第四章工程施工技术(2)19

三、土石方工程机械化施工土石方工程的施工过程包括：土石方开挖、运输、填筑与压实等。

由于土石方工程量大、劳动繁重，施工时应尽可能采用机械化施工，以减轻繁重的体力劳动，加快施工进度，降低工程造价。

（一）推土机施工推土机由拖拉机和推土铲刀组成，是一种自行式的挖土、运土工具。

按铲刀的操作方式分，推土机有索式和液压式。

按推土机行走方式分，推土机有履带式和轮胎式。

推土机的经济运距在1OOm以内，以30“～60m为最佳运距。

推土机的特点是操作灵活、运输方便，所需工作面较小，行驶速度较快，易于转移。

推土机可以单独使用，也可以卸下铲刀牵引其他无动力的土方机械，如拖式铲运机、松土机、羊足碾等。

使用推土机推土的几种施工方法。

1.下坡推土法推土机顺地面坡势进行下坡推土，可以借机械本身的重力作用，增加铲刀的切土力量，因而可增大推土机铲土深度和运土数量，提高生产效率，在推土丘、回填管沟时，均可采用。

2.分批集中，一次推送法在较硬的土中，推土机的切土深度较小，一次铲土不多，可分批集中，再整批地推送到卸土区。

应用此法，可使铲刀的推送数量增大，缩短运输时间，提高生产效率12％～18％。

3.并列推土法在较大面积的平整场地施工中，采用2台或3台推土机并列推土。

能减少土的散失，因为2台或3台单独推土时，有四边或六边向外撒土，而并列后只有两边向外撒土，一般可使每台推土机的推土量增加20％。

并列推土时，铲刀间距15～30cm.并列台数不宜超过4台，否则互相影响。

4.沟槽推土法就是沿第一次推过的原槽推土，前次推土所形成的土埂能阻止土的散失，从而增加推运量。

这种方法可以和分批集中、一次推送法联合运用。

能够更有效地利用推土机，缩短运土时间。

5.斜角推土法将铲刀斜装在支架上，与推土机横轴在水平方向形成一定角度进行推土。

一般在管沟回填且无倒车余地时可采用这种方法。

（二）铲运机施工铲运机有拖式铲运机和自行式铲运机两种。

拖式铲运机是由拖拉机牵引及操纵，自行式铲运机的行驶和工作，都靠本身的动力设备，不需要其他机械的牵引和操纵。

铲运机的工作装置是铲斗，铲斗前方有一个能开启的斗门，铲斗前设有切土刀片。

切土时，斗门打开，铲斗下降，刀片切入土中。

铲运机前进时，被切下的土挤人铲斗，铲斗装满土后，提起土斗，放下斗门，将土运至卸土地点。

铲运机的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产效率高。

常用于坡度在20.以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基等土方工程。

铲运机可在1～Ⅲ类土中直接挖土、运土，适宜运距为600——1500m，当运距为200～350m时效率最高。

1.铲运机的开行路线由于挖填区的分布不同，根据具体条件，选择合理的铲运路线，对生产率影响很大。

根据实践，铲运机的开行路线有以下几种：（1）环形路线。

施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程，适宜采用环形路线，如图4.1.8（a）、（b）当挖土和填土交替，而挖填之间距离又较短时，则可采用大环形路线[图4.1.8（c）].大环形路线的优点是一个循环能完成多次铲土和卸土，从而减少了铲运机的转弯次数，提高了工作效率。

（2）8字形路线。

对于挖、填相邻、地形起伏较大，且工作地段较长的情况，可采用8字路线[图4.1.8（d）].其特点是铲运机行驶一个循环能完成两次作业，而每次铲土只需转弯一次，比环形路线可缩短运行时间，提高生产效率。

同时，一个循环中两次转弯方向不同机械磨损较均匀。

2.铲运机铲土的施工方法为了提高铲运机的生产率，除规划合理的开行路线外，还可根据不同的施工条件，采用下列施工方法：（1）下坡铲土。

应尽量利用有利地形进行下坡铲土。

这样可以利用铲运机的重力来增大牵引力，使铲斗切土加深，缩短装土时间从而提高生产率。

一般地面坡度以5.～7.为宜。

如果自然条件不允许，可在施工中逐步创造一个下坡铲土的地形。

（2）跨铲法。

预留土埂，间隔铲土的方法。

可使铲运机在挖两边土槽时减少向外撒土量，挖土埂时增加了两个自由面，阻力减小，铲土容易，土埂高度应不大于300mm，宽度以不大于拖拉机两履带间净距为宜。

（3）助铲法。

在地势平坦、土质较坚硬时，可采用推土机助铲以缩短铲土时间。

此法的关键是双机要紧密配合，否则达不到预期效果。

一般每3、4台铲运机配1台推土机助铲。

推土机在助铲的空隙时间，可做松土或其他零星的平整工作，为铲运机施工创造条件当铲运机铲土接近设计标高时，为了正确控制标高，宜沿平整场地区域每隔1Om左右，配合水平仪抄平，先铲出一条标准槽，以此为准，使整个区域平整达到设计要求。

当场地的平整度要求较高时，还可采用铲运机抄平。

此法是铲运机放低斗门，高速行走，使铲土和铺土厚度经常保持在50mm左右，往返铲铺数次。

如土的自然含水量在最佳含水量范围内，往返铲铺2、3次，表面平整的高差，可达50mm 左右。

（三）单斗挖土机施工单斗挖土机是基坑（槽）土方开挖常用的一种机械。

按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两种；按其工作装置的不同，可以分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种；按其传动装置又可分为机械传动和液压传动两种。

当场地起伏高差较大、土方运输距离超过1000m，且工程量大而集中时，可采用挖土机挖土，配合自卸汽车运土，并在卸土区配备推土机平整土堆。

1.正铲挖土机正铲挖土机的挖土特点是；前进向上，强制切土。

其挖掘力大，生产率高，能开挖停机面以内的I～Ⅳ级土，开挖大型基坑时需设下坡道，适宜在土质较好、无地下水的地区工作。

根据挖土机与运输工具的相对位置不同，正铲挖土和卸土的方式有以下两种：正向挖土、侧向卸土；正向挖土、后方卸土。

2.反铲挖土机反铲挖土机的特点是：后退向下，强制切土。

其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的I～Ⅲ级的砂土或黏土，适宜开挖深度4m以内的基坑，对地下水位较高处也适用。

反铲挖土机的开挖方式，可分为沟端开挖与沟侧开挖。

3.拉铲挖土机拉铲挖土机的挖土特点是：后退向下，自重切土。

其挖掘半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的I～Ⅱ级土，适宜开挖大型基坑及水下挖土。

拉铲挖土机的开挖方式基本与反铲挖土机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖。

4.抓铲挖土机抓铲挖土机的挖土特点是：直上直下，自重切土。

其挖掘力较小，只能开挖I～Ⅱ级土，可以挖掘独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。

四、土石方填筑与压实（一）填筑压实的施工要求（1）填方的边坡坡度，应根据填方高度、土的类别、使用期限及其重要性确定。

永久性填方的边坡坡度见表4.1.2.表4.1.2永久性填方的边坡坡度土的种类填方高度（m）边坡坡度黏土61：1.50亚黏土、泥灰岩土6～71：1.50轻亚黏土、细砂6～81：1.50黄土、类黄土61：1.50中砂、粗砂101：1.50碎石土10～121：1.50易风化的岩石12（2）填方宜采用同类土填筑，如采用不同透水性的土分层填筑时，下层宜填筑透水性较大、上层宜填筑透水性较小的填料，或将透水性较小的土层表面做成适当坡度，以免形成水囊。

（3）基坑（槽）回填前，应清除沟槽内积水和有机物，检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填。

（4）填方应按设计要求预留沉降量，如无设计要求时，可根据工程性质、填方高度、填料类别、压实机械及压实方法等，同有关部门共同确定。

（5）填方压实工程应由下至上分层铺填，分层压（夯）实，分层厚度及压（夯）实遍数，根据压（夯）实机械、密实度要求、填料种类及含水量确定。

（二）土料选择与填筑方法为了保证填土工程的质量，必须正确选择土料和填筑方法。

碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料。

淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于8％的土，以及硫酸盐含量大于5％的土均不能作填土。

填方土料为黏性土时，填土前应检验其含水量是否在控制范围以内，含水量大的黏土不宜作填土用。

填方施工应接近水平的分层填土、分层压实，每层的厚度根据土的种类及选用的压实机械而定。

应分层检查填上压实质量，符合设计要求后，才能填筑上层。

当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑，以防填土横向移动。

（三）填土压实方法填土压实方法有：碾压法、夯实法及振动压实法。

平整场地等大面积填土多采用碾压法，小面积的填土工程多用夯实法，而振动压实法主要用于压实非黏性土。

1.碾压法碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。

碾压适用于大面积填土工程。

碾压机械有平碾（压路机）、羊足碾和汽胎碾。

平碾（光碾压路机）是一种以内燃机为动力的自行式压路机，重量6～15t.羊足碾一般都没有动力，靠拖拉机牵引，有单筒、双筒两种。

根据碾压要求，又可分为空筒及装砂、注水等3种。

羊足碾虽与土接触面积小，但单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。

羊足碾一般用于碾压黏性土，不适于砂性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足碾较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。

此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。

如果先用轻碾压实，再用重碾压实就会取得较好效果。

2.夯实法夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积回填土。

夯实主要用于小面积填土，可以夯实黏性土或非黏性土。

夯实法分人工夯实和机械夯实两种。

人工夯实所用的工具有木夯、石夯等；常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机等。

3.振动压实法振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借助振动机构使压实机振动，土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。

振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械，比一般平碾提高功效1～2倍，可节省动力30％。

这种方法对于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉土等非黏性土效果较好。

０９真题场地填筑的填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土时，宜采用的压实机械为（）。

A.平碾B.羊足碾C.振动碾D.汽胎碾答案：C例：能独立完成铲土、运土、卸土、填土、压实等工作的土方机械是（）。

A.推土机B.铲运机C.单斗挖土机答案：B例：某工程开挖大型基坑，长80m，宽20m，开挖深度为停机面以下5m，Ⅱ级土，地下水位较高，挖土机应选用()。

A.正铲挖土机B.反铲挖土机C.拉铲挖土机D.抓铲挖土机答案：C（四）土石方的填筑与压实1.填方压实的施工要求(1)填方的边坡坡度，应根据填方高度、土的类别、使用期限及其重要性确定。

(2)填方宜采用同类土填筑，如采用不同透水性的土分层填筑时，下层宜填筑透水性较大、上层宜填筑透水性较小的填料，或将透水性较小的土层表面做成适当坡度，以免形成水囊。

(3)基坑(槽)回填前，应清槽，检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填。

(4)填方应按设计要求预留沉降量。

(5)填方压实工程应由下至上分层铺填，分层压(夯)实，分层厚度及压(夯)实遍数，根据压(夯)实机械、密实度要求、填料分类及含水量确定。