单斗挖土机是基坑开挖中最常用的一种机械。按其行走装置的不同可分为履带式和轮胎式两类,按其传动方式可分为机械传动及液压传动两种。根据工作的需要。单斗挖土机可更换其工作装置,按其工作装置的不同,又可分正铲、反铲、拉铲和抓铲等(图 1)。
图1 挖土机工作简图
(1)正铲挖土机施工
正铲挖土机的工作特点是:挖掘力大,生产率高,土斗自下向上切土,随挖掘的进程向前开行,需要有运土车辆配合工作。它适用于停机面以上的一至四类土的开挖,开挖深而大的基坑时需设坡度约为1:8的坡道,以便挖土机进入基坑工作,也便于运输车辆运土。当地下水位较高时,应降低地下水位,疏干基坑内土。
正铲挖土机的开挖方式有两种:侧工作面开挖和正工作面开挖。所谓工作面就是挖土机在一个停机点挖土的工作范围,也称为“掌子面”。
(1)侧工作面开挖（图2，图中标注1为挖土机，标注2为汽车）。挖土机沿前进方向挖土,运输工具停在侧面装土。运输工具既可停在停机面上,也可停在高于停机面的平面上,主要取决于所需开挖基坑断面尺寸、挖土机的技术性能及开挖的坑道布置。采用这种挖土方式,挖土机卸土时,动臂转角小,运输车辆行驶方便,生产率高,所以应用广泛。
图2 侧向卸土
2)正工作面开挖（图3，图中标注1为挖土机，标注2为汽车）。挖土机沿前进方向挖土,运输工具停在挖土机后面装土。采用这种挖土方式,工作面左右对称,挖土机卸土时,动臂转角大,运输车辆必须倒车进入坑道,生产率低,所以一般当基坑窄而深时采用。
图3 后方卸土
正铲挖土机开挖基坑时,还需根据工作面的大小和基坑的横断面尺寸,确定挖土机的开行通道。一般可布置一层开行通道,当基坑的深度较大时,则可布置成多层通道(图4)。
图4 三层通道布置
(2)反铲挖土机施工
反铲挖土机的工作特点是:土斗自上向下切土,再强力向后掏土,随挖随行或后退,由于其挖掘力比正铲挖土机小,所以它主要用于停机面以下的一至三类土的开挖。常用于开挖深度不大的基坑、基槽和管沟,也可用于地下水位较高的土方开挖。
反铲挖土机的开挖方式有以下两种。
1)沟端开挖（图5，图中标注1为挖土机，标注2为汽车）,挖土机停在基坑(槽)的端部,随挖随退,汽车停在两侧装土。当基坑宽度超过1.7倍挖土 半径时,可分几次开行进行开挖。这种开挖方式挖土方便,挖土的深度和宽度较大。
图5 沟端开挖
2)沟侧开挖（图6，图中标注3为弃土堆） ,挖土机停在基坑(槽)的一侧工作,边挖边平行于基坑(槽)移动。所挖土可用汽车运走,也可弃于距基坑(槽)较远处。这种开挖方式挖土的深度和宽度均较小,而且由于挖土机的移动方向与挖土方向相垂直,所以稳定性差。因此,一般只在无法采用沟端开挖或所挖的土不需运走时采用。
图6 沟侧开挖
(3)拉铲挖土机施工
拉铲挖土机的工作特点是:利用铲斗的自重向下切土,随挖随行或后退。由于其铲斗悬吊在动臂的钢丝索上,挖土时可利用惯性力将铲斗甩出动臂半径范围外,所以挖土半径和深度均较大,因此适用于停机面以下一至二类土的开挖。也可水下挖土,拉铲挖土机的开挖方式基本与反铲挖土机相同,也可分为沟端开挖和沟侧开挖两种。
(4)抓铲挖土机施工
抓铲挖土机是在挖土机臂端用钢丝绳吊装一个抓斗,它工作时土斗直上直下,利用自重切土抓取,挖掘力较小,主要用于停机面以下一至二类土的开挖。例如,窄而深的基坑、沉井，特别适于水下挖土。
下期我们讲述土方填筑之填筑材料及要求
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