土石方工程_3土石方开挖和机械化施工

第三节土石方开挖和机械化施工3.1施工准备1、拆除和搬迁阻碍物2、制定或修建排水、防洪设施3、保证三通一平4、机械准备和检查、维修3.2常见沟槽断面型式直壁槽梯形槽混合槽联合槽3.3沟槽断面选择土的种类地下水情况施工方法施工环境支撑条件管径、埋深一、目的：施工方便、安全，保证质量，减少土方量。二、考虑因素3.4基坑或沟槽断面尺寸确定1、底宽确定：基础宽：有基础时取基础宽、无基础时取管外径。工作宽度：视管径而定，查规范可得，一般不大于0.8m2、槽深确定：视情况考虑基础、管座厚度、管外径、管顶覆土厚度等。3、上囗宽确定：在底宽确定后，结合边坡坡度确定。4、土方开挖边坡：1:n，其中边坡率n=a/h3.5场地平整施工方法场地平整施工过程：开挖、运输、填筑、压实。3.5.1推土机施工深度不大的场地平整；开挖深度不大于1.5m的基坑；回填基坑或沟槽；平整其他机械卸置的土堆；推送松散土；为挖土机清理余土和创造工作面。机械特性：操作灵活、运行方便，需工作面小，可挖土送土，适用于1～3类土。作业特点：摊平；运距100m内的推土；开挖浅基坑；回填或集中土方。适用范围：找平表面、平整场地；短距离移挖作填、回填；开挖深≯1.5m基坑。1、推土机生产率计算1）推土机的小时生产率(P29))/(36003hmKTqPsh2）推土机的台班生产率BhdKPP8（m3/台班）KB----时间利用系数，取0.72-0.752、推土机的施工方法（提高推土机生产率措施）1）下坡推土：坡度≯1502）并列推土：用于大面积场地平整，平均运距不超过50-75m，可提高生产率15-30%。3）槽形推土：适用于土层较厚，运距较远的情况。槽深1m左右，槽间土埂宽50cm，可增加15-30%的推土量。4）分批集中、一次推送用于运距较远且土质较硬的情况。5）铲刀加置侧板用于运距较远且土质疏松的情况。二机并列平均运距为50～70m生产率提高15%～30%槽深1m左右埂宽50cm推土机生产率的计算)/(36003hmKTqPsh小时生产率的计算台班生产率的计算BhdKPP8时间利用系数，在0.72-0.75之间q：推土机每次的推土量（m3）T：从推土到将土送至填土地点的循环延续时间（s）KS：土的最初可松性系数3.5.2铲运机施工分拖式铲运机和自行式铲运机二种。机械特性：操作简单灵活，不受地形限制，不需特设道路，能独立完成铲、运、卸、压作业，行驶速度快，生产效率高。作业特点：用于地形起伏不大，坡度较小的大面积场地平整，开挖大型基坑或沟槽，填筑路基、堤坝。适用范围：1～3类土；运距600至1500米内的挖运土。1、铲运机生产率计算铲运机的小时生产率)/(36003hmKTKqPsCh台班生产率的计算BhdKPP8时间利用系数，在0.72-0.75之间q：铲斗容量（m3）T：从挖土开始至卸土完毕的循环延续时间（s）KC：铲斗装土的充盈系数（砂土0.75、其它土0.85-1.0）KS：土的最初可松性系数2．铲运机的施工方法铲运机的开行路线环形（大环形）施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程。“8”字形挖土和填土交替，而挖填之间距离又较短的挖、填工程。锯齿形挖、填相邻。地形起伏较大，且工作地段较长的挖、填工程。提高铲运机生产率的措施1.下坡铲土2.跨铲法3.交错铲土法4.推土机助铲法5.挖近填远，挖远填近效率可提高25%左右用于在较坚硬土层铲土，效率约提高10%。用于在较坚硬土层铲土。用于在坚硬土层铲土。3.6沟槽或基坑开挖3.6.1开挖方法1、人工开挖2、机械开挖3.6.2开挖机械1、单斗挖土机（正铲、反铲、拉铲、抓铲）2、多斗挖土机（挖沟机）一、单斗挖土机1、正铲挖土机工作特点：开挖停机面以上的土，生产率高，需设置下坡通道。适用范围：无地下水，可开挖1-4类且高度在2m以上的土。工作方式：正向挖土、侧向卸土（多用）正向挖土、后方卸土（用于深度较大时）正向挖土、后方卸土正向挖土、侧向卸土图示是某基坑划分为三条开行通道进行挖土的情况。第I次开行，采用正向挖土后方卸土方式，一次开挖到底；第II、III次开行都用正向挖土，侧向卸土方式，一次开挖到底。进出口坡道的坡度为1:8。开挖较深的基坑时，应分层划分开行通道，逐层下挖。适用范围：开挖管沟、基槽或小型基坑、地下水位较高或泥泞的土壤。工作方式：沟端开挖（工作面宽度大）沟侧开挖（稳定性差、开挖深度和宽度较小，边坡控制差）2、反铲挖土机工作特点：开挖停机面以下的土，无需设置通道。3、拉铲挖土机适用范围：开挖停机面以下的土，装备简单。工作方式：沟端开挖沟侧开挖4、抓铲挖土机适用范围：用以开挖面积小、深度较大的沟槽或基坑，尤其是水下挖土。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I～II级土，工作时，利用惯性力将铲斗甩出去，挖得比较远。但不如反铲灵活准确，宜用于开挖大而深的基坑或水下挖土。抓铲挖土机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。其挖掘力较小，只能开挖的I～Ⅱ级土，抓铲挖土机的抓铲能在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方。宜于开挖窄而深的基坑或水中淤泥。二、多斗挖土机（挖沟机）工作特点：连续作业、生产效率高、能量消耗低、施工质量高、同时完成挖卸作业。可通过调整装置增加挖土宽度和深度。适用范围：开挖黄土、粉质粘土等。3.6.3生产率计算一、单斗挖土机生产率计算1、小时生产率2、台班生产率3、自卸汽车台数自卸汽车台数=挖土机台班产量/汽车台班产量)/(603hmknqPhBhdkPP8二、多斗挖土机生产率计算其中：n：土斗每分钟挖掘次数；q：土斗容量（L）；Kc：斗的充盈系数；KS：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。)/(106.03hmkkkkqnPBsch3.7土方机械和运输车辆的配合3.7.1土方机械的选择依据1、土方工程的类型及规模；2、地质水文及气候条件；3、机械设备条件；4、工期要求。3.7.2土方机械的选择标准1、多种机械可供选择时，应选择高效率、低费用机械；2、现有土方机械类型及数量受限时，应考虑各类机械的最优分配，使施工总费用最少。3.7.3运土机械的载重量及数量♫能否充分发挥挖土机的生产率、能否保证挖土机连续作业，不仅取决于本身的技术性能，也取决于所选运输工具是否与之协调。载重量：Ｑ=（3～5）qq—挖土机每斗土重；数量：N=T/（t1+t2）t1=ntn=10K1Ｑ/（Kcqγ）3.8塌方、流沙现象产生的原因及处理办法一、塌方现象1、产生原因放坡不足、水的渗入、负荷过重、坡角受损2、防止措施严格放坡、注意排水、平缓边坡、加设支撑二、流沙现象1、产生原因2、防止措施水下挖土法、打钢板桩、地下连续墙、人工降低地下水位