考点4 土方施工机械与填筑压实《建筑施工技术与机械》吉林省（对口招生）建筑工程类（土木建筑类） 知识点讲解

吉林省建筑工程类（土木建筑类）对口招生复习讲义 《建筑施工技术与机械》 考点4 土方施工机械与填筑压实 ■考纲要求 1.了解土方开挖施工机械的种类，掌握挖土机的挖土特点及各类土方施工机械的适用情况，能正确选择施工机械； 2.掌握填筑工程土料的选择和施工要求，了解土方压实方法，掌握填土压实的影响因素，确保填筑工程质量。 ■知识网络 一、知识树 图1-4-1土方开挖施工机械知识树 图1-4-2施工要求知识树 二、重点知识梳理 一、土方开挖施工机械 （一）土方开挖施工机械的种类 核心分类（按功能及作业方式），结合教材及工程实操，主要分为以下4类，覆盖土方开挖全流程需求： 1.挖土机：核心开挖机械，按工作装置分为正铲、反铲、拉铲、抓铲4种，是土方开挖中应用最广泛的主力机械； 2.推土机：可单独完成挖土、运土、卸土作业，操作灵活、所需工作面小，侧重浅挖短运； 3.铲运机：综合作业机械，能同步完成挖土、运土、卸土、填筑、整平，效率高且不受地形限制； 4.装载机：侧重铲装散状物料，可辅助轻度铲挖作业，作业速度快、机动性好，常配合挖土机、推土机协同作业。 （二）挖土机的挖土特点（核心重点） 挖土机是土方开挖的核心机械，4种常见类型的挖土特点需精准区分，明确其作业方向、切土方式及核心特性： 1.正铲挖土机：前进向上、强制切土，挖掘力大，能开挖停机面以上的土方，可用于场地平整，适用于开挖深度不大的基坑、沟槽及大面积土方开挖，作业效率高； 2.反铲挖土机：向后向下、强制切土，无需开辟专用工作面，可开挖停机面以下的土方，是目前应用最广泛的挖土机类型，适合开挖深度4~6m的基坑、沟槽，需配合运土汽车运输； 3.拉铲挖土机：后退向下、自重切土，挖掘半径大、深度深，无需靠近基坑边缘作业，适合开挖大型基坑、沟渠，可挖取水下泥土，也可用于场地平整、路基填筑； 4.抓铲挖土机：直上直下、自重切土，作业灵活，挖掘深度深，适合开挖窄而深的基坑、深井，可抓取水下或软弱土层，也可用于清理基坑底部残留土方。 （三）各类土方施工机械的适用情况 结合机械特性与工程场景，明确各类机械的适用范围，避免选择偏差，核心适用情况如下： 1.推土机：适用于一至三类土的浅挖短运（运距≤100m），如场地清理、平整，开挖深度≤1.5m的基坑，回填路基、堤坝，配合挖土机清理作业面； 2.铲运机：适用于大面积整平、开挖大型沟渠、场内土方倒运、填筑路基堤坝等大型土石方工程，尤其适合运距100~1000m的土方作业，对地形适应性强； 3.装载机：适用于铲装土壤、砂石、石灰等散状物料，轻度铲挖硬土、矿石，配合挖土机装土、清理作业面，也可用于短距离运土（运距≤50m）； 4.挖土机： 正铲：多用于大型场地平整、开挖浅基坑、沟槽，以及无地下水的干燥场地作业； 反铲：多用于基坑、沟槽开挖（有地下水或潮湿土层也可作业），是建筑工程中基坑开挖的首选机械； 拉铲：多用于大型基坑、沟渠、水下挖土，以及场地平整、路基填筑等大面积土方作业； 抓铲：多用于窄深基坑、深井开挖，水下挖土，以及清理基坑底部残留土方、抓取贵重物料。 （四）土方施工机械的选择原则（核心考点） 选择核心是“适配工程场景、兼顾效率与成本”，需结合3个关键因素判断，确保选择正确： 1.工程条件：根据基坑/沟槽的深度、宽度、土质（一至三类土优先选用常规机械，四类土需选用大功率机械）、地下水位（有地下水优先选反铲、抓铲）确定； 2.作业要求：结合挖运距离、开挖量、工期要求，如短距离浅挖选推土机，长距离大运量选铲运机，深基坑选反铲/拉铲/抓铲； 3.经济性：优先选用现有机械，兼顾机械台班费、油耗，避免大材小用（如小型基坑无需选用大型拉铲），确保施工成本合理。 二、填筑工程相关重点 （一）填筑工程土料的选择（质量核心） 土料选择直接决定填筑工程质量，需严格遵循“适配性、合规性”原则，明确选用标准与禁忌： 1.优先选用土料：级配良好的砂土、粉质黏土、碎石类土（碎石最大粒径不应大于每层铺填厚度的2/3），这类土料压实后密实度高、强度大、稳定性好，可满足大多数填筑工程要求； 2.严禁选用土料：淤泥、淤泥质土、冻土、膨胀土、有机质含量＞5%的土、含水溶性硫酸盐＞5%的土，这类土料难以压实，承载力低、稳定性差，易导致填筑体沉降、开裂，无法保证工程质量； 3.特殊要求：永久性填筑工程的土料需符合设计要求，临时性填筑工程的土料可结合当地经验选择；用于换撑的回填土料，需与基础结构及基坑换撑施工工况保持一致。 （二）填筑工程的施工要求 施工过程需严格把控每一步，确保填筑质量，核心要求如下，贴合教材及规范要求： 1.基底处理：填筑前必须清除基底垃圾、树根、淤泥等杂物，抽干基坑内积水，检查原土承载力；局部松软区域需进行换填处理（如3:7灰土换填，深度不小于500mm），基底清理合格后方可填筑； 2.分层填筑：遵循“水平分层、由低到高、分层压实”的原则，严禁不分层乱填，每层虚铺厚度需结合压实机械确定（常规压路机虚铺厚度300mm±20mm，小型打夯机虚铺厚度不超过250mm），管道周边回填虚铺厚度不超过150mm； 3.铺土要求：铺土应均匀、平整，避免出现局部堆积、空洞，碎石类土铺填时大块料不得集中，且不得回填在分段接头处； 4.接缝处理：分段填筑时，接头处应做成斜坡（坡度1:1.5），分层搭接，搭接长度不小于1m，避免出现纵向通缝； 5.质量检验：每层压实后，需进行密实度检测，检测合格后方可铺填上层土；检测方法可采用环刀法、灌砂法等，取样频率需符合规范要求（如基坑回填每层按100~500㎡取样1组，且不少于1组）； 6.特殊场景要求：基坑边坡或围护墙与基础外墙之间的回填，需与基础结构及基坑换撑施工工况保持一致；回填高度较高时，应采取多级放坡或放缓坡度等稳定措施。 （三）土方压实方法（了解） 根据压实机械类型及工程场景，主要分为3类，明确各类方法的适用范围： 1.碾压法：最常用方法，适用于大面积填筑工程（如路基、场地平整），常用机械有光轮压路机、轮胎压路机、振动压路机，通过机械碾压迫使土颗粒挤密，压实效率高； 2.夯实法：适用于小面积填筑、基坑底部回填、边角部位回填，常用机械有蛙式打夯机、立式打夯机，通过冲击和振动作用分层夯实，压实度高，可弥补碾压法无法覆盖的区域； 3.振动压实法：适用于砂土、碎石类土等散状土的压实，常用振动压路机，通过振动使土颗粒排列紧密，压实效果好，尤其适合大粒径土料的压实； 4.特殊方法：对于淤泥质土方，可采用堆载预压法、真空预压法等进行压实处理。 （四）填土压实的影响因素（核心重点） 掌握影响因素是控制压实质量的关键，4个核心因素直接决定压实效果，需重点掌握： 1.土料的含水量（最关键因素）：每种土都有“最优含水量”，即在此含水量下，用相同压实功可获得最大干密度，压实效果最好；含水量过高，土颗粒间孔隙被水填充，难以压实，易出现“橡皮土”；含水量过低，土颗粒间摩阻力大，不易挤密，压实度不足。黏土的施工含水量与最优含水量之差可控制为-4％～＋2％，使用振动辗时可控制为-6％～＋2％；施工现场可通过“手握成团、落地开花”的简易方法判断含水量是否适宜，过湿需翻松晾晒，过干需洒水湿润。 2.压实功：压实功（机械碾压/夯实的力度、遍数）与压实度正相关，在一定范围内，压实功越大，压实度越高；但当压实度接近最大干密度时，增加压实功对压实度提升影响不大，反而增加成本。实际施工中，砂土需碾压2~3遍，粉土需3~4遍，粉质黏土或黏土需5~6遍，松土应先轻碾后重碾，提高压实效率。 3.铺土厚度：压实功的作用深度有限，铺土厚度过厚，深层土无法达到规定压实度；铺土厚度过薄，会增加压实遍数，降低效率。最优铺土厚度需结合压实机械、土料类型确定，需通过压实试验验证，确保压实功能有效传递到层底。 4.土料的性质：级配良好的土料（如砂土+黏土混合土）压实效果好，颗粒均匀的土料（如纯砂土、纯黏土）压实难度大；碎石类土、砂土的压实效果优于黏性土，黏性土需严格控制含水量才能达到良好压实效果。 （五）填筑工程质量保障要点 结合上述重点，核心保障措施的核心是“控土料、控施工、控检测”： 1.严格把控土料质量，严禁使用不合格土料，进场前需检查土料的有机质含量、含水量等指标； 2.严格按照分层填筑、分层压实的要求施工，控制好铺土厚度、压实遍数，确保压实均匀； 3.施工过程中实时监测土料含水量，及时调整（晾晒或洒水），确保在最优含水量范围内压实； 4.加强分层质量检测，压实系数（土的控制干密度与最大干密度的比值）需符合设计要求，不合格区域必须返工； 5.针对边角、管道周边等机械难以压实的区域，采用小型夯实设备或人工夯实，确保压实到位； 季节性施工需采取对应措施，冬季避免使用冻土回填，雨季做好排水，防止土料被雨水浸泡。 ■练习题 一、单选题（下面选项中只有一个答案是正确的，每题2分，共20分） 1.下列土方开挖机械中，主要用于开挖停机面以上的土方，且开挖效率高、机动性强的是（ ） A. 正铲挖土机 B. 反铲挖土机 C. 拉铲挖土机 D. 抓铲挖土机 2.适用于开挖较深、较大的基坑或沟槽，且能开挖停机面以下土方的挖土机是（ ） A. 正铲挖土机 B. 反铲挖土机 C. 推土机 D. 装载机 3.填土压实中，影响压实效果最主要的因素是（ ） A. 压实机械 B. 土的含水量 C. 压实遍数 D. 铺土厚度 4.下列土料中，最适宜作为填筑工程土料的是（ ） A. 淤泥质土 B. 膨胀土 C. 砂土 D. 碎石土（级配良好） 5.装载机的主要作业不包括（ ） A. 铲装土方 B. 装卸物料 C. 开挖深基坑 D. 短距离运土 6.抓铲挖土机最适宜开挖的土方类型是（ ） A. 大面积浅基坑 B. 深基坑、水中土方 C. 坚硬岩石基坑 D. 停机面以上土方 7.填土压实作业中，合理的铺土厚度应根据（ ）确定 A. 土的种类和压实机械 B. 压实遍数 C. 土的含水量 D. 填筑高度 8.下列土方施工机械中，可同时完成挖、运、填作业的是（ ） A. 挖土机 B. 推土机 C. 压路机 D. 装载机 9.关于反铲挖土机的作业特点，说法正确的是（ ） A. 前进向上，强制切土 B. 后退向下，强制切土 C. 前进向下，自重切土 D. 后退向上，自重切土 10.填筑工程中，土料含水量过高会导致（ ） A. 压实效果变好 B. 土料不易压实，出现“橡皮土” C. 压实强度提高 D. 无影响 二、多选题（每题3分，共10道，共计30分） 1.土方开挖施工机械主要包括（ ） A. 挖土机 B. 推土机 C. 装载机 D. 压路机 E. 起重机 2.正铲挖土机的适用情况包括（ ） A. 开挖停机面以上土方 B. 开挖大型基坑 C. 开挖较深基坑 D. 开挖含水量大的土方 E. 配合运土机械作业 3.填土压实的影响因素主要有（ ） A. 土的含水量 B. 铺土厚度 C. 压实遍数 D. 压实机械的类型和功率 E. 土的类别 4.填筑工程中，禁止作为土料使用的有（ ） A. 淤泥 B. 冻土 C. 有机质含量高的土 D. 级配良好的砂土 E. 碎石土 5.反铲挖土机的作业方式主要有（ ） A. 沟端开挖 B. 沟侧开挖 C. 分层开挖 D. 全面开挖 E. 分段开挖 6.下列关于土方施工机械选择的原则，说法正确的有（ ） A. 根据土方工程量选择 B. 根据土的类别和开挖深度选择 C. 结合现场施工条件选择 D. 优先选择效率高的机械 E. 忽略机械使用成本 7.土方压实方法主要包括（ ） A. 碾压法 B. 夯实法 C. 振动压实法 D. 水冲法 E. 人工夯实法 8.拉铲挖土机的特点有（ ） A. 开挖深度大 B. 开挖宽度大 C. 机动性差 D. 适用于大面积开挖 E. 强制切土 9.填筑工程的施工要求包括（ ） A. 土料分层铺填 B. 分层压实 C. 压实后进行质量检验 D. 土料随意铺填 E. 含水量无需控制 10.装载机的适用范围包括（ ） A. 铲装松散物料 B. 短距离运土（100m以内） C. 清理场地 D. 开挖深基坑 E. 配合挖土机作业 三、判断题（10道，共20分） 1.正铲挖土机可以开挖停机面以下的土方。（ ） 2.填土压实的遍数越多，压实效果越好，因此可以无限增加压实遍数。（ ） 3.反铲挖土机适用于开挖含水量较大的土方。（ ） 4.淤泥质土可以作为填筑工程的主要土料。（ ） 5.推土机可以同时完成挖、运、填三项作业。（ ） 6.土的含水量在最佳含水量时，压实效果最好。（ ） 7.抓铲挖土机主要用于开挖大面积浅基坑。（ ） 8.填筑工程中，铺土厚度越厚，压实效率越高。（ ） 9.装载机的运土距离一般不宜超过100m。（ ） 10.土方施工机械的选择只需考虑机械的效率，无需考虑现场条件。（ ） 四、简答题（2道，共20分） 1.简述挖土机的主要种类及各类挖土机的挖土特点。 2.简述填土压实的影响因素及各因素对压实效果的具体影响。 ■真题练习 五、真题练习（每道2分，共计5道，总共10分） 1.（2023·高考真题）下列机械中，适用于开挖停机面以上、土质较好的大型基坑的是（ ） A. 反铲挖土机 B. 正铲挖土机 C. 抓铲挖土机 D. 拉铲挖土机 2.（2022·高考真题）填土压实中，当土的含水量低于最佳含水量时，应采取的措施是（ ） A. 增加压实遍数 B. 减小铺土厚度 C. 洒水湿润 D. 更换土料 3.（2022·高考真题）关于推土机的作业特点，下列说法正确的是（ ） A. 开挖深度大 B. 运土距离长 C. 可同时完成挖、运、填 D. 适用于开挖深基坑 4.（2020·高考真题）下列土料中，不能作为填筑工程土料的是（ ） A. 砂土 B. 碎石土 C. 淤泥 D. 粉质黏土 5.（2019·高考真题）影响填土压实效果的最关键因素是（ ） A. 压实机械 B. 土的含水量 C. 铺土厚度 D. 压实遍数 ■参考答案 一、单选题答案 1.A 2.B 3.B 4.D 5.C 6.B 7.A 8.B 9.B 10.B 二、多选题答案 1.ABC 2.ABE 3.ABCDE 4.ABC 5.AB 6.ABCD 7.ABC 8.ABCD 9.ABC 10.ABCE 三、判断题答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.× 9.√ 10.× 四、简答题答案 1.挖土机的主要种类包括正铲挖土机、反铲挖土机、拉铲挖土机和抓铲挖土机。 正铲挖土机：前进向上，强制切土；适用于开挖停机面以上的土方，开挖效率高，机动性强，可开挖大型基坑。 反铲挖土机：后退向下，强制切土；适用于开挖停机面以下的土方，可开挖较深、较大的基坑或沟槽，适用于含水量较大的土方。 拉铲挖土机：后退向下，自重切土；开挖深度和宽度大，机动性差，适用于大面积、较深的基坑开挖。 抓铲挖土机：直上直下，自重切土；开挖深度大，适用于开挖深基坑、水中土方，作业半径小，效率较低。 2.填土压实的影响因素主要有土的含水量、铺土厚度、压实遍数、压实机械的类型和功率、土的类别。 土的含水量：是最关键因素，存在最佳含水量，此时土粒间摩擦力最小，压实效果最好；含水量过高，土料不易压实，易出现“橡皮土”；含水量过低，土粒间摩擦力大，难以压实。 铺土厚度：铺土过厚，下层土难以压实，压实效果差；铺土过薄，效率低，增加施工成本，需根据土的类别和压实机械确定合理厚度。 压实遍数：在一定范围内，压实遍数越多，压实度越高；但超过一定遍数后，压实度提升不明显，需确定合理遍数。 压实机械：功率越大、压实方式越合理，压实效果越好；不同类型的机械适用于不同土料和施工场景。 土的类别：级配良好、颗粒均匀的土料压实效果好；淤泥、冻土、有机质土等不宜作为填筑土料，压实效果差。 五、高考真题答案 1.B 2.C 3.C 4.C 5.B 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $