【全套精品课件】土木工程施工课件

开篇土木工程施工——土木工程专业0．绪论0．绪论0.1土木工程简介0.2施工学科引入0.3房屋一般构造及施工一般过程0.4施工学科内容及学习方法0.5相关学科0.1土木工程简介0.1土木工程简介土木工程——指技术活动（勘察、设计、施工、维修等）；工程建设对象本身（房屋、道路、铁路、电视塔、隧道、桥梁等）。本课程以房屋建筑为主。0.2施工学科的引入0.2施工学科的引入（房屋）建设一般程序（非严格意义）建设部门申请—→规划部门—→委托设计、地勘—→初设及送审—→施工图设计—→委托监理、工程招标—→投标——→中标签订工程承包合同—→施工准备—→组织施工—→竣工验收—→交付使用、保修↙概算↙预算∣→选施工企业↙决算∣施工企业→0.2施工学科的引入0.2施工学科的引入“施工”：图纸上的建筑在实地建造起来的过程。满足质量、进度、成本、安全、文明施工施工等要求。0.3房屋一般构造及施工一般过程房屋一般构造及施工一般过程第一章第二章第六,五,四,三章第七章第八章土方工程基础工程主体结构屋面工程装饰工程↑↑↑↑施工准备↑……*↑0.4施工学科内容及学习方法0.4施工学科内容及学习方法施工准备↓土方工程↓基础工程↓主体结构↓屋面工程↓装饰工程——第1篇—第一章——第1篇—第二章——第1篇—第三、四、五、六章——第1篇—第七章——第1篇—第八章地基与基础工程↙主体结构工程—建筑屋面工程—建筑装饰装修工程0.4施工学科内容及学习方法0.4施工学科内容及学习方法施工技术：以工艺、具体操作为对象，细部规律的总结；施工组织基本原理：以项目整体为对象，宏观规律的总结：施工组织概论——第2篇第一章流水施工基本原理——第2篇第二章网络计划技术——第2篇第三章单位工程施工组织设计——第2篇第四章施工组织总设计——第2篇第五章施工设计：技术＋组织的应用0.4施工学科内容及学习方法学习方法①理论联系实践：接触工程实践；了解新材料、新工艺及其发展；了解新规范、规程及其发展。②注意土木工程专业的系统性、整体性；注意施工学科的系统性、整体性；从专业培养目标、工作需要出发学习。③课堂讲解以工艺/工种划分，注意建筑的整体性。0.5相关学科——三条主线→工程测量、工程材料、制图、构造、工程机械等→数学、三大力学、弹塑性力学、土力学、基础工程、构件设计及结构设计等→土木工程施工、高层建筑施工、组织与项目管理、合同管理与索赔、建设法规、技术经济、概预算等第一章土方工程场地平整基坑（槽）开挖土壁支护降水土方填筑与压实……1．主要内容——§1.2——§1.3——§1.4§1.1概述2．土方工程施工特点①面广量大、劳动繁重②施工复杂3．土的分类①土的分类方法很多，种类也很多；②掌握土的工程分类③关于“土”——狭义的土——普氏系数∠1.5；石——普氏系数≥1.5分类依据类别：四类土，四类石土的工程分类表4．土的工程性质（2）原状土经机械压实后的沉降量另外：①土的渗透性（概念、表示方法）②土的含水量（概念、表示方法）（1）土的可松性概念：自然状态下的土，经过开挖后体积因松散而增大，后虽经回填压实，仍不能恢复原来体积的性质。对土方工程施工的影响：①计算施工机械及土方运输量；②填方所需挖方量；③场地设计标高调整；表示方法：13VVKs12VVKs321、V、VV分别为自然状态、开挖后松散状态和压实后土的体积5．主要相关规范1．建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202—2002）—中华人民共和国国家标准2．建筑基坑支护技术规程（JGJ120—1999）—中华人民共和国行业标准3．基坑土钉支护规程（CECS：1997）—中国工程建设标准化协会4．建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）—中华人民共和国行业标准§1.2场地平整场地平整：自然地面→设计平面改造↓1.2.1场地竖向规划设计1．确定场地设计标高的原则：满足规划要求满足生产工艺及运输要求满足排水及防洪要求力求使场地内挖填方平衡、土方量最小2．确定场地设计标高的方法方法原理适用范围效果挖填方平衡法（一般方法）场地内挖、填方相等，即不取不弃场地面积较小、原地形比较平缓、场地设计标高无特殊要求挖方量、填方量平衡（不能保证总的土方量最小）最佳设计平面法最小二乘法场地面积较大或地形比较复杂挖、填方平衡且总土方量最小3．挖填方平衡法（一般方法）①将场地划分成若干方格→②标出各方格角点的标高→③初定设计标高→④调整设计标高)432(41)(432100zzzznzH式中：1z——一个方格所具有的角点标高；2z——二个方格所具有的角点标高；3z——三个方格所具有的角点标高；4z——四个方格所具有的角点标高；n——方格个数；挖填平衡法计算公式分析图)432(41)(432100zzzznzH设计标高的调整——①土的可松性的影响设计标高调整示意图理论设计标高调整后设计标高TWVVTW、FFsK式中：——按理论设计标高计算的总挖方、总填方体积；——按按理论设计标高计算的挖方区、填方区面积；——土的最终可松性系数调整后：hHH00sWTsWKFFKVh1设计标高的调整——②泄水坡度的影响yyxxnililHH0场地双向泄水坡度示意图ilHHn0场地单向泄水坡度示意图设计标高的调整—③就近取土或就近弃土的影响；—④其它情况的影响：如填方区局部挖土或挖方区局部填土等。200naQHH设计步骤①将场地划分成若干方格↓②标出各方格角点的标高↓③初定设计标高↓④调整设计标高——公式计算——4个因素1.2.2场地平整土方量的计算1．步骤：计算各方格角点的施工高度确定场地零线计算各方格（或局部）、边坡的土方量汇总挖（填）方区土方量确定场地设计标高2．计算各方格角点的施工高度↖角点的自然地面标高↙角点的设计标高施工高度↗“＋”为填，“－”为挖HHhnn3．确定“零线”零点：不挖不填的点；零线：所有零点的连线，即不挖不填的线。4．计算土方量——平均高度法1.2.3土方调配费用最低（较低）的前提下，确定土方调配去向。计算平均运距、确定施工单价→1．调配步骤土方量计算→划分调配区→计算各区土方量→编制土方调配图及土方平衡表用“线性规划”方法进行土方调配→2．调配区的划分，平均运距、施工单价的确定调配区划分：为方便调配将整个场地划分为若干个挖、填区域。其大小与施工机械适应，与方格网协调。平均运距：挖方区重心至填方区重心的距离。施工单价：根据运距和相关定额确定3．用“线性规划”方法进行土方调配土方调配→运输问题→线性规划→运筹学可用单纯形法或表上作业法求解。给定一初始方案↓结束是判断为最优？→→调整否↓————————∣∣（1）编制初始方案——最小元素法，可保证方案较优（不一定最优）就近调配——最小的施工单价取最大的土方量Ｔ挖方量（m3）507010050070409050060110705008010040400填方量（m3）8006005001900Ｗ1T2T3T1W2W3W4W400××500××500××300100100调配原始图（2）方案最优性判别Ｔ挖方量（m3）507010050070409050060110705008010040400填方量（m3）8006005001900Ｗ1T2T3T1W2W3W4W400××500××500××3001001005060401107040-101008030060＋—＋＋＋＋→②求解无调配土方方格的检验数ijijijcc①求解各个方格的假想价格系数有调配土方的方格无调配土方的方格ijijcc→③判别：所有无调配数方格的检验数≥○，方案最优，否则不为最优，需调整。方案最优性判别——假想价格系数法（3）方案的调整——闭回路法Ｔ挖方量（m3）507010050070409050060110705008010040400填方量（m3）8006005001900Ｗ1T2T3T1W2W3W4W400××500××500××3001001005060401107040-101008030060＋—＋＋＋＋①将最小的负检验数对应的变量作为调整对象→②找出其闭合回路→③调整·↓↓←‖→‖↓↓→‖↓——←←←←←←↑↑↑↑→→→→→→100400400×（4）方案判别（5）计算土方总运输量、绘制土方调配图总运输量Z=400×50＋100×70＋500×40＋400×60＋100×70＋400×40=94000)(3mm**几点说明1．前提条件：挖、填方平衡。2．初始调配方案及调配过程中必须保证m+n-1个有调配土方的格子。如果多一个空格，应令其为a（a→0），继续进行判别调整。3．不平衡问题的求解增加一个假想的取土点（或弃土点），将其转化为平衡问题，再求解。4．多个最优解的判别及求解判别：有说明存在多个最优解；0ij求解：以的格子为出发点，按闭回路法调整；性质：多个最优解的目标函数值相等。0ij1.2.4场地平整土方机械及其施工1．推土机2．铲运机主要用于场地平整，掌握其工作特点适用范围提高生产率的措施3．挖掘机——少量用于场地平整工程，多用于基坑（槽）开挖。详见1.3.41．推土机特点：操作灵活、运转方便、所需工作面小、行使速度快、易于转移，能爬30度左右的缓坡；适用范围：推挖Ⅰ～Ⅲ类土，用于场地平整，移挖作填，回填土方，堆筑堤坝以及与挖土机配合施工。经济运距100m以内，60m最佳。推土机提高生产率的措施：③并列推土①下坡推土②槽形推土2．铲运机特点：操纵简单、不受地形限制，能独立完成铲土、运土、卸土工作，行使速度快，生产效率高；适用范围：大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，填筑路基等，不适用于砾石层、冻土地带和沼泽地区。适用距离600~1500m，200~350m时效率最高；提高生产率的措施：下坡铲土、跨铲法、推土机助铲等。自行式铲运机拖式铲运机§1.3基坑工程1.3.1土方边坡及其稳定1．土方边坡的形式及坡度的表示方法土方边坡坡度BHHBm1:1HBm称为坡度系数式中：2．确定土方边坡坡度应考虑的因素土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载、气候条件等3．土方边坡稳定的机理及失稳原因稳定机理：土颗粒之间存在内聚力和摩擦力，使土体具有一定的抗剪强度；失稳原因：引起土体下滑力增加的或引起土体抗剪强度降低的因素都可能引起边坡失稳，如：坡顶荷载、雨水或地下水渗入土中、气候使土质松软、细砂等液化等。5．保证边坡稳定的措施放足边坡土壁支护其它：改善土体性质等4．边坡稳定的分析方法摩擦圆法条分法——详见相关课程1.3.2土壁支护一般沟槽的支护方法一般沟槽的支护方法一般基坑的支护方法一般基坑的支护方法深基坑的支护方法深基坑的支护方法1.3.3降（排）水降(排)水地表水：截(水沟)、(筑堤)堵、排等地下水集水井（坑）降水井点降水——人工降水/暗降明排**一般浅基础的基坑（槽）开挖，主要是地表水，其次是高水位地区的地下水问题。目的：*保证土体相对干燥→改善施工条件、保护地基土；*防止基底冲溃破坏：基坑下有承压水时，应降水减压。1．集水井（坑）降水在基坑底部四周挖排水沟，每隔一定距离挖集水井，水从沟底流入排水沟，再沿排水沟流入集水井，最后用水泵抽走。流砂现象概念/现象防治途径、措施动水压力——外因土质——内因减小/消除动水压力：改变动水压力方向：改善土质：产生的原因**流砂现象概念/现象：细颗粒、均匀颗粒、松散的饱和土在动水压力作用下，土颗粒可能失去自重，处于悬浮状态，土失去承载能力，随着水一起流动，工人难以立足，土边挖边冒。原因：动水压力——外因；土质——内因动水压力：水在土中渗流时对