土方工程机械化施工的基础,土方工程机械的重要因素

土方工程机械是对土壤或其他松散材料进行挖掘、装载、运输、摊铺、压实的机械。根据工程作业性质，土方工程机械可以分为准备作业机械、铲土运输机械、挖掘机械、平整作业机械、压实机械和水力土方机械等。

准备作业机械用于清理土方工程施工场地和翻松坚实地面，以利于其他机械进行作业，常用的有除荆机和松土机。除荆机是以拖拉机为基础，前端装上V形刀架，刀架两侧下方装上刀片，工作时，机械一边前进一边切割灌木，并将割下的树干推向两旁，一般可以砍伐直径小于20cm的树木，工作效率较高。松土机是拖拉机后端悬装的单齿耙或多齿耙，用于翻松土壤，破碎碎石路面或清除树根。

铲土运输机械利用刀形或斗形工作装置铲削土壤，并将碎土输送一段距离，常用的有推土机、铲运机和装载机。

挖掘机械利用斗形工作装置挖土，只进行挖掘，不进行运土，或将土卸于弃土堆，或利用运输工具运土，分单斗和多斗两种型式。另有一种滚切式挖掘机，是在拖拉机前方装置一个具有多排滚刀的转架，当拖拉机前进时，转架旋转，滚刀自上而下切削土壤，工作效率高，但是易受到土质和地形条件的限制，使用不广泛。

平整作业机械利用长刮刀平整场地或修筑道路，常用的是各种平地机。

压实机械利用静压、振动或夯击原理，使地基土层和道路铺砌层密实，增加地基的密实度，以提高其承载能力。压实机械有羊足碾、各种压路机和夯实机等。

水力土方机械利用高速水射流冲击土壤或岩体进行开挖，然后将泥浆或岩浆输送到指定地点进行堆积去水。常用的有水泵、水枪、泥浆泵等，河道上疏浚作业的挖泥船和吸泥船也属水力土方机械。水力土方机械能够综合地完成挖掘、输送、填筑等作业，效率较高，但耗电、耗水量大，使用有较大的局限性。

土方工程具有工程量大，工期较长，施工条件复杂，劳动强度大，占用的劳动力多等特点，因此，土方工程施工应根据地质状况、工程量、工程特点、预计工期等条件，制定出最佳的施工方案。依据施工方案，来正确选择适宜的土方工程机械，并在机械品种、容量、性能和数量上作出合理的技术经济分析，采用最佳的机械配套方案，进行土方工程作业。实现土方工程的机械化施工有着十分重要的意义，这项工作不但可以提高劳动生产率、加快施工进度、保证工程质量、降低工程成本，而且还可以减轻繁重的体力劳动，节省大量的劳动力。

土壤是建筑工程机械的主要工作对象。因此，土壤的性质对建筑工程机械的作业性能、可靠性与寿命等都有很大影响。说明土壤性质的参数主要有下列几项指标:

(1)容积重量。是指单位体积土壤的重量，一般以t/m³计。在结实土块中，自然湿度状态下，原有的容积重量和疏松之后的容积重量是不同的，计算土方时应予以注意。

(2)松散系数。同一重量的土壤，松散后的体积与原来体积之比称为松散系数。松散系数是用来确定挖掘机、装载机、推土机等土方机械生产率的重要因素之一。

(3)自然静止角。是指松散的土壤从高处卸下时所形成土堆的坡角。自然静止角的大小取决于土壤种类和含水量，一般以角度或土堆边坡的水平投影长度与垂直长度之比来表示。不同土质的土壤和干土、潮土、湿土等的自然静止角均不同。粘土、干土和砾石干土的自然静止角最大，细砂、湿土的自然静止角最小。

(4)抗陷系数。机械在地面行走时，使地面沉陷并压实。规定使地面沉陷1cm时所需的比压为土壤的抗陷系数。沼泽土的抗陷系数最低，干黄土的抗陷系数最高。

(5)允许比压。规定土壤被挤压而沉陷10～15cm时所承受的比压为允许比压。干黄土的允许比压最高。

(6)土壤摩擦系数。土壤颗粒间的摩擦系数为土壤的内摩擦系数。土与钢铁的摩擦系数随土壤质地的不同而不同，泥灰土与钢铁的摩擦系数较高。

(7)其他指标。土壤颗粒的粘结性或粘聚力表明土壤的硬度和抵抗切削以及挖掘的能力。岩石土的粘结性较高，散粒土实际上不存任何颗粒粘聚性;湿度是表示这种土壤体积内含水的重量，一般以百分数表示。湿度取决于土壤的透水性及土壤通过水的能力和土壤容水量，即土壤的吸水能力。土壤湿度与容水量影响土壤的粘结性;塑性土在一定湿度下受到外力作用，有保持其所得到形状的能力。湿度相当大时，塑性土壤有粘着性。这种土壤粘着土方机械的工作机构，会使工作发生困难，降低其生产率;稳定性是土壤保持符合该类土壤和斜坡构造的能力。土方工程机械在坡道上工作的安全性取决于土壤的稳定性。