机械挖土施工

基坑机械化挖土施工

1 范围

本工艺标准适用于工业与民用建筑的机械开挖土石方工程，包括平整场地，基坑（槽）、管沟以及路堑、路堤等挖土工程。 2 术语和定义 2.1

机械化挖土

是指采用推土机、铲运机、挖掘机、装载机等设备以及配套自卸汽车等进行土方开挖和运输。具有操作机动灵活、运转方便、生产效率高、施工速度快等特点。 2.2

3 施工准备

3.1 主要机具设备

机械化挖土工程常用机具设备有：推土机、铲运机、挖掘机、装载机等设备以及配套自卸汽车等，其设备特性、作业特点及选用参见表5212—1。

表5212—1 常用土方机械的选择 名称、特性 推土机 操作灵活，运转达方便，需工作面小，可挖土运土，易于转移，行驶速度愉，应用广泛。 作业特点 1、推平；2运距100m内的堆土（效4、推送松散的硬土、岩石；5、回适用范围及辅助设备 1、推一～四类土；2、找平表面，场地平整；3、短开挖不大于1.5m的基坑（槽）；5、堆筑高1.5m内的率最高为60m ）；3、开挖浅基坑；距离移挖作业填，回填基坑（槽）、管沟并压实；4、填、压实；6、配合铲运机助铲；7、路基、堤坝；6、拖羊足碾；7、配合挖土机从事集中牵引；8、上坡坡度30º左右，下坡度最大35º，横坡最大为10º，几台同时作业前后距离应大于8m。 土方、清理场地、修路开道等土方挖后运出需配备装土、运土设备推挖三~四类土，应用松土机预先翻松

表5212—1（续） 名称、特性 铲运机 操作简单灵活，不受地形限制，不需特设道路，准备工作简单，能独立工作，不需其他机械配合就能完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，行驶速度快，易于转移，需用劳力少，动力少，生产效率高。 名称、特性 正铲挖掘机 装车轻便灵活，回转速度快，移位方便，能挖掘坚硬土层，易控制开挖尺寸，工作效率高。 作业特点 1、开挖停机面以上土方；2、工作面应在1.5m以上，开挖合理高度2~4m；3、开挖高度超过挖土机挖掘高度时，可采取分层开挖；4、装车外运。 适用范围及辅助设备 1、开挖含水量不大于27%的一～四类土和经爆破后的岩石与冻土碎块；2、大型场地整平土方；3、工作面狭小且较深的大型管沟和基槽、路堑；4、独立基坑；5、边坡开挖。 土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合平土、集中土方进行联合作业。 反铲挖掘机 操作灵活，挖土、卸土均在地面作业，不用开运输道 1、开挖地面以下深度不大的土方；1、开挖含水量大的一~三类的砂土或粘土；管沟和基2、最大挖土深度4～6m，经济合理深度为1.5～3m；3、可装车和两边甩土、堆放；4、较大较深基坑可用多层接力挖土。 拉铲挖掘机 可挖深坑，挖掘半径及卸载半径大，操纵灵活性较差。 1、开挖停机面下土方；2、可装车可将土甩在基坑（槽）两边较远处堆放。 1、挖掘一~三类土，开挖较深圈套的基坑（槽）、管掘河床；5、不排水挖取水中泥土。 土方外运需配备自卸汽车，配备推土机创造施工条件。 抓铲挖掘机 钢绳牵拉灵活性较差，工效不高，不能挖掘坚硬土。 装载机 操作灵活，回转移位方便、快速，可装卸土方和散料，行驶速度快。 1、开挖直井或井土方；2、装车或甩土；3、排水不良也能开挖；4、吊倾斜角度应在45º以上，距边坡应不小于2m。 1、开挖停机面以上土方；2、轮胎式只能装松散土方，履带式可装较实土方；3、松散材料装车；4、吊运重物，用于铺设管道。 1、土质比较松软，施工面较狭窄的深基坑、基槽；2、水中挖取土，清理河床；3、桥基、桩孔挖土；4、装卸散装材料。 土方外运时，按运距配备自卸汽车。 1、外运多余土方；2、履带式改换挖斗时，可用于开挖；3、装卸土方和散料；4、松软土的表面剥离；5、地面平整和场地清理等工作；6、回填土；7、拔除树根。 土方外运需配备自卸汽车，作业面经常用推土机平整并推松土方。 槽；3、独立基坑；4、边坡开挖 土方外运应配备自卸汽车，工作面应有推土机配合推到附近堆放。 作业特点 适用范围及辅助设备 1、大面积整平；2、开挖大型基坑、1、开挖含水率27%以下的一～四类土；2、大面积场沟渠；3、运距800～1500m内的挖地平整压实；3、运距800m内的挖运土方；4、开挖运土（效率最高为200～350m）；4、大型基坑（槽、管沟）、填筑路基等；但不适于砾石填筑路基、堤坝；5、回填压实土方；6、坡度控制在20º以内 层、冻土地带及沼泽地区使用 开挖坚土时需用推土机助铲，开挖三、四类土宜先用松土机预先翻松20～40cm；自行式铲运机用轮胎行驶，适合于长距离，但开挖亦须用助铲 和甩土；3、开挖截面误差较大；4、沟；2、大量外借土方；3、填筑路基、堤坝；4、挖3.2 作业条件

3.2.1 清除挖方区域内所有障碍物

如地上高压、照明、通讯线路，电杆、树木、旧有建筑物及地下给排水、煤气、供热管道，电缆、

沟渠、基础、坟墓等，或进行搬迁，改建、改线；对古墓应报有关部门妥善处理；对附近原有建筑物、电杆、塔架等采取有效防护加固措施。

3.2.2 制定好现场场地平整、基坑开挖施工方案

绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图，确定开挖路线、顺序，基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置及土方堆放地点，深基坑开挖还应提出支护、边坡保护和降水方案。 3.2.3 完成测量控制网的设置

包括控制基线、轴线和水准基点。场地平整进行方格网桩的布置和标高测设，计算挖填土方量，对建筑物做好定位轴线的控制测量和校核；进行土方工程的测量定位放线，并经检查复核无误后，作为施工控制的依据。

3.2.4 在施工区域内做好临时性或永久性排水设施

场地向排水沟方向应做成不小于0.002的坡度，使场地不积水，必要时设置截水沟、排洪沟坝，阻止山坡雨水流入开挖基坑区域内。 3.2.5 完成必需的临时设施

包括生产设施及生活设施及机械进出和土方运输道路、临时供水供电线路。 4 施工操作工艺

4.1 合理选用挖土机械

机械化开挖应根据工程规模、土质情况、地下水位高低、施工设备条件、进度要求等合理选用挖土机械，以充分发挥机械效率，节省费用，加速工程进度。一般深度不大的大面积基坑开挖，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；对面积大且深的基坑，多采用0.5m3、1m3斗容量的液压正铲挖掘；如操作面狭窄，且有地下水，土的湿度大，可采用液压反铲挖掘；在地下水位以下不排水挖土，可采用拉铲或抓铲挖掘，效率较高。 4.2 各种挖土机械应采用其生产效率高的作业方法进行挖土。 4.2.1 推土机应以切土和推运作业为主要内容

切土时应根据土质情况，宜采取最大切土深度并在最短距离（6～10m ）内完成，一般多采用下坡推土法，借助于机械自重增加推力向下坡方向切土和推运，推土坡度控制在15º以内；或采用并列推土法，由2～3台推土机并列推土，减少漏失量；或用槽形推土法，重复连续多次在一条作业线上切、推土，利用逐渐形成的浅槽，在沟槽中进行推土，减少土从铲刀两侧散漏，以增加推土量等推土作业。 4.2.2 铲运机应以铲土和运土作业为主要内容

施工时的开行路线，应视挖填土区的分布不同，合理安排铲土与卸土的相对位置，一般采取环形或8字形开行路线；铲土厚度通常在80～300mm之间。作业方法多采用下坡铲土、间隔铲土、预留土埂的

跨铲法等；长距离挖运坚硬土时，多采用助铲法，另用1台推土机配合3～4台铲运机顶推作业，或两台铲运机联合作业的双联铲运法等强制切土，以提高工效。 4.2.3 正铲挖土机作业方法

多采用正向开挖和侧向开挖两种方式。运土汽车布置于挖土机的后面或侧面。开挖时的行进路线，当开挖宽度为0.8～1.5R（R—最大挖掘半径）时，挖掘机在工作面一侧直线进行开挖；当开挖宽度为1.5～2.0R时，挖掘机沿开挖中心线前进；开挖宽度为2.0～2.5R时，挖掘机做之字形移动；当开挖宽度为2.5～3.5R时，挖掘机沿工作面一侧做多次平行移动；开挖宽度大于3.5R时，挖掘机沿工作面侧向开挖。开挖工作面的台阶高度一般不宜超过4m，同时要经常注意边坡稳定。 4.2.4 反铲挖掘机作业方式

常采用沟端开挖和沟侧两种方法。当开挖深度超过最大挖深时，可采取分层开挖。运土汽车布置于反铲的一侧，以减少回转角度，提高生产率。对于较大面积的基坑开挖，反铲可做之字形移动。 4.2.5 拉铲挖掘机作业方式

通常采用沟端开挖和沟侧开挖方法。当宽度较小，又要求沟壁整齐，可采用三角形挖土方法。 4.2.6 抓铲挖掘机作业方式

动臂角应在45º以上。抓土应从四角开始，然后中间，分层抓土。挖掘机距边沿的距离不得小于2m。开挖沟槽时，沟底应留出200~300mm的土层暂不挖土，待铺管前用人工清理至设计标高。 4.2.8 装载机作业方式

与推土机、铲运机基本相同，亦有铲装、转运、卸料、返回等四道操作工序。对大面积浅基坑，采取分层铲土；对高度不大的挖方，可采取上下轮换开挖法，先将土层下部1m以下铲30～40cm，然后再铲土层上部1m厚的土，上下转换开挖。土方直接从后端装至自卸汽车运走。 4.3 自卸汽车数量

应按挖掘机械大小、生产率和工期要求配备，应能保证挖掘或装载机械连续作业。汽车载重量宜为挖掘机斗容量的3～5倍。

4.4 大面积基础群基坑底板标高不一时的挖土方式

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，在一面修筑10%～15%坡道，作为机械和运土汽车进出通道。挖出之土方运至弃土场堆放，最后将斜坡道挖掉，坑边应留部分土作基坑回填之用，以减少土方二次搬运。 4.5 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，再用机械运走。人工清土所占比例一般为1.5%～4%，修坡以厘米作限制差误。大基坑宜另配一台推土机清土、送土、运

土。

4.6 挖土机、运土汽车进出基坑运输道路

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。 4.7 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。 4.8 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，一次成型。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，降低成本。 4.9 基坑开挖的顺序

机械开挖应由深而浅，基底应预留一层200mm厚用人工清底找平，从避免超挖和基底土遭受扰动。 4.10冬期挖土施工

如必须在冬挖土时，应做好各项准备，做到连续施工。挖掘和松碎冻土层的机具和方法，应根据土质、冻结深度、机具性能和施工条件等确定。当冻土层厚度较小时，可采用推土机、铲运机或挖土机直接开挖；当冻土层厚度较大时，可采用松土机、破冻土犁、重锤冲击或爆破松碎等方法。冬季开挖基坑，应在冻结前用保温材料覆盖或将表土翻松，深度不小于30cm。开挖时应防止基底土遭受冻结，如较长时间不能进行下一道工序时，应在基底标高以上预留适当厚度的松土或用其他保温材料覆盖。如遇开挖土方引起邻近建（构）筑物的地基暴露时，应采取保护措施。 5 质量标准

土方开挖工程质量检验标准见表5212—2

表5212—2 土方开挖工程质量检验标准 施工质量验收的规定 允许偏差或允许值（mm） 项 序 检查项目 柱基 基坑 基槽 1 标高 长度、宽度（由设计中心线向两边量 边坡 -50 +200 -50 人工 ±30 +300 -100 机械 ±50 +500 -150 符合设计要求 挖方场地平整 管 沟 -50 +10 0 地（路）面基层 -50 — 水准仪 经纬仪，用钢尺量 坡度尺检查 观察检查 20 2m靠尺和楔形塞尺检查 观察检查或土样分析` 检查方法 主控项目 2 3 一般项目 1 表面平整度 20 20 50 20 2 基底土性 设计要求 6 成品保护

成品保护应按如下要求执行：

——开挖时应注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩，防止被挖土和运土机械碰撞、行驶破坏。

——基坑四周应设排水沟、集水沟，场地应有一定坡度，以防雨水浸泡基坑和场地。 ——夜间施工应设足够的照明，防止地基、边坡超挖。

——深基坑挖的支护结构，在开挖全过程中要做好保护，不得随意拆除或损坏。 7 安全措施

7.1 防止边坡失稳

开挖边坡土方，严禁切割坡脚，以防导致边坡失稳；当山坡坡度陡于五分之一，或在软土地段，不得在挖方上侧堆土。 7.2 对行驶道路的要求

机械行驶道路应平整、坚实；必要时，底部应铺设枕木、钢板或路基箱垫道，防止作业时下陷；在饱和软土地段开挖土方；应先降低地下水位，防止设备下陷或基土产生侧移。 7.3 对坡度的要求

机械挖土应分层进行，合理放坡，防止塌方、溜坡等造成机械倾翻、淹埋等事故。用推土机回填，

铲刀不得超出坡沿，以防倾覆。陡坡地段堆土需设专人指挥，严禁在陡坡上转弯。正车上坡和倒车下坡的上下坡度不得超过35º，横坡不得超过10º。推土机陷车时，应用钢丝绳缓缓拖出，不得用另一推土机直接推出。

7.4 多台挖掘机同时作业的要求

在同一作业面机械开挖，挖掘机间距应大于10m；多台挖掘机械在不同台阶同时开挖，应验算边坡稳定。上下台阶挖掘机前后应相距30m以上，挖掘机离下部边坡应有一定的安全距离，以防造成翻车事故。

7.5 沟边挖土

在有支撑的基坑中挖土时，必须防止碰坏支撑，在坑沟边使用机械挖土时，应计算支撑强度，危险地段应加强支撑。

7.6 挖掘机操作和汽车装土行驶

要听从现场指挥；所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶，防止撞车。 7.7 与输电线的安全距离

挖掘机行走和自卸汽车卸土时，必须注意上空电线，不得在架空输电线路下工作；如在架空输电线一侧工作时，垂直与水平距离分别不得小于2.5m与4～6m(110～220KV时)。 7.8 夜间作业

机上及工作地点必须有充足的照明设施，在危险地段应设置明显的警示标志和护栏。 7.9冬期、雨期施工

运输机械和行驶道路应采取防滑措施，以保证行车安全。 7.10其他安全要求

机械施工区域禁止无关人员进入场地内。挖掘机工作回转半径范围内不得站人或进行其他作业。土石方爆破时，人员及机械设备应撤离危险区域。挖掘机、装载机卸土，应待整机停稳后进行，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过；装土时任何人都不得停留在装土车上。 8 施工注意事项

——机械化挖土应绘制详细的土方挖图，规定开挖路线、顺序、范围、底部各层标高，边坡坡度，排水沟、集水井位置及流向，弃土堆放位置等，避免混乱，造成超挖、乱挖，应尽可能的使机械多挖，减少机械超挖和人工挖方。

—— 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的方法和人工一机械合理的配合挖土，最后用搭设枕木的方法，使挖土机械开出基坑。

—— 在斜坡地段挖方时，应遵循由上而下、分层开挖的顺序，以避免破坏坡脚，引起滑坡。

——做好地面排水措施，以拦阻附近地面的地表水，防止洲入场地和基坑内，扰动地基。 ——在软土或粉细砂地层开挖基坑（槽），应采用轻型或喷射井点降低地下水位至开挖基坑底以下0.5～1.0m，以防止土体滑动或出现流砂现象。

——基坑（槽）开挖完成后，应尽快进行下道工序施工，如不能及时进行施工，应预留一层200～300mm以上土层，在进行下道工序前挖去，以避免基底土遭受扰动，降低承载力。