)設備條件及土質(zhì)情況選用。,射水法是在井點管的底端裝上沖水裝置沖孔下

22、沉井點管。沖孔直徑應不小于300mm，深度應比濾管底深0.5m左右，以利沉泥砂。井點管應位于砂濾層中間。沖孔法是用直徑為50～70mm的沖水管沖孔后再沉放井點管。,套管法是用直徑150～200mm的套管，用水沖法或振動水沖法沉至要求深度后，先在孔底填一層砂礫，再將井點管居中插入，在套管與井點管間分層填入粗砂，逐步拔出套管。檢查每根井點管的滲水性能，若與孔壁間填砂濾料時，管口有泥漿水冒出或向管內(nèi)灌水時很快下滲，方為合格。,（2）噴射井

23、點。當基坑開挖較深、降水深度要求大于6m時，采用一般輕型井點不能滿足要求，必須采用多級井點才能達到預期效果。但這需要增加設備數(shù)量和基坑開挖面積，土方量增大，工期拖長，亦不經(jīng)濟。此時，宜采用噴射井點降水，降水深度可達8～20m。,1）噴射井點設備與布置。噴射井點按工作介質(zhì)不同分為噴水和噴氣井點兩種。它們的工作流程雖然不同，但原理是一樣的。,（3）管井井點。管井井點由濾水管井、吸水管和抽水泵組成。采用離心式水泵或潛水泵抽水。,圖1-45,

24、管井可用鋼管、塑料管或混凝土管。鋼管管井采用直徑200～500㎜鋼管，過濾部分采用鋼筋焊接骨架外纏鍍鋅鐵絲并包濾網(wǎng)，長度2～3m?；炷凉芄芫畠?nèi)徑400㎜，分實壁管和過濾管兩部分，過濾管孔隙率20%～25%。吸水管采用直徑50～100㎜的鋼管或膠管，其下端應沉入管井抽吸水的最低水位以下。為啟動水泵和防止在水泵運轉(zhuǎn)中突然停泵時發(fā)生水倒流，在吸水管底部應裝逆止閥。,管井的間距一般為20～50m，深度為8～15m。井內(nèi)降水可達6～10m，兩井