建筑土方机械施工

蔡力军

摘要：随着高层建筑和大型建筑的发展，塔吊机以其服务半径大、吊运速度快、占地面积小、适应城市建筑施工等特点而被广泛应用。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。土方施工机械的选择应根据工程规模（开挖断面、范围大小和土方量）、不同工程对象、地质情况、土方机械的特点（技术性能、适应性）以及施工现场条件等而定。 本文阐述了土方机械的选择， 施工要点并结合工程选择合理的土方机械。

关键词：土方机械；选择；施工

1、工程概况

本工程3#、4#场地平整已经完成，现已进入基坑土方开挖，根据该工程的实际情况编制基础土方开挖施工方案。

2、地质条件

地勘报告所示，第一层为杂填土，厚度1.5米左右，第二层粉质粘土，厚度3米左右，第三层，粉砂层，厚度1.5米左右），放坡系数为1：0.75。机械挖土深度到负5.95m，为防止扰动原状土，预留300mm人工清底，承台、承台梁、变压器室、集水坑、电梯井采用人工挖基槽和基坑。土方用自卸汽车运输到建设单位指定地点，再用ZL-50铲车攒土堆，并用一台推土机将场地清平。 回填土用挖掘机将土方装到自卸汽车上运到施工现场，人工分层夯实，厚度不超过250mm。

3、土方机械的选择

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。

3.1推土机施工及作用特点

推土机是一种工程车辆，前方装有大型的金属推土刀，使用时放下推土刀，向前铲削并推送泥、沙及石块等，推土刀位置和角度可以调整。推土机能单独完成挖土、运土和卸土工作，具有操作灵活、转动方便、所需工作面小、行驶速度快等特点。推土机经济运距在100m以内，效率最高的运距为60m。为提高生产率，可采用下述方法：

槽形推土：推土机多次在一条作业线上工作，使地面形成一条浅槽，以减少从铲刀两侧散漏。这样作业可增加推土量10%～30%。槽深以1m左右为宜，槽间土埂宽约0.5m。

下坡推土：在斜坡上方顺下坡方向工作。坡度不宜大于15°，以免后退时爬坡困难。

并列推土：在大面积场地平整时，可采用多台推土机并列作业。通常两机并列推土可增大推土量15%～30%，三机并列推土可增加30%～40%。并列推土的运距宜为20～60m。

3.2铲运机施工及作用特点

铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序（挖土、装土、运土、卸土和平土）的机械。按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运机两种。铲运机操纵简单，不受地形限制，能独立工作，行驶速度快，生产效率高。铲运机适于开挖一类至三类土，常用于坡度20°以内的大面积土方挖、填、平整、压实，大型基坑开挖和堤坝填筑等。采用下坡铲土、跨铲法、推土机助铲法等，可缩短装土时间提高土斗装土量，以充分发挥其效率。

3.3挖掘机施工及作用特点

3.3.1正铲挖掘机

正铲挖掘机：挖土特点是前进向上，强制切土。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适于开挖含水量小于27%的一类土至四类土和经爆破的岩石及冻土。正铲的开挖方式根据开挖路线与汽车相对位置的不同分为：正向开挖、侧向装土以及正向开挖、后方装土两种，前者生产率较高。

3.3.2反铲挖掘机施工及作用特点

反铲挖掘机：反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土。挖土特点是：后退向下，强制切土。主要用于开挖停机面以下的土方，最大挖土深度4～6m，经济合理的挖土深度为2～4m。反铲也需配备运土汽车进行运输。反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法，即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走，也可采用沟侧开挖法，即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度也小，但边坡不易控制。

反铲挖掘机：反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土。挖土特点是：后退向下，强制切土。主要用于开挖停机面以下的土方，最大挖土深度4～6m，经济合理的挖土深度为2～4m。反铲也需配备运土汽车进行运输。反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法，即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走，也可采用沟侧开挖法，即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度也小，但边坡不易控制。

3.4拉铲挖掘机施工及作用特点

拉铲挖掘机：适用于一类至三类的土，可开挖较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤坝等。挖土特点是：后退向下，自重切土，其挖土深度和挖土半径都很大。拉铲能开挖停机面以下的土方。拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土时斗齿朝下，利用惯性，较湿的粘土也能卸净。

4、施工要点

4.1机械开挖应根据工程规范、地下水位高低、施工机械条件、进度要求等合理的选用施工机械，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2 m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；对面积大且深的基础，多采用0.5-1.0m3 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5 m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。

4.2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等。绘制土方开挖图应尽可能使机械多挖，减少机械超挖和人工挖方。

4.3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高度（5 m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。

4.4基坑边角部位，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。

4.5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墊道。

5、结束语

在地下水中挖土，可用拉铲，效率较高；对地下水位较深，采取不排水时，亦可分层用不同机械开挖，先用正铲挖土机挖地下水位以上土方，再用拉铲或反铲挖地下水位以下土方，用自卸汽车将土方运出。如在地下水中挖土，可用拉铲，效率较高；对地下水位较深，采取不排水时，亦可分层用不同机械开挖，先用正铲挖土机挖地下水位以上土方，再用拉铲或反铲挖地下水位以下土方，用自卸汽车将土方运出。

参考文献：

[1]毛鹤琴 土木工程施工

[2]姜晨光 土木工程概论 北京 化工工业出版社 2009

[3]孙柄章 建筑学基础 北京 清华大学出版社 2006