搜索
建筑工程施工技术知识讲义莱芜市城市发展投资控股有限公司工程科2015年1月第一章土方工程1.土方工程的施工特点面广量大、劳动繁重、大多露天作业、施工条件复杂、施工易受地区气候条件影响，且土本身是一种天然物质、种类繁多，施工时受工程地质和水文地质条件的影响也很大。2.区分土的类别：开挖难易程度，分为六类土区分一类土的类别：可松性系数、天然含水率、土的天然密度和干密度、孔隙比和孔隙率、土的渗透系数3.影响边坡稳定的因素土体抗剪强度降低或切应力增加两种引起土体抗剪强度降低的原因有:1）由于气候的影响,使土质松软，如雨季、冬季的冻融循环、施工降水等。2）粘土中的夹层因浸水面产生润滑作用3）饱和水的细砂、粉砂因振动而液化引起土体内切应力增加的原因有：1）高度或深度增加，切应力增加2）边坡上面荷载增加，尤其是有动荷载时3）浸水一方面使土体自重增加，另一方面水在土体中渗流产生一定的动水压力4）土体竖向裂缝中的水产生静水压力第一章土方工程4.场地平整场地泄水坡度通常不小于2‰工程开工要做的三通一平，即水通、路通、电通、场地平。5.基坑支护基坑支护结构既要确保坑壁稳定、临近建筑物与构筑物和管线的安全，又要考虑支护结构施工方便、经济合理、有利于土方开挖和地下室的建造。支护体系主要由围护结构和撑锚结构两部分组成。1）围护结构的类型木挡墙、钢板桩、钢筋混凝土板桩、H型钢支柱、钻孔灌注桩、地下连续墙等2）撑锚结构的类型悬臂式支护结构、拉锚式支护体系、内撑式支护体系、简易式支撑6.集水井降水法在开挖基坑时，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在沟底设集水井，使基坑内的水，经排水沟流向集水井，然后用水泵抽走。第一章土方工程为了防止基底土的颗粒随水流失而使土结构受到破坏，集水井应设置于基础范围之外，地下水走向的上游。根据地下水量大小、基坑平面形状及水泵抽水能力，确定集水井间距，一般每隔20~40m设置一个，集水井的直径一般为0.6~0.8m，深度应随挖土的加深而加深，并保持低于挖土工作面0.7~1.0m。当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1~2m，并铺设碎石滤水层，防止由于抽水时间较长而将泥砂抽出及井底土被搅动。井壁可用竹、木等材料进行简易加固。在建筑工地，基坑排水用的水泵主要有离心泵、潜水泵等。7.防治流砂的方法1）枯水期施工2）打钢板桩、钢管桩3）水下挖土4）人工降低地下水位5）设地下连续墙6）抛大石块、抢速度施工第一章土方工程8.井点降水法在开挖基坑前，先在基坑周围埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备抽水，使地下水位降低在坑底以下，直至施工完毕。井点降水法的井点有管井井点、喷射井点、电渗井点、深井井点、轻型井点等9.轻型井点沿基坑四周将许多直径较细的井点管埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，便可将原有的地下水位降至坑底一下。此种方法用于土壤的渗透系数为0.1~80m/d的土层中。（1）轻型井点系统组成设备主要包括井点管、滤管、集水总管、抽水设备等。滤管直径为38~50mm，长度为1~1.5m，管壁上钻有直径为13~19mm的小圆孔，外面包以两层滤网。滤管的上端与井点管连接,井点管采用直径为38~50mm的钢管,长度为3~7m,井点管的上端用弯连管与总管相连,弯联管宜装有阀门,以便检修井点,弯连管可采用透明塑料管,可随时观察井点管的工作情况,有的采用橡胶管,可避免两端不均匀沉降而泄漏。集水总管为内径100~127mm的无缝钢管，每节长4m，其间用橡胶套管连结，并用钢箍拉紧，以防漏水。总管上还装有与井点管连结的短接头，常见间距为0.8m。第一章土方工程（2）轻型井点的布置1）平面布置。当基槽宽度小于6m，且降水深度不超过6m时可采用单排井点，布置在地下水流的上游一侧；反之，则宜采用双排井点；当基坑面积较大时则应采用环形井点。为防止漏气一般距基坑边缘0.7~1m，井距一般在0.8~1.6m。2）剖面布置。轻型井点的降水深度，从理论上讲可达10.3m，但由于管路系统的水头损失，其实际的降水深度一般不宜超过6m。（3）轻型井点的计算根据地下水有无压力，水井分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时，称为无压井；布置在承压含水层中时，称为承压井。当水井底部达到不透水层时称完整井；否则，称为非完整井。10.土壤是由矿物颗粒、水、空气组成的三相体系回填土方工程应分层填土压实，最好采用同类土。如果用不同类土时，应把透水性较大的土层置于透水性较小的土层下面。若已将透水性较小的土填筑在下层，则应在填筑上层透水性较大的土壤之前，将两层结合面做成中央高、四周低的弧面排水坡度或设置盲沟，以免填土内形成水囊。决不能将各种土混杂在一起填筑。严禁回填建筑垃圾。第一章土方工程11.填土压实的方法碾压、夯实、振动压实碾压法是由沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤，多用于大面积填土工程。碾压机械有平碾、羊足碾和气胎碾等。夯实方法是利用夯锤自由下落时的冲击力来夯实土壤，主要用于基坑、沟及各种零星分散、边角部位的小型填方的夯实工作。如蛙式打夯机振动压实是将振动压实机放在土层表面，借助振动机构使压实机械振动，土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。这种方法主要用于非粘性土压实。现在工地上常用振动式立夯12.影响土壤压实效果的因素含水量、压实系数、每层铺土厚度、压实遍数，（一般每层不超过30cm）。13.推土机施工可用于清理和平整场地，开挖1.5m深度以内的基坑；推运距离宜在100m以内，发挥工作效能最好的推运距离为40~60m第一章土方工程14.挖土机的选择1）正铲挖土机：前进向上，强制切土2）反铲挖土机：后退向下，强制切土3）拉铲挖土机：后退向上，自重切土4）抓铲挖土机：直上直下，自重切土挖土机工作范围内不进行其他工作，并至少留0.3m深不挖，而由人工挖至设计标高。第二章地基处理1.结构物的地基问题1）强度及稳定性问题2）压缩及不均匀沉降问题3）地下水流失及潜蚀和管涌问题4）动力荷载作用下的液化、失稳和震陷问题2.换土垫层法在地基基础设计与施工中,浅层软弱土的处理,常采用换土垫层（地基）法，就是将基础底面下处理范围内的软弱土层挖去，分层换填强度较大的砂、碎石、灰土、二灰（石灰、粉煤灰）、煤渣、矿渣以及其他性能稳定、无侵蚀性等的材料，并夯至要求的密实度为止，以达到提高地基承载力，减少地基沉降量的目的。3.灰土垫层是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。4.灰土挤密桩灰土桩挤密是利用锤击（冲击、爆破等方法）将钢管打入土中侧向挤密成孔，将管拔出后，在桩孔中分层回填2:8或3:7灰土夯实而成，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。5.夯实水泥土桩是利用机械成孔或人工成孔，然后将土和水泥拌合，夯入孔中所形成的桩，这种桩所用的土含水量可以得到控制，加之夯实所形成的高密度，因此，桩体具有较高强度，且能节约水泥。在机械挤土成孔和夯填装料时，对可挤密的桩间土具有明显的加强效果。1.桩基础桩基础是由设置于岩土中的桩和联接于桩顶端的承台组成的基础，简称桩基。其作用是将上部结构的荷载，通过较软弱土层或水传递到深部土层。按桩的性能和竖向受力情况，桩分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。按照施工方法不同，桩可分为预制桩和灌注桩。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩，然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入、高压水冲或旋入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土，或者加入钢筋后再灌注混凝土而形成；根据成孔方法的不同可分为钻、挖、冲孔灌注桩，套管灌注桩和爆扩桩等。2.钢筋混凝土预制方桩的制作、运输和堆放桩的制作长度主要取决于运输条件及桩架高度，一般不超过30m。如桩长超过30m，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接桩。混凝土预制方桩的截面边长为25~55cm。钢筋混凝土预制桩主筋应根据桩截面大小确定，一般为4~8根，直径为12~25mm。钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70%方可起吊；达到设计强度的100%才能运输，达到要求强度与龄期后方可打桩。第三章桩基工程第三章桩基工程第三章桩基工程3.锤击沉桩的施工方法打桩机械主要包括装锤、桩架和动力装置三个部分。桩锤：施工中常用的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤和振动桩锤当桩锤重量大于桩重的1.5~2倍时，取得最好的打桩效果。桩的中心距小于4倍桩的直径时，要拟定打桩顺序，大于4倍时与土壤挤压情况关系不大。打桩顺序一般分为逐排打、自中央向边缘打、自边缘向中央打和分段打等四种。当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；根据桩的设计标高，先深后浅；根据桩的规格，先大后小，先长后短。打桩过程包括：桩架移动和定位、吊桩和定桩、打桩、截桩和接桩等。桩的施打原则是“重锤低击”4.打桩过程中常遇到的问题1）桩顶、桩身被打坏2）桩位偏斜3）桩打不下4）一桩打下邻桩上升5.静力压桩静力压桩是在均匀软弱土中利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机的牵引传到桩顶，将桩逐节压入土中的一种沉桩方法。这种沉桩方法无振动，无噪声，对周围环境影响小，适合在城市中施工。6.接桩的方法焊接接合、硫磺砂浆钢筋结合、法兰接桩第三章桩基工程7.灌注混凝土宜采用的方法1）导管法用于孔内水下灌注2）串筒法用于孔内无水或渗水量很小时灌注3）短护筒直接投料法用于孔内无水或虽孔内有水但能疏干时灌注4）混凝土泵可用于混凝土灌注量大的大直径钻、挖孔桩8.干作业螺旋钻孔灌注桩干作业螺旋钻孔施工按成孔方法可分为长螺旋钻成孔施工法和短螺旋钻成孔施工法。干作业螺旋钻成孔的特点：优点：1）振动小，噪声低，不扰民2）一般土层中，用长螺旋钻孔机钻一个深12m、直径为400mm的桩孔，作业时间只需7~8min，其钻进效率远非其他成孔方法可比，加上移位、定位，正常情况下，长螺旋钻孔机一个台班可钻成深12m、直径为400mm的桩孔20~25个。3）无泥浆污染4）造价低5）设备简单，施工方便6）混凝土灌注质量较好缺点：1）桩端或多或少留有虚土2）单方承载力较打入式预制桩低3）适用范围限制较大干作业螺旋钻成孔方法的适用范围干作业螺旋钻成孔适用于地下水位以上的填土层、粘性土层、粉土层、砂土层和粒径不大的砾砂层，但不宜用于地下水位以下的上述各类土层以及碎石土层、淤泥层、淤泥质土层。对非均质含碎砖、混凝土块、条块石的杂填土层及大卵砾石层，成孔困难大。第三章桩基工程第三章桩基工程缺点：1）桩孔内空间狭小，劳动条件差，施工文明程度低2）人员在孔内上下作业，稍一疏忽，容易发生人身伤亡事故3）混凝土用量大适用范围：人工挖孔桩宜在地下水位以上施工，适用于人工填土层、粘土层、粉土层、砂土层、碎石土层和风化岩，也可在黄土、膨胀土和冻土中使用，适应性较强。桩身直径一般为800~2000mm，最大直径可达3500mm，桩端可采取不扩底和扩底两种方法。视桩端土层情况，扩底直径一般为桩身直径的1.3~2.5倍，最大扩底直径可达4500mm。人工挖孔桩的施工工艺流程1）放线定位2）开挖土方3）测量控制4）支设护壁模板5）设置操作平台6）灌注护壁混凝土7）拆除模板继续下一段的施工8）钢筋笼沉放9）排除孔底积水第三章桩基工程挖孔桩护壁要高出地表面200mm左右，以防杂物滚入孔内。孔周围要设置安全防护栏杆。挖孔桩施工当桩孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体的检测；挖空时时刻注意是否有有毒气体；特别是当孔深超过10m时要采取必要的通风措施，风量不宜小于25L/s暂停施工的桩孔，应加盖板封闭孔口，并加0.8~1m高的围栏。14.套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩又称为打