第一章土方开挖.

第一章第三节（P14）土方开挖一、施工前准备1、场地清理（1）拆除或移除地面附着物如：围墙、电线杆、民房、树木等（2）拆除和改造地下管线如：通信设施、电力设施、自来水管道、煤气管道等一、施工前准备2、排除地面积水尽量利用自然地形和永久性排水设施，采用排水沟、截水沟等，及时排除自然水和低洼积水。一、施工前准备3、测设地面控制点用经纬仪、水准仪、全站仪等将设计图纸的方格网在地面上测设固定下来，并用木桩注明桩号和施工高度。一、施工前准备4、修筑临时设施修建临时道路、电力、通信、供水、生活、生产设施。二、土壁稳定土壁主要靠土体内的摩阻力和粘聚力来保持稳定，一但失去平衡就会塌方。这样不仅造成事故，还会影响基坑、基础施工。二、土壁稳定1、土壁塌方原因（1）土质差，边坡过陡，土体自然稳定性不够。（2）地面水及地下水渗入基坑，使土体重力增大、抗剪能力降低。（3）基坑（槽）边缘附件静荷载或动荷载过大，使土体产生的剪力超过土体抗剪强度。（4）土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。二、土壁稳定2、土方边坡合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的开挖断面并留设边坡,是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m，即：式中m=b/h，称为坡度系数。其意义为：当边坡高度已知为h时，其边坡宽度则等于mh。土方边坡坡度=h／b=1／(b／h)=1/m=1:m二、土壁稳定2、土方边坡土方边坡的大小主要与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间长短、边坡附近荷载状况及排水情况有关。当地质条件良好、土质均匀且无地下水，其放坡可做成直立土壁而不加支撑,但开挖深度要满足下表规定：土的类别挖深（m）密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）≤1.0m硬塑、可塑的粉土及粉质粘土≤1.25m硬塑、可塑的黏土和碎石类土（充填物为粘性土）≤1.5m坚硬的黏土≤2.0m二、土壁稳定砂土碎石土粉土粉质黏土二、土壁稳定2、土方边坡当开挖深度超过上表中的规定时，应考虑放坡或做成直立土壁加支撑。当采用放坡时，不加支撑的边坡的最陡坡度要满足下表规定：二、土壁稳定2、土方边坡当地质条件良好、土质均匀且无地下水，其放坡可做成直立土壁而不加支撑,但开挖深度临时性挖方的边坡值要满足下表规定：二、土壁稳定2、土方边坡某建筑施工场地在土方开挖时拟定的开挖方案如下，试分析该方案中的开挖方式是否安全？综合考虑安全和经济应如何修正？建筑施工场地南面为硬塑的黏土，挖方深度为3m，拟采用直立土壁不加支撑的开挖方式；建筑施工场地东面为砂土充填的碎石类土，挖方深度为0.8m，拟采用1:1的坡度放坡开挖；建筑施工场地的北面为黏性土填充的碎石类土，挖方深度为1.45m，拟采用直立土壁且不加支撑开挖；建筑施工场地西面为老黄土，挖方深度为3.m，拟采用1:0.5的坡度放坡开挖。二、土壁稳定2、土方边坡南面：不安全。坡顶无荷载时应采用1：0.33以上的坡度放坡的开挖方式，坡顶有静荷载时应采用1：0.5以上的坡度放坡的开挖方式，坡顶有动荷载时应采用1：0.67以上的坡度放坡的开挖方式。东面：安全，但不经济。当处于经济应采用直立土壁且不加支撑开挖。北面：安全且经济。西面：安全，但不经济。坡顶无荷载时应采用1：0.1以上的坡度放坡的开挖方式，坡顶有静荷载时应采用1：0.25以上的坡度放坡的开挖方式，坡顶有动荷载时应采用1：0.33以上的坡度放坡的开挖方式。二、土壁稳定3、土壁支护（1）横撑式支撑基(沟)槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度＜3m时，可用间断式水平挡土板支撑。间断式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。连续式水平挡土板支撑二、土壁稳定2、土方边坡（2）板桩式支撑适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和的土层，可防止流沙现象的发生。板桩式支撑的支撑方式主要有：木板桩、钢板桩及钢筋混凝土板柱等，最常用的是钢板桩。。木板桩钢板桩钢筋混凝土板柱三、土方机械化施工土方工程施工包括开挖、运输、填筑和压实等。不同施工环节需要不同的施工机械。土方开挖机械——有挖掘机械和挖运组合机械。挖掘机械按工作机构不同及工作特点分为单斗式挖掘机和多斗式挖掘机。常见的挖运组合机械有：推土机、铲运机、装载机、平地机等。本节主要讲述上述几种机械。1.组成：发动机、底盘、工作装置（推土铲刀）、液压系统和电气系统。2.行走方式:履带式、轮胎式履带式：附着能力强，爬坡性能好轮胎式：行驶速度快，灵活性好3.推土机特点：操纵灵活，运转方便，工作面较小、行驶速度快、易于转移，能爬30°左右的缓坡。4.作业过程：铲土、运土、卸土（工作过程），空载回驶过程。5.适用范围：多用于清理场地，平整土地，开挖深度1.5m以内的基坑，填平沟槽以及配合铲运机、挖土机等工作。推土机可以推挖一~三类土，经济运距50-100m效果最好。（一）推土机三、土方机械化施工6.提高推土机工作效率的措施：下坡推土法、并排推土法、槽形推土（筑沟推土）法、多铲集运法。推土机的发展趋势：向着“两级”发展（最大型和最小型）、努力改善人机环境；降低作业成本，提高劳动生产率，提高新技术集中度，降低制造成本，智能化方向发展。三、土方机械化施工（一）推土机下坡推土法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30~40%。推土坡度控制在15%以内。三、土方机械化施工（一）推土机并排推土法大面积施工区可采用2~3台推土机并排推土，减少土的散失量而增大推土量，提高生产率约15~25%。3台推土机并排推土三、土方机械化施工（一）推土机槽型推土（筑沟推土）法推土机重复多次在一条作业线上切土和推土，使地面逐渐形成一条浅槽，可减少土的散失量，增大推土量10%-30%。军用推土机美国M9三、土方机械化施工（一）推土机多铲集运当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送，提高效率，缩短时间。三、土方机械化施工（一）推土机7.推土机的选用：（1）影响推土机生产率的主要因素：铲刀的结构与几何尺寸，作业长度与地形，作业水平与作业方式等。（2）推土机的选用原则根据工作对象选择根据工程量的大小选择根据配套工程机械情况和土石方确定推土机数量三、土方机械化施工（一）推土机1.原理：铲运机是一种利用装在前后轮之间的铲运斗，在行进中依次进行铲装、运载和铺卸等作业的工程机械。2.特点:能综合完成挖土、运土、卸土和平土工作（全能）。管理简单，效率高，运转费用低，对行使道路要求较低。3.适用范围：一~三类土坡度在20°以的大面积场地平整、大型基坑、填筑堤坝和路基。三、土方机械化施工（二）铲运机自行式铲运机适用于运距800—3500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m的范围内生产效率最高。拖式铲运机适用于运距在80－800m的土方工程施工，而运距在200~350m时效率最高。运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。三、土方机械化施工（二）铲运机4.开行路线⑴环形路线：用于地段短、起伏不大的挖填工程。⑵8字形路线：用于地段长、起伏大的工程。三、土方机械化施工（二）铲运机“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。三、土方机械化施工（二）铲运机(三)装载机适用范围：主要用来装卸土方和散料，也可用于松散软土的表层剥离、地面平整和场地清理。主要用于大规模的土方工程中。经济运距在100—1500m。组成：一般由车架、动力装置、工作装置、传动系统、转向制动系统、液压系统和操作系统组成。装载机分类：①按铲斗容量分类②按行走装置分类：轮胎式、履带式三、土方机械化施工（二）铲运机装载机的用途与工作过程：铲装、转运、卸料和返回，又称一个工作循环。铲装方法：①一次铲装②配合铲装③挖掘机铲装特点：①多功能；②高速、长距离、大容量运土能力；③缺点是在潮湿地面上作业时，容易打滑三、土方机械化施工（三）装载机单斗式挖掘机指仅有一个铲土斗的挖掘机械，它是水利水电工程施工中最常用的一种机械，可以用来开挖建筑物的基础、渠道和开采当地材料等。它主要有行走装置、动力装置和工作装置三大部分组成。三、土方机械化施工（四）挖掘机单斗式挖掘机的分类：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。三、土方机械化施工（四）挖掘机•1.正铲——前进向上，强制切土•适用范围：开挖停机面以上的一-三类土，配合自卸运土汽车，可用于开挖大型干燥基坑等。•挖土方式：正向挖土，侧向卸土正向挖土，后方卸土（基坑窄而深的情况采用）三、土方机械化施工（四）挖掘机2.反铲——后退向下，强制切土•适用范围：其挖掘能力比正铲小，能开挖停机面以下的一~三类土，适用于一次开挖4m左右的基坑、基槽管沟，也可用于地下水位较高的土方开挖。经济挖土深度1.5-3.0m。挖土时可用汽车配合运土，也可弃土于坑槽附近。•开挖方式：沟端开挖、沟侧开挖三、土方机械化施工（四）挖掘机●大型基坑整体开挖以正铲为主；●小型基坑及管沟开挖以反铲为主；正铲开挖大型土石方反铲开挖基坑三、土方机械化施工（四）挖掘机3.拉铲——后退向下，自重切土•适用范围：开挖深度、宽度大，甩土方便。能开挖停机面以下的一~二类土适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝等。最大挖土深度7.6m-16.3m三、土方机械化施工（四）挖掘机4.抓铲——直上直下，自重切土•适用范围：其挖掘力较小，只能开挖停机面以下一~二类土，宜于抓窄而深的基坑。在软土地基的地区，常用于开挖基坑、沉井等。（2-1）三、土方机械化施工（四）挖掘机