精编【机械制造行业】施工手册第四版土方与基坑工程土方机械化施工

【机械制造行业】施工手册第四版第六章土方与基坑工程土方机械化施工xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv6-1-8 土方机械化施工6-1-8-1 土方机械的选择土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。

土方机械化施工常用机械有：推土机、铲运机、挖掘机（包括正铲、反铲、拉铲、抓铲等）装载机等，一般常用土方机械的选择可参考表6-47。

常用土方机械的选择表6-47一般讲，深度不大的大面积基坑开挖，宜采用推土机或装载机推土、装土，用自卸汽车运土；对长度和宽度均较大的大面积土方一次开挖，可用铲运机铲土、运土、卸土、填筑作业；对面积较深的基础多采用0.5m3或1.0m3斗容量的液压正铲挖掘机，上层土方也可用铲运机或推土机进行；如操作面狭窄，且有地下水，土体湿度大，可采用液压反铲挖掘机挖土，自卸汽车运土；在地下水中挖土，可用拉铲，效率较高；对地下水位较深，采取不排水时，亦可分层用不同机械开挖，先用正铲挖土机挖地下水位以上土方，再用拉铲或反铲挖地下水位以下土方，用自卸汽车将土方运出。

6-1-8-2 常用土方机械1．推土机常用推土机型号及技术性能见表6-48。

常用推土机型号及技术性能表6-482．铲运机常用铲运机型号及技术性能见表6-49。

铲运机的技术性能和规格表6-493．挖掘机（1）正铲挖掘机常用液压正铲挖掘机的型号及技术性能见表6-50。

液压挖掘机主要技术性能与规格表6-50（2）反铲挖掘机常用液压反铲挖掘机的型号及技术性能见表6-50。

（3）抓铲挖掘机常用抓铲挖掘机型号及技术性能见表6-51。

抓铲挖掘机型号及技术性能表6-514．装载机常用铰接式轮胎装载机型号及技术性能见表6-52。

铰接式轮胎装载机主要技术性能与规格表6-52注：1．WZ2A型带反铲，斗容量0.2m3，最大挖掘深度4.0m，挖掘半径5.25m，卸料高度2.99m。

2．转向方式均为铰接液压缸。

6-1-8-3 土方机械基本作业方法1．推土机（1）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。

（2）提高生产率的方法1）下坡推土法在斜坡上，推土机顺下坡方向切土与堆运（图6-15），借机械向下的重力作用切土，增大切土深度和运土数量，可提高生产率30%~40%，但坡度不宜超过15°，避免后退时爬坡困难。

图6-15 下坡推土法2）槽形挖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（图6-16）,再反复在沟槽中进行推土，以减少土从铲刀两侧漏散，可增加10%~30%的推土量。

槽的深度以1m左右为宜，槽与槽之间的土坑宽约50m。

适于运距较远，土层较厚时使用。

图6-16 槽形推土法3）并列推土法用2~3台推土机并列作业（图6-17）,以减少土体漏失量。

铲刀相距15~30cm，一般采用两机并列推土，可增大推土量15%~30%。

适于大面积场地平整及运送土用。

图6-17 并列推土法4）分堆集中，一次推送法在硬质土中，切土深度不大，将土先积聚在一个或数个中间点，然后再整批推送到卸土区，使铲刀前保持满载（图6-18）。

堆积距离不宜大于30m，推土高度以2m内为宜。

本法能提高生产效率15%左右。

适于运送距离较远、而土质又比较坚硬，或长距离分段送土时采用。

图6-18 分堆集中，一次推送法5）斜角推土法将铲刀斜装在支架上或水平放置，并与前进方向成一倾斜角度（松土为60°，坚实土为45°）进行推土（图6-19）。

本法可减少机械来回行驶，提高效率，但推土阻力较大，需较大功率的推土机。

适于管沟推土回填、垂直方向无倒车余地或在坡脚及山坡下推土用。

图6-19 斜角推土法6）之字斜角推土法推土机与回填的管沟或洼地边缘成“之”字或一定角度推土（图6-20）。

本法可减少平均负荷距离和改善推集中土的条件，并可使推土机转角减少一半，可提高台班生产率，但需较宽的运行场地。

适于回填基坑、槽、管沟时采用。

图6-20 之字斜角推土法（a）、（b）之字形推土法；（c）斜角推土法7）铲刀附加侧板法对于运送疏松土壤，且运距较大时，可在铲刀两边加装侧板，增加铲刀前的土方体积和减少推土漏头量。

2．铲运机（1）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）椭圆形开行路线从挖方到填方按椭圆形路线回转（图6-21a）。

作业时应常调换方向行驶，以避免机械行驶部分的单侧磨损。

适于长100m内，填土高1.5m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等工程采用。

2）“8”字形开行路线装土、运土和卸土时按“8”字形运行，一个循环完成两次挖土和卸土作业（图6-21b）。

装土和卸土沿直线开行时进行，转弯时刚好把土装完或倾卸完毕，但两条路线间的夹角α应小于60°。

本法可减少转弯次数和空车行驶距离，提高生产率，同时一个循环中两次转变方向不同，可避免机械行驶部分单侧磨损。

适于开挖管沟、沟边卸土或取土坑较长（300~500m）的侧向取土、填筑路基以及场地平整等工程采用。

图6-21 椭圆形及“8”字形开行路线（a）椭圆形开行路线；（b）-“8”字形开行路线1-铲土；2-卸土；3-取土坑；4-路堤3）大环形开行路线从挖方到填方均按封闭的环形路线回转。

当挖土和填土交替，而刚好填土区在挖土区的两端时，则可采用大环形路线（图6-22a），其优点是一个循环能完成多次铲土和卸土，减少铲运机的转弯次数，提高生产效率，本法亦应常调换方向行驶，以避免机械行驶部分的单侧磨损。

适于工作面很短（50~100m）和填方不高（0.1~1.5m）的路堤、路堑、基坑以及场地平整等工程采用。

4）连续式开行路线铲运机在同一直线段连续地进行铲土和卸土作业（图6-22b）。

本法可消除跑空车现象，减少转弯次数，提高生产效率，同时还可使整个填方面积得到均匀压实。

适于大面积场地整平填方和挖方轮次交替出现的地段采用。

图6-22 大环形及连续式开行路线（a）大环形开行路线；（b）连续式开行路线1-铲土；2-卸土5）锯齿形开行路线铲运机从挖土地段到卸土地段，以及从卸土地段到挖土地段都是顺转弯，铲土和卸土交替地进行，直到工作段的末端才转180°弯，然后再按相反方向作锯齿形开行（图6-23）。

本法调头转弯次数相对减少，同时运行方向经常改变，使机械磨损减轻。

适于工作地段很长（500m以上）的路堤、堤坝修筑时采用。

图6-23 锯齿形开行路线1-铲土；2-卸土6）螺旋形开行路线铲运机成螺旋形开行，每一循环装卸土两次（图6-24）。

本法可提高工效和压实质量。

适于填筑很宽的堤坝或开挖很宽的基坑、路堑。

图6-24 螺旋形开行路线（2）提高生产率的方法1）下坡铲土法铲运机顺地势（坡度一般3°~9°）下坡铲土（图6-25），借机械往下图6-25 下坡铲土运行重量产生的附加牵引力来增加切土深度和充盈数量，可提高生产率25%左右，最大坡度不应超过20°，铲土厚度以20cm为宜，平坦地形可将取土地段的一端先铲低，保持一定坡度向后延伸，创造下坡铲土条件，一般保持铲满铲斗的工作距离为15~20cm。

在大坡度上应放低铲斗，低速前进。

适于斜坡地形大面积场地平整或推土回填沟渠用。

2）跨铲法在较坚硬的地段挖土时，采取预留土埂间隔铲土（图6-26）。

土埂两边沟槽深度以不大于0.3m、宽度在1.6m以内为宜。

本法铲土埂时增加了两个自由面，阻力减少，可缩短铲土时间和减少向外撒土，比一般方法可提高效率。

适于较坚硬的土铲土回填或场地平整。

图6-26 跨铲法1-沟槽；2-土埂A-铲斗宽；B-不大于拖拉机履带净距3）交错铲土法铲运机开始铲土的宽度取大一些，随着铲土阻力增加，适当减少铲土宽度，使铲运机能很快装满土（图6-27）。

当铲第一排时，互相之间相隔铲斗一半宽度，铲第二排土则退离第一排挖土长度的一半位置，与第一排所挖各条交错开，以下所挖各排均与第二排相同。

适于一般比较坚硬的土的场地平整。

图6-27 交错铲土法A-铲斗宽4）助铲法在坚硬的土体中，使用自行铲运机，另配一台推土机在铲运机的后拖杆上进行顶推，协助铲土（图6-28），可缩短每次铲土时间，装满铲斗，可提高生产率30%左右，推土机在助铲的空余时间，可作松土和零星的平整工作。

助铲法取土场宽不宜小于20m，长度不宜小于40m，采用一台推土机配合3~4台铲运机助铲时，铲运机的半周程距离不应小于250m，几台铲运机要适当安排铲土次序和开行路线，互相交叉进行流水作业，以发挥推土机效率。

适于地势平坦、土质坚硬、宽度大、长度长的大型场地平整工程采用。

图6-28 助铲法1-铲运机铲土；2-推土机助铲5）双联铲运法铲运机运土时所需牵引力较小，当下坡铲土时，可将两个铲斗前后串在一起，形成一起一落依次铲土、装土（又称双联单铲）（图6-29）。

当地面较平坦时，采取将两个铲斗串成同时起落，同时进行铲土，又同时起斗开行（称为双联双铲），前者可提高工效20%~30%，后者可提高工效约60%。

适于较松软的土，进行大面积场地平整及筑堤时采用。

图6-29 双联铲运法3．挖掘机（1）正铲挖掘机1）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（图6-30a、b）。

本法铲臂卸土回转角度最小（＜90°）。

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（图6-30c）。

本法开挖工作面较大，但铲臂卸土回转角度较大（在180°左右），且汽车要侧向行车，增加工作循环时间，生产效率降低（回转角度180°，效率约降低23%，回转角度130°，约降低13%）。