第四章工程施工技术

1第四章工程施工技术第一节建筑工程施工技术一、土石方工程分类及施工要求（一）土石方工程分类1.场地平整：平整前必须确定场地设计标高，计算挖方和填方的工程量，确定挖方、填方的平衡调配，选择土方施工机械，拟定施工方案。2.基坑（槽）开挖：一般开挖深度≦5m的称为浅基坑（槽），挖深＞5m的称为深基坑（槽）。3.基坑（槽）回填：为了确保填方的强度和稳定性，填土必须具有一定的密实度，以避免建筑物产生不均匀沉陷。填方应分层进行，尽量采用同类土填筑。5.路基修筑：路基挖方称为路堑，填方称为路堤。【例题】浅基坑的开挖深度一般（）。（2008考试真题）A．小于3mB．小于4mC．不大于5mD．不大于6m答案：C（二）土石方工程的准备与辅助工作土方边坡及其稳定边坡坡度以其高度H与底宽度B之比表示。边坡可做成直线形、折线形或踏步形。基坑（槽）支护横撑式支撑开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。湿度小的黏性土挖土深度＜3m时，可用间断式水平挡土板支撑；对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。重力式支护结构支护结构设计中首先要考虑周边环境的保护，其次要满足本工程地下结构施工的要求，再则应尽可能降低造价、便于施工。水泥搅拌桩支护结构适用于4～6m深的基坑，最大可达7～8m。水泥掺量较小、土质较松时，可采用“一次喷浆、二次搅拌”；反之可用“二次喷浆、三次搅拌”工艺。板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑（或拉锚）系统。悬臂式板桩支护结构则不设支撑（或拉锚）。钢板桩在基础施工完毕后还可拔出重复使用。基坑较浅、挡墙具有一定刚度时，可采用悬臂式挡墙而不设支撑点。【例题】某建筑物开挖深度6米，且地下水位高，土质松散，支撑结构应选用（）。A.间断式水平挡土板B.连续式挡土板C.深层搅拌桩D.垂直挡土板答案：C降水与排水降水方法可分为重力降水（如积水井、明渠等）和强制降水（如轻型井点、深井泵、电渗井点等）。工程中主要采用明排水法和轻型井点降水。明排水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍，宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。但当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒，发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应采用井点降水法。集水坑应设置在基础范围以外，地下水走向的上游。井点降水施工始终保持干燥状态，也可防止流砂发生，土方边坡也可陡些，从而减少了挖方量。井点降水法有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等。【例题】在基坑井挖过程中，明排水法的集水坑应设置在（）。（2011考试真题）A．基础范围以内B．地下水走向的上游2C．基础附近D．地下水走向的下游答案：B轻型井点轻型井点布置单排布置适用于基坑、槽宽度＜6m，且降水深度≯5m的情况，井点布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的宽度；双排用于基坑宽度＞6m或土质不良的情况；环形布置适用于大面积基坑；当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。轻型井点施工井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，紧接着就灌填砂滤料，以防止坍孔。砂滤料的灌填质量是保证井点管施工质量的一项关键性工作。南方可用透明的塑料软管，便于直接见察井点抽水状况；北方寒冷地区宜采用橡胶软管。喷射井点当降水深度超过8m时，宜采用喷射井点。喷射井点的平面布置：当基坑宽度≦10m时，井点可作单排布置；当＞10m时，可作双排布置；当基坑面积较大时，宜采用环形布置。井点间距一般采用2～3m，每套喷射井点宜控制在20～30根井管。降水深度可达8～20m。电渗井点在饱和黏土中，特别是淤泥和淤泥质黏土中，因土的透水性较差，持水性较强，用一般喷射井点和轻型井点降水效果较差，此时宜增加电渗井点来配合轻型或喷射井点降水，以便对透水性较差的土起疏干作用，使水排出。钢筋埋设必须垂直，严禁与相邻阴极相碰，以免造成短路，损坏设备。深井井点当降水深度超过15m时采用。常用的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）。可降低水位30～40m，甚至达百米。管井井点在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，采用管井井点。管井直径为150～250mm。管井的间距，一般为20～50m。管井的深度为8～15m，井内水位降低，可达6～10m，两井中间则为3～5m。【例题】某大型基坑，施工场地标高为±0.000m，基坑底面标高为-6.600m，地下水位标高为-2.500m，土的渗透系数为60m/d，则应选用的降水方式是()。（2012）A.一级轻型井点B.喷射井点C.管井井点D.深井井点答案：C（三）土石方工程机械化施工1．推土机施工【例题】采用推土机并列推土时，并列台数不宜超过()。（2012）推土机的特点是：操作灵活、运输方便，所需工作面较小，行驶速度较快，易于转移。推土机的经济运距在100m以内，以30～60m为最佳运距。下坡推土法借机械本身的重力作用，可增大推土机铲土深度和运土数量，提高生产效率，在推土丘、回填管沟时，均可采用。分批集中，一次推送法在较硬的土中，推土机的切土深度较小，一次铲土不多，可分批集中，再整批地推送到卸土区。应用此法，可使铲刀的推送数量增大，缩短运输时间，提高生产效率12%～18%。并列推土法在较大面积的平整场地施工中，采用2台或3台并列推土，能减少土的散失，一般每台推土量增加20%。并列推土时，铲刀间距15～30cm。并列台数不宜超过4台。沟槽推土法这种方法可以和分批集中、一次推送法联合运用。能够更有效地利用推土机，缩短运土时间。3A.2台B.3台C.4台D.5台答案：C2．铲运机施工铲运机的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产效率高。常用于坡度在200以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基等土方工程。在I～Ⅲ类土中直接挖土、运土，适宜运距为600～1500m，当运距为200～350m时效率最高。铲运机的开行路线环形路线施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程，宜采用环形路线。当挖土和填土交替，而挖填之间距离又较短时，则可采用大环形路线。其优点是一个循环能完成多次铲土和卸土，从而减少了铲运机的转弯次数，提高了工作效率。8字形路线对于挖、填相邻、地形起伏较大，且工作地段较长的情况，可采用8字路线。特点是铲运机行驶一个循环能完成两次作业，而每次铲土只需转弯一次，比环形路线可缩短运行时间，提高生产效率。一个循环中两次转弯方向不同，机械磨损较均匀。3．单斗挖掘机施工单斗挖掘机按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两类；按其工作装置的不同，可以分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。当场地起伏高差较大、土方运输距离超过1000m，且工程量大而集中时，可采用挖掘机挖土。正铲挖掘机其特点是：前进向上，强制切土。其挖掘力大，生产效率高，能开挖停机面以内的Ⅰ～Ⅳ级土，开挖大型基坑时需设下坡道。根据挖掘机与运输工具的相对位置不同，正铲挖土和卸土的方式有以下两种：正向挖、侧向卸土；正向挖土、后方卸土。宜在土质较好、无地下水的地区工作。反铲挖掘机其特点是：后退向下，强制切土。其挖掘力比正铲小，开挖停机面以下的Ⅰ～Ⅲ级的砂土或黏土。开挖方式可分为沟端开挖与沟侧开挖。适宜开挖深度4m以内的基坑，对地下水位高处也适用。拉铲挖土掘机其特点是：后退向下，自重切土。其挖掘半径和土深度较大，能开挖停机面以下的I～Ⅱ级土，适宜开挖大型基坑及水下挖土。拉铲挖机的开挖方式基本与反铲挖掘机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖。抓铲挖掘机挖土特点是：直上直下，自重切土。其挖掘力较小，能开挖Ⅰ～Ⅱ级土，可以挖掘独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。【例题】单斗拉铲挖土机的挖土特点是（）。（2011年考试真题）A.前进向上，强制切上B.后退向下，强制切上C.后退向下，自重切土D.直上直下，自重切土答案：C（四）土石方的填筑与压实1．填筑压实的施工要求①填方的边坡坡度，对各种填土、填方高度为6～12m之间，其永久填方边坡坡度都为1：1.5；②填方宜采用同类土填筑；③基坑（槽）回填前，应清除沟槽内积水和有机物，检查基础的结构混凝土达到一定的强度后方可回填；④填方应按设计要求预留沉降量；⑤填方压实工程应由下至上分层铺填，分层压（夯）实，分层厚度及压（夯）实通数。2.土料选择与填筑方法4碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料。淤泥，冻土、膨胀性土及有机物含量大于8%的土，以及硫酸盐含量大于5%的土均不能做填土。填方土料为黏性土时，填土前应检验其含水量，含水量大的黏土不宜做填土用。3．填土压实方法①碾压法：碾压适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾（压路机）、羊足碾和汽胎碾。羊足碾一般用于碾压黏性土，不适于砂性土。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。如果先用轻碾压实，再用重碾压实就会取得较好效果。②夯实法：主要用于小面积填土，夯实黏性土或非黏性土。③振动压实法：此法比一般平碾提高功效l～2倍，可节省动力30%。这种方法对于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉土等非黏性土效果较好。【例题】场地填筑的填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土时，宜采用的压实机械为（）。A.平碾B.羊足碾C.振动碾D.汽胎碾答案：C二、基础工程施工1.砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩：适用于多层和高层建筑地基。2.土桩和灰土桩土桩和灰土桩挤密地基：适用于处理地下水位以上，深度5～15m的湿陷性黄土或人工填土地基。土桩适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。地下水位以下或含水量超过25%的土，不宜采用。3．深层搅拌法施工深层搅拌法：适宜于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质黏土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。【例题】关于土桩和灰土桩的说法，正确的有()。（2012）A.土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成B.用于处理地下水位以下，深度5～15m的湿陷性黄土C.土桩主要用于提高人工填土地基的承载力D.灰土桩主要用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性E.不宜用于含水量超过25%的人工填土地基答案：AE（二）桩基础施工桩基础是由若干根桩和桩顶的承台组成的一种常用的深基础，具有承载能力大、抗震性能好、沉降量小等特点。采用桩基施工可省去大量土方、排水、支撑、降水设施，而且施工简便。可以节约劳动力和压缩工期。1.钢筋混凝土预制桩施工桩的制作、起吊、运输和堆放桩的制作长度在10m以下的短桩，多在工厂预制。现场预制桩多用重叠法预制，叠层数≯4层，上层桩或邻近桩的灌注，应在下层桩或邻近桩混凝土达到设计强度等级的30%以后方可进行。吊运应在混凝土达到设计强度的70%方可起吊；达到100%方可运输和打桩。堆放桩堆放时应设置垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上下对齐，堆放层数≯4层。锤击沉桩适用于桩径较小（一般桩径0.6m以下），地基土土质为可塑性黏土、砂性土、粉土、细砂以及松散的碎卵石类土的情况。此方法施工速度快，机械5沉桩（打入桩）化程度高，适应范围广，现场文明程度高，但施工时有挤土、噪声和振动等公害，对城市中心和夜间施工有所限制。打桩顺序：一般当基坑不大时，打桩应从中间分头向两边或四周进行；当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段范围内分别进行；当桩基的设计标高不同时，打桩顺序易先深后浅；当桩的规格不同时，打桩顺序宜先大后小、先长后短。打桩应避免自外向内，或从周边向中间进行。静力压桩（压入桩）其特点是无冲击力，噪声和振动较小，桩顶不易损坏，且无污染，对周围环境的干扰小，适用于软土地区、城市中心或建筑物密集处的桩基础工程，以及精密工厂的扩建工程。当第一节桩压入土中，其上端距地面2m左右时，将第二节桩接上，继续压入。射水沉桩（旋入桩）射水沉桩法适用于砂土和碎石土。在砂夹卵石层或坚硬土层中，一般以射水为主，锤击或振动为辅；在亚黏土或黏土中，为避免降低承载力，一般以锤击或振动为主，