土木工程施工(图文并茂、通俗易懂)

新材料、新工艺、新方法、新技术例如：喜利得植筋补强技术新型高分子防水材料（三元乙丙橡胶、SBS、APP等）外墙干挂花岗岩工法实用新型专利技术(ZL99243669.9)剥肋滚压直螺纹连接技术施工及验收规范(国家级强制标准)通常由建设部颁发；《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002)《建筑地面工程施工质量验收规范》（GB50209-2002)《屋面工程质量验收规范》（GB50207-2002)《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001)•专项技术规范可为国家其他部门颁发；例如：代号：（GB×××)《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ113-87)规程（规定）：代号（GJG×××)•低于规范一个等级；•行业标准；•及时推广新材料、新结构、新工艺而制定；•举例：《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002)《基桩高应变动力检测规程》（JGJ106-97)《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97)《建筑地基处理技术规程》（GJG79-2002)工法（国家级部门级企业级）•以工程为对象；•以工艺为核心；•先进技术+科学管理；•以技术经济指标为目的；•内容—工法特点、适用范围、施工程序、操作要点、机具设备、质量标准、组织安全、技术经济指标、实例；•举例：灌注桩后注浆（PPG)工法（YJGF04-98)刚性接头地下连续墙施工工法（YJGF01-2000)施工规范图例：在课后要多读施工类专业杂志，这些杂志每期多以专题论文登出，如《建筑技术》、《施工技术》、《建筑施工》等。第一章土方工程•本章要求1.了解土方工程施工特点；掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计。2.掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法，基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理。3.熟悉常用土方机械的性能和使用范围。4.掌握填土压实和路堤填筑的要求和方法。5.自学爆破施工的基本概念及常用爆破方法。•本章重点：土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。•本章难点：利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型井点的计算，影响填土压实的因素。概述土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工过程，有时还要进行排水、降水、土壁支撑等准备工作。在建造工程中，最常见的土方工程有：场地平整、基坑（槽）开挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。土方工程施工往往具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点；土方工程施工又受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响较大，不可确定的因素也较多，有时施工条件极为复杂。•土的分类土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。类别土的名称开挖方法可松性系数KsK's第一类（松软土）砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘1.08~1.171.01~1.04第二类（普通土）粉质粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土和粉土用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松1.14~1.281.02~1.05第三类（坚土）软及中等密实粘土，重粉质粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、粉质粘土、压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍1.24~1.301.04~1.07第四类（砾砂坚土）重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤1.26~1.371.06~1.09第五类（软石）硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法1.30~1.451.10~1.20第六类（次坚石）泥岩，砂岩，砾岩，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，部分用风镐1.30~1.451.10~1.20第七类（坚石）大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、砂岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩用爆破方法1.30~1.451.10~1.20第八类（特坚石）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1.45~1.501.20~1.30土的工程分类•土的工程性质土的工程性质对土方工程施工有直接影响，也是进行土方施工设计必须掌握的基本资料。土的主要工程性质有：土的可松性、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。⑴土具有可松性即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示，即⑵土的渗透性是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的自由水在重力作用下会发生流动，当基坑开挖至地下水位以下，地下水在土中渗透时受到土颗粒的阻力，其大小与土的渗透性及地下水渗流路线长短关。—最初可松性系数—最后可松性系数sK'sK1.1土方量的计算1.1.1基坑、基槽、土方量的计算土方量可按拟柱体积的公式算：式中V——土方工程量，H，F1，F2如下图所示。F1、F2分别为基坑的上下底面积，F0为中截面面积，a）基坑土方量计算；b）基槽、土方量计算1.1.2场地平整土方量的计算土方外形往往复杂，不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，可以按方格网将其划为一定的几何形状，并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。步骤如下：⑴划分方格网⑵计算各角点的地面标高⑶计算各角点的设计标高⑷计算各角点的施工高度⑸计算零点、绘出零线⑹计算各方格内的挖填方体积⑺统计挖、填方量⑻调整设计标高工程实例：计算方格网零点及其零线零线即挖方区与填方区的交线，在该线上，施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出（下图）方格边线上零点的位置，再将各相邻的零点连接起来即得零线。•1.读识方格网图•方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=10～40m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示.•图1-3方格网法计算土方工程量图•2.确定场地设计标高•(1)考虑的因素•(2)初步标高(按挖填平衡)•(3)场地设计标高的调整•(1)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.•⑤场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：•A.小型场地――挖填平衡法；•B.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)。•(2)初步标高(按挖填平衡)•H0=(∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)/4M•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.•(3)场地设计标高的调整•按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整.•按泄水坡度调整各角点设计标高：•①单向排水时，各方格角点设计标高为:•Hn=H0±Li•②双向排水时，各方格角点设计标高为：•Hn=H0±Lxix±Lyiy•3.计算场地各个角点的施工高度•施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差.各方格角点的施工高度按下式计算：•hn=Hn-H•式中hn------角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为挖)，m；n------方格的角点编号(自然数列1，2，3，…，n).Hn------角点设计高程，H------角点原地面高程.•4.计算“零点”位置，确定零线•方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图1-4所示).图1-4零点位置•零点位置按下式计算：•式中x1、x2——角点至零点的距离,m；h1、h2——相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m；a—方格网的边长，m.•确定零点的办法也可以用图解法，如图1-5所示.•方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。•图1-5零点位置图解法•5.计算方格土方工程量•按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.•表1-3常用方格网点计算公式•6.边坡土方量计算•场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。•边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算：一种为三角棱锥体(图1-6中①～③、⑤～⑾)；另一种为三角棱柱体(图1-6中④).图1-6场地边坡平面图•7.计算土方总量•将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量.•8.例题•【例1.1】某建筑场地方格网如图1-7所示，方格边长为20m×20m,填方区边坡坡度系数为1.0,挖方区边坡坡度系数为0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量.•图1-7某建筑场地方格网布置图•【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1-8中.•由公式1.9得：•h1=251.50-251.40=0.10mh2=251.44-251.25=0.19mh3=251.38-250.85=0.53mh4=251.32-250.60=0.72mh5=251.56-251.90=-0.34mh6=251.50-251.60=-0.10mh7=251.44-251.28=0.16mh8=251.38-250.95=0.43mh9=251.62-252.45=-0.83mh10=251.56-252.00=-0.44mh11=251.50-251.70=-0.20mh12=251.46-251.40=0.06m•(2)计算零点位置.从图1-8中可知,1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同,说明此方格边上有零点存在.•由公式1.10求得：•1—5线x1=4.55(m)2—6线x1=13.10(m)6—7线x1=7.69(m)7—11线x1=8.89(m)11—12线x1=15.38(m)•图1-8施工高度及零线位置•将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来,即得零线位置，如图1-8.(3)计算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形,土方量为：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)•方格Ⅰ底面为两个梯形,土方量为：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)•方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面为三边形和五边形,土方量为：VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3)VⅥ(-)=5.70(m3)•方格网总填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格网总挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)•将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来,即得零线位置，如图1-8.(3)计算方格土方量.方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形,土方量为：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)•方格Ⅰ底面为两个梯形,土方量为：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3