掌握主要土方机械施工的适用范围和施工方法.doc

建筑工程施工技术

三、掌握主要土方机械施工的适用范围和施工方法

　　一、推土机
　　（一）适用范围
　　适于开挖一～四类土；找平表面，场地平整；开挖深度不大于1.5m的基坑（槽）；短距离移挖筑填，回填基坑（槽）、管沟并压实；堆筑高度在1.5m以内的路基、堤坝，以及配合挖土机从事平整、集中土方、清理场地、修路开道；拖羊足碾、松土机，配合铲运机助铲以及清除障碍物等。
　　（二）作业方法
　　推土机开挖的基本作业是铲土、运土和卸土三个工作行程和空载回驶行程。铲土时应根据土质情况，尽量采用最大切土深度在最短距离（6～10m）内完成，以便缩短低速运行时间，然后直接推运到预定地点。回填土和填沟渠时，铲刀不得超出土坡边沿。上下坡坡度不得超过35°，横坡不得超过10°。几台推土机同时作业，前后距离应大于8m。
　　（三）提高生产率的常用方法
　　1.下坡推土法；
　　2.槽形挖土法；
　　3.并列推土法；
　　4.分堆集中；
　　5.铲刀附加侧板法。

　　二、铲运机
　　（一）适用范围
　　适于开挖含水率27%以下的一～四类土；大面积场地平整、压实；运距800m内的挖运土方；开挖大型基坑（槽）、管沟、填筑路基等。但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用。
　　（二）作业方法
　　铲运机的基本作业是铲土、运土、卸土三个工作行程和一个空载回驶行程。在施工中由于挖填区的分布情况不同，为了提高生产效率，应根据不同施工条件（工程大小、运距长短、土的性质和地形条件等），选择合理的开行路线和施工方法。
　　开行路线有如下几种：
　　1.椭圆形开行路线；
　　2.“8”字形开行路线；
　　3.大环形开行路线；
　　4.连续式开行路线；
　　5.锯齿形开行路线；
　　6.螺旋形开行路线。
　　（三）提高生产率的常用方法
　　1.下坡铲土法；
　　2.跨铲法；
　　3.交错铲土法；
　　4.助铲法；
　　5.双联铲运法。

　　三、挖掘机
　　（一）正铲挖掘机
　　1.适用范围
　　适用于开挖含水量应小于27%的一～四类土和经爆破后的岩石和冻土碎块；大型场地整平土方；工作面狭小且较深的大型管沟和基槽路堑；独立基坑及边坡开挖等。
　　2.作业方法
　　正铲挖掘机的挖土特点是：“前进向上，强制切土”。根据开挖路线与运输汽车相对位置的不同，一般有以下两种：
　　（1）正向开挖，侧向装土法：正铲向前进方向挖土，汽车位于正铲的侧向装车。本法装车方便，循环时间短，生产效率高。用于开挖工作面较大，深度不大的边坡、基坑（槽）、沟渠和路堑等，为最常用的开挖方法。
　　（2）正向开挖，后方装土法：正铲向前进方向挖土，汽车停在正铲的后面。本法开挖工作面较大，生产效率降低。用于开挖工作面较小、且较深的基坑（槽）、管沟和路堑等
　　3.提高生产率的常用方法
　　（1）分层开挖法；
　　（2）多层挖土法；
　　（3）中心开挖法；
　　（4）上下轮换开挖法；
　　（5）顺铲开挖法；
　　（6）间隔开挖法。
　　（二）反铲挖掘机
　　1.适用范围
　　适用于开挖含水量大的一～三类的砂土或黏土；主要用于停机面以下深度不大的基坑（槽）或管沟，独立基坑及边坡的开挖。
　　2.开挖方法
　　反铲挖掘机的挖土特点是：“后退向下，强制切土”。根据挖掘机的开挖路线与运输汽车的相对位置不同，一般有以下几种：
　　（1）沟端开挖法；
　　（2）沟侧开挖法；
　　（3）沟角开挖法；
　　（4）多层接力开挖法。
　　（三）抓铲挖掘机
　　1.适用范围
　　适用于开挖土质比较松软（一～二类土）、施工面狭窄的深基坑、基槽，清理河床及水中挖取土，桥基、桩孔挖土，最适宜于水下挖土，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。
　　2.挖土方法
　　抓铲挖掘机的挖土特点是：“直上直下，自重切土”。抓铲能在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方，并可在任何高度上卸土（装车或弃土）。
　　对小型基坑，抓铲位于一侧抓土；对较宽的基坑，则在两侧或四侧抓土。抓铲应离基坑边一定距离，土方可直接装自卸汽车运走，或堆弃在基坑旁或用推土机推到远处堆放。挖淤泥时，抓斗易被淤泥吸住，应避免用力过猛，以防翻车。抓铲施工，一般均需加配重。

　　四、装载机
　　装载机按行走方式分履带式和轮胎式两种。有的单斗装载机背端还带有反铲。
　　（一）适用范围
　　适用于装卸土方和散料，也可用于较软土体的表层剥离、地面平整、场地清理和土方运
　　送等工作。
　　（二）作业方法
　　与推土机基本类似。在土方工程中，也有铲装、转运、卸料、返回四个过程。

　　1A414022　掌握常见基坑开挖与支护方法

　　土方开挖的顺序、方法必须与设计要求相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
　　基坑边界周围地面应设排水沟，对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。

　　一、浅基坑的开挖8点具体要求
　　1.浅基坑开挖，应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖长度，按放线分块（段）分层挖土。根据土质和水文情况，采取在四侧或两侧直立开挖或放坡，以保证施工操作安全。
　　当土质为天然湿度、构造均匀、水文地质条件良好（即不会发生坍滑、移动、松散或不均匀下沉），且无地下水时，开挖基坑可不必放坡，采取直立开挖不加支护，但挖方深度应按表1A414022－1的规定执行，基坑长度应稍大于基础长度。如超过表1A414022－1规定的深度，应根据土质和施工具体情况进行放坡，以保证不坍方。其临时性挖方的边坡值可按表1A414022－2采用。放坡后基坑上口宽度由基坑底面宽度及边坡坡度来决定，坑底宽度每边应比基础宽出15～30cm，以便施工操作。
　　 　　　　　　　　　　基坑不加支撑时的容许深度 　　　　表1A414022—1
项次
　　 　　　　　　　土的种类
容许深度（m）
1　
2
3
4
密实、中密的砂子和碎石类土（充填物为砂土）
硬塑、可握的粉质黏土及粉土
硬塑、可塑的黏土和碎石类土（充填物为黏性土）
坚硬的黏土
1.00
1.25
1.50
2.OO
　　　　　　　　　　　　　　临时性挖方边坡值 　　　　　　　表1A414022—2

边坡值（高；宽）
砂土（不包括细砂、粉砂）
1：1.25～1：1.50

硬

1：0.75～1：1.00
一般性黏土
硬塑
1：1～1：1.25
软
1：1.5或更缓

充填坚硬、硬塑黏性土
1：0.5～1：1.0
碎石类土
充填砂土
1：1～1：1.5
　　2.当开挖基坑土体含水量大而不稳定，或基坑较深，或受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖而土质较差时，应采用临时性支撑加固。挖土时，土壁要求平直，挖好一层，支一层支撑。开挖宽度较大的基坑，当在局部地段无法放坡，或下部土方受到基坑尺寸限制不能放较大坡度时，应在下部坡脚采取加固措施，如采用短桩与横隔板支撑或砌砖、毛石或用编织袋、草袋装土堆砌临时矮挡土墙，保护坡脚。
　　3.基坑开挖程序一般是：测量放线→分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序。挖土应自上而下水平分段分层进行，边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，至设计标高，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽度和标高，要求坑底凹凸不超过2.Ocm。
　　4.基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。当用人工挖土，基坑挖好后不能立即进行下道工序时，应预留15～30cm一层土不挖，待下道工序开始再挖至设计标高。采用机械开挖基坑时，为避免破坏基底土，应在基底标高以上预留一层由人工挖掘修整。使用铲运机、推土机时，保留土层厚度为15～20cm，使用正铲、反铲或拉铲挖土时为20～30cm。
　　5.在地下水位以下挖土，应在基坑四周挖好临时排水沟和集水井，或采用井点降水，将水位降低至坑底以下500mm，以利挖方进行。降水工作应持续到基础（包括地下水位下回填土）施工完成。
　　6.雨期施工时，基坑应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并在基坑四围以土堤或挖排水沟，以防地面雨水流入基坑内；同时，应经常检查边坡和支撑情况，以防止坑壁受水浸泡，造成塌方。
　　7.基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。
　　8.基坑挖完后应进行验槽，做好记录；如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究及时处理。

　　二、浅基坑的支护：7类支护
　　1.斜柱支撑：水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑支顶，斜撑底端支在木桩上，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土时。
　　2.锚拉支撑：水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土，不能安设横撑时使用。
　　3.型钢桩横挡板支撑：沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H型钢桩，间距1.0～1.5m，然后边挖方，边将3～6cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土，并在横向挡板与型钢桩之间打上楔子，使横板与土体紧密接触。适于地下水位较低、深度不很大的一般黏性或砂土层中使用。
　　4.短桩横隔板支撑：打入小短木桩或钢桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土、夯实。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。
　　5.临时挡土墙支撑：沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯扁丝纺织袋、草袋装土、砂堆砌，使坡脚保持稳定。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。
　　6.挡土灌注桩支护：在开挖基坑的周围，用钻机或洛阳铲成孔，桩径ф4O0～500mm，现场灌筑钢筋混凝土桩，桩间距为1.0～1.5m，在桩间土方挖成外拱形使之起土拱作用。适用于开挖较大、较浅（＜5m）基坑，邻近有建筑物，不允许背面地基有下沉、位移时采用。
　　7.叠袋式挡墙支护：采用编织袋或草袋装碎石（砂砾石或土）堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm厚块石基础，墙底宽由1500～2000mm，顶宽适当放坡卸土1.0～1.5m，表面抹砂浆保护。适用于一般黏性土、面积大、开挖深度应在5m以内的浅基坑支护。

　　三、深基坑的支护：
　　深基坑土方开挖，当施工现场不具备放坡条件，放坡无法保证施工安全，通过放坡及加设临时支撑已经不能满足施工需要时，一般采用支护结构进行临时支挡，以保证基坑的土壁稳定。支护结构的选型：排桩或地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙或采用上述形式的组合，重视各自的适用条件。
　　（一）排桩或地下连续墙
　　通常由围护墙、支撑（或土层锚杆）及防渗帷幕等组成。排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻孔灌筑桩、挖孔灌筑桩、加筋水泥土桩（SMW工法）等多种类型。
　　适用条件：适于基坑侧壁安全等级一、二、三级；悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。
　　（二）水泥土墙
　　水泥土墙，依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后
　　亦可局部加设支撑。水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型，通常呈格构式布置。
　　适用条件：基坑侧壁安全等级宜为二、三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大
于150kPa；基坑深度不宜大于6m。
　　（三）土钉墙
　　土钉墙由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。土钉墙是一种
　　边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的围护墙不同，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。
　　适用条件：用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；
　　当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。
　　（四）逆作拱墙
　　当基坑平面形状适合时，可采用拱墙作为围护墙。拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱
墙和组合拱墙。对于组合拱墙，可将局部拱墙视为两铰拱。
　　适用条件：基坑侧壁安全等级宜为三级；淤泥和淤泥质土场地不宜采用；拱墙轴线的矢
　　跨比不宜小于1/8；基坑深度不宜大于12m；地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

　　四、深基坑的土方开挖：6点具体要求
　　在深基坑土方开挖前，要详细确定挖土方案和施工组织；要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。
　　1.深基坑工程的挖土方案，主要有放坡挖土、中心岛式（也称墩式）挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者无支护结构，后三种皆有支护结构。
　　2.土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
　　3.防止深基坑挖土后土体回弹变形过大
　　施工中减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时
间，并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，并在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要时，可对基础结构下部土层进行加固。
　　4.防止边坡失稳
　　5.防止桩位移和倾斜
　　打桩完毕后基坑开挖，应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。
　　6.配合深基坑支护结构施工
　　挖土方式影响支护结构的荷载，要尽可能使支护结构均匀受力，减少变形。为此，要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。　

海南中航航华建设工程有限公司