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第四章 土方工程 第一节 土的工程性质 一、土的性质 1、密度是指土在自然状态下单位体积土的质量。 作用：了解土的硬度、选择挖土的工具或机 械，选择运土工具的容积。 2、含水量是指土的孔隙中含水的程度。即土中 水的重量与土料的重量之比。 作用：土方密实程度的标志（最优含水量）； 选择运输工具的依据。 3、可松性是指自然状态土因被挖掘而变松的性质，用可松性系数表示。 Ks=V2/V1 Ks最初可松性系数；V1自然状态下土的体积； V2松散土的体积。 Ks`=V3/V1 Ks`最后可松性系数；V3回填土的体积。 作用：计算土方堆场面积的依据；计算松散体积土方能够回填、压实的土方量。 4、自然倾斜角是指自然堆积土壤的侧表面与水平面的夹角，即边坡与水平线之间的夹角。 作用：能确定材料的堆放面积。 （5、渗透性：指水在土壤中的渗透速度，其作用是选择降水的机械或方法。） 二、土的分级 土石分级：八类十六级，Ⅰ～Ⅳ级属土质土，V～XVI级属岩石。 分类的原则：根据土石开挖的难易程度和硬度来分。 作用：不同级别的土应采用不同的方法和设备施工，其施工定额和单价亦不同。 第二节 土方的开挖 一、开挖前的准备工作 1、场地清理； 2、工地排水； 3、测量放样； 4、填方及弃土区的准备； 5、修筑临时道路。此外，作好施工现场风、水、电的供应，以及施工机具和材料进场，搭设临时工棚等准备工作。 二、土方的开挖方法 一）人工开挖 1、适用条件：土方量比较小、挖土精度比较高，用于成坡，尤其是保护层的开挖。 2、开挖原则：龙沟先行，分坯分层，台阶开挖，先下游后上游，竣工验收。 3、开挖方法： 龙沟一次到底法； 分层开挖法。 二）机械开挖 特点：开挖方量大、劳动强度低、生产效率高、施工速度快。 分类：挖掘机械：又分单斗式挖掘机、多斗式挖掘机。 铲运机械：推土机、铲运机、平土机、装载机械。 （一）挖掘机械 1、单斗式挖掘机—仅有一个铲土斗的挖掘机械。 构造：均由行走装置、动力装置、工作装置三大部分组成。 1）正向铲挖掘机 结构：铲斗、动臂、斗杆、机座。 循环工作过程：挖掘、回转、卸土、返回。 适用范围：适于挖掘停机面以上的各种硬土（Ⅰ～Ⅵ级）及爆破后的碎石，也可挖停机面以下一定深度的土方，如挖地下水位以下的土，应排水后再开挖。 正向铲挖土方式 反向铲挖土方式 2、多斗式挖掘机：若干个铲土斗，生产效率很高，使用较普遍。该机装有多个挖斗，开挖料先卸入输送皮带，卸料皮带导向卸料口装车。 3、挖掘机生产率计算 挖掘机的生产率是指在单位时间内从掌子中挖取并卸入土堆或车箱的土方量。 影响挖掘机生产率的主要因素有：土壤性质、掌子的高度、旋转角度、工作时间的利用程度、运输车辆的大小、司机的操作水平和挖掘机的技术状况等。 单斗挖掘机生产率计算公式是： P=60nqK充K修K时K延/K松 （m3/h，自然方） 其中K修＝1/（0.4K土+0.6β） 式中：n－设计每分钟循环次数，ｎ＝3600/T，T为挖掘机一个工作循环时间（s）；q－铲斗平装容量，即铲斗的几何容积，ｍ３；K充－铲斗充盈系数，与土质有关，一般取0.80~1.10；K修－工作循环时间修正系数；K土－土壤级别修正系数，可采用1.0~1.2；β－转角修正系数，转角900时