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1、建筑施工概论,汽车与交通学院 安全工程专业,绪 论一、建筑业及建筑工程施工的特点1）单一性2）固定性3）体型大二、建筑工程施工技术课的研究对象、任务和学习方法1）研究对象：施工方案和规律2）研究内容：工艺原理和施工方法三、现代建筑工程施工技术发展概述1、基础工程：1）人工地基施工：地基加固、承载桩（混凝土、钢、木）2）基坑支护：挡土、支撑、降水2、上部结构,四、对我国当前施工技术水平的认识,1）手工、半机械或机械作业为主体2）现代高科技含量较低3）专项施工技术的专业化程度低,2、上部结构1）模板施工：爬模、滑模、液压整体提升、大模板分块提升、升板机整体提升2）钢筋施工：点焊网片、钢筋接头（搭接
2、长度、焊接、螺纹、压接）、预应力3）混凝土施工技术：组分、强度、商品混凝土和泵送混凝土、高性能混凝土4）吊装技术：,第1章 土方工程,常见土方工程分类：场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、土壁支护、施工排水、降水、路基填筑以及基坑回填等。,本章内容,1.1 概述1.2 土方量计算1.3 基坑降水1.4 土方机械化施工1.5 基坑工程1.6 土方填筑与压实,1.1 概述,一、土方工程的特点 1、内容 主要：场地平整；坑、槽开挖；土方填筑。辅助：施工排、降水；土壁支撑。2、施工特点（1）量大面广；（2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长；（3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多。,3
3、、施工设计应注意（1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械；（2）合理调配土方，使总施工量最少；（3）合理组织机械施工，以发挥最高效率；（4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作；（5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；（6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。,二、土的工程分类,按开挖的难易程度分为八类 一类土（松软土）二类土（普通土)三类土（坚土）四类土（砂砾坚土）,机械或人工直接开挖,五类土（软石）六类土（次坚石）七类土（坚石）八类土（特坚石）,爆破开挖,1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。,V1 土在自然状态下的体积
4、。m3V2 土经开挖后松散状态下的体积。m3V3 土经回填压实后的体积。m3 最初可松性系数 1.081.5 最终可松性系数 1.011.3 用途：KS：可估算装运车辆和挖土机械 KS：可估算填方所需挖土的数量,三、土的工程性质,案例 1,某基坑208m3，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？（KS=1.20，KS=1.04）,答：填方用土：V1=V3/KS=208/1.04=200m3（原状土）V2=KS V1=1.02*200=240m3（松散土）2m3 的装载车运土需要车次：n=240/2=120车次,2、原状土经机械压实后的沉降量,经验公式：S=P/C S原状土
5、经机械压实后的沉降量(cm)P机械压实的有效作用力(kg/cm2)C原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表取值,3、土的渗透性,土体被水（自由水）透过的性质，用渗透系数 K 表示。K的意义：水力坡度（I=h/L）为1时，单位时间内水穿透土体的速度（V=KI）达西定律,K的单位：m/d粘土 0.1，粗砂5075，卵石100200 用途：降低水位方法;分层回填土时结合面形式。,4.土的天然密度：在天然状态下，单位体积土的重量。它与土的密实程度和含水量有关。土的天然密度按下式计算：式中:土的天然容重,t/m3；m 土的天然重量t；V 土的体积,m3.干密度:土的固体颗粒重量与总体积的比值.用下式表示
6、：式中 土的天然容重,t/m3；ms 土的总重量t；V 土的体积,m3.在一定程度上,土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度.土的干密度愈大,表示土愈密实.土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制.1.6t/m3,补充内容：,5.土的天然含水量土的含水量：土中水的重量与固体颗粒重量之比的百分率 式中：gw 土中水的重量,t；gS 固体颗粒的重量,t.土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。对工程施工的影响：土方开挖的难易程度，开挖机械的选择、地基处理的方法、夯实填土的质量最佳含水量（砂土812%；亚砂土915%；亚粘土1215%；
7、粘土1923%）；行车（2530%陷车）、边坡稳定,开挖、行车（2530%陷车）、边坡稳定最佳含水量可使填土获得最大密实度的含水量。（击实试验、手握经验确定）,1.2 土方量计算,场地竖向规划设计 场地平整土方量计算 场地平整土方机械及其施工,一、场地的竖向规划设计,确定场地设计标高考虑的因素：,(1)满足生产工艺和运输的要求；(2)尽量利用地形，减少挖填方数量；(3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费;(4)有一定泄水坡度，满足排水要求。场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：(1)小型场地挖填平衡法(2)大型场地最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）,1、初步计算场地设
8、计标高 H0,方法：将场地划分为每格边长1040m的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法、等距离平行线法P14）。,原则：场地内挖填方平衡，平整前后土方量相等。,初步计算场地设计标高H0,H0=（H11+H12+H21+H22）/4N H11、H12、H21、H22 一个方格各角点的自然地面标高 N 方格个数。或：H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4N H1一个方格所仅有角点的标高；H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高。,【案例2】某建筑场地方格网、地面标高如图,格边长a=20m。泄水坡度 ix=2，iy=3，不考虑土的可松性的影响，确定方格各
9、角点的设计标高和施工高度。,答：（1）初步计算场地的设计标高H0H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4M=70.09+71.43+69.10+70.70+270.40+70.95+69.71+）+4（70.17+70.70+69.81+70.38）/（49）=70.29（m）,70.09,2、场地设计标高的调整(H0),土具有可松性，必要时应相应的提高H0,挖方量,填方量,受局部填挖的影响,沟渠,经过经济比较后，认为就近借土或弃土一部分更合理,案例2 答：(2)不考虑土的可松性 H0=H0=70.29m,3、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高 Hn,单向排水时:HH0li 双向排
10、水时，各方格角点设计标高Hn为：以场地中心点为H0,Hn=H0 Lx ix L yi y,按要求的泄水坡度调整各角点设计标高Hn：,70.09,（3）按泄水坡度调整设计标高Hn：,Hn=H0 Lx ix L yi y,70.32,70.36,70.40,70.44,70.26,70.30,70.34,70.38,70.20,70.24,H070.29,H2=70.29102+303=70.36,H3=70.29+102+303=70.40,H1=70.29302+303=70.32,其它见图,案例2,4、计算场地各角点施工高度 hn,施工高度 指各角点挖方或填方的高度，它等于各角点的实际设计标
11、高和原地形标高之差。,hn=Hn Hn,hn 施工高度，填挖,Hn 设计标高,Hn 原地形标高,案例 2（4）计算各方格角点的施工高度 hn,hn=Hn Hn即：hn=该角点的设计标高 自然地面标高（m）,h1=70.3270.09=0.23（m）；正值为填方高度。,+0.23,-0.04,-0.55,-0.99,+0.55,+0.13,-0.36,-0.84,+0.83,h2=70.36 70.40=0.04（m）；负值为挖方高度,5、确定零线（挖填分界线）零线 在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线（即零线）。
12、不填不挖点的连线，是挖方区和填方区的分界线。方法：插入法、比例法找零点,i,j,hi,hj,Xi-j,a,Xi-j=,施工高度绝对值代入,案例2：（5）确定零线（挖填分界线）,0,0,Xi-j=,X1-2=,20*0.23,0.23+0.04,=,=17.04m,1.四角棱柱体法（1）方格四个角点全挖或全填：,二、场地平整土方量的计算,h1 h4 方格角点施工高度的绝对值;a 方格网一个方格的边长；V挖（填）挖方或填方的体积（m3）。,分别按方格求出挖、填方量，再求场地总挖方量、总填方量。,h挖（填）方格角点挖或填施工高度绝对值之和；h 方格四个角点施工高度绝对值总和。,（2）方格四个角点有填
13、有挖,2.三角棱柱体法（公式见教材）,当三角形三个角点全部为挖或全部为填时：,当三角形三个角点有填有挖时：,1.3基坑降水,降水方法：,集水井降水法、井点降水法。,一集水井降水法：（明排水法）,是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖有一定坡度的排水沟，在坑底每隔一定距离设一个集水坑，地下水通过排水沟流入集水坑中，然后用水泵抽走。,适用范围：面积较小、土质较好、粗颗粒土层或粘性土层、降水深度不大的基坑（槽）开挖工程。,集水坑的设置：,抽水设备：,离心泵、潜水泵、软轴水泵。,流砂的产生与防治：,产生的原因：开挖达地下水位以下、细砂或粉砂或亚砂土,防治方法：,枯水期施工；,打板桩以减小动水压力，增
14、大渗流路径。,水下挖土，消除动水压力,地下连续墙或者连续灌注桩；,人工降低地下水位；,二人工降低地下水位,轻型井点：,轻型井点设备：,管路系统：滤管、井点管、弯联管、总管。,抽水设备：真空泵、射流泵、隔膜泵。,（2）轻型井点的施工：,包括：开挖井点坑槽、排放总管、埋设井点管、安装、运行及拆除等。（1）准备工作：井点设备、动力、水源及必要材料的准备，排水沟开挖，附近建筑物的标高观测及防止沉降措施（2）井点系统的埋设：埋设井点的程序：先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点与总管接通，然后安装抽水设备。井点管的埋设方法：射水法冲孔法（分冲孔、埋管两过程）钻孔法套管法,冲孔法注意事项：,冲孔深度宜比
15、滤管底深 0.5左右。保证井点管与孔壁间填筑沙滤层的质量。井点填砂后，须用粘土封口，以防漏气。,（3）使用及拆除：,井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。正常的排水是细水长流，出水澄清。抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常，以及检查观测井中水位下降情况。,（4）井点回灌：,目的：消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷,1.4 土方工程机械化施工,一、推土机：,作业方法：下坡推土法；并列推土；槽形推土；多铲集运；铲刀上附加侧板。,适用于：（1）平整场地：经济运距在100m内（效率最高60m），一三类土的挖运，压实；（2）坑槽开挖：深度在1.5m内、一三类土；（3）回填土方。,T2
16、-100型液压操纵推土机,并列推土法,下坡推土法,槽形推土法,斜角推送法作业,分堆集中，一次推送法,跨铲法作业示意图,A铲刀宽；B不大于拖拉机履带净宽,沟槽,土埂,正铲挖掘机,二、单斗挖土机：,正铲、反铲、抓铲、拉铲。,1正铲挖土机：,工作特点：前进向上，强制切土。适用范围：基坑内作业、3m以上无地下水的干燥基坑。停机面以上、含水量30以下、一四类土的型基坑开挖。作业方式：正向挖土、侧向卸土；正向挖土、后方卸土。,正铲挖掘机外型如图1-44所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。,图1-44 正铲挖
17、掘机外形,2反铲挖土机：,工作特点：后退向下、强制切土。适用范围：开挖停机面以下、一至三类的砂土或粘土，最大挖 土深度46m。基坑、基槽、管沟等。作业方式：沟端开挖；沟侧开挖。,反铲的外型如图所示。,反铲挖掘机,3抓铲挖土机：,工作特点：直上直下、自重切土。适用范围：停机面以下、开挖较松软的土（一二类土），窄 而深的基坑、沉井，特别是水下挖土。作业方式：立于作业面一侧。,抓铲挖掘机,4拉铲挖土机：,工作特点：后退向下、自重切土。适用范围：停机面以下、一至三类土，较大基坑、沟渠，挖取 水下泥土。填筑路基、堤坝、河道清淤。作业方式：沟端开挖；沟侧开挖。,拉铲挖掘机,三、铲运机：自行式、拖式,特点：
18、能综合完成挖、装、运、卸、平土的机械。,适用于：运距60800m、坡度20度以内的一二类土的大 型场地平整或大型基坑开挖、堤坝填筑等,铲运机开行路线示意图,（b）“8”字形路线,（a）环形路线,铲运机锯齿形开行路线,1路堤,2取土槽,铲运机下坡铲土法,助铲法示意图,铲运机铲土,推土机助铲,双铲联运法示意图,1.5 基坑工程,一、土方边坡及其稳定：,m=B/H，m坡度系数,m的物理意义：当基坑深为1米时，边坡宽度的大小。,边坡可以做成：直线形、折线形、踏步形。,1.,土质；挖土深度；施工期间边坡上的荷载；土的含水率及排水情况；边坡的留置时间。,*土含水量增加，对边坡稳定的影响：土含水量增加，将增
19、大土的自重，从而使剪应力增加；土含水量增加，土颗粒间粘结力减小，土的抗剪强度降低。,二、土壁支护：,三种类型：加固型支护、支挡型支护、混合型支护。,1.加固型支护：是对基坑边坡滑动棱体范围及其附近土体进行加固，改善其物理力学性能，使其成为具有一定强度和稳定性的土体结构，从而保证土体结构，并兼有抗渗作用。,按施工方法分：深层搅拌水泥土桩墙支护；高压喷射旋喷桩支护。,2.支挡型支护：是利用设置在基坑土壁上的支挡构件承受土壁的侧压力及其他荷载，保持土体结构的稳定。,按施工方法分：土钉支护（土钉墙）；土层锚杆支护；排桩式支护；板桩支护；钢木支撑。,1.6 土方填筑与压实,一、土料的选择和填筑方法,1土
20、料的选择：,碎石类土、砂土、爆破石渣，可作表层以下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料。,不能选用的几种土：,含水量大的土；淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量8%的土；硫酸盐含量5%的土。在道路工程中，粘性土不是理想的路基填料。,2填筑方法：,接近水平的分层填土、分层压实；采用两种回填土时，应分层填筑，不得混杂使用。,二、填土压实的方法：,碾压法,大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾,夯实法,小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯,振动压实法,非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器,三、影响填土压实质量的因素,土的含水量、铺土厚度、压实功。,1土的含水量：,最优含水量：使填土压实获得最大密实度时的含水量。,2铺土厚度：,填方每层铺土厚度应根据土质、压实的密实度要求和压实机械的性能确定。,一般H取：200mm300mm。,3压实功：,不同机械有效影响深度不同。,小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土；应为最优含水量,压实遍数,四、填土压实的质量检查,1质量要求：,压实系数（c）：是土的施工控制干密度和土的最大干密度的比值。,P42表1-23填土压实系数,2检查方法：,采用“环刀法”按规定取样。,（一般场地平整0.9，填土作地基0.930.96）,土的最优含水量和最大干密度参考表,
