第二章土土方工工程土方工程包包括土的開開挖、運(yùn)輸和填筑等三個(gè)基基本的施工工過程。在進(jìn)行土石石方工程施施工時(shí)應(yīng)按按綜合機(jī)械械化的原理理組織施工工，并注意意三者之間間的關(guān)系，，進(jìn)行合理理的平衡調(diào)調(diào)配，以達(dá)達(dá)到提高工工效、減少少運(yùn)量、降降低工程造造價(jià)的目的的。第一節(jié)土方開挖與與填筑的基基本類型工程施工中中的土方工工程有：場(chǎng)場(chǎng)地平整、、基坑和航航道的開挖挖、碼頭(或閘墻)后填土、基基坑回填等等。土方開挖的的分類1．人工和半半機(jī)械開挖挖方法2．機(jī)械開挖挖方法3．水力開挖挖方法4．爆破開挖挖方法填筑工程土料的基本本填筑方法法有兩類：：1．填方不加加任何壓實(shí)實(shí)措施，全全高程一次次填筑，任任其自然沉沉降；2．水平分層層鋪筑、逐逐層壓實(shí)。。填筑工程要要求達(dá)到一一定的密實(shí)實(shí)度，以滿滿足不同工工程對(duì)穩(wěn)定定、防滲和和沉降的不不同要求。。第二節(jié)土土方開挖挖與運(yùn)輸一、挖運(yùn)機(jī)機(jī)械(一)挖掘機(jī)械分類構(gòu)造及工作特點(diǎn)：?jiǎn)味肥胶投喽肥絺鲃?dòng)系統(tǒng)：索式、鏈?zhǔn)胶鸵簤菏蕉喽肥酵诰蚓驒C(jī)屬于連連續(xù)式挖土土機(jī)械；單斗式挖掘掘機(jī)屬于循循環(huán)式挖土土機(jī)械。鏟土升高旋轉(zhuǎn)至卸土地點(diǎn)卸土回轉(zhuǎn)土斗至開挖位置1．單斗式挖挖掘機(jī)(1)反向鏟挖掘掘機(jī)可挖停機(jī)面面以上或以以下及地下下水位以下下的I-II級(jí)土壤,反向鏟操作作靈活、方方便。與正正向鏟挖掘掘機(jī)相比，，生產(chǎn)率要要低，常用用于土方量量不大，施施工場(chǎng)地狹狹窄的溝槽槽和基坑的的開挖。圖2-5單斗式挖掘掘機(jī)圖2-6反反向向鏟挖掘機(jī)機(jī)（大宇宇DH220挖機(jī)）反向鏟挖掘掘機(jī)工作范范圍及方法法圖2-8反向鏟挖掘掘機(jī)的開挖挖方法溝端開挖法法溝側(cè)開挖法法兩旁開挖法法圖2-7反向鏟挖掘掘機(jī)工作范范圍(2)正向鏟挖掘掘機(jī)圖2-9圖2-10正向鏟挖掘掘機(jī)圖2-11正向鏟挖掘掘機(jī)工作布布置正向鏟挖掘掘機(jī)有強(qiáng)有有力的推力力裝置、生生產(chǎn)率高，，能挖I-IV級(jí)土和破碎碎后的巖石石。適用于開挖挖停機(jī)面以以上的土方方。挖掘機(jī)在一一個(gè)停機(jī)位位置所能開開挖到的工工作面稱為為掌子。正向開行側(cè)向開行(3)抓斗式挖土土機(jī)抓斗式挖土土機(jī)由于挖挖土能力小小、效率低低，主要用用來開挖I、II級(jí)土壤的窄窄而深的基基坑、溝槽槽、河泥等等土方工程程。圖2-122．多斗式挖挖掘機(jī)多斗式挖掘掘機(jī)屬于連連續(xù)式的挖挖土機(jī)械，，它的生產(chǎn)產(chǎn)率較高，，多斗式挖挖掘機(jī)有斗斗輪式和鏈鏈斗式兩類類。圖2-13圖2-14多斗式挖掘掘機(jī)3．裝載機(jī)裝載機(jī)是一一種短程裝裝運(yùn)結(jié)合的的機(jī)械。裝裝載機(jī)操作作靈活輕便便、工作平平穩(wěn)、安全全可靠、生生產(chǎn)效率高高。圖2-15裝載機(jī)外形形圖圖2-16裝裝載機(jī)（CAT966E裝載機(jī)）(二)挖運(yùn)機(jī)械1．鏟運(yùn)機(jī)施施工(1)鏟運(yùn)機(jī)：適適用于場(chǎng)地地平整、大大型基坑的的開挖及堤堤壩、路基基的填筑。。圖2-17(2)鏟運(yùn)運(yùn)機(jī)開行方方式：圖2-18鏟運(yùn)機(jī)開行行方式2．推土機(jī)施施工圖2-19圖2-20TY222推土機(jī)(三)運(yùn)輸機(jī)械1．汽車運(yùn)輸輸優(yōu)點(diǎn)：速度度快，可將將物料直接接運(yùn)至指定定地點(diǎn)而無無需中途轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)，在工工作面狹窄窄和地形復(fù)復(fù)雜的條件件下適應(yīng)性性強(qiáng)，布置置起來比較較方便；缺點(diǎn)：運(yùn)費(fèi)費(fèi)較大。圖2-21工程運(yùn)輸汽汽車圖2-22重重型自卸汽汽車2．帶式運(yùn)輸輸帶式運(yùn)輸機(jī)機(jī)適用于運(yùn)運(yùn)送松散狀狀物料(土、碎石、、混凝土等等)，生產(chǎn)率高高，由于帶帶式運(yùn)輸機(jī)機(jī)能適應(yīng)各各種地形條條件，支承承簡(jiǎn)單，在在水運(yùn)工程程中應(yīng)用廣廣泛。圖2-231．挖掘機(jī)械械生產(chǎn)率計(jì)計(jì)算循環(huán)式單斗斗挖掘機(jī)和和連續(xù)式多多斗挖掘機(jī)機(jī)的實(shí)際生生產(chǎn)率Pc，按下式計(jì)計(jì)算：Pc=60·q·n·KH·KS·KB·Kt(m3/h)式中：q—土斗的幾何何容積(m3)；n—對(duì)于單斗挖挖掘機(jī)系指指每分鐘循循環(huán)工作次次數(shù)，對(duì)于多斗挖挖掘機(jī)系指指每分鐘傾傾倒的土斗斗數(shù)量。二、挖運(yùn)機(jī)機(jī)械生產(chǎn)率率計(jì)算式中：t1,t2,t3,t4—挖土,重重車回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),卸卸土,空空車回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的時(shí)間；；Ksc—土壤級(jí)別修修正系數(shù)，，取1.l～l.2；β—相對(duì)轉(zhuǎn)角系系數(shù)，隨轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角增大而而增大轉(zhuǎn)角90°°時(shí)，β＝1轉(zhuǎn)角為100°～135°時(shí)時(shí)，β=1.08～～l.37；對(duì)于單斗式式挖掘機(jī)：：KH—土斗的充盈盈系數(shù)，表表示實(shí)際裝裝料容積與與土斗幾何何容積之比比，視挖掘掘機(jī)類型而而定，取0.8～1.0；KS—土的最初可可松性系數(shù)數(shù)，對(duì)于I級(jí)土約為0.91～～0.83，II級(jí)土約為0.88～～0．78，III級(jí)土約為0．8l～0.71，IV級(jí)土約為0.79～～0.73；KB—時(shí)間利用系系數(shù)，表示示挖掘機(jī)工工作時(shí)間利利用程度，，可取0.8～0.9；Kt—聯(lián)合作業(yè)業(yè)延誤系系數(shù)，考考慮運(yùn)輸輸工具的的影響挖挖掘的工工作時(shí)間間，有運(yùn)運(yùn)輸工具具配合時(shí)時(shí)，取0.9；無運(yùn)輸輸工具配配合時(shí)，，取1.0。2．運(yùn)輸機(jī)機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)率計(jì)算算(1)循環(huán)式運(yùn)運(yùn)輸機(jī)械械：運(yùn)輸機(jī)械械的生產(chǎn)率率取決于于該運(yùn)輸機(jī)械械的載重量、、行駛速速度、開開行路線線和距離離、裝卸卸條件等等因素，，其每班班的運(yùn)輸輸生產(chǎn)率率Pa由下式計(jì)計(jì)算：式中：q——運(yùn)輸工具具一次運(yùn)運(yùn)載的有有效方量量(m3)；T1——每班時(shí)間間(min);T2——每班運(yùn)輸輸工具的的非工作作時(shí)間(min);t——運(yùn)輸工具具每一循循環(huán)所需需時(shí)間；；包括裝車車、卸車車、途中中運(yùn)行時(shí)時(shí)間(min)；t1——裝車時(shí)間間(min)；t2——卸車時(shí)間間(min)；L——運(yùn)距(km)；V——平均行駛駛速度km/h，一般工地地道路上開行的的汽車取取15km/h～20km/h。每班運(yùn)輸輸循環(huán)次次數(shù)：(2)連續(xù)帶式運(yùn)輸輸機(jī)械：：帶式運(yùn)輸輸機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)率，取取決于帶帶寬、帶帶速和運(yùn)運(yùn)輸機(jī)械械布置的的傾角等等。若以以實(shí)方計(jì)計(jì)，帶式式運(yùn)輸機(jī)機(jī)的實(shí)際際小時(shí)生生產(chǎn)率Pa(m3/h)可按下式式計(jì)算：Pa=K·B2·V·Ka式中：K—帶形系數(shù)數(shù)；對(duì)平平面帶，K=200；對(duì)槽型帶帶，K=400；B—帶寬(m)；V—帶的運(yùn)行行速度(m/s)；Ka—各種影響響的綜合合系數(shù)。。三、挖運(yùn)運(yùn)強(qiáng)度和和挖運(yùn)機(jī)機(jī)械數(shù)量量的確定定(一)挖運(yùn)強(qiáng)度度的確定定土方的開開挖、運(yùn)運(yùn)輸和填填筑是土土方工程程的三個(gè)個(gè)基本施施工過程程，必須須全面綜綜合考慮慮。1．填筑強(qiáng)度度QD的確定式中：V—壓實(shí)后土土體體積積(m3)；T—有效工作作日數(shù)(d)；Ka—土體沉實(shí)實(shí)影響系系數(shù)，可可取1.03～1.05；K1—土料的損損失系數(shù)數(shù)，可取取1.05～1.10；K—施工不均均衡系數(shù)數(shù)，可取取1.2～1.302．運(yùn)輸強(qiáng)強(qiáng)度QT的確定QT＝QD·K2·Kc(m3/d)式中：QD—填筑強(qiáng)度度Kc—壓實(shí)影響響系數(shù)，，Kc=γ0/γT；γ0為壓實(shí)土土體干容重(kN/m3)；γT為松散土土料容重重(kN/m3)；K2—運(yùn)輸過程程中的土土料損失失系數(shù)，，可取1.0l～1.05。3．開挖強(qiáng)強(qiáng)度Qc的確定Qc=QD·K2·K3·Kc’(m3/d)式中：Kc’—壓實(shí)系數(shù)數(shù)，Kc’=γ0/γc；γ0為壓實(shí)土土體干容重(kN/m3)；γc為料場(chǎng)土土料容重重(kN/m3)；K3—開挖過程程中土料料損失系系數(shù)，取取K3＝1.03~1.08。(二)挖運(yùn)機(jī)機(jī)械數(shù)數(shù)量的的確定定滿足開開挖強(qiáng)強(qiáng)度的的挖掘掘機(jī)的的數(shù)量量Nc為：滿足運(yùn)運(yùn)輸強(qiáng)強(qiáng)度的的汽車車數(shù)量量Na為：校核滿滿足挖挖土機(jī)機(jī)連續(xù)續(xù)工作作的條條件：：式中：：Qc—開挖強(qiáng)強(qiáng)度；；Pc—單臺(tái)挖挖掘機(jī)機(jī)的生生產(chǎn)率率(m3／h)；QT—運(yùn)輸強(qiáng)強(qiáng)度；；Pa—單輛汽汽車的的生產(chǎn)產(chǎn)率(m3／h)；n—單臺(tái)挖挖掘機(jī)連續(xù)續(xù)工作作時(shí)的的裝車車數(shù)。。第三節(jié)節(jié)土土方方填筑筑一、土土方填填筑方方法1．填方不不加壓壓實(shí)措措施，，任其其自然然沉降降沿填方方全高高程一一次填填足，，自填填方的的一端端向另另一端端逐步步擴(kuò)展展。對(duì)對(duì)砂性性土比比較適適宜(固結(jié)沉沉降時(shí)時(shí)間較較短)，用于于不急急于使使用的的場(chǎng)地地和路路基的的填方方或水水下無無法進(jìn)進(jìn)行壓壓實(shí)的的填方方。2．水平平分層層鋪筑筑，逐逐層壓壓實(shí)壓實(shí)效效果好好，密密實(shí)度度可以以人為為控制制，但但施工工比較較復(fù)雜雜，需需要設(shè)設(shè)備及及費(fèi)用用較多多。二、影影響土土壤密密實(shí)的的主要要因素素影響土土壤密密實(shí)的的主要要因素素有土土壤本本身的的物理理力學(xué)學(xué)特性性和施施加外外力的的壓實(shí)實(shí)功能能兩個(gè)個(gè)方面面。1．土土壤壤的的種種類類土中中粘粘性性含含量量愈愈多多，，壓壓實(shí)實(shí)愈愈困困難難；；砂砂性性土土因因顆顆粒粒較較粗粗(粉砂砂土土除除外外)排水水較較易易，，故故較較易易壓壓實(shí)實(shí)。。2．土土壤壤含含水水量量在一一定定外外力力的的作作用用下下，，含含水水量量過過高高或或過過低低，，都都達(dá)達(dá)不不到到最最優(yōu)優(yōu)的的壓壓實(shí)實(shí)效效果果，，只只有有在在某某一一含含水水量量下下壓壓實(shí)實(shí)效效果果最最好好，，這這個(gè)個(gè)含含水水量量就就稱稱為為““最最優(yōu)優(yōu)含含水水量量””。。3．顆顆粒粒級(jí)級(jí)配配顆粒粒愈愈細(xì)細(xì)小小，，孔孔隙隙比比愈愈大大，，滲滲透透系系數(shù)數(shù)愈愈小小，，在在壓壓實(shí)實(shí)過過程程中中，，水水分分不不易易排排出出，，影影響響壓壓實(shí)實(shí)效效果果。。同同時(shí)時(shí)，，顆顆粒粒級(jí)級(jí)配配愈愈不不均均勻勻，，壓壓實(shí)實(shí)后后的的密密實(shí)實(shí)度度就就愈愈大大。。4．施施工工過過程程在土土石石料料的的鋪鋪筑筑、、碾碾壓壓過過程程中中，，鋪鋪土土厚厚度度、、碾碾壓壓力力大大小小、、碾碾壓壓遍遍數(shù)數(shù)等等都都對(duì)對(duì)土土壤壤的的密密實(shí)實(shí)度度有有影影響響，，如如同同樣樣的的土土質(zhì)質(zhì)，，薄薄層層鋪鋪筑筑容容易易密密實(shí)實(shí)，，而而鋪鋪筑筑層層厚厚則則難難以以密密實(shí)實(shí)。。三、、土土方方填填筑筑的的密密實(shí)實(shí)方方法法、、機(jī)機(jī)具具及及壓壓實(shí)實(shí)參參數(shù)數(shù)機(jī)械械力力作作用用主主要要是是利利用用機(jī)機(jī)械械(平碾碾、、氣氣胎胎碾碾、、羊羊足足碾碾等等)的靜靜態(tài)態(tài)重重力力作作用用壓壓實(shí)實(shí)土土壤壤，，或或利利用用機(jī)機(jī)械械(振動(dòng)動(dòng)平平碾碾、、振振動(dòng)動(dòng)夯夯等等)的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)重重力力作作用用壓壓實(shí)實(shí)土土壤壤，，或或利利用用機(jī)機(jī)械械(夯板板、、夯夯錘錘、、蛙蛙式式打打夯夯機(jī)機(jī)等等)的沖沖擊擊力力作作用用壓壓實(shí)實(shí)土土壤壤。。水力力作作用用主主要要是是利利用用水水的的滲滲流流排排除除土土壤壤顆顆粒粒間間的的空空氣氣，，并并帶帶動(dòng)動(dòng)土土粒粒下下沉沉，，新新組組合合，，達(dá)達(dá)到到密密實(shí)實(shí)土土壤壤的的效效果果。。這這種種方方法法對(duì)對(duì)砂砂性性土土較較好好。。爆炸炸力力作作用用是是利利用用炸炸藥藥爆爆炸炸時(shí)時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生生的的震震動(dòng)動(dòng)力力使使土土壤壤液液化化達(dá)達(dá)到到密密實(shí)實(shí)的的效效果果。。1.土石石方方的的碾碾壓壓密密實(shí)實(shí)法法碾壓壓機(jī)機(jī)具具:羊足足碾碾1-機(jī)架架2-滾筒筒3-羊足足滾滾箍箍4-羊足足5-裝料料口口6-掛環(huán)環(huán)7-軸承承圖2-24羊足足碾碾圖2-25羊足碾的的開開行行方方式式進(jìn)退退錯(cuò)錯(cuò)距距法法圈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)套套壓壓法法氣胎胎碾碾1-金屬屬車車廂