在土方工程施工中合理地选择土方机械,使各种机械在施工中配合协调,充分发挥机械效能,加快施工进度,保证施工质量,降低工程成本是组织土方工程机械化施工的关键。为此,在各类大型土方工程施工中,应经过经济分析比较,制定合理的施工方案,用以指导施工。
(一)制定施工方案的依据
1.土方工程的类型及规模
不同类型的土方工程,如场地平整、基坑(槽)开挖、大型地下室开挖及填筑的施工各有其特点,应根据开挖或填筑的断面、深度或高度、工程范围的大小及工程量来选择土方机械,制定施工方案。
2.施工现场的工程及水文地质情况
施工现场的土质情况包括土的类别及土的含水量、地下水位等。
3.机械设备条件
机械设备条件包括现有土方机械的种类、数量及适用范围。
4.工期要求
(二)土方工程施工方案的制定
土方工程的施工方案应根据工程特点和所选择的土方机械,经过方案比较,合理地确定。例如,在场地平整施工中,可根据地形条件、工程量、土方运距和工期要求,确定经济合理的施工方案。可以采取在挖方区用推土机推土,用装载机或单斗挖土机装土,自卸汽车运土,在填方区用推土机平整,用羊足碾压实的方案,也可采取用铲运机来完成铲土、运土、卸土、填筑作业,用羊足碾压实的方案铲运机施工中还可以根据现场条件采用助铲法、跨铲法等。当地形起伏较大时,还可采用单斗挖土机挖土,自卸汽车运土,推土机平整,羊足碾压实等方案。
(三)各种机械、运输工具数量配套计算
土方工程施工中,一般均为各种机械及运输工具共同作业。根据不同的施工方案确定了机械的种类、型号以后,应确定主要机械及辅助机械的数量,以达到在施工中配合协调,充分发挥各种机械效能的目的。
机械数量的确定,应根据该种机械的生产率和每班完成的工程量,并考虑由于机械故障或其他原因而临时停工等因素,算出所需的机械台班数。再根据工期及工作面大小,确定机械数量。主要机械数量确定后,还应以充分发挥主机效能的原则确定出配套用辅助机械的数量,现以单斗挖土机挖土,配以自卸汽车运土为例,来说明机械配套的计算方法。
1.挖土机数量的确定
挖土机的数量N,应根据土方量大小和工期来确定,按式(7-9)计算:
式中 N——应用机械数量,台;
Q——土方量,m3;
Qd——挖土机生产率,m3/(台班);
T——工期(工作日);(www.xing528.com)
C——每天工作班数;
KB——时间利用系数。
若挖土机数量已定,工期T可按式(7-10)计算:
2.自卸汽车配套计算
自卸汽车载重量Q1,一般宜为挖土机斗容量的3~5倍。
自卸汽车的数量N1,应保证挖土机连续不断工作,可按式(7-11)计算:
式中 T——自卸汽车每一个工作循环延续的时间,min;
t1——自卸汽车每次装车时间,min;
n——自卸汽车每车装土次数;
t——挖土机每次作业循环的延续时间,s;
q——挖土机斗容量,m3;
KC——土斗充盈系数;
KS——土的最初可松性系数;
γ——土的容重,一般取1.7t/m3;
l——运距,m;
VC——重车与空车的平均速度,m/min;
t2——卸车时间,一般为1min;
t3——操纵时间(包括停放待装、等车、让车等),取2~3min。
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