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任务2.1
概述

2.1.1 土方工程的施工特点

土方工程是一切建筑物施工的先行,也是建筑工程施工中的重要环节之一。它包括场地平整、土方开挖、土方填筑等主要施工过程,也包括施工排水、降水和土壁支撑等辅助施工过程。土方工程的施工有如下特点:

(1)工程量大,劳动强度高。大型场地的平整工程,土方量可达数百立方米,施工面积达数平方千米。大型基坑的开挖,有的甚至深达二十几米。而且施工工期长、任务重、劳动强度高。因此,在组织施工时,为了减轻繁重的体力劳动,提高生产效率,加快施工进度,降低工程成本,应尽可能地采用机械化施工。

(2)施工条件复杂。土方工程施工多为露天作业,受气候条件、水文地质条件影响很大,施工中不确定性因素较多。因此,施工前必须进行充分的调查与研究,做好各项施工准备工作,制订合理的施工方案,确保施工顺利进行,保证工程质量。

(3)受场地影响大。任何建筑物基础都有一定的埋置深度,基坑(槽)的开挖、土方的留置和存放都受到施工场地的影响。特别是城市内施工,场地狭窄,往往由于施工方案不妥,导致周围建筑物与道路等出现安全问题。因此,施工前必须充分熟悉施工场地情况,了解周围建筑结构形式和地质技术资料,科学规划,制订切实可行的施工方案,确保周围建筑物和道路的安全。

2.1.2 土的工程分类

在土方工程施工中,一般根据土体开挖的难易程度将土划分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石八类,前四类属于一般土,后四类属于岩石,土的分类与鉴别方法见表2.1。

表2.1 土的分类与鉴别方法

土的开挖难易程度直接影响土方工程的施工方案、劳动消耗量和工程费用。土体越硬,劳动消耗量越大,工程成本越高。正确区分和鉴别土的种类,可以合理地选择施工方法和准确套用定额,计算土方工程费用。

2.1.3 施工准备

(1)测量放线。在场地平整施工前,应利用原场地上已有的各类控制点,或已有建筑物、构筑物的位置、标高,测设平场范围线和标高。对于大型平整场地,利用经纬仪、水准仪,将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来,各角点用木桩定位,并在桩上注明桩号、施工高度数值,以便施工。

(2)清理拆除。对施工区域内的障碍物要调查清楚,制订方案,并征得主管部门意见和同意,拆除影响施工的建筑物和构筑物;拆除和改造通信和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道;迁移树木。

(3)水路、电路、道路等通畅。尽可能利用自然地形和永久性排水设施,采用排水沟、截水沟或挡水坝措施,把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除,使场地保持干燥,便于土方工程施工。修好临时道路、电力、通信及供水设施,以及生活和生产用临时房屋。

2.1.4 土方工程机械化施工

土方工程施工过程包括土方开挖、运输、填筑与压实等。由于土方工程量大,劳动繁重,在施工中除不适宜采用机械化施工的土方工程或小型基坑(槽)土方工程以外,应尽量采用机械化施工,以减轻劳动强度,加快施工进度,缩短工期。常用的土方施工机械有推土机、铲运机、挖土机等。

2.1.4.1 推土机施工

推土机由拖拉机和推土铲刀组成。按铲刀的操纵机构不同,推土机分为钢索式和液压式两种。目前常用的主要是液压式,如图2.1所示。推土机能够单独完成挖土、运土和卸土工作,具有操作灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快、易于转移等特点。

图2.1 油压式T 2 -100型推土机

推土机经济运距在100m以内,效率最高的运距在60m。为提高生产效率,可采用槽形推土、下坡推土及并列推土等方法。

2.1.4.2 铲运机施工

(1)特点及适用范围。铲运机是一种能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、场地平整的土方施工机械。按行走方式分为自行式铲运机和牵引式铲运机,如图2.2所示,按铲斗操纵系统可分为有液压操纵和机械操纵两种。

图2.2 常见的铲运机

铲运机对道路要求较低,操纵灵活,具有生产效率较高的特点,它可以在一~三类土中直接挖土和运土。经济运距在600~1500m,当运距在800m时效率最高。常用于坡度在20°以内的大面积场地平整、大型基坑开挖及填筑路基等,不适用于淤泥层、冻土地带及沼泽地区。

(2)铲运机的作业方法。为了提高铲运机的生产效率,可以采用下坡推土、推土机推土助铲等方法,缩短装土时间,使铲斗的土装得较满。铲运机的开行路线主要有环形路线、大环形路线和“8”字形路线,如图2.3、图2.4所示。

图2.3 环形路线

1—铲土;2—卸土

图2.4 “8”字形路线

1—铲土;2—卸土

2.1.4.3 单斗挖土机

单斗挖土机是土方开挖常用的一种机械。按工作装置不同,可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲4种,如图2.5所示。按其行走装置不同,分为履带式和轮胎式两类。按操纵机构的不同,可分为机械式和液压式两类。液压式单斗挖土机调速范围大,作业时惯性小,转动平稳,结构简单,一机多用,操纵省力,易实现自动化。

图2.5 单斗挖土机

(1)正铲挖土机。正铲挖土机的工作特点是:“前进向上,强制切土”,挖掘力大,生产效率高;适用于开挖停机面以上一~三类土,且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业,可用于挖掘大型干燥的基坑和土丘等。

正铲挖土机的开挖方式,根据开挖路线与运输车辆相对位置的不同,有两种开挖方式:一种是正向挖土、后方卸土[图2.6(a)],即挖土机沿前进方向挖土,运输车辆停在挖土机后方装土;另一种是正向挖土、侧向卸土[图2.6(b)],即挖土机沿前进方向挖土,运输车辆停在挖土机侧面装土。正铲挖土机铲臂卸土回转角度较大,生产率低,一般用于开挖作业面较小且较深的基坑。

图2.6 正铲挖土机开挖方式

(2)反铲挖土机。反铲挖土机的工作特点是:“后退向下,强制切土”,挖掘力比正铲挖土机小,适用于开挖停机面以下含水量较大的一~三类土,适用于开挖深度在4m左右的基坑(槽)和管沟(最大开挖深度可达6m),也可用于地下水位较高的土方开挖;在深基坑开挖中,依靠止水挡水结构或井点降水。

反铲挖土机的开挖方式有沟端开挖和沟侧开挖两种,如图2.7所示。沟端开挖,就是挖土机停在基坑(槽)的端部,向后倒退挖土,汽车停在基槽两侧装土;沟侧开挖,就是挖土机沿基槽的一侧直线移动,边走边挖土。

图2.7 反铲挖土机开挖形式

1—挖掘机;2—运土车;3—堆土 H —开挖深度; R —挖掘机的开挖半径

(3)拉铲挖土机。拉铲挖土机工作时利用惯性,把铲斗甩出后靠收紧和放松钢丝绳进行挖土或卸土,铲斗“后退向下,自重切土”。可以开挖停机面以下的一类、二类土,适用于开挖深度较大的基坑(槽)、沟渠,挖取水中泥土及填筑路基、修筑路坝等。拉铲开挖方式与反铲挖土机相似,有沟端开挖和沟侧开挖两种。

(4)抓铲挖土机。抓铲挖土机的工作特点“直上直下,自重切土”,其挖土能力较小,操作性较差,适用于开挖土质比较松软,施工面比较狭窄的基坑、沟槽和沉井等工程,特别适于水下挖土,土质坚硬时不能用抓铲施工。

2.1.5 土方施工机械开挖

(1)场地平整。场地平整有土方的开挖、运输、填筑和压实等工序。地势较平坦、含水量适中的大面积平整场地,选用铲运机较适宜;地形起伏较大,挖方、填方量大且集中的平整场地,运距在1000m以上时,可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土,在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工;挖填方高度不大,运距在100m以内时,采用推土机施工,灵活、经济。

(2)基坑开挖。单个基坑和中小型基础基坑,多采用抓铲挖土机和反铲挖土机开挖。抓铲挖土机适用于一类、二类土质和较深的基坑,反铲挖土机适于四类以下土质,深度在4m以内的基坑。

(3)基槽、管沟开挖。在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽,挖大型厂房的柱列基础和管沟,宜采用反铲挖土机挖土。如果水中取土或开挖土质为淤泥,且坑底较深,则可选择抓铲挖土机挖土。如果土质干燥,槽底开挖不深,基槽长30m以上,可采用推土机或铲运机施工。

(4)整片开挖。基坑较浅,开挖面积大,且基坑土干燥,可采用正铲挖土机开挖。若基坑内土体潮湿,含水量较大,则采用拉铲或反铲挖土机作业。

(5)柱基础基坑、条形基础基槽开挖。对于独立柱基础的基坑及小截面条形基础基槽,可采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑(槽)的挖掘和运土。 CMZYiJ+2XJaxrUwq+mruzz+7JzbHInwj46Ooa8lHvK7J3eepXBWxl8El3gCeu1hC

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