1、土方工程機(jī)械化施工,土方工程一般工程量比較大，除了小規(guī)?；樱ú郏┛梢匀斯ね诜酵?，通常要采用機(jī)械化施工各個(gè)進(jìn)行土方工程施工。土方工程應(yīng)用最廣泛的是：,推土機(jī)：多用于場地平整、開挖深度不大的基坑、集中土方、堆筑堤壩、回填土方等,鏟運(yùn)機(jī)：能綜合完成鏟土、運(yùn)土、卸土、填筑、壓實(shí)等工作,正鏟挖掘機(jī)：挖掘力最大，適用于開挖停機(jī)面以上的土方,反鏟挖掘機(jī)：主要用于開挖停機(jī)面以下的土方,抓鏟挖掘機(jī)：適用于開挖較松軟的土，可開挖施工面狹窄而深的基坑、深槽等,拉鏟挖掘機(jī)：適用于開挖較大基坑（槽）和溝渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤壩等,（4） 土方回填與壓實(shí),為保證土方回填的質(zhì)量，必須正確選擇回填所用的土料

2、和填筑方法。,土料：應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，以保證填方的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，如對土質(zhì)、土方中有機(jī)質(zhì)含量、水溶性硫酸鹽含量、土的含水量等 填土壓實(shí)方法：應(yīng)分層進(jìn)行，每層厚度應(yīng)根據(jù)所采用的壓實(shí)機(jī)具及土的種類而定，壓實(shí)的土體應(yīng)符合設(shè)計(jì)的密實(shí)度要求 碾壓法：適用于大面積填土工程 夯實(shí)法：只適用于小面積填土 振動(dòng)壓實(shí)法：主要用于非黏土性土的壓實(shí),2. 軟土地基施工與石方爆破施工,軟土地基： 特點(diǎn)：往往不能滿足承載力和變形能力的要求，施工時(shí)如果采取措施不當(dāng)，往往會(huì)發(fā)生路基或建筑物地基失穩(wěn)或嚴(yán)重下沉，造成建筑物破壞或不能正常使用，需要進(jìn)行加固 加固方法：換土墊層法、強(qiáng)夯法、振沖法、砂樁擠密法、深層攪拌法、堆載預(yù)壓法、化學(xué)

3、法等 土石方爆破施工： 適用環(huán)境：開挖時(shí)遇到巖石，施工現(xiàn)場地下障礙物的清除、舊建筑物和構(gòu)筑物的拆除 施工的工序：打孔放藥、引爆、排渣 特點(diǎn)：施工費(fèi)用低、效率高、有震動(dòng)和粉塵危害，對舊建筑物、構(gòu)筑物的拆除，還可以采用靜力破碎等配合施工工藝，是拆除在低震動(dòng)、低粉塵、無公害的情況下進(jìn)行,(1)碾壓法,圖1.69 羊足碾,圖1.67 光輪壓路機(jī) （a）兩軸兩輪；（b）兩軸三輪,在土質(zhì)均勻、濕度正常、開挖范圍內(nèi)無地下水且敞漏時(shí)間不長的情況下，對較密實(shí)的砂土和碎石類土的基坑或管溝開挖深度不超過（ ）時(shí)，可直立開挖不加支撐 A1.00m B1.25m C1.50m D2.00m 某管溝寬度為8m，降水輕型井

4、點(diǎn)在平面上宜采用（ ）形式 A單排 B雙排 C環(huán)形 D.U形,土方工程的施工過程主要包括：土方開挖、運(yùn)輸、填筑與壓實(shí)。 常用土方施工機(jī)械有：推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、單斗挖土機(jī)等。,土方開挖,單斗挖土機(jī)施工 分類：按工作裝置的不同，分為：正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟挖土機(jī),正鏟挖土機(jī) 施工特點(diǎn)是：前進(jìn)向上、強(qiáng)制切土 適宜開挖停機(jī)面以上的土方，且需與汽車配合完成整個(gè)挖運(yùn)任務(wù)?？捎靡蚤_挖大型干燥基坑及土丘等。 開挖方式： 1.正向工作面挖土 2.側(cè)向工作面挖土,反鏟挖土機(jī) 施工特點(diǎn)是：后退向下，強(qiáng)制切土 適宜開挖停機(jī)面以下的一三類土，主要用于開挖基坑、基槽或管溝。 開挖方式： 溝端開挖 溝側(cè)開挖,拉鏟挖土機(jī) 施工

5、特點(diǎn)是： 后退向下，自重切土， 適宜開挖停機(jī)面以下的一三類土，適用于挖土并能向棄土區(qū)卸土，但不適宜挖硬土，最適宜于開挖含水量大的土層。,抓鏟挖土機(jī) 施工特點(diǎn)是： 直上直下、自重切土 適宜開挖停機(jī)面以下的一三類土，適用于開挖深基坑的松土。最適宜于疏通舊有渠道或挖取水中的淤泥等，還可用于裝卸碎石、礦渣等松散材料。,履帶式拉鏟挖土機(jī) 履帶式抓鏟挖土機(jī),推土機(jī) 一臺(tái)裝有推土刀的拖拉機(jī)。 行走方式有履帶式和輪胎式兩種。 操縱機(jī)構(gòu)分為索式和油壓式兩種。 適用于場地平整、深度不大而上口較寬的基槽開挖和大面積的回填土等。,特點(diǎn)：操作靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬300左右的緩坡適用

6、范圍。 既可開挖，又能短距離運(yùn)輸土方。 2.提高生產(chǎn)率的措施 (1)下坡推土 坡度不超過150,(2)并列推土 2-3臺(tái)并列作業(yè), 鏟刀相距15-30cm (3)分批集中一次推送 運(yùn)距較遠(yuǎn),土質(zhì)較硬時(shí),可多次將土集中,然后推送 （4）開槽推土,鏟運(yùn)機(jī)施工 特點(diǎn):能綜合完成挖土、裝土、運(yùn)土、卸土、平土工作 不受地形限制、也不需專用道路，行駛速度較快，生產(chǎn)效率高。 適用范圍：開挖大基坑，平整場地、挖掘路塹、填筑路基，堤壩等。 適用于松土和普通土中開挖土方；地形起伏不大、坡度在20以內(nèi)的場地做大面積場地平整；土的含水量不超過27%而運(yùn)距恰當(dāng)?shù)膱龅厥┕ぁ?分類：按行走方式分為自行式和拖式；按操縱系統(tǒng)分

7、為索式和油壓式?？赏瓿伤型练焦ぷ?，其運(yùn)距較短，土不能太硬、土含水量不能太大，否則應(yīng)采取一定的措施處理。,1鏟運(yùn)機(jī)的開行線路：有環(huán)行和“8”字形開行兩種。 2.鏟運(yùn)機(jī)的施工方法 (1)下坡鏟土 坡度以50-70為宜 (2)跨鏟法 預(yù)留土埂,間隔鏟土以減少土外散損失. (3)助鏟法 在較堅(jiān)硬的土層中用推土機(jī)助鏟,并可兼作松土,平整工作.,裝載機(jī),二、土方挖運(yùn)機(jī)械的選擇及配套計(jì)算 （一）土方機(jī)械的選擇 場地平整機(jī)械選擇：運(yùn)距1KM以內(nèi)且為一般土，含水量不大時(shí)用鏟運(yùn)機(jī)，當(dāng)個(gè)別地方土較硬、土太濕配合其他設(shè)備施工。；當(dāng)在丘陵地帶時(shí)，開挖高度3米以上，運(yùn)距大于1KM且較集中時(shí)：方法1：正鏟挖土機(jī)+自卸汽車

8、+推土機(jī)；推土機(jī)+自卸汽車；推土機(jī)+裝載機(jī)+自卸汽車,基坑、溝槽機(jī)械選擇：開挖溝槽深1-2米且不長時(shí)用推土機(jī)；當(dāng)不深、較長現(xiàn)狀時(shí)用鏟運(yùn)機(jī)；當(dāng)基坑較大且集中時(shí)用正鏟挖土機(jī)+自卸汽車；當(dāng)土較濕且不降水，土松軟可選擇反鏟、拉鏟或抓鏟挖土機(jī)配自卸汽車為宜。,土方填筑與壓實(shí),土方回填是將已挖出的土填充到需要填方的部位。 一、回填土料的選擇 1.哪些土不能作為填土用？ 含有大量有機(jī)物的土、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于5%的土，凍結(jié)或液化狀態(tài)的泥炭、粘土或粉狀砂質(zhì)粘土等。 2.如何確定土的最佳含水量？ 手握成團(tuán)，落地松散為宜。,填土應(yīng)分層進(jìn)行，并盡量采用同類土填筑。 透水性較大的土層置于透水性較小的土層之下。

9、,填土符合質(zhì)量要求： 土經(jīng)壓實(shí)后的實(shí)際干密度大于或等于控制干密度 土的控制干密度以設(shè)計(jì)規(guī)定為檢查標(biāo)準(zhǔn)。土的實(shí)際干密度可用“環(huán)刀法”測定。 環(huán)刀取樣，基坑回填每20-50 取樣一組。 基槽或管溝回填每層按長度20-50m取樣一組 室內(nèi)填土每層按100-150 取樣一組 場地平整填方每層按400-900 取樣一組。 取樣部位應(yīng)在每層壓實(shí)后的下半部。,二、填土的壓實(shí)方法 有四種：碾壓、夯實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)和振動(dòng)碾壓 大面積 碾壓和利用運(yùn)土工具壓實(shí) 小面積 夯實(shí)機(jī)具壓實(shí),2.夯實(shí)機(jī)械,利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)填土，適用于小面積填土的壓實(shí)。 夯實(shí)機(jī)械有： 夯錘 內(nèi)燃夯土機(jī) 蛙式打夯機(jī),壓實(shí)機(jī)械,3.振動(dòng)

10、壓實(shí)機(jī)械,適合于大面積填方工程,板式振動(dòng)夯實(shí)機(jī),自卸式土方運(yùn)輸車,三、影響填土壓實(shí)質(zhì)量的因素 主要因素：壓實(shí)功、土的含水量和每層鋪土厚度。,1壓實(shí)功的影響 土的密實(shí)度與壓實(shí)機(jī)械上所施加的功有一定的關(guān)系。（未達(dá)到壓實(shí)度之前，成正比，接近時(shí)，密度變化不大） 在實(shí)際施工中，對于砂土只需碾壓23遍，對亞砂土只需34遍，對亞粘土或粘土只需56遍。,土的密度與壓實(shí)功的關(guān)系,2土的含水量的影響 當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時(shí)，水起潤滑作用，土顆粒之間的摩阻力減少，從而易壓實(shí)。,土的干密度與含水量關(guān)系,為了保證在壓實(shí)過程中土處于最佳含水量狀態(tài)，當(dāng)土過濕時(shí)，應(yīng)預(yù)翻松晾干，也可摻入同類干土或吸水性材料，當(dāng)土過干時(shí)，則應(yīng)預(yù)先

11、灑水潤濕。 3鋪土厚度的影響 土在壓實(shí)功的作用下，其應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，其影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。,壓實(shí)作用沿深度的變化,基坑（槽）檢驗(yàn)和地基處理,一、施工要求 1.開挖或回填應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。 2.雨期施工或挖好后不能及時(shí)進(jìn)行下一道工序時(shí)，可在基底標(biāo)高以上留150-300mm土層不挖。 3.機(jī)械開挖，在基底標(biāo)高以上預(yù)留一層用人工清理的土。 4.棄土堆坡腳至坑邊的距離；棄土堆的高度不應(yīng)超過1.5m。,釬探和驗(yàn)槽 地基的局部處理 松土坑、磚井或土井、局部范圍內(nèi)硬土或其他堅(jiān)硬物、橡皮土,地基局部處理：指在淺基礎(chǔ)開挖基槽(坑)的施工中或驗(yàn)槽(坑)時(shí)，發(fā)現(xiàn)基槽(坑)范圍內(nèi)有洞穴、軟

12、弱土層或巖基、墻基等局部異常地基的處理。 處理的方法和原則：將局部軟弱層或硬物盡可能挖除，回填與天然土壓縮性相近的材料，分層夯實(shí)；處理后的地基應(yīng)保證建筑物各部位沉降量趨于一致，以減少地基的不均勻下沉。,可將坑中松軟虛土挖除，使坑底及四壁均見天然土為止?；靥钆c天然土壓縮性相近的材料（見圖21a）。,1. 松土坑在基槽范圍內(nèi)時(shí),圖2-1A 松土坑的處理,當(dāng)天然土為砂土?xí)r，用砂或級配砂石回填； 當(dāng)天然土為較密實(shí)的粘性土，用37灰土分層夯實(shí)回填； 當(dāng)天然土為中密可塑的粘性土或新近沉積粘性土，可用19或28灰土分層回填夯實(shí)，每層厚度不超過20cm。,2. 松土坑在基槽中范圍較大時(shí),圖2-1 松土坑的處理

13、,松土坑在基槽中范圍較大，且超過基槽邊沿時(shí)，因條件限制，槽壁挖不到天然土層時(shí)，則應(yīng)將該范圍內(nèi)的基槽適當(dāng)加寬，用19或28灰土回填 ；當(dāng)用37灰土回填時(shí)，如坑的長度小于等于2m，基槽可不放寬，但灰土與槽壁接觸處應(yīng)夯實(shí)。,返回,3. 松土坑范圍較大，且長度超過5m時(shí),松土坑范圍較大，且長度超過5m時(shí)如果坑底土質(zhì)與一般槽底土質(zhì)相同，可將該部分基礎(chǔ)落深，做1：2踏步與兩端相接（見圖2-1c），踏步多少按坑深而定，但每步不高于50cm，長度不小于100cm，如深度較大，用灰土分層回填夯實(shí)至坑底平。,圖2-1 松土坑的處理,返回,4. 松土坑較深且大于槽寬或1.5m時(shí),松土坑較深且大于槽寬或1.5m時(shí)，按

14、以上要求處理到老土，槽底處理完畢后，還應(yīng)當(dāng)考慮是否需要加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，常用的加強(qiáng)方法是：在灰土基礎(chǔ)上12皮磚處（或混凝土基礎(chǔ)內(nèi)），防潮層下12皮磚處及首層頂板處各加配4根812鋼筋，跨過該松土坑兩端各1m，以防產(chǎn)生過大的局部不均勻沉降（見圖2ld）。,圖2-1 松土坑的處理,返回,5. 地下水位較高的松土坑,地下水位較高的松土坑，如遇到地下水位較高，坑內(nèi)無法夯實(shí)時(shí)，可將抗（槽）中軟弱虛土挖去，再用砂土、砂石或混凝土代替灰土回填；或地下水位以下用粗砂與碎石（比例1：3）回填，地下水位以上用3：7灰土回填夯實(shí)至要求高度（見圖2-le）。,圖2-1 松土坑的處理,返回,1、 軟松土坑(填土、墓穴

15、、淤泥)的處理,將坑中的軟松土、虛土全部挖除，使坑底及四周均見天然土，然后用與坑邊天然土層相近的材料分層夯實(shí)回填至坑底標(biāo)高處。 常用回填材料有砂、砂礫石、天然土、37或28的灰土。采用天然土分層夯實(shí)回填時(shí)，每層厚度200mm，如圖1.36(a)所示。 軟松土坑范圍較大，超過地槽的寬度時(shí)，應(yīng)將該范圍內(nèi)的基槽適當(dāng)加寬，挖至天然層，將部分基礎(chǔ)加深，做成12踏步與兩端相接，如圖1.36(c)所示。,對于范圍和深度較大的軟土坑，由于回填材料與天然地基密實(shí)度相差較大，會(huì)造成基礎(chǔ)不均勻下沉，所以還要考慮加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，以抵抗地基不均勻沉降而引起的內(nèi)力。在防潮層下設(shè)鋼筋混凝土或鋼筋磚圈梁(圖1.37),2

16、、 磚井、枯井、土井的處理方法,當(dāng)井在基槽范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)將井的井圈拆至地槽下1m以上，井內(nèi)用中砂、砂卵石材料分層夯填處理，在拆除范圍內(nèi)用28或37灰土分層回填夯實(shí)至槽底(圖1.38)。,局部范圍內(nèi)硬土的處理,基礎(chǔ)下局部遇基巖、舊墻基、大孤石、老灰土或圬工構(gòu)筑物等，盡可能挖除，以防建筑物由于局部落于堅(jiān)硬地基上，造成不均勻沉降而使建筑物開裂； 或?qū)?jiān)硬地基部分鑿去3050cm深，再回填土、砂混合物或砂作軟性褥墊，起到調(diào)節(jié)變形作用，避免裂縫（見圖2-3）。,如硬物挖除困難，可在其上設(shè)置鋼筋混凝土過梁跨越，并與硬物間保留一定空隙或在硬物上部設(shè)置一層軟性褥墊以調(diào)整沉降。,返回,局部范圍內(nèi)(硬物)的處理,當(dāng)

17、樁基或部分基槽下有基巖、舊墻基、老灰土、壓實(shí)路面等硬土或堅(jiān)硬物時(shí)，首先在地坑、地槽范圍內(nèi)盡可能地挖除，以免基礎(chǔ)局部落在硬物上造成不均勻沉降使上部建筑物開裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于5m時(shí)，可用砂、砂卵石或灰土回填；若長度大于5m時(shí)，則將槽底做12踏步灰土墊層與兩端緊密連接，然后做落深基礎(chǔ)。,橡皮土的處理,當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝?，且含水量很大趨于飽和時(shí)，夯拍后會(huì)使地基土變成踩上去有一種顫動(dòng)感的土，稱“橡皮土”。 橡皮土不宜直接夯拍，因?yàn)楹慌膶_動(dòng)原狀土，土顆粒之間的毛細(xì)孔將被破壞，在夯拍面形成硬殼，水分不易滲透和散發(fā)，這時(shí)可采用翻土晾槽或摻石灰粉的辦法降低土的含水量，然后再根據(jù)具體情況選擇施工方法及

18、基礎(chǔ)類型。,如果地基土已發(fā)生了顫動(dòng)現(xiàn)象，可加鋪一層碎石夯擊，以將土擠密； 如果基礎(chǔ)荷載較大，可在橡皮土上打入大塊毛石或紅機(jī)磚擠密土層，然后滿鋪50cm碎石后再夯實(shí)，亦可采用換土方法，將橡皮上挖除，填以砂石。,返回,橡皮土的處理,當(dāng)?shù)鼗鶠檎承酝?，含水量大且趨于飽和時(shí)，如果直接夯打或反復(fù)碾壓，就容易形成有顫動(dòng)彈性感的“橡皮土”。對于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，擬采用晾槽或摻石灰粉的辦法降低含水量后壓實(shí)。若施工中已出現(xiàn)橡皮土，則應(yīng)將橡皮土層挖除，然后在槽底適當(dāng)加深的情況下鋪墊一層承載力高、適應(yīng)設(shè)計(jì)要求的墊層地基，如砂土或級配砂石墊層等。,爆破在土木工程施工中應(yīng)用較廣，如石方開挖、施工現(xiàn)場樹

19、根和障礙物的清除、凍土開挖、場地平整以及清除舊的建筑物或構(gòu)筑物等，都需要采用爆破。 一、爆破原理 二、爆破材料 三、爆破藥包量計(jì)算 四、爆破安全措施,土石方爆破,一、爆破原理 炸藥引爆后，由原來體積很小的炸藥，經(jīng)過化學(xué)變化，在極短的時(shí)間內(nèi)，由固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w狀態(tài)，體積增加數(shù)百倍甚至數(shù)千倍，同時(shí)產(chǎn)生很高的溫度和巨大的沖擊力，使周圍的介質(zhì)受到程度不同的破壞，這就叫做爆破。 (一)爆破作用圈 (二)爆破漏斗,爆破時(shí)距離爆破中心近的，受到的破壞就大；遠(yuǎn)的，受到的破壞就小。通常將爆破影響的范圍分為以下幾個(gè)爆破作用圈(見圖1-27所示)： 1.壓縮圈 2.拋擲圈 3.破壞圈 4.振動(dòng)圈,圖1-27爆破作

20、用圈,當(dāng)埋設(shè)在地下的藥包爆炸后，地面就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)爆破坑，一部分炸碎了的介質(zhì)被拋至坑外，一部分仍墜落在坑內(nèi)。形成爆破漏斗。（見圖1-29所示）爆破漏斗有以下幾個(gè)參數(shù)： 圖1-29 爆破漏斗,(1)最小抵抗線W：即從藥包中心到臨空面的最短距離。(2)爆破漏斗半徑r：即漏斗上口的圓周半徑。 (3)最大可見深度h：即從墜落在坑內(nèi)的介質(zhì)表面到臨空面最大距離。 (4)爆破作用半徑R：即從藥包中心到爆破漏斗上口邊沿的距離。 爆破漏斗的大小一般以爆破作用指數(shù)(n)來表示，即n = r / W當(dāng)n=1時(shí)，稱為標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗；n1時(shí)，稱為加強(qiáng)拋擲爆破漏斗。,二、爆破材料炸藥工程中常用的炸藥有以下幾種： 1.硝銨

21、炸藥 它是硝酸銨、梯恩梯和少量木粉的混合物。工程中常用的2號巖石硝銨炸藥，其配合比例為85114，其受潮和結(jié)塊后，爆破性能會(huì)降低。 2.梯恩梯(三硝基甲苯) 它呈結(jié)晶粉末狀，淡黃色，壓制后呈黃色，熔鑄塊呈褐色，不吸濕，爆炸威力大。但本身含氧不足，爆炸時(shí)產(chǎn)生有毒的一氧化碳?xì)怏w，不宜用于地下作業(yè)及通風(fēng)不良的環(huán)境下。當(dāng)摻有砂石粉類固體雜質(zhì)時(shí)，對撞擊和摩擦有較高的敏感度。,3.膠質(zhì)炸藥它是由硝化甘油和硝酸銨(有時(shí)用硝酸鉀或硝酸鈉)的混合物，另加入一些木屑和穩(wěn)定劑制成的。它的爆炸威力大，不吸濕，有較高密度和可塑性，適用于水下和堅(jiān)硬巖石爆破。 4.銨油炸藥它是硝酸銨和柴油(或加木粉)的混合物，通常兩者的比

22、例為94.55.5，當(dāng)加木粉時(shí)，其比例為9244(稱為1號銨油炸藥)。銨油炸藥取材方便，成本低廉，使用安全，但具有吸濕結(jié)塊性，不能久存，最好現(xiàn)拌現(xiàn)用。 5.黑火藥用硝酸鉀、硫磺和木炭按一定比例(最佳為751015)混合而成。好的黑火藥為深灰色的顆粒，不沾手。對火星和撞擊極敏感，吸濕性強(qiáng)，威力低，適用于開采石料。,三、爆破藥包量計(jì)算 藥包的重量叫做藥包量。藥包量的大小，與巖石的軟硬、縫隙情況、臨空面的多少、預(yù)計(jì)爆破的石方體積有關(guān)。 1.標(biāo)準(zhǔn)拋擲藥包量計(jì)算/標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗的體積： V = 1/3w3w3 藥包量： Q=qW3e 式中：Q藥包量(kg)；q標(biāo)準(zhǔn)拋擲藥包的炸藥單位消耗量，按所爆除的巖石的體積計(jì)(kg/m3)；e炸藥換算系數(shù),2.加強(qiáng)拋擲藥包量計(jì)算 加強(qiáng)拋擲藥包量： Q=(0.4+0.6n3)qW3e 式中：n爆破作用指數(shù)。