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、推土机
(一)适用范围
适于开挖一~四类土;找平表面,场地平整;开挖深度不大于1.5m的基坑(槽);短距离移挖筑填,回填基坑(槽)、管沟并压实;堆筑高度在1.5m以内的路基、堤坝,以及配合挖土机从事平整、集中土方、清理场地、修路开道;拖羊足碾、松土机,配合铲运机助铲以及清除障碍物等。
(二)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l0°。几台推土机同时作业,前后距离应大于8m。
(三)提高生产率的常用方法
1.下坡推土法;
2.槽形挖土法;
3.并列推土法;
4.分堆集中;
5.铲刀附加侧板法。
二、铲运机
(一)适用范围
适于开挖含水率27%以下的一~四类土;大面积场地平整、压实;运距800m内的挖运土方;开挖大型基坑(槽)、管沟、填筑路基等。但不适于砾石层、冻土地带及沼泽地区使用。
(二)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;
2.“8”字形开行路线;
3.大环形开行路线;
4.连续式开行路线;
5.锯齿形开行路线;
6.螺旋形开行路线。
(三)提高生产率的常用方法
1.下坡铲土法;
2.跨铲法;
3.交错铲土法;
4.助铲法;
5.双联铲运法。
三、挖掘机
(一)正铲挖掘机
1.适用范围
适用于开挖含水量应小于27%的一~四类土和经爆破后的岩石和冻土碎块;大型场地整平土方;工作面狭小且较深的大型管沟和基槽路堑;独立基坑及边坡开挖等。
2.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。本法装车方便,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。本法开挖工作面较大,生产效率降低。用于开挖工作面较小、且较深的基坑(槽)、管沟和路堑等。
3.提高生产率的常用方法
(1)分层开挖法;
(2)多层挖土法;
(3)中心开挖法;
(4)上下轮换开挖法;
(5)顺铲开挖法;
(6)间隔开挖法。
(二)反铲挖掘机
1.适用范围
适用于开挖含水量大的一~三类的砂土或黏土;主要用于停机面以下深度不大的基坑(槽)或管沟,独立基坑及边坡的开挖。
2.开挖方法
反铲挖掘机的挖土特点是:“后退向下,强制切土”。根据挖掘机的开挖路线与运输汽车的相对位置不同,一般有以下几种:
(1)沟端开挖法;
(2)沟侧开挖法;
(3)沟角开挖法;
(4)多层接力开挖法。
(三)抓铲挖掘机
1.适用范围
适用于开挖土质比较松软(一~二类土)、施工面狭窄的深基坑、基槽,清理河床及水中挖取土,桥基、桩孔挖土,最适宜于水下挖土,或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。
2.挖土方法
抓铲挖掘机的挖土特点是:“直上直下,自重切土”。抓铲能在回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方,并可在任何高度上卸土(装车或弃土)。
对小型基坑,抓铲立于一侧抓土;对较宽的基坑,则在两侧或四侧抓土。抓铲应离基坑边一定距离,土方可直接装自卸汽车运走,或堆弃在基坑旁或用推土机推到远处堆放。挖淤泥时,抓斗易被淤泥吸住,应避免用力过猛,以防翻车。抓铲施工,一般均需加配重。
四、装载机
装载机按行走方式分履带式和轮胎式两种。有的单斗装载机背端还带有反铲。
(一)适用范围
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。
(二)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、返回四个过程。