土木工程施工技术

2019/10/241土木工程施工技术ConstructionTechnologyofCivilEngineering2019/10/242土木工程施工施工技术施工组织（项目管理）绪论土木工程施工技术——是一门研究土木工程施工中各主要工种工程的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。2019/10/243一、课程内容(房屋施工的全过程)1、土石方工程2、基础工程3、砌体工程4、混凝土结构工程5、预应力混凝土工程6、房屋结构安装工程7、防水工程8、装饰工程二、课程研究对象本课程研究的是土木工程，包括建筑工程、道路与桥梁工程、矿井建设等专业领域施工技术的一般规律。三、课程教学目的是使学生掌握土木工程施工的基础知识，基本理论和决策方法，使学生具有解决土木工程施工中施工技术问题的初步能力。2019/10/244四、课程基本要求1、了解建筑工程施工中各主要工种工程施工工艺，掌握施工方案拟定的基本方法。2、具有分析处理施工技术问题的初步能力。3、对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。五、课程特点综合性、工艺性、实践性、操作性较强六、学习方法注意：理论联系实际和知识的综合运用。掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算2019/10/245七、课程在建筑工程中的地位建筑工程的四个阶段八、建设部推广的十项新技术1、深基坑支护技术2、高强高性能混凝土技术3、高效钢筋和预应力混凝土技术4、粗钢筋连接技术5、新型模板和脚手架应用技术6、建筑节能和新型墙体应用技术7、新型建筑防水和塑料管技术8、钢结构技术9、大型构件和设备的整体安装技术10、企业的计算机应用和管理技术勘测设计施工验收2019/10/246九、几点说明1、自我介绍：2、课代表：3、答疑：4、教材：5、参考书：《施工验收规范》《建筑施工手册》6、作业7、考试2019/10/247所有建筑工程的施工,都是由土方工程开始的,我们的施工技术课程也就由此开始。工作内容：挖掘、支护、填筑、地下水控制。1.1概述一、土方工程的分类及施工特点：(一)分类：1、场地平整2、基坑（槽）、管沟施工3、地下大型挖土工程（常采用“逆筑法”）4、回填工程(二)特点1、工程量大——采用机械化施工2、施工条件复杂——制定施工方案。1土方工程2019/10/248二土的工程分类根据土方开挖的难易程度，将土分为八类及16个级别。一～四类为土;五～八类为石。2019/10/249土的类别土的级别土的名称开挖方法及工具一类土（松软土）Ⅰ砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘二类土（普通土）Ⅱ亚粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及亚砂土用锹、锄头挖掘；少许用镐翻松三类土（坚土）Ⅲ软及中等密实的粘土、重亚粘土、干黄土及含有碎石、卵石的黄土、亚粘土；压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用锲子及大锤四类土（砂砾坚土）Ⅳ重粘土及含有碎石、卵石的粘土；粗卵石；密实的黄土；天然级配的砂石；软泥炭碳岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤五类土（软石）Ⅴ-Ⅵ硬石炭纪粘土；中等密实的页岩、泥岩；白垩土；胶结不紧的砾岩；软的石灰岩用镐或撬棍、大锤挖掘，部分用爆破方法六类土（次坚石）Ⅶ-IX泥炭岩；砂岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩用爆破方法开挖，部分用镐七类土（坚石）X-XIII大理岩；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法开挖八类土（特坚石）XIV-XVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩用爆破方法开挖土的工程分类2019/10/2410三土的工程性质(一)土的密度:1天然密度ρ:土在天然状态下单位体积的质量.2干密度ρd:单位体积土中固体颗粒的质量.(二)土的含水量:土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。%100221GGG式中:ω——土的含水量G1——含水状态时土的质量；G2——烘干后土的质量。G1-G2=水份的质量.干土:ω5%潮湿土:5%≤ω≤30%湿土:ω30%2019/10/2411自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复成原来的体积.土的这种性质称为可松性.土的可松性大小用可松性系数表示:式中:Ks——最初可松性系数;Ks’——最终可松性系数;V1——土在自然状态下的体积(天然密实土)；V2——土经开挖后松散状态下的体积(松土)；V3——土经回填压实后的体积(压实土)。V1V3V21KS′KS(三)土的可松性:312VVV2019/10/2412说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积V1（2）土方运输：用松土的体积V2，考虑KS（3）土方回填：用压实土的体积V3，考虑KS′土的类型KsKs’一类土1.08～1.171.01～1.03二类土1.14～1.241.02～1.05三类土1.24～1.301.04～1.07四类土1.26～1.451.06～1.20五类土1.30～1.501.10～1.30六类土1.45～1.501.28～1.30土的可松性系数2019/10/2413土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过的性质称为渗透性.土的渗透性是土的水力学主要性质之一.(四)土的渗透性:Lh2h1vAB达西(H.Darcy)定律:V=K·————=K·Ih1-h2L式中:I=————=---称为水力坡度;K----渗透系数(m/h,m/d)为一比例系数,当I=1.0时,V=Kh1-h2LhL2019/10/2414土的类型K(m/d)土的类型K(m/d)漂石(无砂质充填)500～1000粉砂0.5～1卵石100～500黄土0.25～0.5砾石50～150粘砂土0.1～0.5粗砂20～50轻砂粘土0.05～0.1中砂5～20重砂粘土0.001～0.05细砂1～5粘土0.001渗透系数K经验近似值2019/10/2415四、土方边坡和土方量计算:(一)边坡令:m=m——边坡系数1:m=H:B=1:m——边坡坡度BHHBBH坡宽坡角坡肩坡顶坡底坡高边坡各部位名称2019/10/24161、边坡形式2019/10/24172、一般要求:土的类型挖方深度密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂石)1.00硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土1.25硬塑、可塑的粘土及碎石类土(充填物为粘性土)1.50坚硬的粘土2.00直壁不加支撑挖方深度2019/10/2418土的类型边坡坡度(1:m)坡顶无荷载坡顶有荷载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石土(充填物为砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的轻亚粘土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的亚粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土(经井点降水后)1:1.00深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度2019/10/2419土的类型边坡坡度(1:m)砂土(不包括细砂、粉砂)1：1.25～1：1.50一般性粘土硬1：0.75～1：1.00硬、塑1：1.00～1：1.25软1：1.50或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.50～1：1.00充填砂土1：1.00～1：1.50临时性挖方边坡坡度值2019/10/2420挖土性质边坡坡度(1:m)在天然湿度及层理均匀、不易膨胀的粘土、粉质粘土和砂土(不包括细砂、粉砂)内挖方,深度不超过3m1:1.00～1:1.25土质同上,深度为3～12m1:1.25～1:1.50干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土,深度不超过12m1:0.10～1:1.25在碎石土和泥灰岩土内的挖方,深度不超过12m,根据土的性质、层理特性和挖方深度确定1:0.50～1:1.50在风化岩内的挖方,根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定1:0.20～1:1.50在微风化岩内的挖方,岩石无裂缝且无倾向挖方披角的岩层1:0.10在未风化的完整岩石内的挖方直立的永久性土工构筑物挖方的边坡坡度2019/10/24213、稳定分析采用“简单条分法”.又称瑞典条分法或费兰纽斯(Fellenius)法.K==Mr式中:Ms=ω·eMr=τ·L·R抗滑力矩MsｅαRGωCD0BAτ结论:当K1.0表示边坡稳定当K=1.0表示边坡处于极限平衡状态当K1.0表示边坡不稳定边坡稳定分析简图滑动力矩L=R*α2019/10/24224.影响土方边坡稳定的因素内在因素：（1）抗剪强度：摩阻力和内聚力（2）剪力：自重和外荷载外在因素：（1）地下水、雨水、施工用水或生活污水渗入边坡（2）边坡上部荷载过大（大量堆土、堆料、停放机具）（3）土质条件、边坡留置时间5.思考题:(1)为什么粘土的土方边坡稳定性好?(2)为什么雨后边坡容易塌方?2019/10/24231.2场地平整施工场地平整:就是将天然地面改造成我们所需要的设计平面.它包括:确定场地设计标高、计算土方量、土方调配、选择土方施工机械、拟定施工方案.一、场地设计标高的确定考虑因素：（1）生产工艺与运输；（2）地形；（3）挖填方平衡；（4）泄水坡度。(如设计无要求，一般应向排水沟方向作成不小于2‰的坡度)方法:方格网法(在地形图上划分方格网,边长a为10m20m40m)(一)初步确定场地设计标高原则：场地内挖填方平衡,并尽量减少土方工程量.2019/10/2424方法采用“方格网法”1.将场地划分为边长为a的方格(一般取a=20m).2.测定各角点的地面标高3.计算设计标高H0H0计算示意图2019/10/2425假设设计平面为水平面。根据挖、填方平衡，则式中：H1——1个方格仅有的角点标高；H2——2个方格共有的角点标高；H3——3个方格共有的角点标高；H4——4个方格共有的角点标高；44321220iiiiHHHHaanHnHHHHH443243210nHHHHHiiii4)(432102019/10/2426(二)设计标高H0的调整1.考虑土的可松性而提高设计标高调整前：VW=VT调整后：V´T=K´SV´W由于:V´W=VW-FW*∆hV´T=VT+FT*∆h得:SWTSwKFFKVh)1(2019/10/2427式中:VW——按理论标高计算出的总挖方体积;FW,FT——按理论标高计算出的挖方区,填方区的总面积.调整后设计标高:H0´=H0+h2019/10/24282.考虑泄水坡度的调整泄水坡度i=≥2‰hL(1)单向泄水:Hn=H0´±i·L如:H10=H0´-i·0.5a(2)双向泄水:Hn=H0´±ix·Lx±iy·Ly如:H10=H0´-ix·0.5a-iy·0.5aaaaaaaH0H0H0H10H1011ii(a)aaaaaayyH0H10H1011ixi(b)iy22H0iyH10xx场地泄水坡度示意图(a)单向泄水;(b)双向泄水2019/10/2429二、场地土方量计算:(一)角点施工高度hn:hn=Hn-Hn’=设计标高-地面标高hn为角点的挖、填方高度—“+”为填方高度“-”为挖方高度角点编号地面标高施工高度设计标高(二)确定零线:零线——即挖、填方区的分界线零点位置:X=ah1h1+h2h1ACODBh2xa零点位置计算2019/10/2430(三)土方量计量:1.全挖或全填:V=(h1+h2+h3+h4)(二)两挖、两填挖方V1,2=(+)填方V3,4=(+)a²4a²4h1²h1+h4h2²h2+h3a²4h4²h1+h4h3²h2+h3h1h2h3h4aaaah2h1h4h3全挖(全填)方格两挖两填方格2019/10/24313.三挖一填(或三填一挖):填方:V4=挖方:V1,2,3=(2h1+h2+2h3-h4)+V44.一挖一填挖方:V1=a²h116a²6h4³(h4+h1)(h4+h3)a²6h3aa