我的土方工程建筑施工技術.ppt

建筑施工技術,梁會忠,.,【課程的性質、任務和要求】 建筑施工技術課程是工程造價、工程技術、工程管理、房地產等專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，也是一門實踐性地域性綜合性很強的專業(yè)課。本課程研究建筑產品生產活動的規(guī)律，主要掌握各分部分項工程施工技術和施工方法，達到理論知識與實踐的結合。 【本課程與其它課程的聯(lián)系】 以建筑制圖、建筑材料、建筑構造、建筑工程測量等課程為基礎 【課程教學目標】 一、理論知識目標 掌握建筑工程各分部分項工程施工的基本知識基本理論和基本技能。 二、實踐技能目標 能根據(jù)施工條件確定一般建筑工程的施工方法及技術措施。,【課程主要教學內容與具體要求】,一、理論教學內容： （一）土石方工程 （二）地基與基礎工程 （三）砌筑工程 （四） 鋼筋混凝土工程 （五）預應力混凝土工程 （六）鋼結構工程，結構安裝工程 （七）防水工程 （八）裝飾工程 （九）季節(jié)性施工,建筑施工技術教學大綱,適用專業(yè)：房地產經營與估價，工程造價，工程監(jiān)理 課程類別：職業(yè)專項技能課 開課模式：必修 考核方式：考試 開課系（部）、教研室：建筑工程系 、工程技術教研室 總 學 時：60學時（15周）,緒 論,一、建筑施工技術課程的研究對象和任務 1、建筑業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，在國家建設與發(fā)展和小康社會建設中占有重要地位。 2、一棟建筑物或一個建筑群的施工是一個復雜的過程，它是由許多分部分項工作組成的。 3、本課程的研究對象：就是以建筑工程中不同工種施工為研究對象，根據(jù)施工對象的特點，運用先進的技術，選擇最經濟、最合理的施工方案，保證工程質量和安全，保證按期完成，做到技術與經濟的統(tǒng)一。,一、建筑施工技術課程的研究對象和任務,4、本課程的任務：了解我國的建設方針和政策以及各項具體的技術經濟規(guī)范，了解建筑施工領域國內外的新技術和發(fā)展動態(tài)，掌握分部分項工程和單個建筑物施工方案的選擇，具有獨立分析和解決建筑施工技術問題的初步能力，并為今后進一步學習有關知識打下基礎。,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,故宮:故宮舊稱紫禁城。是明清兩代皇宮，中國現(xiàn)存最大最完整的古建筑群。年被聯(lián)合國教科文組織列為“世界文化遺產”。 故宮占地萬平方米，屋宇間半，建筑面積.萬平方米。為一長方形城池，四角矗立、風格綺麗的角樓，墻外有寬米的護城河環(huán)繞，形成一個森嚴壁壘的城堡。建筑氣勢雄偉、豪華壯麗，是中國古代建筑藝術的精華,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,天壇 :天壇是我國現(xiàn)存最大的一處壇廟建筑，位于正陽門南。它始建于1420年，是明清兩代帝王春季祈谷，夏至祈雨，冬至祈天的地方。,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,新中國成立后，我國的建筑業(yè)得到了不斷的發(fā)展和提高。如：長春一汽、人民大會堂、工人體育場等。,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,人民大會堂：建于1958年10月至1959年8月，完全由中國人自行設計興建，僅用10個月竣工，為我國建筑史上的一大創(chuàng)舉。是全國人民代表大會開會的地方，也是國家領導人和人民群眾舉行政治、外交活動的場所。 人民大會堂建于1959年，建筑面積達71,800平方米，比故宮的全部建筑面積還要大。,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,工人體育場：北京工人體育場建于1959年，占地面積35萬平方米，建筑面積8萬平方米，是當時著名的十大建筑之一。北京工人體育場是中國最大的體育場之一，其建筑為橢圓型混凝土框架結構，南北長282米，東西寬208米，有24個看臺，可容納觀眾65000人。,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,3、改革開放以來，我國建筑施工技術水平達到了一個新的高度。如上海寶鋼總公司、國家大劇院、水立方、鳥巢、金茂大廈等,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,鳥巢 ：“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現(xiàn)已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。,二、我國建筑施工技術發(fā)展概況,金茂大廈 ：金茂大廈集中體現(xiàn)了當代建筑科技的最高水準。大廈選用最先進的玻璃幕墻，對幕墻框架作了鱗化處理，基本消除了光污染；大廈的消防安全和生命保障系統(tǒng)實現(xiàn)創(chuàng)新思路，改他救模式為自救模式；大廈電梯特有的候梯不超過35秒、直達辦公樓層、空中對接功能等是最優(yōu)秀的垂直運輸系統(tǒng)；大廈的智能化系統(tǒng)，統(tǒng)管所有功能和區(qū)域，信息高速公路接通到每張辦公桌和每間客房。大廈所有功能設備都具有先進性和超前性，成為世界建筑史上的一座豐碑。,三、本課程的特點與學習方法,1、特點 1）綜合性。本課程綜合應用了建筑工程專業(yè)的幾乎所有的專業(yè)課程的知識并融合在一起。 2）實踐性。本課程是從實踐中總結出來，又應用到實踐中去的一門實踐性極強的課程。 3）技術發(fā)展迅速。,三、本課程的特點與學習方法,2、學習方法 1）要學習好相關先開課程。 2）要堅持理論聯(lián)系實際的學習方法。 3）要了解和熟悉規(guī)范、規(guī)程和相關施工技術的新發(fā)展。 4）重視實踐性教學環(huán)節(jié) 。,四、施工規(guī)范和施工規(guī)程,1、2002年3月起我國開始全面實行建筑工程施工質量驗收系列規(guī)范。 2、主要有14項規(guī)范：建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準（GB50300-2001）、建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范（GB50202-2002）、砌體工程施工質量驗收規(guī)范（GB50203-2002）、混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50204-2002）、鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50205-2001）、,四、施工規(guī)范和施工規(guī)程,木結構工程質量驗收規(guī)范（GB50206-2002）、屋面工程質量驗收規(guī)范（GB50207-2002）、地下防水工程質量驗收規(guī)范（GB50208-2002）、建筑地面工程施工質量驗收規(guī)范（GB50209-2002）、建筑裝飾工程施工質量驗收規(guī)范（GB50210-2002）、建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范（GB50303-2002）、建筑節(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范（GB50411-2007）等。,四、施工規(guī)范和施工規(guī)程,3、新規(guī)范指導思想：驗評分離、強化驗收、完善手段、過程控制。 4、強制性條文。 5、規(guī)范與規(guī)程的區(qū)別。,第一章 土方工程,本章提要： 本章內容包括土方規(guī)劃、土方工程施工的要點，土方工程機械化施工。在土方規(guī)劃中，涉及了土的工程分類和性質、土方邊坡、土方量計算、場地設計標高的確定和土方調配等問題。在土方工程施工要點中，重點論述了土壁穩(wěn)定、施工排水、流砂防治和填土壓實，是土方工程施工的關鍵。在土方工程機械化施工中，著重闡述常用土方機械的類型、性能及提高生產率的措施。,第一節(jié) 土的工程分類及工程物理性質,一：土石方工程的施工特點 土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一，它包括土、石方的開挖、運輸、填筑、平整與壓實等主要施工過程，以及場地清理、測量放線、施工排水、降水和土壁支護等準備與輔助工作。 土石方施工的特點： 1：土石方施工工程量大、面廣。 2：施工條件極為復雜。 3：勞動強度較大 。,二：土的工程分類 1：土的種類繁多，分類方法也較多，根據(jù)土的顆粒級配或塑性指數(shù)可分為碎石類土(漂石土、塊石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土)、砂土(礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉粒)和粘性土(粘土、亞粘土、輕亞粘土)； 2：根據(jù)土的沉積年代，粘性土可分為老粘性土、一般粘性土、新近沉積粘性土； 3：根據(jù)土的工程特性，又可分出特殊性土，如軟土、人工填土、黃土、膨脹土、紅粘土、鹽漬土、凍土等。不同的土，其物理、力學性質也不同，只有充分掌握各類土的特性及其對施工過程的影響，才能選擇正確的施工方法。 4：開挖難易程度 將土分為松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅石八類，稱為土的工程分類。前四類屬一般土，后四類屬巖石，土的分類法及其現(xiàn)場鑒別方法見表11。,三：土的工程性質 土的工程性質對土方工程的施工有直接影響，其中基本的工程性質有：土的質量密度、可松性、壓縮性、含水量、滲透性等。 1.土的質量密度 分天然密度和干密度。土的天然密度，指土在天然狀態(tài)下單位體積的質量；它影響土的承載力、土壓力及邊坡的穩(wěn)定性。土的干密度，指單位體積土中固體顆粒的質量；它是用以檢驗填土壓實質量的控制指標。 2.土的可松性 土具有可松性。土的可松性是指在自然狀態(tài)下的土經開挖后組織被破壞，其體積因松散而增大，以后雖經回填壓實也不能恢復其原來體積的特性。由于土方工程量是以自然狀態(tài)的體積來計算的，所以在土方調配、計算土方機械生產率及運輸工具數(shù)量等的時候.必須考慮土的可松性。土的可松性程度用可松性系數(shù)表示，即： 。,式中 KS最初可松性系數(shù)； KS最后可松性系數(shù)； V1土在天然狀態(tài)下的體積(m3)； V2土經開挖后的松散體積(m3)； V3土經回填壓實后的體積(m3)； 在土方工程中，KS是計算土方施工機械及運土 車輛等的重要參數(shù)，KS是計算場地平整標高及填方時所需挖土量等的重要參數(shù)。不同類型土的可松性系數(shù)可參照表11。,3、土的工程性質 土一般由土顆粒（固相）、 水（液相）和空氣（氣相） 三部分組成。 （1）.土的天然密度和干密度 土的密度： （G=2.552.85C=3.1, S=2.552.75，W=1.0， 黏土=1.82.0，砂土62.0） 土的干密度：,土的孔隙比和孔隙率,孔隙比：,孔隙率：,一般情況：n=0.51.2是粘性土，n=0.30.9是砂土； e0.6是密實的，低壓縮性土， e1是疏松的，高壓縮性土。,4.土的含水量 土的含水量W是土中所含的水與土的固體顆粒間的質量比，以百分數(shù)表示：,式中 G1含水狀態(tài)時土的質量； G2土烘干后的質量。 土的含水量影響土方施工方法的選擇、邊坡的穩(wěn)定和回填土的質量，如土的含水量超過2530，則機械化施工就困難，容易打滑、陷車；回填土則需有最佳含水量，方能夯壓密實，獲得最大干密度。土的最佳含水量和最大干密度參考值見表13。,一般土的干濕程度用含水量表示： 含水量5，為干土 在530之間，為潮濕土 30為濕土 在一定含水量的條件下，用同樣的機具，可使回填土達到最大的干密度，此含水量稱為最佳含水量。 砂土為 812 粉土為 915 粉質粘土 1215 粘土為 1923,5.土的滲透性 土的滲透性是指水在土體中滲流的性能，一般以滲透系數(shù)K表示。從達西公式VKI可以看出滲透系數(shù)的物理意義：當水力坡度I等于1時的滲透速度v即為滲透系數(shù)K。 滲透系數(shù)K值將直接影響降水方案的選擇和涌水量計算的準確性，一般應通過抽水試驗確定，表14所列數(shù)據(jù)可供參考。 土的滲透系數(shù)參考值 表14 土的種類 K(m/d) 土的種類 K(m/d) 亞粘土、粘土 0.1 含粘土的中砂及純細砂 2025 亞粘土 0.10.5 含粘土的細砂及純中砂 3550 含亞粘土的粉砂 0.51.0 純粗砂 5075 純粉砂 1.55.0 粗砂夾礫石 50100 含粘土的細砂 1015 礫石 100200,例題：已知基坑體積2000m3，基礎體積1200 m3，土的最初可松性系數(shù)1.14，最后可松性系1.05。問應外運多少松土（松散狀態(tài)下）？,答案,預留夯實土：2000-1200=800 m3； 預留原土：800 / 1.05=762 m3； 外運原土：2000-762=1238 m3； 外運松土：12381.14=1412 m3。,某場地平整有2000m3的填方量需從附近取土填筑，其土質為密實的砂粘土，計算：1填土的挖方量；2如運輸工具的斗容量為2m3，需運多少車次？（砂粘土：Ks=1.24, Ks=1.05）（6分）,答：由題意可知：V3=2000m3(夯實后) 1求V1（天然狀態(tài)） 由Ks=V3/V1 得V1=V3/ Ks =2000/1.05=1905m3 2先求V2（松散狀態(tài)） Ks=V2/V1 得V2=KsV1=1.241905=2362m3 車次：2362/2=1181（車）,1.2 土 方 計 算,1.2.1 基坑與基槽土方量計算,基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算(圖1.1)。即,式中 H 基坑深度，m； A1、A2基坑上、下底的面積，m2； A0 基坑中截面的面積，m2。,(1.6),基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(圖1.2)：,式中V1第一段的土方量，m3； L1 第一段的長度，m。,將各段土方量相加即得總土方量：,(1.7),(1.8),1.2.2 場地平整土方計算,對于在地形起伏的山區(qū)、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設計要求的平面。 場地挖填土方量計算有方格網法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網法。,（一）場地設計標高的確定 （按照挖填平衡原則）,在確定場地設計標高時，必須結合現(xiàn)場的具體條件，反復進行技術經濟比較，選擇一個最優(yōu)方案(挖填方量最少)。,若設計文件對場地設計標高無明確規(guī)定和特殊要求，可參照下述步驟和方法確定。,1、劃分方格網，方格的邊長一般采用10-40m。,2、計算或測量各種方格角點的自然標高 （實測法、圖解法）。,3、初步計算場地設計標高。,（1）在地形圖上將施工區(qū)域劃分成邊長為10 40m的若干個方格網(圖)。 （2）確定各小方格角點的高程，其方法：可用水準儀測量；或根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的高程，用插入法求得；也可用一條透明紙帶，在上面畫6根等距離的平行線，把該透明紙帶放到標有方格網的地形圖上，將6根平行線的最外兩根分別對準A點和B點，這時6根等距離的平行線將A、B之間的0.5m或1m(等高線的高差)分成五等分，于是便可直接讀得H13點的地面標高，如圖125所示，H13251.70。,圖124 場地設計標高計算圖,（3）按填挖方平衡確定設計標高H0,4自然地面與設計標高平面的交線（零線）,a）地形圖上劃分方格； b）設計標高示意圖,1等高線；2自然地面；3設計標高平面；,場地設計標高計算簡圖,式中：H0場地設計標高的初步計算值（m）； a方格邊長（m）； N方格個數(shù)； H11H22任一方格的四個角點的標高。,因為場地平整前后，土方量相等,從圖124中可知，H11系一個方格的角點標高，H12和H21均系,兩個方格公共角點，,它們分別在上式中要加一次、二次、,四次。因此，上式直接可改寫成下列形式,式中：H1一個方格獨有的角點標高； H2兩個方格共有的角點標高； H3三個方格共有的角點標高； H4四個方格共有的角點標高。,2.場地設計標高H0的調整 原計劃所得的場地設計標高H0僅為一理論值，實際上，還需考慮以下因素進行調整。 (1):土的可松性影響。 由于土具有可松性，一般填土會有多余，需相應地提高設計標高。設h為土的可松性引起設計標高的增加值，則設計標高調整后的總挖方體積VW應為 (2): 場內挖方和填方的影響。 由于場地內大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方，以及從經濟觀點出發(fā)，將部分挖方就近棄于場外，將部分填方就近取土于場外等，均會引起挖填土方量的變化。必要時.亦需調整設計標高。 為了簡化計算，場地設計標高的調整值H0，可按下列近似公式確定， (3):泄水坡度的影響。 當按調整后的同一設計標高H0進行場地平整時，則整個地表面均處于同一水平面；但實際上由于排水的要求，場地表面需有一定的泄水坡度。因此，還得根據(jù)場地泄水坡度的要求(單面泄水或雙面泄水)，計算出場地內各方格角點實際施工所用的設計標高。,3、泄水坡度對角點設計標高的影響。,（1）單向泄水時，場地各點設計標高的求法。,（2）雙向泄水時，場地各點設計標高的求法。,說明：順著坡度方向取“+”，逆著坡度方向用“-”,二、場區(qū)平整土方工程量計算 （一） 方格網法：四角棱柱體法、三角棱柱體法 其步驟: 1）劃分方格網。 2）確定零點位置。 3）計算土方量。,土石方量計算的基本方法 土石方量計算的基本方法主要有平均高度法和平均斷面法兩種。 1.平均高度法 (1） 四方棱柱體法。 四方棱柱體法，是將施工區(qū)域劃分為若干個邊長為a的方格網，每個方格網的土方體積V等于底面積a2乘四個角點高度的平均值(圖118)，即,圖118 四方棱柱體法,若方格四個角點部分是挖方，部分是填方時，可按表19中所列的公式計算。,（2）：三角棱柱體法。 三角棱柱體法，是將每一個方格順地形的等高線沿對角線劃分成兩個三角形，然后分別計算每一個三角棱柱體的土方量。,(,(a)全挖或全填,b)有填有挖,圖119 三角棱柱體法,當三角形為全挖或全填時圖119(a)：,當三角形有填有挖時圖119(b)，則其零線將三角形分成兩部分， 底面為三角形的錐體：,底面為四邊形的楔體：,簡化計算：,三、土方調配 目的：使土方總運輸量（m3-m）或施工成本（元）最小條件下，確定調配方向和數(shù)量。 調配原則： 1） 挖、填方基本平衡，減少重復倒運。 2） 挖、填方量與運距的乘積之和盡可能最小，即總土方運輸量或運輸費用最小。 3） 好土應用在回填密實度要求較高的地區(qū)。 4） 取土或棄土應盡量不占或少占農田。 5） 分區(qū)調配應與全場調配相協(xié)調，避免只顧局部平衡，任意挖填而破壞全局平衡。 6） 調配應與地下構筑物的施工相結合，地下設施的填土應留土后填。 選擇恰當?shù)恼{配方向、運輸路線，土方運輸無對流和亂流現(xiàn)象并便于機具調配、機械化施工。,調配工作：劃分調配區(qū)、計算土方平均運距、確定最優(yōu)調配方案。 （一）土方調配區(qū)劃分、平均運距和土方施工單價的確定 （1）土方調配區(qū)的劃分：確定填挖區(qū)分界線，在挖填區(qū)適當劃出若干調配區(qū)，確定調配區(qū)的大小和位置。劃分調配區(qū)的注意點。 （2）平均運距的確定：平均運距即 挖填方區(qū)之間的重心距離. 多種機械 施工時，土方施工單價的確定:,一般從Ai到Bj的運距或單價為C ij,則土方調配量為X ij。則土方調配問題就化作為這樣一個數(shù)學模型，即要求求出一組X ij值，使 目標函數(shù) 為最小值， 且滿足:,根據(jù)約束條件 變量X有mn個 方程數(shù)m+n個 獨立方程數(shù)m+n-1個 變量個數(shù)（ mn ）多于獨立方程數(shù)（ m+n-1）方程組有無窮多組解，目的求最優(yōu)解。是“線性規(guī)劃”中的運輸問題，可用“表上作業(yè)法”求解。,1.3 施工準備與輔助工作,一、施工準備,(1) 在場地平整施工前，應利用原場地上已有各類控制點，或已有建筑物、構筑物的位置、標高，測設平場范圍線和標高。 (2) 對施工區(qū)域內障礙物要調查清楚，制訂方案，并征得主管部門意見和同意，拆除影響施工的建筑物、構筑物；拆除和改造通訊和電力設施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木。,(3) 盡可能利用自然地形和永久性排水設施，采用排水溝、截水溝或擋水壩措施，把施工區(qū)域內的雨雪自然水、低洼地區(qū)的積水及時排除，使場地保持干燥,便于土方工程施工。 (4) 對于大型平整場地，利用經緯儀、水準儀，將場地設計平面圖的方格網在地面上測設固定下來，各角點用木樁定位，并在樁上注明樁號、施工高度數(shù)值,以便施工。 (5) 修好臨時道路、電力、通訊及供水設施，以及生活和生產用臨時房屋。,二、土方邊坡與土壁支撐,土壁穩(wěn)定，主要是由土體內摩阻力和粘結力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有：土質條件、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間的長短、邊坡附近的各種荷載狀況、排水情況等。,1、土方邊坡,土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h與底寬b之比表示，即： 土方邊坡坡度= h/b=1/(b/h)=1m 式中：m=b/h稱為邊坡系數(shù)。,當?shù)刭|條件良好、土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定： 密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m； 硬塑、可塑的粉土及粉質粘土： 1.25m； 硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)：1.5m； 堅硬的粘土： 2m。 挖土深度超過上述規(guī)定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。,基坑(槽)或管溝挖好后，應及時進行基礎工程或地下結構工程施工。在施工過程中，應經常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。 當?shù)刭|條件良好，土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內且不加支撐的邊坡的最陡坡度應符合有關規(guī)定。,2、土壁支撐,土壁支撐形式應根據(jù)開挖深度和寬度、土質和地下水條件以及開挖方法、相鄰建筑物等情況進行選擇和設計。,橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用于寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。 根據(jù)擋土板放置方式不同，分為水平擋土板和垂直擋土板兩類，如圖所示。,(1) 橫撐式支撐,(2) 板樁式支撐 板樁式支撐特別適用于地下水位較高且土質為細顆粒、松散飽和土的支護，可防治流砂現(xiàn)象產生。,板樁支撐作用： 使地下水在土中的滲流路線延長，減小了動水壓力，從而可預防流砂的產生； 板樁支撐既擋土又防水，特別適于開挖較深、地下水位較高的大型基坑； 可以防止基坑附近建筑物基礎下沉。,鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。 平板樁防水和承受軸向壓力性能良好，易打入地下，但長軸方向抗彎強度較??； 波浪式板樁的防水和抗彎性能都較好，施工中多采用。,鋼板樁施工,為了保持基坑干燥，防止由于水浸泡發(fā)生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常采用的措施是明溝排水法和井點降水法。,三、降低地下水位,（1）明溝排水法,明溝排水法是一種設備簡單、應用普遍的人工降低水位的方法。,施工方法是，開挖基坑或溝槽過程中，遇到地下水或地表水時，在基礎范圍以外地下水流的上游，沿坑底的周圍開挖排水溝，設置集水井，使水經排水溝流入井內，然后用水泵抽出坑外。 明溝排水法適用于水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用于滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜于細砂土和粉砂土層，因為地下水滲出會帶走細粒而發(fā)生流砂現(xiàn)象。 流砂：當開挖深度大、地下水位較高而土質為細砂或粉砂時，如果采用集水井法降水開挖，當挖至地下水位以下時，坑底下面的土會形成流動狀態(tài)，隨地下水涌入基坑，這種現(xiàn)象稱為流砂。,當土層中產生局部流砂現(xiàn)象，應采取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩(wěn)定，不受水壓干擾。其方法有： 如條件許可，盡量安排枯水期施工，使最高地下水位不高于坑底0.5m； 水中挖土時，不抽水或減少抽水，保持坑內水壓與地下水壓基本平衡； 采用井點降水法、打板樁法、地下連續(xù)墻法防止流砂產生。,井點降水：基坑開挖前，在基坑四周預先埋設一定數(shù)量的濾水管(井)，在基坑開挖前和開挖過程中，利用抽水設備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基礎工程施工結束為止。 井點降水有兩類：一類為輕型井點(還包括電滲井點與噴射井點)；另一類為管井點(還包括深井泵)。 對不同的土質應采用不同的降水形式，下表為常用的降水形式。,（2）井點降水法,降水類型及適用條件,(1) 輕型井點,輕型井點(如圖所示)就是沿基坑周圍或一側以一定間距將井點管(下端為濾管)埋入蓄水層內，井點管上部與總管連接，利用抽水設備將地下水經濾管進入井管，經總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。 輕型井點法適用于土壤的滲透系數(shù)為0.150m/d的土層中；降低水位深度：一級輕型井點36m，二級井點可達69m。,井點降水圖,施工技術,輕型井點設備由管路系統(tǒng)和抽水設備組成。管路系統(tǒng)包括濾管、井點管、彎聯(lián)管及總管等。 濾管(如圖所示)為進水設備，其構造是否合理對抽水設備影響很大。,輕型井點的布置 當基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低深度不超過5m時，可用單排線狀井點布置在地下水流的上游一側，兩端延伸長度一般不小于溝槽寬度。,在考慮到抽水設備的水頭損失以后，井點降水深度一般不超過6m。井點管的埋設深度H(不包括濾管)按下式計算：,如寬度大于6m或土質不定，滲透系數(shù)較大時，宜用雙排井點，面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點；為便于挖土機械和運輸車輛出入基坑，可不封閉，布置為U形環(huán)狀井點。,當一級井點系統(tǒng)達不到降水深度時，可采用二級井點。,輕型井點的安裝 輕型井點的施工分為準備工作及井點系統(tǒng)安裝。 準備工作包括井點設備、動力、水泵及必要材料準備，排水溝的開挖，附近建筑物的標高監(jiān)測以及防止附近建筑沉降的措施等。 埋設井點系統(tǒng)的順序：根據(jù)降水方案放線、挖管溝、布設總管、沖孔、下井點管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯(lián)管連接井點管與總管、安裝抽水設備、試抽。 井點管的埋設一般用水沖法施工，分為沖孔和埋管兩個過程 。,輕型井點使用 輕型井點運行后，應保證連續(xù)不斷地抽水。 井點淤塞，一般可以通過聽管內水流聲響、手摸管壁感到有振動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查。 地下基礎工程(或構筑物)竣工并進行回填土后，停機拆除井點排水設備。,第四節(jié) 土方機械化施工,土方工程施工機械的種類繁多，有推土機、鏟運機、平土機、松土機、單斗挖土機及多斗挖土機和各種碾壓、夯實機械等。在建筑工程施工中，以推土機、鏟運機和挖掘機應用最廣，也具有代表性?，F(xiàn)將這幾種機械的性能、適用范圍及施工方法予以介紹。 一：推土機 1： 推土機是土方工程施工的主要機械之一，是在履帶式拖拉機上安裝推土板等工作裝置而成的機械。常用推土機的發(fā)動機功率有45、75、90、120（kW）等數(shù)種。推土板有索式和液壓操縱兩種。圖示是液壓操縱的推土機外形圖。液壓操縱推土板的推土機除了可以升降推土板外，還可調整推土板的角度，因此具有更大的靈活性。,施工技術,液壓操縱推土機外形圖,2：推土機操縱靈活、運轉方便、所需工作面較小、行駛速度快、,能爬30左右的緩坡，因此應用范圍較廣,3：推土機作業(yè)以切土和推運土為主，切土時應根據(jù)土質情況,盡量采用最大切土深度在最短距離(610m)內完成，以便縮短,低速行進的時間，然后直接推運到預定地點。,上下坡度不得,超過35，橫坡不得超過10。幾臺推土機同時作業(yè)時，前后距離應大于8m 。,4：推土機經濟運距在100m以內，效率最高的運距為60m。為提高生產率，可采用下述四種方法： （1）槽形推土。推土機多次在一條作業(yè)線上工作，使地面形成一條淺槽，以減少從鏟刀兩側散漏。這樣作業(yè)可增加推土量1030。槽深以1m左右為宜，槽間土埂寬約0.5m。在推出多條槽后，再將土埂推入槽內，然后運出。 （2）下坡推土。在斜坡上方順下坡方向工作。坡度不宜大于15，以免后退時爬坡困難，可與其他方法并用。 （3）并列推土。在大面積場地平整時，可采用多臺推土機并列作業(yè)。通常兩機并列推土可增大推土量1530，三機并列推土可增加3040。并列推土的運距宜為2060m,槽形推土,下坡推土法,并列推土,(4)多刀送土 運距較遠,土質較硬時,可多次將土集中,然后推送。堆積距離不宜大于30m，高度2m以內為宜。 2推土機生產率計算 小時生產率：Ph=3600q/TvKs （m3/h） 臺班生產率：Pd=8PhKB（m3/臺班）,二：鏟運機 鏟運機是一種能綜合完成全部土方施工工序(挖土、裝土、運土、卸土和平土)的機械。按行走方式分為自行式鏟運機和拖式鏟運機兩種。常用的鏟運機斗容量為2m3、5m3、6m3、7m3等數(shù)種，按鏟斗的操縱系統(tǒng)又可分為鋼絲繩操縱和液壓操縱兩種。,C36型自行式鏟運機外形圖,1：鏟運機操縱簡單，不受地形限制，能獨立工作，行駛速度快，生產效率高。,施工技術,施工技術,2：鏟運機適于開挖一類至三類土，常用于坡度20以內的大面積土方挖、填、平整、壓實，大型基坑開挖和堤壩填筑等。 適用于鏟運含水量不大于27%的松土和普通土 3：鏟運機運行路線和施工方法視工程大小、運距長短、土的性質和地形條件等而定。其運行路線可采用環(huán)形路線或8字路線。其中托式鏟運機的適用運距為80600m，當運距為200350m時效率最高。而自行式鏟運機的適用運距為8001500m。采用下坡鏟土、跨鏟法、推土機助鏟法等，可縮短裝土時間提高土斗裝土量，以充分發(fā)揮其效率。,(a)環(huán)形路線,(b)大環(huán)形路線,8字形路線,1鏟土；2卸土,（三）、作業(yè)方法 1、下坡鏟土法：適于斜坡地形大面積場地平整或推土回填溝渠用。 2、跨鏟法：較堅硬的土鏟土回填或場地平整。 3、交錯鏟土法：一般比較堅硬的土的場地平整。 （先寬后窄、分兩排路線鏟進） 4、助鏟法：地勢平坦、土質堅硬、寬度大、長度長的大型場地平整。（鏟土機+推土機） 5、雙聯(lián)鏟運法：較松軟的土、進行大面積場地平整及筑堤時采用。（多個鏟斗前后串聯(lián)）,鏟土機的生產率計算 小時生產率： 式中：Kc鏟斗裝土的充盈系數(shù)（一般砂土為0.75，其它土為0.851.3）； 鏟運機的臺班生產率：,三：挖掘機 挖掘機按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種。按傳動方式分為機械傳動和液壓傳動兩種。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、1.5m3、2.5m3等多種，工作裝置有正鏟、反鏟、抓鏟，機械傳動挖掘機還有拉鏟。使用較多的是正鏟與反鏟。挖掘機利用土斗直接挖土，因此也稱為單斗挖土機。 1：正鏟挖掘機。 正鏟挖掘機外形如圖示。挖土特點是：前進向上，強制切土。它適用于開挖停機面以上的土方，且需與汽車配合完成整個挖運工作。正鏟挖掘機挖掘力大，適于開挖含水量小于27的一類土至四類土和經爆破的巖石及凍土。 1）：正鏟挖掘機外形 正鏟的開挖方式根據(jù)開挖路線與汽車相對位置的不同分為：正向開挖、側向裝土以及正向開挖、后方裝土兩種，前者生產率較高。 正鏟的生產率主要決定于每斗的裝土量和每斗作業(yè)的循環(huán)延續(xù)時間。為了提高其生產率，除了工作面高度必須滿足裝滿土斗的要求之外，還要考慮開挖方式和與運土機械配合的問題，盡量減少回轉角度，縮短每個循環(huán)的延續(xù)時間。,2：反鏟挖掘機。 1）：反鏟適用于開挖一類至三類的砂土或粘土。挖土特點是：后退向下，強制切土。主要用于開挖停機面以下的土方，最大挖土深度46m，經濟合理的挖土深度為24m。反鏟也需配備運土汽車進行運輸，其外形如圖示。 2）：反鏟的開挖方式可以采用溝端開挖法，即反鏟停于溝端，后退挖土，向溝一側棄土或裝汽車運走，也可采用溝側開挖法，即反鏟停于溝側，沿溝邊開挖，它可將土棄于距溝較遠的地方，如裝車則回轉角度也小，但邊坡不易控制。 3：拉鏟挖掘機。 1）：適用于一類至三類的土，可開挖較大基坑(槽)和溝渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤壩等。挖土特點是：后退向下，自重切土，其挖土深度和挖土半徑都很大。拉鏟能開挖停機面以下的土方，其工作狀況如圖示。 2）： 拉鏟挖土時，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土時斗齒朝下，利用慣性，較濕的粘土也能卸凈。它的開挖方式也有溝端開挖和溝側開挖兩種。,正鏟挖掘機外形,(a)正向挖土、 反向卸土,(b)正向挖土、側向卸土,正鏟挖土機卸土方式,反鏟挖掘機外形,(a)溝端開挖,(b)溝側開挖,抓鏟挖掘機。 抓鏟適用于開挖較松軟的土。挖土特點是：直上直下，自重切土，挖土力較小。對施工面狹窄而深的基坑、深槽、深井采用抓鏟可取得理想效果。抓鏟還可用于挖取水中淤泥，裝卸碎石、礦碴等松散材料。抓鏟的傳動方式主要有機械傳動和液壓傳動兩種。 抓鏟挖土時，通常立于基坑一側進行，對較寬的基坑則在兩側或四側抓土。挖淤泥時抓斗易被淤泥“吸住”，應避免起吊用力過猛，以防翻車。,拉鏟工作狀況,抓鏟工作狀況,抓鏟挖土機,特點：直上直下、自重（土斗自重）切土； 適用范圍：窄而深的基坑；,（四）裝載機,適用條件同鏟運機，可代替。,（五）壓實機械 1、沖擊式壓實機械 蛙式打夯機、內燃打夯機,2、碾壓式壓實機械 自行式：光輪壓路機、輪胎壓路機 主要用于土方、礫石、碎石的回填壓實及瀝青混凝土路面的施工 牽引式：光面碾、羊足碾,3、振動壓實機械： 手扶平板式 主要用于小面積的地基夯實；振動壓路機主要用于工程量大的大型土方工程,施工技術,四：土方機械的選擇與合理配置 1：土方機械的選擇 土方機械的選擇，通常應根據(jù)工程特點和技術條件提出幾種可行方案，然后進行技術經濟分析比較，選擇效率高、綜合費用低的機械進行施工，一般選用土方施工單價最小的機械。在大型建設項目中，土方工程量很大，而當時現(xiàn)有的施工機械的類型及數(shù)量常常有一定的限制，此時必須將現(xiàn)有機械進行統(tǒng)籌分配，以使施工費用最小。一般可以用線性規(guī)劃的方法來確定土方施工機械的最優(yōu)分配方案。 2：前面敘述了主要的挖土機械的性能和適用范圍，現(xiàn)綜合介紹選擇土方施工機械的要點如下： 1）當?shù)匦纹鸱淮?、坡度?0以內、挖填平整土方的面積較大、土的含水量適當、平均運距短(一般在1km以內)時，采用鏟運機較為合適；如果土質堅硬或冬季凍土層厚度超過100150mm時，必須由其他機械輔助翻松再鏟運。當一般土的含水量大于25或粘土含水量超過30時，鏟運機要陷車，必須將水疏干后再施工。,2）地形起伏大的山區(qū)丘陵地帶，一般挖土高度在3m以上，運輸距離超過1000m，工程量較大且集中，一般可采用正(反)鏟挖掘機配合自卸汽車進行施工，并在棄土區(qū)配備推土機平整場地。當挖土層厚度在56m以上時，可在挖土段的較低處設置倒土漏斗，用推土機將土推入漏斗中，并用自卸汽車在漏斗下裝土并運走。漏斗上口尺寸為3.5m左右，由鋼框架支承，底部預先挖平以便裝車，漏斗左右及后側土壁應加以支護。也可以用挖掘機或推土機開挖土方并將土方集中堆放，再用裝載機把土裝到自卸汽車上運走。 3： 開挖基坑時，如土的含水量較小，可結合運距、挖掘深度，分別選用推土機、鏟運機或正鏟(或反鏟)挖掘機配以自卸汽車進行施工。當基坑深度在12m、基坑不太長時，可采用推土機；長度較大、深度在2m以內的線狀基坑，可用鏟運機；當基坑較大、工程量集中時，可選用正鏟挖掘機。如地下水位較高，又不采用降水措施，或土質松軟，可能造成機械陷車時，則采用反鏟、拉鏟或抓鏟挖掘機配以自卸汽車施工較為合適。移挖作填以及基坑和管溝的回填，運距在60100m以內時可用推土機。,五：土方機械與運土車輛的配合 1：當挖掘機挖出的土方需用運土車輛運走時，挖掘機的生產率不僅取決于本身的技術性能，而且還決定于所選的運輸機具是否與之協(xié)調。由于施工現(xiàn)場工作面限制、機械臺班費用等原因，一般應以挖土機械為主導機械，運輸車輛應根據(jù)挖土機械性能配套選用（經驗公式計算）。 2：為了使主導機械挖掘機充分發(fā)揮生產能力，應使運土車輛的載重量與挖掘機的斗容量保持一定的倍數(shù)關系，需有足夠數(shù)量的車輛以保證挖掘機連續(xù)工作。從挖掘機方面考慮，汽車的載重量越大越好，可以減少等車待裝時間，運土量大；從汽車方面考慮，載重量小，臺班費便宜，然而數(shù)量增加；載重量大，臺班費貴，但車輛數(shù)量小。一般情況下載重量宜為每斗土重的35倍（經驗公式計算）。,第五節(jié) 土方填筑與壓實 一、對土料的選擇及填筑要求 一般設計要求素土夯實，當無設計要求時，應滿足規(guī)范和施工工藝的要求：碎石類土、砂土和爆破石渣，可用作表層以下的填料，當填方土料為粘土時，填筑前應檢查其含水量是否在控制范圍內。含水量大的粘土不宜作為填土用。含有大量有機雜質的土，吸水后容易變形，承載能力降低；含水溶性硫酸鹽大于的土，在地下水的作用下，硫酸鹽會逐漸溶解消失，形成孔洞，影響土的密實度；這兩種土以及淤泥，凍土、膨脹土等均不應作為填土。填土應分層進行，并盡量采用同類土填筑。如采用不用土填筑時，應將透水性較大的土層置于透水層較小的土層之下，不能將各種土混雜在一起使用，以免填方內形成水囊。,碎石類土或爆破石渣作填料時，其最大粒徑不得超過每層鋪土厚度的2/3，使用振動碾時，不得超過每層鋪土厚度的3/4，鋪填時，大塊料不應集中，且不得填在分段接頭或填方與山坡連接處。 對基底的處理：填方基底處理，應符合設計要求。當設計無要求時，應符合下列應滿足規(guī)范和施工工藝要求的規(guī)定。 填方前，應根據(jù)工程特點、填料種類、設計壓實系數(shù)，施工條件等合理選擇壓實機具，并確定填料含水量控制范圍、鋪土厚度和壓實遍數(shù)等參數(shù)。對于重要的填方工程或采用新型壓實機具時，上述參數(shù)應通過填土壓實試驗確定。 填土施工應接近水平狀態(tài)，并分層填土、壓實和測定壓實后土的干密度，檢驗其壓實系數(shù)和壓實范圍符合設計要求后，才能填筑上層。 在施工現(xiàn)場，土方回填，一般采用分層回填，機械為蛙式打夯機，鋪土厚度控制在250以內。分段填筑時，每層接縫處應做成斜坡形，碾跡重疊0.51.0。上下層錯縫距離不應小于。,二：填土的壓實方法 1：填土壓實方法有碾壓、夯實和振動三種(圖145)。 1）：填土壓實方法(a)碾壓 b)夯實 c)振動 a)碾壓法。 (1) 碾壓法是由沿著表面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實土壤。一切拖動和自動的碾壓機具，如平滾碾、羊足碾和氣胎碾等的工作都屬于同一原理。 (2)碾壓法主要用于大面積的填土，如場地平整、路基、堤壩等工程。平滾碾適用于碾壓粘性和非粘性土壤；羊足碾只能用來壓實粘性土壤；氣胎碾對土壤壓力較為均勻，故其填土質量較好。 (3)按碾輪重量，平滾碾又分為輕型(重5t以下)、中型(重8t以下)和重型(重10t)三種。輕型滾碾壓實土層的厚度不大，但土層上部變得較密實，當用輕型滾碾初碾后，再用重型滾碾碾壓，就會取得較好的效果。如直接用重型滾碾碾壓松土，則由于強烈的起伏現(xiàn)象，其碾壓效果較差。 (4) 用碾壓法壓實壤土時，鋪土應均勻一致，碾壓遍數(shù)要一樣，碾壓方向應從填土區(qū)的兩邊逐漸壓向中心，每次碾壓應有1520cm的重疊。,b) 夯實法。 (1) 夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，主要用于小面積的回填土。夯實機具的類型較多，有木夯、石硪、蛙式打夯機、火力夯以及利用挖土機或起重機裝上夯板后的夯土機等。其中蛙式打夯機輕巧靈活，構造簡單，在小型土方工程中應用最廣。 (2) 夯實法的優(yōu)點是，可以夯實較厚的土層，如重錘夯的夯實厚度可達11.5m，強力夯可對深層土壤夯實。但對木夯、石硪或蛙式打夯機等機具，其夯實厚度則較小，一般均在20cm以內。 c) 振動法。 (1) 振動法是將重錘放在土層的表面或內部，借助于振動設備使重錘振動，土壤顆粒即發(fā)生相對位移達到緊密狀態(tài)。此法用于振實非粘性土壤效果較好。 (2) 近年來，又將碾壓和振動法結合起來而設計和制造了振動平碾、振動凸塊碾等新型壓實機械。振動平碾適用于填料為爆破碎石渣、碎石類土、雜填土或輕亞粘土的大型填方；振動凸塊碾則適用于亞粘土或粘土的大型填方。當壓實爆破石渣或碎石類土時，可選用重815t的振動平碾，鋪土厚度為0.61.5m，先靜壓、后碾壓，碾壓遍數(shù)由現(xiàn)場試驗確定，一般為68遍。,三：影響填方壓實效果的主要因素 影響土壤壓實效果的因素主要有：含水量、壓實功、每層鋪土厚度。 1.含水量 土中含水量對壓實效果的影響比較顯著?；靥钔梁窟^大、過小都難以夯壓密實。為此，要求回填土應有最佳的含水量，也就是當土壤在這種含水量的條件下壓實時，能獲得最大的密實度，水起潤滑作用，土顆粒之間的摩阻力減少，從而易壓實，而且所需的夯擊能最小。所以，當回填土過濕時，應先曬干或摻入干土及其他吸水材料；過干時，則應灑水進行濕潤，盡可能使土壤保持在最佳含水量的范圍內。 土的最佳含水量時的最大干密度， 可由擊實試驗取得，也可查經驗表 確定。,土的干密度與含水量關系,各種土的最佳含水量和最大干密度見表113。,2.壓實功的影響 壓實功（指壓實工具的重量、碾壓遍數(shù)或錘落高度、作用時間等）對壓實效果的影響。 土的密實度與壓實機械上所施加的功有一定的關系。（未達到壓實度之前，成正比，接近時，密度變化不大） 在實際施工中，對于砂土只需碾壓23遍，對亞砂土只需34遍，對亞粘土或粘土只需56遍。使用時如采用“先輕后重”效果更佳。,土的密度與壓實功的關系,3.每層鋪土厚度 鋪土過厚，下部土體所受壓實作用力小于土體本身的粘結力和摩擦力，土顆粒不能相互移動，無論壓實多少遍，填方也不能被壓實；鋪土過薄，則下層土體壓實次數(shù)過多，而受剪切破壞，所以規(guī)定了一定的鋪土厚度。最優(yōu)的鋪土厚度應能使填方壓實而機械的功耗費最小。,3鋪土厚度的影響 土在壓實功的作用下，其應力隨深度增加而逐漸減小，其影響深度與壓實機械、土的性質和含水量等有關。,壓實作用沿深度的變化,對于重要填方工程，其達到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度和最優(yōu)含水量等應根據(jù)土質和壓實機械在施工現(xiàn)場的壓實試驗決定。,房屋定位：在基礎施工之前根據(jù)建筑總平面圖設計要求，將擬建房屋的平面位置和零點標高在地面上固定下來。 定位一般用經緯儀、水準儀和鋼尺等測量儀器，根據(jù)主軸線控制點，將外墻軸線的四個交點用木樁測設在地面上。 房屋外墻軸線測定后，根據(jù)建筑平面圖將內部縱橫的所有軸線都一一測出，并用木樁及樁頂面小釘標識出來。,1.6 基坑(槽)施工,一、放線,龍門板 “龍門板”是早期小型建筑放線的一種裝置，是由兩根木樁上部橫釘一塊不太寬木板，呈門形。高度距地面500600mm左右，作用是標記外墻軸線的。 具體操作是這樣的：在建筑物基槽開挖前，為了標記墻的軸線位置，在墻軸線的兩端不影響基槽開挖的位置上分別設立龍門板，在龍門板上釘鐵釘以標記墻的軸線位置，兩個鐵釘間的連線便是這道墻的軸線。如此將建筑物四面外墻的軸線都標記好。這樣，當基槽挖好后可用龍門板上兩鐵釘間的連線確定墻基礎的軸線；基礎做完后也可用同樣的方法確定墻身的軸線。,房屋定位后，根據(jù)基礎的寬度、土質情況、基礎埋置深度及施工方法，計算確定基槽(坑)上口開挖寬度，拉通線后用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線。,放線:,二、基槽(坑)土方開挖,基槽(坑)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機開挖兩種形式。 開挖基槽(坑)應按規(guī)定的尺寸，合理安排開挖順序和分層進行，且連續(xù)施工。 土方開挖的順序、方法必須與設計工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。,（1）基槽(坑)開挖深度控制,當基槽(坑)挖到離坑底0.5m左右時，根據(jù)龍門板上標高及時用水準儀抄平，在土壁上打上水平樁，作為控制開挖深度的依據(jù)。,（2） 基槽(坑)開挖中注意事項,在開挖基槽