1、土的分类方法较多，有土的颗粒级配或塑性指数（碎石类土、砂土、粘性土等）、土的沉积年代（粘性土分为老粘性土、一般粘性土、新近沉积粘性土等）和土的工程性质等方法。 在工程中常根据土方施工时土的开挖难易程度，将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类，称为土的工程分类。为选择施工方法和确定劳动量，为计算劳动力、机具及工程费用提供依据。,1.1 土的工程分类及性质 1.1.1 土的工程分类,1土的可松性 在自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，也不能恢复为原来状态时的体积。影响土方量的计算、土方调配、运输、填筑等。,Ks 最初可松性系数；
2、Ks最后可松性系数； V1 土在天然状态下的体积； V2 土经开挖后的松散体积； V3 土经回填压实后的体积。,1.1.2 土的工程性质,2土的含水量 一般含水量表示土的干湿程度,土的含水量()是土中水的质量(mw)与土的固体颗粒质量(ms)之比，以百分比表示。一般土的含水量小于5%的称为干土；在5%30%间的称为潮湿土；大于30%的称为湿土。含水量对挖土的难易，施工时的放坡，回填土的夯实等均有影响。,3土的透水性 水流通过土中孔隙的难易程度。水在土中的渗流速度(md)；K土的渗透系数（m/d）；i水力坡度，表示两点水头差（h1-h2）与其水平距离L之比。,4土方边坡 边坡坡度 = H：B =
3、 1：H/B = 1：m m坡度系数；H边坡高度； B边坡宽度。,边坡坡度示意图,场地平整一般是进行挖高填低。平整前首先计算场地挖方量和填方量，确定场地设计标高，由设计平面的标高和天然地面的标高之差，可以得到场地各点的施工高度(即填挖高度)，由此可以计算场地平整的挖方和填方的工程量。 一、场地设计标高的初步确定,原则：满足生产工艺和运输的要求；满足设计时考虑的最高洪水位的影响；充分利用地形，尽量使挖填平衡，以减少土方运输量。,1.2.2 场地平整土方量计算,1.在已知的地形图上绘制方格网取d1040m,场地设计标高简图 （a） 地形图上划分方格； （b）设计标高示意图 1等高线；2自然地坪；3
4、设计标高平面；4自然地面与设计标高平面的交线（零线）,2.根据场地内挖填方量平衡求设计标高H0,H11方格所独有的角点标高(m)；H22个方格共有的角点标高(m)；H33个方格共有的角点标高(m)；H44个方格共有的角点标高(m)。,二、场地设计标高的调整 按上式计算出的设计标高为一理论值，而在实际施工过程中，还需考虑下列因素的影响而对设计标高进行调整。 1.土的可松性影响 2.设计标高以下（上）各填（挖）方工程量 3.边坡填、挖土方量不等 4.部分填（挖）方就近弃（取）土于场外,三、考虑泄水坡度对设计标高的影响 按上述计算出设计标高进行场地平整时，是假设整个场地为一个水平面，实际上由于排水的
5、要求，场地表面要有一定的泄水坡度。泄水坡度要符合设计要求，若设计无要求时，一般要求泄水坡度不小于0.2%。设计时可根据场地泄水坡度的要求(单向泄水或双向泄水)，计算出场地内各方格角点实施施工时所用的设计标高。,1.单向泄水 2.双向泄水,a)单向泄水 b)双向泄水,四、求各方格顶点的填挖深度 hij 角点的施工高度(m)，“+”号表示填方，“”表示挖方；Hn 角点的设计标高(m)；Hij 角点的自然地面标高(m) 。,五、土方量计算场地土方量计算方法有方格网法和断面法两种，在场地地形较为平坦时宜采用方格网法；当场地地形比较复杂或挖填深度较大、断面不规则时，宜采用断面法。主要掌握方格网法。方格中
6、土方量的计算可采用四角梭柱体法。计算时，根据方格角点的施工高度，分为三种类型：方格四角全部为挖或填；方格的相邻两角点为挖方，另两角点为填方；方格的3个角点为挖方(或填方)，另一角点为填方(或挖方)。,1.方格四角全部为挖或填时，其体积为：V填方或挖方体积(m3)；h1、h2、h3、h4方格四个角点的施工高度(m)，以绝对值 代入计算； a方格边长(m)。,2.方格的相邻两角点为挖方，另两角点为填方时 首先确定零线位置，零点位置可通过下式确定 x零点至A点距离；h1、h2施工高度（绝对值）；a 方格边长,其次，便可进行土方量计算,挖方部分土方量为：,填方部分土方量为：,3.方格的3个角点为挖方(
7、或填方)，另一角点为填方(或挖方)时 首先确定零线位置，方法同上。其次进行土方量计算 。,挖方部分土方量为：,填方部分土方量为：,六、汇总填挖方土方量,二、计算调配区之间的平均运距 平均运距就是挖方区土方重心至填方区土方重心之间的距离。一般情况下，为了便于计算，假定调配区的几何中心即为其体积和重心。取场地纵横两边作为坐标轴，各调配区土方的重心坐标为：,式中：X、Y调配区的重心坐标(m)；Vi每个方格的土方工程量(m3)；xi、yi每个方格的重心坐标(m)。,重心求出后，标于相应的调配区图上，然后用比例尺量出每对调配区之间的平均运距。 或者通过计算，每对调配区的平均运距l0为：,式中： XW、Y
8、W挖方区的重心坐标(m)；XT、YT 填方区的重心坐标(m)。,三、土方施工单价的确定当使用多种机械同时进行土方施工时，实际是一个挖、运、填、夯等工序的综合施工过程，其施工单价不仅要考虑单机核算，还要考虑挖、运、填、夯配套机械的施工单价，其调配的目标是总施工费用最小。用简化方法计算土方施工单价时可用下式：,式中：Ciji挖方区至j填方区的综合单价(元m3)；ES参加综合施工过程的各土方机械的台班费用(元台班)；P 由挖方区至填方区的综合施工过程的生产率(m3班)；E0参加综合施工过程所有机械一次性费用(元)，包括机械进出场费、安装拆除费、临时设施费等；V该套机械在施工期内完成的土方工程量(m3
9、)，可由定额估算,四、土方调配原则：在土方总运输成本最小的条件下，确定填挖区土方的调配方向和数量。 土方调配是以运筹学中线性规划问题的解决方法为理论依据来进行计算的。假设某工程有m个挖方区，用Wi(i1，2，m)表示，挖方量为ai；有n个填方区，用Tj(j1，2，n)表示，填方量为bj。挖方区Wi将土运输至填方区Tj的平均运距为Cij，xij表示从ai挖方区调配给bj填方区的土方量。,土方调配问题可以转化为这样一个数学模型，即要求求出一组xij的值，使得目标函数,为最小值，而且xij满足下列约束条件：,i1，2，m ； j1，2，n； xij0,若要用数值方法求解，必须另加人为的条件，计算过程
10、非常繁琐。目前求这类土方运输问题多采用“表上作业法”。,用“表上作业法”求解平衡运输问题，首先给出一个初始方案，并求出该方案的目标函数值，经过检验，若此方案不是最优方案，则可对方案进行调整、改进，直到求得最优方案为止。,下图所示是一矩形场地，现已知各调配区的土方量和各填、挖区相互之间的平均运距，试求最优土方调配方案。,将图中的数值填入填挖方平衡及运距表如下：,填挖方平衡及运距表,1、初始方案的确定最小元素法最小元素法，即是从平均运距表中选择运距最小的一对挖填调配区，优先地、最大限度地供应土方量。,500,0,0,400,0,0,500,0,0,300,100,100,Z=(50050+5004
11、0+30060+100110+10070+40040) =97000m3m,初始调配方案表,2、检验初始方案位势法 判别最优方案的方法为“位势法”，其实质是求一组检验数ij，只要所有的检验数ij0，该方案即为最优方案，否则尚需要进行调整。具体步骤如下：首先将初始方案中有调配数字方格的平均运距列出来，根据这些数字的方格，按下式求出两组位势数ui(1，2，m)和vj(1，2，n)。,位势数求出后，可根据下式求出检验数ij：,例如，本例两组位势数计算：设 U10，则 V1 C11U150050； U3 C31V1605010；V211010100；其余见下表所示。,0,50,10,100,60,-6
12、0,-20,求检验数ij 12C12-u1-v270-0-100-30 13C13-u3-v1100-10-5040 其余见下表,+80,-30,+40,+90,+50,+20,表中出现了负的检验数（1230），这说明初始方案不是最优方案，需要进一步调整。,3、方案调整闭回路法 从检验数最小的一个格（x12）出发（一般逆时针），沿水平或竖直方向前进，遇到有数字的方格可通过或作90转弯，遇到无数字的方格只允许通过，经有限步后便可回到出发点，形成一条以有数字的方格为转角点、用水平和竖直线连起来的闭回路。再从空格x12出发，沿着闭回路前进，在各奇数次转角点的数字中挑一个最小的(本例中便是在“100，
13、500”中选出“100”)做为调整数，在奇数次转角上的数字都减去调整数（100），偶数次转角上的数字都增加调整数（100），使得填挖的土方量仍然保持平衡。这样调整后，便可得到新调配方案。,(400),(0),(100),X12,(400),xij的闭合回路,这样调整后，便可得到新调配方案如下表：,新调配方案,新方案位势数和检验数表,+40,+50,+60,+50,+50,U1= 0,V1=50,V2=70,U2=30,U3=10,V3=60,U4=20,+30,对新调配方案进行检验，如果检验数中仍有负数出现，仍然按上述步骤继续调整，直到找到最优方案为止。经用“位势法”对新的方案进行检验，所有的
14、位势数均为非负数，故该方案即为最优方案。,4.绘制土方调配图,该最优土方调配方案的上方运输总量为： Z=(40050+10070+50040+40060+10070+40040) 94000,开挖基坑或沟槽时，有时候会遇到地下水，如不及时进行排除，不仅影响正常施工，还会造成地基承载力降低或边坡坍塌事故。因此，正确地进行施工排水是非常重要的。 施工排水可分为排除地面水和降低地下水两类。,1.4 施工排水,排除地面水(包括雨水、施工用水、生活污水等)常采用在基坑周围设置排水沟、截水沟或筑土堤等办法，并尽量利用原有的排水系统，或将临时性排水设施与永久性设施相结合使用。一般排水沟的横断面不小于0.50
15、.5m2，纵向坡度应根据地形确定，一般不应小于3%，平坦地区不小于2%，沼泽地区可减至1%。,1.4.1 排除地面水,降低地下水位的方法主要有：集水井降水法、井点降水法等。 一、集水井降水法 集水井降水也称基坑排水，是指在基坑开挖过程中，在基坑底设置集水井，并在基坑底四周或中央开挖排水沟，使水流入集水井内，然后用水泵抽走的一种施工方法。本方法施工方便，设备简单，降水费用低，管理维护较易，应用最多。主要适用于土质情况较好，地下水不很旺，一般基础及中等面积基础群和建(构)筑物基坑(槽、沟)的排水。,1.4.2 降低地下水位,集水井降水法1排水沟；2集水井；3离心式水泵； 4基础边线；5原地下水位线
16、； 6降低后地下水位线,1集水井设置排水沟底宽应不少于0.20.3m，沟底设有0.20.5的纵坡，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.40.5m。集水井应设置在基础范围以外，地下水走向的上游。集水井间隔2040m，直径或宽度，一般为0.60.8m。其深度要低于挖土面0.71m。集水井壁可用竹、木等简易加固。当基坑挖至设计标高后，集水井底应低于基坑底12m，并铺设碎石滤水层，以免在抽水时间较长时将泥砂抽走，并防止集水井底的土被搅动。,集水井降水 1-排水沟；2-集水井；3-反滤层；4-进水口；5-撑杠；6-竖撑板；7-撑板,2水泵性能与选用 在建筑工地上，基坑排水用的水泵主要有：潜水泵、离心泵和软
17、轴水泵等。 (1)潜水泵 潜水泵是由立式水泵与电动机组合而成的，工作时完全浸在水中。这种泵具有体积小、重量轻、移动方便、安装简单和开泵时不需引水等优点，因此在基坑排水中采用较广泛。使用潜水泵时，为了防止电机烧坏，应特别注意不得脱水运转，或陷入泥中，也不适宜排除含泥量较高的水质或泥浆水，以免泵叶轮被杂物堵塞。,(2)离心泵离心泵由泵壳、泵轴及叶轮等主要部件所组成，其管路系统包括滤网和底阀、吸水管及出水管等。原理：利用叶轮高速旋转时所产生的离心力，将轮心部分的水甩往轮边，沿出水管压向高处。此时叶轮中心形成部分真空，水在大气压力作用下，就能不断地从吸水管内自动上升进入水泵。 主要性能指标：流量、总扬
18、程、吸水扬程和功率等。选择：主要根据流量与扬程而定。宜用：地下水量较大的基坑。,离心泵工作简图 1泵壳；2泵轴；3叶轮；4滤网与底阀；5吸水管；6出水管,3流砂及其防治 (1)流砂现象及危害当基坑挖土到达地下水位以下，而土质是细砂或粉砂，又采用集水井降水时，基坑底下的土就会形成流动状态，随地下水一起流动涌进坑内，这种现象称为流砂现象。发生流砂现象时，土完全丧失承载力，施工条件恶化，土边挖边冒，难挖到设计深度。流砂严重时，会引起基坑边坡塌方，如果附近有建筑物，就会因地基被掏空而使建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌。,(2)流砂发生的原因 当水由高水位处流向低水位处时，水在土中渗流过程中受到土颗粒的阻力，
19、同时水对土颗粒也作用一个压力，这个压力叫做动水压力GD。动水压力是流砂发生的重要条件。,式中 GD动水压力(kN/m3)；w水的重力密度；I水力坡度。,水力坡度示意图,由于动水压力与水流方向一致，当水流从上向下，则动水压力与重力方向相同，加大土粒间压力；当水流从下向上，则动水压力与重力方向相反，减小土粒间的压力，如果动水压力等于或大于土的浸水容重则土颗粒失去自重，处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土颗粒能随着渗流的水一起流动，这时，就产生了“流砂”现象。,1排水沟；2集水井；3离心式水泵；4基础边线；5原地下水位线；6降低后地下水位线,(3)流砂的防治 防止流砂的途径有：一是减小或平衡动水压力
20、；二是设法使动水压力的方向向下，三是截断地下水流。其具体措施如下； 在枯水期施工抛大石块 打板桩 水下挖土 井点降低地下水位 此外，还可以采用地下连续墙法、土壤冻结法等，截止地下水流入基坑内，以防止流砂现象。,二、井点降水法井点降水法是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备在开挖前和开挖过程中不断地抽水，使地下水位降低到坑底以下，直至基础工程施工完毕。 井点降水的方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井井点等。其中以轻型井点、管井井点采用较广泛。,施工时可根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度、设备条件及经济性比较等因素参照下表选用。,各类井点的适用范
21、围,1轻型井点 轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管(下端为滤管)至地下蓄水层内，井点管上端通过弯联管与总管连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下 。,轻型井点全貌图 1井点管； 2滤管； 3集水总管； 4弯联管； 5水泵房； 6原地下水线； 7降低后的地下水位线,(1)轻型井点设备轻型井点设备主要是由滤管、井点管、弯联管、集水总管及抽水机组等组成。,轻型井点的构造,滤管是井点设备的一个重要部分，其构造是否合理，对抽水效果影响较大。滤管为直径3851mm的无缝钢管，长度为1.01.5m，管壁上钻有直径为1319mm的按梅花状排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面
22、积的2025%，滤管外包以两层滤网。滤管的下端为一铸铁头，滤管的上端与井点管连接。,滤管构造 1井点滤管；2滤孔； 3塑料绳骨架；4纤维网眼布；5筛绢,井点管是直径为3850mm、长为57m（一般为6m）的无缝钢管，可采用整根或分节组成。井点管上端用弯联管与总管相连。 弯联管可用塑料管连接或采用90弯头连接,装有阀门，以便检修井点。弯联管宜用透明塑料管能随时看到井点管的工作情况。 集水总管为内径127mm的无缝钢管，每段长4m,上面装有与弯联管连接的短接头，接头间距0.8m或1.2m。轻型井点设备的抽水机常用的有干式真空泵井点设备和射流泵井点设备两类。,(2)轻型井点布置轻型井点系统的布置，应
23、根据基坑平面形状及尺寸、基坑的深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等因素确定。 1)平面布置当基坑或沟槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m时，可采用单排井点；井点管应布置在地下水流的上游一侧，两端延伸长度以不小于坑(槽)的宽度。基坑宽度大于6m或土质不良时，宜采用双排井点 ；面积较大的基坑，可采用环形井点。为防止抽水时局部发生漏气，要求井管距井壁边缘一般不小于0.71m。,单排井点 环形井点 1集水总管； 2井点管； 3抽水设备,2)高程布置从理论上说，利用真空泵抽吸地下水可达10.3m，但考虑抽水设备的水头损失后，轻型井点的降水深度，在井点管底部(不包括滤管)处，一般不超过6m。 井
24、点管的埋设深度H1，可按下式计算：,H2井点管埋置面至基坑底面的距离(m)；h1基坑底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.51m；I水力坡度，单排井点取14，环形井点取110；l1井点管至基坑中心的水平距离(m)。,环形井点,按上式算出的H1值，如大于降水深度6m时，则应降低井点系统的埋置面，以适应降水深度的要求。 单层轻型井点系统所能降低的水位，一般为36m。当用一层轻型井点达不到降水深度要求时，可采用二层轻型井点，即先挖去第一层井点降水后所排干的土，然后再在其底部装设第二层井点。,二层轻型井点 1第一层井点管；2第二层井点管； 3原地下水位线；4降低后的地下水位线,(3)轻型井点计算轻
25、型井点的计算内容主要包括：涌水量计算、井点管数量与间距确定、抽水设备选择等。井点计算由于受水文地质条件和井点设备等许多不易确定的因素影响，目前计算出的数值只是近似值。井点系统的涌水量按水井理论进行计算。,1)水井的类型 水井根据其井底是否到达不透水层，分为完整井与非完整井。井底到达不透水层的称为完整井；否则为非完整井。水井根据地下水有无压力，水井又有承压井与无压井(潜水井)之分。凡水井布置在两层不透水层之间充满水的含水层内，因地下水具有一定的压力，该井称为承压井；若水井布置在潜水层内，此种地下水无压力，这种井称为无压井。水井的类型不同，其涌水量的计算方法也不相同，其中以无压完整井的计算理论较为
26、完善。,水井类型 a)无压完整井；b)无压非完整井；c)承压完整井；d)承压非完整井,4）抽水设备选择 轻型井点抽水设备一般多采用干式真空泵井点设备和射流泵井点设备。 干式真空泵的型号可根据所带的总管长度、井点管根数进行选用。采用W5型泵时，总管长度不大于100m，井点管数量约80根；采用W6型泵时，总管长度不大于120m，井点管数量约100根。当采用射流泵井点设备时，总管长度不大于50m，井点管数量约40根。,(4)轻型井点施工 轻型井点系统的施工主要包括施工准备、井点系统安装与使用。井点系统的安装顺序是：挖井点沟槽、铺设集水总管冲孔、沉设井点管、灌填砂滤料用弯联管将井点管与集水总管连接安装
27、抽水设备试抽。井点系统施工时，各工序间应紧密衔接，以保证施工质量。各部件连接接头均应安装严密，以防止接头漏气，影响降水效果。,井点管的沉设方法，常用的有下列两种：a)用冲水管冲孔后，沉设井点管；b)直接利用井点管水冲下沉。采用冲水管冲孔法沉设井点管时，可分为冲孔与埋管两个过程。直接用井点管水冲下沉方法，是在井点管的底端，装上冲水装置来进行冲孔沉设井点管。,井点管的埋设 (a) 冲孔；（b）埋管 1一冲管，2一冲嘴；3一胶皮管；4一高压水泵，5一压力表；6一起重吊钩；7一井点管，8一滤管；9一填砂；10一粘土封口,（a）,（b）,每根井点管沉设后应检查渗水性能。检查方法是：在正常情况下，当灌填砂
28、做滤层时，井点管口应有泥浆水冒出；否则应从井点管口向管内灌清水，测定管内水位下渗快慢情况，如下渗很快，则表明滤管质量良好。在第一组轻型井点系统安装完毕后，应立即进行抽水试验，检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机运转情况等。轻型井点系统使用时，应连续抽水，轻型井点的正常出水规律是：“先大后小，先混后清”，否则应立即检查纠正。,2.管井井点 当土层的地下水丰富，渗透系数很大(k20200md)，轻型井点不易解决降水问题时，可采用管井井点的方法进行降水。管井井点是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断地抽水，以降低地下水位。管井井点的设备主要是由管井、吸水管及水泵组成 管井的间
29、距，一般为2050m，管井的深度为815m。井内水位降低，可达610m，两井中间水位则为35m。 管井的沉设，可采用泥浆护壁钻孔法，孔径应比井管直径大200mm以上。,3.深井井点当要求降水深度大于15m ，而且土的渗透系数又较大(k1080md) ，在管井井点内采用一般的离心泵和潜水泵已不能满足要求时，可改用深井泵，即深井井点降水法来解决。 4.喷射井点当要求降水深度大于6m，而且土的渗透系数又较小(k0.12md)时，如采用轻型井点就必须采用多层井点，这样往往是不经济的，可采用喷射井点法进行降水，其降水深度可达到820m。 5.电渗井点对于渗透系数很小(k0.1md)的土，土粒间微小孔隙的
30、毛细管作用，将水保持在孔隙内，单靠用真空吸力的井点降水方法效果不大，这种情况需用电渗井点法降水。,一、推土机 推土机是土方工程施工的一种主要机械之一，它是在动力机械(如拖拉机等)的前方安装推土板等工作装置而成的机械，可以独立地完成铲土、运土及卸土等作业 。按行走机构的形式，推土机可分为履带式和轮胎式两种。按推土板的操纵机构不同，可分为索式和液压式两种。推土机的特点是：可单独进行切土、推土和卸土工作，操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行驶速度快，易于转移，因此应用范围较广。多用于场地清理、开挖深度不大的基坑、填平沟坑，在运距范围内（运距在lOOm以内，以3060m为最佳）的推土、压实以及配合铲
31、运机、挖掘机等工作。主要适用于开挖一、二、三类土。,1.5.1 主要土方机械的性能,槽形推土：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，以减少土从铲刀两侧散失。,多铲集运：在硬质土中，切土深度不大，可以采用多次铲土，分批集中，一次推送的方法，以便有效地利用推土机的功率，缩短运土时间。,推土机的生产率主要取决于推土板移土的体积以及切土、推土、回程等工作的循环时间。为了提高推土机的生产率，可以采用以下措施：,下坡推土：推土机可借助于自重，朝下坡方向切土与推运，可以提高生产率30%左右。下坡推土可和其他推土法结合使用。,并列推土：用多台推土机并列推土，铲刀宜相距150300mm
32、，两台推土机并列推土可增大推土量15%30%；而三台推土机并列推土可增大推土量30%40%。,二、铲运机 铲运机是一种能综合完成挖土、运土、卸土、填筑、整平的机械。按行走机构的不同可分为拖式铲运机和自行式铲运机。按铲运机的操作系统的不同，又可分为液压式和索式铲运机。,自行式铲运机,拖式铲运机,铲运机操作灵活，不受地形限制，不需特设道路，生产效率高。在土方工程中常应用于大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽以及填筑路基、堤坝等工程。自行式铲运机的经济运距为8001500m。拖式铲运机的运距以600m为宜，当运距为200300m时效率最高。 铲运机在坡行走和工作时，上下纵坡不宜超过25，横坡不宜超过6
33、，在陡坡上不能急转弯，工作时应避免转弯铲土，以免铲刀受力不均匀时引起翻车事故。,铲运机的运行路线，对提高生产效率影响很大，应根据填方区的分布情况并结合施工现场的当地具体条件进行合理选择。一般有环形路线和“8”字形路线两种。,铲运机开行线路 (a)、(b)环形路线；(c)大循环路线；(d)8字形路线,对于地形起伏不大，而施工地段又较短(50100m)、填方不高(小于1.5m)和路堤、基坑及场地平整工程宜用环形路线 ；当填挖交替，相互间距离又不大时，可采取大环形路线 ；当地形起伏较大，施工地段狭长的情况下，宜采用“8”字形路线 。,三、单斗挖掘机 单斗挖掘机是大型基坑开挖中最常用的一种土方机械。根
34、据其工作装置的不同，分为正铲、反铲、拉铲、抓铲四种；按行走方式分为履带式和轮胎式两类；按传动方式有机械传动和液压传动两种。单斗挖掘机可挖掘基坑、沟槽，清理和平整场地。,单斗挖土机工作简图 （a）正铲挖土机 （b）反铲挖土机（c）拉铲挖土机 （d）抓铲挖土机,(1)正铲挖掘机 正铲挖掘机挖掘能力大，生产效率高，装车灵活，能挖掘坚硬土层，易于控制开挖尺寸；其工作特点是前进向上，强制切土，能开挖停机面以上的一四类土；在使用正铲挖掘机进行土方施工前须做好基坑排水工作。正铲挖掘机的挖土方式，根据开挖路线和运输工具的相对位置不同，有“正向开挖、后方装土”和“正向开挖、侧向装土”两种。,正铲挖掘机的挖土方式
35、 (a) 正向开挖、侧向装土；(b) 正向开挖、后方装土,(2)反铲挖掘机 反铲挖掘机适用于开挖停机面以下的一、二、三类土，不需在开挖区设置进出口通道。其工作特点是后退开进，铲土机构向下强制切土。适用于开挖基坑、基槽、管沟及有地下水位较高的土方或泥泞土壤。反铲挖掘机的挖土方式，根据开挖路线和运输工具的相对位置不同，有“沟端开挖 ”和“沟侧开挖 ”两种。,反铲挖掘机挖土方式 (a)沟端开挖；(b)沟侧开挖 1反铲挖土机；2自卸汽车；3弃土堆,(3)拉铲挖掘机 拉铲挖土机的挖土特点是：“后退向下，自重切土”。其挖土半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的一、二类土。拉铲挖土机的开挖方式，与反铲挖土机
36、相似，也分为沟端开挖和沟侧开挖。,(4)抓铲挖掘机 抓铲挖掘机工作特点是直上直下，自重切土。其挖掘力较小，只能开挖停机面以下一、二类土，特别适于水下挖土，或者用于装卸碎石、矿渣等松散材料。,1.5.2 挖土机与运土车辆配套计算,土方工程采用单斗挖土机施工时，一般需用运土车辆配合，共同作业，将挖出的土随时运走。挖土机的生产率不仅取决于挖土机本身的技术性能，而且还与所选用的运土车辆是否与之协调有关。,一、挖土机数量确定挖土机的数量N，应根据土方量大小和工期要求来确定，可按下式计算：,式中 Q 土方量(m3)；P 挖土机生产率(m3台班)；T 工期(工作日)；C 每天工作班数（13）；K 时间利用系
37、数(0.80.9)。,在实际施工中，若挖土机的数量已定时，也可利用上式来计算工期T。,二、自卸汽车配套计算自卸汽车的载重量Q，应与挖土机的斗容量保持一定的关系，一般宜为每斗土重的35倍。为了保证挖土机连续作业，运土车辆的数量N1，可按下式计算：,式中 T1 运土车辆每一工作循环延续时间(min)； t1 运土车辆每次装车时间(min)。,2.填土的压实方法填土的压实方法有碾压、夯实和振动三种。碾压法主要用于大面积的填土；对于小面积填土，宜选用夯实法压实；振动压实法主要用于压实非粘性土。,填土的压实方法 (a)碾压；(b)夯实；(c)振动,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
38、需的密实度。碾压机械有平滚碾、羊足碾和振动碾。平滚碾是应用最为广泛的一种碾压机械，可压实砂性土和粘性土。羊足碾适用于压实粘性土，。振动碾是一种兼有振动作用的碾压机械，主要适用于碾压填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土或轻亚粘土的大型填方。,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，土体孔隙被压缩，土粒排列得更加紧密。夯实机械有夯锤、蛙式打夯机等。夯锤是借助于起重机悬挂重锤进行夯土的夯实机械，适用于夯实砂性土、湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。蛙式打夯机具有体积小、操作轻便等优点，适用于基坑(槽)、管沟以及各种零星分散、边角部位的小型填方的夯实工作。,3）振动法振动法是将重量锤放在土
39、层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。振动法用于振实非粘性土效果较好。,3.影响填土压实的因素填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。,土的密度压实功的关系图,1)压实功的影响 填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定关系。 实际施工时，应根据不同的土料以及要求压实的密实程度和不同的压实机械来决定填土压实的遍数。,2）含水量的影响在同一压实功的条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。下图所示曲线最高点的含水量称为填土压实的最优含水量。土在这一含水量条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的密度最大。,土的含
40、水量与密度关系,3)铺土厚度的影响 土在压实功的作用下，其应力随深度加深逐渐减小，超过一定深度后，则土的压实程度和未压实前相差极微。填土压实时每层铺土厚度的确定应根据所选用的压实机械和土的性质，在保证压实质量的前提下，使填方压实机械的功耗最小。可参考下表选取。,填方每层的铺土厚度和压实遍数,4.填土压实的质量检查 填土压实的质量检查标准要求土的实际干密度0要大于等于设计规定的控制干密度d 。 填方施工前，应先求得现场各种土料的最大干密度，土的最大干密度可由实验室击实试验确定。土的最大干密度求出后，乘以压实系数，即可求得时土的控制干密度d，作为检查施工质量的依据。压实后土的实际干密度0应大于或等于土控制干密度d，否则，应采取措施，提高填土的密实度。,
