第四章工程施工技术219

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