土木工程施工技術(shù)土石方工程培訓(xùn)課件

《土木工程施工技術(shù)》參考書：《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑施工手冊(cè)》第1章土石方工程1.1概述1.2土方工程機(jī)械化施工1.3土方填筑與壓實(shí)1.4深基坑施工1.5土石方常見的質(zhì)量事故及處理1.1概述

1.1.1土方工程的種類和特點(diǎn)常見的土石方工程有：場(chǎng)地平整、基坑(槽)與管溝開挖、路基開挖、人防工程開挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填。要合理安排施工計(jì)劃，盡量不要安排在雨季，同時(shí)為了降低土石方工程施工費(fèi)用，貫徹不占或少占農(nóng)田和可耕地并有利于改地造田的原則，要作出土石方的合理調(diào)配方案，統(tǒng)籌安排。

常見的土方工程根據(jù)施工內(nèi)容和方法的不同分為：

1.1.1.1場(chǎng)地平整；（比如我們新校區(qū)，大型地產(chǎn)小區(qū)）特點(diǎn)：工程量大，施工工期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；施工條件復(fù)雜且多位露天作業(yè)做法：詳細(xì)核對(duì)地形圖、鉆探資料、土石方施工圖等，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并根據(jù)現(xiàn)有施工條件，制定出經(jīng)濟(jì)的施工方案。

1.1.1.2基坑（槽）及管溝開挖（電纜溝，獨(dú)立基礎(chǔ)基坑）特點(diǎn)：要求開挖的標(biāo)高、斷面、軸線準(zhǔn)確，土石方量少；、受氣候影響較大。做法:制定合理施工方案，盡量減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、加快進(jìn)度、節(jié)省費(fèi)用。

1.1.1.3地下工程大型土石方開挖（人防工程、大型建筑物的地下室、深基礎(chǔ)）（注意事項(xiàng)）1.1.1.4土石方填筑（大型：場(chǎng)地標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高低，需要回填；小型:地下室回填，還有1.1.1.2中管溝回填）1.1.2土石的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

按土的開挖難易程度分為八類，如表1.1。表中一至四類為一般土，五至八類為巖石。表1.1土的工程分類土的分類土的級(jí)別土的名稱密度(kg/m3)開挖方法及工具一類土(松軟土)Ⅰ砂土；粉土；沖積砂土層；疏松的種植土；淤泥(泥炭)600～1500用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬二類土(普通土)Ⅱ粉質(zhì)粘土；潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎)石；種植土；填土1100～1600用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松三類土(堅(jiān)土)Ⅲ軟及中等密實(shí)粘土；重粉質(zhì)粘土；礫石土；干黃土、含有碎石卵石的黃土；粉質(zhì)粘土；壓實(shí)的填土1750～1900主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍四類土(砂礫堅(jiān)土)Ⅳ堅(jiān)硬密實(shí)的粘性土或黃土；含碎石、卵石的中等密實(shí)的粘性土或黃土；粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r1900整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘，部分用楔子及大錘五類土(軟石)Ⅴ硬質(zhì)粘土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰?guī)r及貝殼石灰?guī)r1100～2700用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅(jiān)石)Ⅵ泥巖；砂巖；礫巖；堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r；密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖；片麻巖及正長(zhǎng)巖2200～2900用爆破方法開挖，部分用風(fēng)鎬七類土(堅(jiān)石)Ⅶ大理巖；輝綠巖；玢巖；粗、中粒花崗巖；堅(jiān)實(shí)的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風(fēng)化安山巖；玄武巖2500～3100用爆破方法開挖八類土(特堅(jiān)土)Ⅷ安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)?；◢弾r、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、角閃巖、玢巖、輝綠巖2700～3300用爆破方法開挖1.1.3土的基本性質(zhì)

(1)土的天然含水量

土的含水量ω是土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比的百分率，即式中：──土中水的質(zhì)量──土中固體顆粒的質(zhì)量。

（2）土的天然密度和干密度土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱為土的天然密度。式中：m──土的總質(zhì)量；V──土的天然體積單位體積中土在105℃高溫下燒焙得到固體顆粒的質(zhì)量稱為土的干密度。式中：ms──土中固體顆粒的質(zhì)量。干土:ω<5%潮濕土:5%≤ω≤30%濕土:ω>30%土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表項(xiàng)次土的種類變動(dòng)范圍項(xiàng)次土的種類變動(dòng)范圍最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)最優(yōu)含水量/%(WT)最大密度/(g·cm?3)1砂土8～121.80～1.883粉質(zhì)粘土12～151.85～1.952粘土19～231.58～1.704粉土16～221.61～1.80

土的干密度越大，表示土越密實(shí)。工程上常把土的干密度作為評(píng)定土體密實(shí)程度的標(biāo)準(zhǔn)，以控制填土工程的壓實(shí)質(zhì)量。土的干密度與土的天然密度之間有如下關(guān)系：

(3)可松性自然狀態(tài)下的土經(jīng)開挖后，其體積因松散而增大，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來的體積。──土在天然狀態(tài)下的體積（m3）；──土挖出后在松散狀態(tài)下的體積(m3)；──土經(jīng)回填壓（夯）實(shí)后的體積(m3)土的可松性系數(shù)土的類型KsKs’一類土

1.08～1.171.01～

1.03二類土

1.14～

1.281.02～

1.05三類土

1.24～

1.301.05～

1.07四類土

1.26～

1.351.06～

1.09五類土

1.30～

1.401.10～

1.15六類土

1.35～

1.451.11～

1.20七類土

1.40～

1.451.15～

1.20八類土

1.45～

1.501.20～

1.30（4）滲透性水流通過土中孔隙的難易程度，水在單位時(shí)間內(nèi)穿透土層的能力稱為滲透系數(shù)，用k表示，單位為m/d。

式中：──水在土中的滲透速度，m/d──水力坡度，即兩點(diǎn)水頭差與其水平距離之比；──土的滲透系數(shù)，m/d。

推土機(jī)操縱靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、所需工作面小、行駛速度快，能爬300左右的坡。適用于場(chǎng)地平整、開挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤壩、回填基坑和基槽土方、為鏟運(yùn)機(jī)助鏟、為挖掘機(jī)清理集中余土和創(chuàng)造工作面，修路開道、牽引其它無動(dòng)力施工機(jī)械，大馬力推土機(jī)還可犁松堅(jiān)巖。1.2土方機(jī)械化施工1.1推土機(jī)施工TQ230G全液壓高原推土機(jī)

TY320C前鏟后犁推土機(jī)水中清碴平整場(chǎng)地

土方推送移挖作填

1.1推土機(jī)施工提高推土機(jī)生產(chǎn)效率的方法1.1推土機(jī)施工下坡推土順地面坡勢(shì)沿下坡方向推土，可增大鏟刀切土深度和運(yùn)土數(shù)量，縮短推土?xí)r間,提高生產(chǎn)率約30～40%。并列推土1.1推土機(jī)施工

大面積施工區(qū)可采用2～3臺(tái)推土機(jī)并列推土，減少土的散失量而增大推土量，提高生產(chǎn)率約15～30%。3臺(tái)推土機(jī)并列推土共47頁(yè)

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分批集中、一次推送當(dāng)運(yùn)距較遠(yuǎn)又土質(zhì)較堅(jiān)硬時(shí)，宜多次鏟土，一次推送。

槽型推土當(dāng)土層較厚時(shí)，可利用前次推土的槽形推土，可減少土的散失量，增大推土量。1.1推土機(jī)施工軍用推土機(jī)美國(guó)M9

鏟運(yùn)機(jī)操縱簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)方便、行駛速度快、生產(chǎn)效率高，是能獨(dú)立完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等全部土方施工工序的施工機(jī)械。適用于坡度為200以內(nèi)的大面積場(chǎng)地平整、大型基坑開挖、填筑路基堤壩。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工1土方機(jī)械化施工CL9A自行式鏟運(yùn)機(jī)CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)施工作業(yè)中

鏟運(yùn)機(jī)的斗容量為2～8m3，自行式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為800～1500m，拖式鏟運(yùn)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為600m，效率最高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為200～350m。如采用雙聯(lián)鏟運(yùn)或掛大斗鏟運(yùn)時(shí)，其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距可增加至1000m。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工宇通重工CTY9A拖式鏟運(yùn)機(jī)卡特彼勒

657G自行式鏟運(yùn)機(jī)

運(yùn)距愈長(zhǎng)、生產(chǎn)效率愈低，超過經(jīng)濟(jì)運(yùn)距時(shí)應(yīng)考慮汽車運(yùn)輸。1.2.1

鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行路線

●橢圓形或大環(huán)形路線：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大環(huán)形路線。每隔一定時(shí)間變換鏟運(yùn)機(jī)行駛方向，以免機(jī)械單側(cè)磨損。橢圓形路線適用施工地段較短的情況。

●“8”字形路線：該路線一個(gè)循環(huán)完成兩次鏟土和卸土，減少了轉(zhuǎn)彎次數(shù)和空駛距離，一個(gè)循環(huán)中兩次轉(zhuǎn)彎方向不同，鏟運(yùn)機(jī)機(jī)械磨損均勻。在地形起伏較大、施工地段狹長(zhǎng)時(shí)采用。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工1.2.2

提高鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)效率的方法

下坡鏟土利用機(jī)械重力的水平分力來加大切土深度并縮短鏟土?xí)r間。

推土機(jī)助鏟

在較堅(jiān)硬的土層中用推土機(jī)助鏟，可加大鏟刀切削力、切土深度和鏟土速度。助鏟間隙可兼作松土、平整工作。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工

●挖近填遠(yuǎn)、挖遠(yuǎn)填近：挖土先從距離填土區(qū)最近一端開始，由近而遠(yuǎn)；填土則從距挖土區(qū)最遠(yuǎn)一端開始，由遠(yuǎn)而近。既可使鏟運(yùn)機(jī)始終在合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)工作，又可創(chuàng)造下坡鏟土的條件。

●雙聯(lián)鏟運(yùn)法：拖式鏟運(yùn)機(jī)的動(dòng)力有富余時(shí)，可在拖拉機(jī)后串連兩個(gè)鏟斗進(jìn)行雙聯(lián)鏟運(yùn)。對(duì)堅(jiān)硬土層，可先鏟滿一個(gè)斗，再鏟另一個(gè)斗，即“雙聯(lián)單鏟”；對(duì)松軟土層，可兩個(gè)斗同時(shí)鏟土，即“雙聯(lián)雙鏟”。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工

●跨鏟法：在較堅(jiān)硬的地段挖土?xí)r可采取預(yù)留土埂、間隔鏟土的方法?？煽s短鏟土?xí)r間和減少向外撒土,提高效率?！癫ɡ耸界P土法：鏟土開始時(shí)，鏟刀以最大深度切入土中，隨著負(fù)荷增加、車速降低，相應(yīng)減小切土深度，依次反復(fù)進(jìn)行，直至鏟斗裝滿為止，適用于較硬土層。

●掛大斗鏟運(yùn)：在土質(zhì)松軟地區(qū)，可改掛大型土斗，充分利用拖拉機(jī)的牽引力提高工效。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工卡特彼勒

657G鏟運(yùn)機(jī)

657G鏟運(yùn)機(jī)斗容量達(dá)85t，是07年的新品，鏟斗可上下，內(nèi)部推板可動(dòng)，鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)向，可前后拖掛。1.2鏟運(yùn)機(jī)施工1.3挖掘機(jī)施工

挖掘機(jī)主要用于挖掘基坑、溝槽、清理和平整場(chǎng)地，更換工作裝置后還可進(jìn)行裝卸、起重、打樁等其它作業(yè)，能一機(jī)多用，工效高、經(jīng)濟(jì)效果好，是工程建設(shè)中的常用機(jī)械。

挖掘機(jī)按行走方式分為履帶式和輪胎式，按工作裝置分為正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘機(jī)是正鏟和反鏟挖掘機(jī)。1土方機(jī)械化施工1.3.1

正鏟挖掘機(jī)

正鏟適用于開挖含水量較小的一類土和經(jīng)爆破的巖石及凍土。主要用于開挖停機(jī)面以上的土方，且需與汽車配合完成土方的挖運(yùn)工作。采用正鏟開挖大型基坑，應(yīng)考慮工作面的大小、形狀和開行通道的設(shè)置。邦立CE1000-7正鏟挖掘機(jī)(四川)日立EX3600E-6正鏟挖掘機(jī)1.3挖掘機(jī)施工正鏟的開挖方式

正向開挖、側(cè)向裝土

即挖土機(jī)向前進(jìn)方向挖土，汽車停在側(cè)面裝土。

正向開挖、后方裝土

挖土機(jī)向前進(jìn)方向挖土，汽車停在后面裝土。此法因挖掘機(jī)卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角大、汽車需倒車開入，運(yùn)輸不方便。只適用于基坑寬度較小、深度較大的情況此法因挖掘機(jī)卸土?xí)r回轉(zhuǎn)角小、運(yùn)輸方便、生產(chǎn)效率高而應(yīng)用較廣1.3挖掘機(jī)施工1.3.2反鏟挖掘機(jī)反鏟適用于開挖一至三類的砂土或粘土。主要用于開挖停機(jī)面以下的土方，一般反鏟的最大挖土深度為4～6m，經(jīng)濟(jì)合理的挖土深度為3～5m。反鏟也需要配備運(yùn)土汽車進(jìn)行運(yùn)輸。帶加長(zhǎng)臂的反鏟挖掘機(jī)1.3挖掘機(jī)施工反鏟的開挖方式溝端開挖法

即反鏟停于溝端，后退挖土，向溝一側(cè)棄土或裝汽車運(yùn)走。藺家壩泵站泵站基坑開挖現(xiàn)場(chǎng)1.3挖掘機(jī)施工溝端開挖法

溝側(cè)開挖法

即反鏟停于溝側(cè)，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠(yuǎn)的地方，如裝車則回轉(zhuǎn)角度較小，但邊坡不易控制。1.3挖掘機(jī)施工深基坑的接力開挖管溝的溝側(cè)開挖拉鏟拉鏟抓鏟拉鏟工作示意圖1.3挖掘機(jī)施工主要用來鏟、裝、卸、運(yùn)土與砂石類散裝物料，也可對(duì)巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘，更換工作裝置后可推土、起重、裝卸等作業(yè)。鏟容量一般1.5～6.1m3。1.4

其它土方施工機(jī)械1土方機(jī)械化施工⑴裝載機(jī)ZL10B型裝載機(jī)(山東威力天地)利用刮刀平整地面的土方機(jī)械。刮刀裝在機(jī)械前后輪軸之間,能升降、傾斜、回轉(zhuǎn)和外伸。動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，操縱方便，平整場(chǎng)地有較高的精度，廣泛用于公路、機(jī)場(chǎng)等大面積的地面平整作業(yè)。

⑵平地機(jī)成工MGB20B平地機(jī)