第三节 土方机械开挖

由于基坑开挖的土方量大，若采用人工，其劳动强度大，工期在工程总工期中所占的比重达25 %～30 %，成为影响工程进度的重要因素。所以，除使用适当人力作为辅助开挖外，应尽可能采用生产率高的大型挖土和运输机械施工。

一、土方机械

基坑开挖施工使用的土方机械有挖土机、推土机、铲运机、装载机及载重汽车等。

（一）挖土机

挖土机是一种常用的挖土机械，常用于基坑开挖。单斗挖土机按其工作结构分为正向铲、反向铲、拉铲和抓铲挖土机。按其动力装置可分为机械单斗挖土机（图1-3-14）和液压单斗挖土机（图1-3-15）。它们的工作装置可以拆换、互相改装。此外，这种挖土机还可以改装成起重机、打桩架等，在建筑工程中广泛使用。

1.正向铲挖土机开挖

（1）工作装置。正向铲挖土机是开挖停机平面以上的土。它的工作装置由下列主要部分组成，如图 1-3-16 所示。

①支杆是用来支撑斗柄和保证挖土或卸土时所需纵向行程，它的下端铰接于转台上，头部装有起升滑轮和保持动臂倾斜度的滑轮组，在中部装有推压轴，以保证斗柄的往复运动，动臂倾斜角为45°与60° ；

②斗柄是用来安装并伸缩土斗。以便挖掘土方，它利用柄座与支杆相连，斗柄能沿柄座的导轨作往复运动，同时还可以柄座的铰接为中心在垂直中移动；

③土斗是直接用来挖掘土方和运送土方的工具，上口敞开，斗底可以开启以卸土，用以切土的豆齿是用锰钢制成的，强度很高。

在挖土时，斗柄和土斗是从上到下作强制运动，使其强迫压至工作面挖土。正向铲挖土机的主要特点为：

①斗柄固定在动臂的中间；

②斗柄和土斗具有进退运动（伸缩）和旋转运动；

③依靠斗柄作离开机身的向上运动来挖掘土方；

④在工作循环中，支杆的斜角不变。

根据正向铲挖土机工作装置的特点，具有强制性和较大灵活性，因此可开挖较坚硬的土（各种砂土，粉质粘土及轻粘土、重粘土）。正向铲可开挖大型基坑，还可以装卸颗粒材。由于正向铲挖土机是开挖停机平面以上的土，在开挖基坑时要通过坡道下坑开挖，停机平面要求干燥，故要求挖土前做好基坑排水工作。

（2）开挖方式。正向铲挖土机的工作过程是：用土斗挖土，动臂旋转至土堆（或运输工具上）卸土，再旋转至工作面进行下一次挖土。正向铲挖土时，一次开行所能挖掘的工作面叫做掌子。正挖土时常配备自卸汽车或有轨运输车。根据挖土机运输工具的相对位置的不同，开挖方式有以下两种。

①正向开行即正面掌子，挖土机向前进的方向挖土，运输工具是停在它的后面，挖土机与运输工具是在同一水平面上，如图 1-3-17 所示。

这种开行方式，挖土机卸土时必须旋转较大的角度，这样影响挖土机生产效率，同时只能采用汽车运输（倒退进入），为了缩小旋转角度并保证运输工具的灵活性，可以采用最大宽度的正面掌子，这样可以减少挖土机移动通道的次数并提高效率。此外，因挖土方式，挖土高度可大一些。

工作面的确定与土的性质及挖土机与汽车的技术性能有关，而主要是确定工作面宽度与工作面高度。

工作面宽度可由下式求得：

式中 B ——工作面底部宽度（m）；

B ₁ ——工作面最大挖土宽度（m）；

R ₂ - R ₆ ——斗柄行程（m）。

工作面高度：土斗在一次挖土中，可以装满土斗的高度叫作标准高度。这个高度取决于土的性质、正向铲的挖掘能力与土斗容量。实际使用时，标准高度比其最大切土半径时的挖土高度 H ₁ 要小。

在砂土中，因考虑到砂土容易自边缘塌落下来，变成松散的土，可以由正向铲在开挖土时挖起，所以掌子的最大高度能够超过最大切土高度 H ₃ ，超过的数值为 1～1.5m。

在粘性土中挖土则不同，如果工作高度大于最大切土半径的切土高度 H ₁ 时，则掌子上部便会形成悬壁，在每次挖土后，不会立刻塌落，要经过一段时间才会向正向停放位置的方向塌落，因而容易发生危险。所以从施工安全考虑，粘性土的工作面高度不应超过最大切土半径时的切土高度 H ₁ 。

减少工作面高度可以减少欠挖的土方量，因此在布置掌子时应适当地考虑这种情况。

②侧向开行即挖土机向前进方向挖土，运输工具停在机身的侧面与挖土机开行路线平行。这种开行方式卸土时只要回转 90° ，运输设备的形式不受限制，运输条件亦较好。

挖土机与运输工具可在同一平面上称为层状工作面，如图 1-3-18 （ b ）所示。如果不在同一平面上则称为阶梯工作面，如图 1-3-18 （ a ）所示。阶梯工作面的挖土高度低一些，因为受卸土高度的影响。

当阶梯工作面时，工作面宽度和工作面高度按下述公式确定。

工作面底部宽度为：

式中 b ——汽车宽度（m）；

m ——边坡系数；

l ——汽车边轮距边坡距离（m）。

工作面高度：左边挖土高度与正向开行时工作面高度相同（为 H ₃ 或 H ₁ ），右边阶梯高度 h （掘进深度）可用下式算得：

式中 h ——阶梯高度（m）；

a ——汽车斗高度（m）；

0.5～0.8——装车安全高度（m）。

当层状工作面时，工作底面宽度较阶梯工作面底部宽度宽一些，因为它可采用最大卸土半径，此时 S ' ₄ = R ₅ sin β ' ₁₀ 工作面高度仅确定左边高度（ H ₃ 或 H ₁ ）。右边的高度不必核算。

用正向铲挖土机开挖大面积基坑时，必须对挖土机开行路线及工作面进行设计，绘出开挖平面与剖面图，再进行放线，挖土机按计划进行开挖。为了便于挖土机及汽车进入基坑，要设置进出口通道。

用正向铲挖土机开挖大面积基坑时，如基坑的开挖深度较小，除第一个开挖通道需用阶梯工作面开挖外，其余开挖通道都可以用层状工作面进行挖土，如图 1-3-19 （ a ）所示。而当基坑深度超过挖土机的工作面高度时，则都用阶梯工作面进行挖土，如图1-3-19（ b ）所示。在布置工作面时，应力求减少人工修坡的土方量。

2.反向铲挖土机开挖

（1）工作装置。反向铲挖土机是用来开挖停机平面以下的土，因此，挖土机在基坑上面工作。它的工作装置也有支杆、斗柄、土斗等部分组成，如图1-3-20 （ a ）所示。

①支杆下端铰接于回转台上，上端和中部有滑轮和滑轮组；

②斗柄是一根不等臂的杠杆，用铰固定在动臂上端，只能做前后转动；

③土斗、刚接于斗柄前端，斗上装有牵引滑轮组。

反向铲的工作特点为：

①斗柄固定在动臂端部，斗柄只能相对于铰接点作旋转运动；

②挖土工作依靠斗柄作朝向机身的向下运动和不断地改变动臂倾角来实现（一般为45°～60°）。

图1-3-20 （ b ）所示为液压传动的反向铲，它的支杆、斗柄以及挖土部分由液压传动，挖掘力大，操作灵活。

由于挖土机的构造限制，其强制力和灵活性不如正向铲，只能开挖砂土、粘质粉土以及轻粘土。反向铲系用来开挖停车平面以下的土，在开挖基坑时不必下坑工作，工作条件较好，可以开挖湿土，因此配合简易排水法即可。

（2）开挖方式。反向铲挖土时，根据挖土机与基坑的相对位置关系有两种开行方式，即沟端开行与沟侧开行。

①沟端开行挖土机沿挖土轴线后退开行，将土卸至两侧或一侧，故卸土回转角度小（30°～60°），挖土宽度较大，土坡较陡，如图 1-3-21 （ a ）所示。

②沟侧开行挖土机平行于挖土轴线开行，将土卸至开行的一侧，卸土角度较大，挖土宽度较小。因受挖土半径的限制，挖土机一直沿坑边移动，要求土坡稳定性好，如图 1-3-21 （ b ）所示。

3.拉铲挖土机开挖

（1）工作装置。拉铲挖土机是开挖停机平面以下的土，其工作装置包括支杆、土斗、工作钢索等组成，如图1-3-22所示。

①支杆和起重机支杆一样，下端铰接于转台上，上端装有起升支杆的滑轮组；

②土斗其前部和上部均为敞开的；

③工作钢索包括起升索、牵引索和卸载索以及滑轮组。

索铲挖土机挖土工作是靠钢索来操纵，其工作特点为：

①支杆轻便，没有斗柄；

②土斗用钢索悬挂在动臂上，挖土时，土斗作朝向机身的运动，在工作循环中支杆的倾斜角不变。

索铲挖土机可以开挖大型基坑和沟渠，因土斗工作时强制力较差，只能开挖软土（砂土、粉质粘土），配合简易的排水方法即可开挖湿土。拉铲大多将土弃在土堆上，也可卸到运输工具上，但技术要求高、效率较低。拉铲挖土机与反向铲挖土机比较，它的挖土和卸土半径较大，但开挖的基坑精确性较差，因为操纵悬挂在钢索上的土斗困难较大。

（2）开挖方式。拉铲挖土机开挖基坑时，也有沟端开行与沟侧开行两种方式。

4.抓铲挖土机开挖

（1）工作装置。抓铲挖土机，它的工作装置由抓斗、工作钢索与支杆组成，如图1-3-23所示。

①由两个夹板组成的抓斗，它靠起升索和闭合索悬在支杆上，抓斗可在起升高度范围中的任何位置开闭其颚板；

②工作钢索由起升索、闭合索和稳定索组成，稳定索是稳定土斗不游动；

③支杆铰接于转台。

（2）挖土方法。抓斗式挖土机挖土的特点是：抓斗的起升索和闭合索可以独立工作，也可以同步工作。抓斗可以在基坑内任何位置上挖掘土方，并可以在任何高度卸土（装车或弃土堆）。在工作循环中，支杆的倾斜角不变。

抓铲挖土机用于开挖土坡较陡的基坑，可挖砂土、粘质粉土或水下淤泥等。当基坑需要水下开挖时，抓铲挖土机最为适合，且可以装在简易机械上工作，故在工程中广泛使用。

5.挖掘机生产率及机具数量

（1）挖掘机生产率。单斗挖掘机是一种循环作业的机械，其生产率 P _h 可按式（1-3-40）计算：

其中

式中 P _h ——单斗挖掘机生产率（m ³ /h）；

q ——土斗容量（m ³ ）；

n ——每分钟挖土次数（次）；

T _p ——挖掘机每次作业循环延续时间（s）；

K ——系数，一般为 0.60～0.67。

（2）挖掘机需用数量。挖掘机的数量 N ，应根据土方量大小和工期长短，并考虑合理的经济效果，按式（1-3-41）计算：

式中 N ——挖掘机数量；

Q ——土方量（m ³ ）；

P _d ——挖掘机生产率（m ³ /台班）；

T ——工期（工作日）（d）；

C ——每天工作班数；

K ——时间利用系数，一般为0.80～0.85。

（二）推土机

推土机在基坑开挖中，可用于弃土区的平整场地，配合正、反铲挖土机开拓工作面和停机面。履带式湿地推土机可在各种场地环境下作业，是基坑施工的常用机械。

1.推土机选用

（1）推土机类型：

①按推土刀的安装形式，可分为固定推土刀式推土机和回转推土刀式推土机。固定推土刀式推土机的推土刀在平面上与推土机纵轴线的夹角是固定成 90°安装的，其只能作上下升降动作和向前推土。回转推土刀式推土机的推土刀除可与推土机纵轴线成 90°夹角安装外，还可左右回转一定角度安装。

②按工作装置的操作方式，可分为液压操纵式和机械操纵（钢丝绳滑轮组操纵）式两类。液压操纵式利用液压缸来操纵推土刀的升降，可以借助整机的部分重力，强制推土刀切土，切土力大，操纵轻便。

③按行走装置的类型区分，可分为履带式和轮胎式两类。履带式推土机由于履带板着地面积大，接地比压低，即使在湿软场地也可进行作业，而且后端一般还可以装松土齿耙、绞盘等，以及还可作其他机械的牵引机或对铲运机进行助铲。

（2）适用范围。推土机可铲掘Ⅰ～Ⅲ类土，Ⅳ类以上土需预松后才能作业。多用于平整场地，开挖深度1.5m内的基坑（槽），移挖作填、回填基坑（槽），管沟；修筑高度在1.5m以内的堤坝；大面积填方预压实以及清理场地、集中土方等。

推土机的作业效率与运距有很大关系，中型（发动机功率 80～150kW）履带式推土机的经济运距为50～100m （下坡用大值），小型（发动机功率20～80kW）履带式推土机的经济运距不大于 50m。

2.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。为了提高生产效率，可根据地形条件、施工条件和工程量大小采用下列施工方法：

①下坡推土。即借助于机械本身的重力作用以增加推土能力和缩短推土时间，一般可提高生产率30 %左右。推土坡度不宜超过15° ，否则推土后退时爬坡困难。

②并列推土。平整较大面积的场地时，可采用两台或三台推土机并列推土，以减少土的散失，提高生产效率。一般采用两机并列推土可增加推土量15 %～30 %。平均运距不宜超过 50～75m，亦不宜小于 20m。

③槽形推土。推土机连续多次在一条作业线上切土和推运，使地面逐渐形成一条浅槽，以减少土的散失，从而提高推土量。一般推土量可提高10 %～30 %。当挖土层较厚、运距较远时，采用此法较为适宜。

④分批集中、一次推送。当推运距离较远而土质又较坚硬时，由于切土深度不大，应采用多次铲土，分批集中，一次推送，以便有效地利用推土机的功率，缩短运土时间。

此外，还可在推土板两侧附加侧板，以增加推土板前的推土体积。

3.推土机生产率

推土机是一种循环作业的机械，其生产率 P _h 可按式（1-3-42）计算：

式中 P _h ——推土机的生产率（m ³ /h）；

q ——推土机每次的推土量（m ³ ）；

T _v ——从推土到将土送至填土地点的循环延续时间（s）；

K _s ——土的最初可松性系数，见表1-3-1。

（三）铲运机

铲运机是一种利用铲斗铲削土体，并将碎土装入铲斗进行运送的铲土运输机械。其由铲斗（工作装置）、行驶装置、操纵装置、牵引车等部分组成。铲运机工作时包括有铲土、运土、卸土和返回四个工作过程。铲土时，放下铲斗，打开斗门，向前开行，土被斗前刀片切削并进入铲斗内，直至铲斗装满。然后提起铲斗，关上斗门，进行运土。当到达卸土地点后，打开斗门，将土卸出，并调节铲斗的位置，利用刀片刮平土层。卸土完毕，返回原铲土地点，重复上述过程。

铲运机机动灵活，能综合完成铲土、装土、运土、卸土和分层铺土、局部碾压等多项作业，具有较高的工作效率和经济性，适用于大面积场地平整、开挖大型基坑与管沟、填筑堤坝与路基等土方工程。

1.铲运机选用

（1）铲运机类型：

①按行走机构可分拖式和自行式。拖式铲运机是用履带式拖拉机牵引进行作业，适用于土质松软的丘陵地带，由于机动性差，已很少采用。自行式铲运机由牵引车和铲斗两部分组成，牵引车和铲斗均为单轴，中间用铰销连接。其具有结构紧凑，机动性大，行驶速度高等优点，故得到广泛的应用。

②按铲斗的操纵方式可分为液压操纵式和机械操纵式。前者由液压系统控制铲斗的装土、卸土等动作，能使铲斗刀片强制切土，操纵灵便，得到广泛应用。后者靠钢丝绳滑轮组操纵，结构复杂，操纵费力，钢丝绳易磨损，已渐趋淘汰。

③按铲斗的卸土方法可分为强制卸土、半强制卸土和自由卸土三种。强制卸土是依靠可动的铲斗后壁向前移动，将土强制推出，故能将土推卸干净，但功率消耗大。半强制卸土是铲斗侧壁保持不动，而斗底连同后斗壁一起向前翻转，土在推力和重力作用下卸出。自由卸土是依靠整个铲斗向前翻转将土倒出，土不能保证卸净，仅小型铲运机采用，功率消耗最少。

④按铲运机铲斗的容量可分为小、中、大、特大四种类型。铲斗容量小于3m ³ 的为小型，铲斗容量3～15m ³ 的为中型，15～30m ³ 的为大型，大于30m ³ 的为特大型。

（2）适用范围。铲运机只能铲削Ⅰ、Ⅱ级土，若须铲运Ⅲ级以上的土，则需要预先松土。其最适宜于湿度较小、含水量在25 %以下的松散砂土和粘性土中施工，不宜于在干燥的粉砂土及潮湿的粘土中进行作业，特别不宜在砾石层、冻土及沼泽地带使用。

铲运机主要用于中距离大量土方的填挖和运输工作，应用时应根据铲运机的技术性能和运距、土料特性、地势坡度等条件来选用适当类型的铲运机，以取得最大的生产效率和经济效益。

铲运机的经济运距是铲运机选型时应考虑的一个重要因素，其随铲运机的类型不同而异。自行式铲运机的经济运距为 800～1500m ，最大运距可达 3500m。拖式铲运机的经济运距为200～300m，最大运距可达800m。此外，经济运距还与铲运机的斗容量有关，一般随斗容量的增大而增大。6m ³ 以下小斗容量铲运机的经济运距约为200～350m。

2.作业方法

（1）开行路线。为了提高铲运机的生产率，应根据工程量的大小、运距的长短、土的性质和地形条件合理地选择适宜的开行路线和安排好铲土与卸土方式，使在运行中尽可能减少转向和空载回驶次数，以求在最短时间内完成一个工作循环。

铲运机的开行路线方式有多种，常用的有下列两种：

①环形路线这是一种简单而常用的开行路线。根据铲土与卸土的相对位置不同，可分为图1-3-24 （ a ）与图1-3-24 （ b ）所示的两种情况。每一循环只完成一次铲土与卸土，适于长 100m内，填土高 105m内的路堤、路堑及基坑开挖、场地平整等工程。当挖填交替而挖填之间的距离又较短时，则可采用大环形路线（图1-3-24 （ c ）。其优点是一个循环能完成多次铲土和卸土，从而减少铲运机的转弯次数，提高工作效率。适于工作面很短（50～100m）和填方不高（0.1～1.5m）的路堤、路堑、基坑及场地平整等工程。

采用环形路线，为了防止机件单侧磨损，应避免仅向一侧转弯，而应常调换方向行驶。

②8 字形路线这种开行路线的铲土与卸土，轮流在两个工作面上进行（图1-3-24 （ d ），机械上坡是斜向开行，受地形坡度限制小。每一循环能完成两次挖土和卸土作业，即每次铲土只需转弯一次，比环形路线缩短运行时间，提高了生产效率。同时，一个循环中两次转弯方向不同，机械磨损也较均匀。这种开行路线主要适用于取土坑较长（300～500m）的路基填筑，以及坡度较大的场地平整。

在布置铲运机开行路线时，首先应按运距最短的原则来组织运行路线，尽量减少转弯次数，并应使铲运机有较长的直线段供装土和行驶，装土时不能转弯，上坡坡度不宜超过10 %。铲运机在工作时应尽量按“挖近填远，挖远填近”的原则进行施工，即挖土时先从距填土区最近一端开始，由近而远；填土时则从距挖土区最远一端开始，由远及近地进行。这样就可创造一个下坡铲土的条件。使铲运机在挖土区内运行时形成前低后高的坡势，同时能使在运土行程中保持一定长度较平坦的地面，供铲运机高速运行。

（2）作业方法。为了提高铲运机的生产率，除了规划合理的开行路线外，还可根据不同的施工条件，采用下列方法：

①下坡铲土铲运机铲土应尽量利用有利地形进行下坡（坡度一般 3°～9°）铲土。这样，可以利用铲运机的重力来增大牵引力，使铲斗切土加深和增加充盈系数，缩短装土时间，从而提高生产率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段先铲低，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堆土回填沟渠用。

②跨铲法就是预留土埂，间隔铲土方法。这样，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，可缩短铲土时间和减少向外撒土，铲土容易。土埂高度应不大于30cm，宽度以不大于拖拉机两履带间净距为宜。适于较坚硬的土铲土回填或场地平整。

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，装满铲斗，可提高生产率 30 %左右。此法的关键是双机要紧密配合，否则会达不到预期效果。一般每3～5台铲运机配一台推土机助铲。推土机在助铲的空隙时间，可作松土或平整工作，为铲运机施工创造条件。锄铲法取土场宽不宜小于20m，长度不宜小于40m。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。

3.铲运机生产率

铲运机是一种循环作业的机械，其生产率可按式（1-3-43）计算：

式中 P _h ——铲运机的生产率（m ³ /h）；

q ——铲斗的几何容量（m ³ ）；

K _c ——铲斗装土的充盈系数，见表1-3-2；

K _h ——机械时间利用系数，一般取0.8～0.9；

K _s ——土的最初可松性系数，见表 1-3-1 ；

T _c ——铲运机一个工作循环的延续时间（s），可按下式计算：

式中 l ₁ 、 l ₂ 、 l ₃ 、 l ₄ ——相应为铲装土、运土、卸土、回程的距离（m）；

v ₁ 、 v ₂ 、 v ₃ 、 v ₄ ——相应为铲装土、运土、卸土、回程时的速度（m/s）；

t ₅ ——铲运机调头、换档所需的时间，约30～120s。

铲运机铲装土距离 l ₁ （m）可用式（1-3-45）计算：

式中 h ——铲斗切土深度（m）；

B ——铲斗切土宽度（m）；

其余符号同前。

铲运机的铲土、运土过程，宜充分利用有利的地势条件进行下坡铲土、下坡运土，以提高生产率。但它与推土机的下坡推土有所不同，推土机在允许范围内，下坡推土的坡度越大，效率越高。而铲运机的下坡坡度却有一定限制，一般不应大于 1∶8～1∶9 （约 7°～8°），在这样的坡度上铲装，效率最高，否则，坡度过大，铲切的土不易装入斗内。

（四）装载机

1.装载机选用

（1）装载机类型。装载机按行走方式分履带式和轮胎式两种；按工作方式有周期工作的单斗式装载机和连续工作的链式与轮斗式装载机。有的单斗装载机背端还带有反铲。土方工程主要使用单斗铰接式轮胎装载机，它具有操作轻便、灵活、转运方便、快速、维修较易等特点。

ZL-50装载机的外形尺寸及转弯半径，如图1-3-25所示。

（2）适用范围。装载机适用于装卸土方和散料，也可用于较软土体的表层剥离、地面平整、场地清理和土方运送等工作。

2.作业方法

与推土机基本类似。在土方工程中，也有铲装、转运、卸料、返回等四个过程。

（五）载重汽车

1.技术参数

载重汽车是土方运输的主要机械，最适用于基础工程。载重汽车对道路有一定要求，其轮距和载重量是施工临时结构设计的主要依据之一。由于汽车型号繁多，在设计中必须掌握汽车的技术资料。这里仅介绍一种常用的 15t载重汽车的外形尺寸和重量，如图1-3-26所示。

2.汽车配备数量

用挖掘机挖土时，土方运输一般采用自卸汽车配合，需配备自卸汽车的数量 N 应保证挖掘机连续工作，可按式（1-3-46）计算：

式中 N ——汽车配备数量；

_{T s} ——自卸汽车每一工作循环延续时间（min）；

t _s ——自卸汽车每次装车时间（min）；

t ₁ = n t

n ——自卸汽车每车装土次数；

t ——挖掘机每次作业循环时间（s），对正铲挖掘机为 25～40s；对拉铲挖掘机为45 ～ 60s ；

Q ₁ ——自卸汽车的载重量，应与挖掘机的斗容量保持一定关系，一般宜为每斗土重的 3～5 倍；

q ——挖掘机斗容量（m ³ ）；

K _c ——土斗的充盈系数，可取0.8～1.1；

K _s ——土的最初可松性系数，查表1-3-1 ；

ρ ——实土密度，一般取1.7t/m ³ ；

l ——运土距离（m）；

v _c ——重车与空车的平均速度（m/min），一般取20～30 （km/h）；

t ₂ ——卸车时间，一般为1min；

t ₃ ——操纵时间（包括停放待装、等车，让车等），取2～3min。

二、土方机械开挖

（1）机械开挖应根据工程地下水位高低、施工机械条件、进度要求等合理地选用施工机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。一般深度2m以内的大面积基坑开挖，宜采用推土机或装载机推土和装车；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；对面积大且深的基础，多采用 0.5、1.0m ³ 斗容量的液压正铲挖掘；如操作面较狭窄，且有地下水，土的湿度大，可采用液压反铲挖掘机在停机面一次开挖；深 5m以上，宜分层开挖或开沟道用正铲挖掘机下入基坑分层开挖；对面积很大很深的设备基础基坑或高层建筑地下室深基坑，可采用多层接力开挖方法，土方用翻斗汽车运出；在地下水中挖土可用拉铲或抓铲，效率较高。

（2）土方开挖应绘制土方开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点。绘制土方开挖图应尽可能使机械多挖。

（3）由于大面积基础群基坑底标高不一，机械开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高，然后再挖个别较深部位。当一次开挖深度超过挖土机最大挖掘高度（5m以上）时，宜分二～三层开挖，并修筑 10 %～15 %坡道，以便挖土及运输车辆进出。

（4）基坑边角部位，即机械开挖不到之处，应用少量人工配合清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。人工清土所占比例一般为 1.5 %～ 4 %，修坡以厘米作限制误差。大基坑宜另配一台推土机清土、送土、运土。

（5）挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础一侧或两侧相邻的基础以后需开挖的部位，使它互相贯通作为车道，或利用提前挖除土方后的地下设施部位作为相邻的几个基坑开挖地下运输通道，以减少挖土量。

（6）对面积和深度均较大的基坑，通常采用分层挖土施工法，使用大型土方机械，在坑下作业。如为软土地基或在雨期施工，进入基坑行走需铺垫钢板或铺路基箱垫道。

（7）对大型软土基坑，为减少分层挖运土方的复杂性，可采用“接力挖土法”。它是利用两台或三台挖土机分别在基坑的不同标高处同时挖土。一台在地表，两台在基坑不同标高的台阶上，边挖土边向上传递到上层由地表挖土机装车，用自卸汽车运至弃土地点。上部可用大型挖土机，中、下层可用液压中、小型挖土机，以便挖土、装车均衡作业，机械开挖不到之处，再配以人工开挖修坡、找平。在基坑纵向两端设有道路出入口，上部汽车开行单向行驶。用本法开挖基坑，可一次挖到设计标高，一次完成，一般两层挖土可挖到-10m ，三层挖土可挖到-15m左右，可避免将载重汽车开进基坑装土、运土作业，工作条件好，效率高，并可降低成本。

（8）对某些面积不大、深度较大的基坑，一般亦宜尽量利用挖土机开挖，不开或少开坡道，采用机械接力挖运土方法和人工与机械合理的配合挖土，最后用搭枕木垛的方法，使挖土机开出基坑，如图1-3-27所示。

（9）由于机械挖土对土的扰动较大，且不能准确地将地基抄平，容易出现超挖现象。所以要求施工中机械挖土只能挖至基底以上20～30cm，其余20～30cm的土方采用人工或其他方法挖除。

（10）基坑开挖时，两人操作间距应大于 2.5m。多台机械开挖，挖土机间距应大于10m。在挖土机工作范围内，不许进行其他作业。挖土应由上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土。

（11）基坑开挖应严格按要求放坡。临时性挖土的边坡值，可参考表1-3-3。操作时应随时注意土壁的变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行支撑或放坡，并注意支撑的稳固和土壁的变化。当采取不放坡开挖，应设置临时支护，各种支护应根据土质及基坑深度经计算确定。

（12）土方开挖工程的质量检验标准，见表1-3-4。