機(jī)械能守恒定律典型分類例題

1、一、單個(gè)物體的機(jī)械能守恒判斷一個(gè)物體的機(jī)械能是否守恒有兩種方法：（1）物體在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒。（2）物體在運(yùn)動(dòng)過程中不受媒質(zhì)阻力和摩擦阻力，物體的機(jī)械能守恒。所涉及到的題型有四類：（1）阻力不計(jì)的拋體類。（2）固定的光滑斜面類。（3）固定的光滑圓弧類。（4）懸點(diǎn)固定的擺動(dòng)類。（1）阻力不計(jì)的拋體類包括豎直上拋；豎直下拋；斜上拋；斜下拋；平拋，只要物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受的空氣阻力不計(jì)。那么物體在運(yùn)動(dòng)過程中就只受重力作用，也只有重力做功，通過重力做功，實(shí)現(xiàn)重力勢能與機(jī)械能之間的等量轉(zhuǎn)換，因此物體的機(jī)械能守恒。（2）固定的光滑斜面類在固定光滑斜面上運(yùn)動(dòng)的物體，同時(shí)受到重力和支持

2、力的作用，由于支持力和物體運(yùn)動(dòng)的方向始終垂直，對運(yùn)動(dòng)物體不做功，因此，只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒。（3）固定的光滑圓弧類在固定的光滑圓弧上運(yùn)動(dòng)的物體，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始終沿圓弧的法線方向而和物體運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直，對運(yùn)動(dòng)物體不做功，故只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒。（4）懸點(diǎn)固定的擺動(dòng)類和固定的光滑圓弧類一樣，小球在繞固定的懸點(diǎn)擺動(dòng)時(shí)，受到重力和拉力的作用。由于懸線的拉力自始至終都沿法線方向，和物體運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直而對運(yùn)動(dòng)物體不做功。因此只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒。作題方法：一般選取物體運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)作為重力勢能的零勢參考點(diǎn)，把物體運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的機(jī)械能和物體運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)

3、的機(jī)械能分別寫出來，并使之相等。注意點(diǎn)：在固定的光滑圓弧類和懸點(diǎn)定的擺動(dòng)類兩種題目中，常和向心力的公式結(jié)合使用。這在計(jì)算中是要特別注意的。習(xí)題：1、三個(gè)質(zhì)量相同的小球懸掛在三根長度不等的細(xì)線上，分別把懸線拉至水平位置后輕輕釋放小球，已知線長LaLbLc，則懸線擺至豎直位置時(shí)，細(xì)線中張力大小的關(guān)系是（ ）A TcTbTa B TaTbTc C TbTcTa D Ta=Tb=Tc4、一質(zhì)量m = 2千克的小球從光滑斜面上高h(yuǎn) = 3.5米高處由靜止滑下斜面底端緊接著一個(gè)半徑R = 1米的光滑圓環(huán)（如圖）求：（1）小球滑至圓環(huán)頂點(diǎn)時(shí)對環(huán)的壓力；（2）小球至少要從多高處靜止滑下才能越過圓環(huán)最高點(diǎn)；（3

4、）小球從h0 = 2米處靜止滑下時(shí)將在何處脫離圓環(huán)（g =9.8米/秒2）。二、系統(tǒng)的機(jī)械能守恒由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體所構(gòu)成的系統(tǒng)，其機(jī)械能是否守恒，要看兩個(gè)方面系統(tǒng)以外的力是否對系統(tǒng)對做功，系統(tǒng)以外的力對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能就增加，做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能就減少。不做功，系統(tǒng)的機(jī)械能就不變。（2）系統(tǒng)間的相互作用力做功，不能使其它形式的能參與和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)內(nèi)物體的重力所做的功不會(huì)改變系統(tǒng)的機(jī)械能系統(tǒng)間的相互作用力分為三類：剛體產(chǎn)生的彈力：比如輕繩的彈力，斜面的彈力，輕桿產(chǎn)生的彈力等彈簧產(chǎn)生的彈力：系統(tǒng)中包括有彈簧，彈簧的彈力在整個(gè)過程中做功，彈性勢能參與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。其它力做功：比如炸

5、藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力，摩擦力對系統(tǒng)對功等。在前兩種情況中，輕繩的拉力，斜面的彈力，輕桿產(chǎn)生的彈力做功，使機(jī)械能在相互作用的兩物體間進(jìn)行等量的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)的機(jī)械能還是守恒的。雖然彈簧的彈力也做功，但包括彈性勢能在內(nèi)的機(jī)械能也守恒。但在第三種情況下，由于其它形式的能參與了機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)的機(jī)械能就不再守恒了。歸納起來，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒問題有以下四個(gè)題型：（1）輕繩連體類（2）輕桿連體類（3）在水平面上可以自由移動(dòng)的光滑圓弧類。（4）懸點(diǎn)在水平面上可以自由移動(dòng)的擺動(dòng)類。（1）輕繩連體類這一類題目，系統(tǒng)除重力以外的其它力對系統(tǒng)不做功，系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力是輕繩的拉力，而拉力只是使系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)械能在相互作

6、用的兩個(gè)物體之間進(jìn)行等量的轉(zhuǎn)換，并沒有其它形式的能參與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。例：如圖，光滑斜面的傾角為，豎直的光滑細(xì)桿到定滑輪的距離為a，斜面上的物體M和穿過細(xì)桿的m通過跨過定滑輪的輕繩相連，開始保持兩物體靜止，連接m的輕繩處于水平狀態(tài)，放手后兩物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，求m下降b時(shí)兩物體的速度大??？（2）輕桿連體類這一類題目，系統(tǒng)除重力以外的其它力對系統(tǒng)不做功，物體的重力做功不會(huì)改變系統(tǒng)的機(jī)械能，系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力是輕桿的彈力，而彈力只是使系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)械能在相互作用的兩個(gè)物體之間進(jìn)行等量的轉(zhuǎn)換，并沒有其它形式的能參與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。例：如圖，質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球

7、固定在輕桿的端，輕桿可繞水平轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩小球到軸的距離分別為L、2L，開始桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，放手后兩球開始運(yùn)動(dòng)，求桿轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直狀態(tài)時(shí)，兩球的速度大?。?）在水平面上可以自由移動(dòng)的光滑圓弧類。 光滑的圓弧放在光滑的水平面上，不受任何水平外力的作用，物體在光滑的圓弧上滑動(dòng)，這一類的題目，也符合系統(tǒng)機(jī)械能守恒的外部條件和內(nèi)部條件，下面用具體的例子來說明例：四分之一圓弧軌道的半徑為R，質(zhì)量為M，放在光滑的水平地面上，一質(zhì)量為m的球（不計(jì)體積）從光滑圓弧軌道的頂端從靜止滑下，求小球滑離軌道時(shí)兩者的速度？（4）懸點(diǎn)在水平面上可以自由移動(dòng)的擺動(dòng)類。懸掛小球的細(xì)繩系在一個(gè)不受任何水平外力的物

8、體上，當(dāng)小球擺動(dòng)時(shí)，物體能在水平面內(nèi)自由移動(dòng)，這一類的題目和在水平面內(nèi)自由移動(dòng)的光滑圓弧類形異而質(zhì)同，同樣符合系統(tǒng)機(jī)械能守恒的外部條件和內(nèi)部條件，下面用具體的例子來說明例：質(zhì)量為M的小車放在光滑的天軌上，長為L的輕繩一端系在小車上另一端拴一質(zhì)量為m的金屬球，將小球拉開至輕繩處于水平狀態(tài)由靜止釋放。求（1）小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)兩者的速度？（2）此時(shí)小球受細(xì)繩的拉力是多少？習(xí)題 1.如圖5315所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩小球從一光滑直角斜面的頂端同時(shí)由靜止釋放，甲小球沿斜面下滑經(jīng)過a點(diǎn)，乙小球豎直下落經(jīng)過b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)在同一水平面上，不計(jì)空氣阻力，下列說法中正確的是()A甲小球在a點(diǎn)的速率等于乙小球

9、在b點(diǎn)的速率B甲小球到達(dá)a點(diǎn)的時(shí)間等于乙小球到達(dá)b點(diǎn)的時(shí)間C甲小球在a點(diǎn)的機(jī)械能等于乙小球在b點(diǎn)的機(jī)械能(相對同一個(gè)零勢能參考面)D甲小球在a點(diǎn)時(shí)重力的功率等于乙小球在b點(diǎn)時(shí)重力的功率2 一根質(zhì)量為M的鏈條一半放在光滑的水平桌面上，另一半掛在桌邊，如圖5316(a)所示將鏈條由靜止釋放，鏈條剛離開桌面時(shí)的速度為v1.若在鏈條兩端各系一個(gè)質(zhì)量均為m的小球，把鏈條一半和一個(gè)小球放在光滑的水平桌面上，另一半和另一個(gè)小球掛在桌邊，如圖5316(b)所示再次將鏈條由靜止釋放，鏈條剛離開桌面時(shí)的速度為v2，下列判斷中正確的是()A若M2m，則v1v2 B若M2m，則v1v2C若M2m，則v1v2 D不論M

10、和m大小關(guān)系如何，均有v1v2 5. 如圖5319所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)斜面軌道的傾角為37，木箱與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25.設(shè)計(jì)要求：木箱在軌道頂端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量m2 kg的貨物裝入木箱，木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置立刻將貨物御下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，接著再重復(fù)上述過程若g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)離開彈簧后，木箱沿軌道上滑的過程中的加速度大?。?(2)滿足設(shè)計(jì)要求的木箱質(zhì)量如圖5320所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時(shí)，軌道所受壓力為鐵

11、塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機(jī)械能為() A.eq f(1,8)mgR B.eq f(1,4)mgR C.eq f(1,2)mgR D.eq f(3,4)mgR2. 如圖5321所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是()物體的重力勢能減少，動(dòng)能增加B斜面的機(jī)械能不變 C斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功D物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 4.如圖5323所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b.a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊從靜止開始釋放b

12、后，a可能達(dá)到的最大高度為()Ah B1.5h C2h D5. 如圖5324所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平面上有一質(zhì)量為3 kg的物體被一個(gè)勁度系數(shù)為120 N/m的壓縮輕質(zhì)彈簧突然彈開，物體離開彈簧后在水平面上繼續(xù)滑行了1.3 m才停下來，下列說法正確的是(g取10 m/s2)()A物體開始運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧的彈性勢能Ep7.8 J B物體的最大動(dòng)能為7.8 JC當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)物體的速度最大 D當(dāng)物體速度最大時(shí)彈簧的壓縮量為x0.05 m8.如圖5327所示，小球從A點(diǎn)以初速度v0沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)B后返回A，C為AB的中點(diǎn)下列說法中正確的是()A小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為

13、零，合外力做功為零B小球從A到C過程與從C到B過程，減少的動(dòng)能相等C小球從A到B過程與從B到A過程，損失的機(jī)械能相等10. 如圖5329所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個(gè)光滑小球，現(xiàn)給小球一個(gè)沖擊使其在瞬間得到一個(gè)水平初速度v0，若v0大小不同，則小球能夠上升到的最大高度(距離底部)也不同下列說法中正確的是()A如果v0eq r(gR)，則小球能夠上升的最大高度為eq f(R,2) B如果v0eq r(2gR)，則小球能夠上升的最大高度為eq f(R,2)C如果v0eq r(3gR)，則小球能夠上升的最大高度為eq f(3R,2) D如果v0eq r(5gR)，則小球能夠上升的最

14、大高度為2R 11如圖5330所示，AB為半徑R0.8 m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑對接小車質(zhì)量M3 kg，車長L2.06 m，車上表面距地面的高度h0.2 m現(xiàn)有一質(zhì)量m1 kg的滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，當(dāng)車運(yùn)行了1.5 s時(shí)，車被地面裝置鎖定(g10 m/s2)試求：(1)滑塊到達(dá)B端時(shí)，軌道對它支持力的大小； (2)車被鎖定時(shí)，車右端距軌道B端的距離；(3)從車開始運(yùn)動(dòng)到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小；(4)滑塊落地點(diǎn)離車左端的水平距離2如圖7711所示，質(zhì)量為2m和m可看做

15、質(zhì)點(diǎn)的小球A、B，用不計(jì)質(zhì)量的不可伸長的細(xì)線相連，跨在固定的半徑為R的光滑圓柱兩側(cè)，開始時(shí)A球和B球與圓柱軸心等高，然后釋放A、B兩球，則B球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速率是多少? 9如圖所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)OB與地面相垂直，放手后開始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說法正確的是 （ ）2mAB2mABmOBA球機(jī)械能減少量等于B球機(jī)械能增加量。CB球向左擺動(dòng)所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度。D當(dāng)支架從左向右往回?cái)[動(dòng)時(shí)，A球一定能回到起始高度14如

16、圖所示，一勁度系數(shù)為k=800N/m的輕彈簧兩端各焊接著兩個(gè)質(zhì)量均為m=12kg的物體A、B。開始時(shí)物體A、B和輕彈簧豎立靜止在水平地面上，現(xiàn)要在上面物體A上加一豎直向上的力F，使物體A開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.4s物體B剛要離開地面，設(shè)整個(gè)過程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g=10m/s2 ，求：此過程中外力F所做的功。BBFA附錄資料：不需要的可以自行刪除地下連續(xù)墻施工工藝標(biāo)準(zhǔn)1、范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑地下連續(xù)墻基坑工程。地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機(jī)械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法灌筑水下混凝土筑成一個(gè)

17、單元槽段，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點(diǎn)是：施工振動(dòng)小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護(hù)及進(jìn)行逆作法施工，可用于各種地質(zhì)條件下，包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎(chǔ)、逆作法施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，工業(yè)建筑的深池、坑；豎井等。2、施工準(zhǔn)備2.1材料要求2.1.1水泥用32.5號或42.5號普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，要求新鮮無結(jié)塊。2.1.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量小于5%。2.1.3石子宜采用卵石，

18、如使用碎石，應(yīng)適當(dāng)增加水泥用量及砂率，以保證坍落度及和易性的要求。其最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的16和鋼筋最小間距的14，且不大于40mm。含泥量小于2%。2.1.4外加劑可根據(jù)需要摻加減水劑、緩凝劑等外加劑，摻入量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。2.1.5鋼筋按設(shè)計(jì)要求選用，應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)報(bào)告單，并應(yīng)取試樣作機(jī)械性能試驗(yàn)，合格后方可使用。2.1.6泥漿材料泥漿系由土料、水和摻合物組成。拌制泥漿使用膨潤土，細(xì)度應(yīng)為200250目，膨潤率510倍，使用前應(yīng)取樣進(jìn)行泥漿配合比試驗(yàn)。如采取粘土制漿時(shí)，應(yīng)進(jìn)行物理、化學(xué)分析和礦物鑒定，其粘粒含量應(yīng)大于50%，塑性指數(shù)大于20，含砂量小于5%，二氧化硅與三氧化鋁

19、含量的比值宜為34。摻合物有分散劑、增粘劑(CMC)等。外加劑的選擇和配方需經(jīng)試驗(yàn)確定，制備泥漿用水應(yīng)不含雜質(zhì)，pH值為79。2.2主要機(jī)具設(shè)備2.2.1成槽設(shè)備有多頭鉆成槽機(jī)、抓斗式成槽機(jī)、沖擊鉆、砂泵或空氣吸泥機(jī)(包括空壓機(jī))、軌道轉(zhuǎn)盤等2.2.2混凝土澆灌機(jī)具有混凝土攪拌機(jī)、澆灌架(包括儲料斗、吊車或卷揚(yáng)機(jī))、金屬導(dǎo)管和運(yùn)輸設(shè)備等。2.2.3制漿機(jī)具有泥漿攪拌機(jī)、泥漿泵、空壓機(jī)、水泵、軟軸攪拌器、旋流器、振動(dòng)篩、泥漿比重秤、漏斗粘度計(jì)、秒表、量筒或量杯、失水量儀、靜切力計(jì)、含砂量測定器、pH試紙等。2.2.4槽段接頭設(shè)備有金屬接頭管、履帶或輪胎式起重機(jī)、頂升架(包括支承架、大行程千斤頂和

20、油泵等)或振動(dòng)拔管機(jī)等。2.2.5其他機(jī)具設(shè)備有鋼筋對焊機(jī)，彎曲機(jī)，切斷機(jī)，交、直流電焊機(jī)，大、小平鍬，各種扳手等。2.3作業(yè)條件、2.3.1在工程范圍內(nèi)鉆探，查明地質(zhì)、地層、土質(zhì)以及水文情況，為選擇挖槽機(jī)具、泥漿循環(huán)工藝、槽段長度等提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù).。同時(shí)進(jìn)行鉆探，摸清地下連續(xù)墻部位的地下障礙物情況。2.3.2按設(shè)計(jì)地面標(biāo)高進(jìn)行場地平整，拆遷施工區(qū)域內(nèi)的房屋、通訊、電力設(shè)施以及上下水管道等障礙物，挖除工程部位地面以下m內(nèi)的地下障礙物。施工場地周圍設(shè)置排水系統(tǒng)。2.3.3根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)情況及施工條件制定施工方案，選定并準(zhǔn)備機(jī)具設(shè)備，進(jìn)行施工部署、平面規(guī)劃、勞動(dòng)配備及劃分槽段；確定泥漿配合

21、比、配制及處理方法，編制材料、施工機(jī)具需用量計(jì)劃及技術(shù)培訓(xùn)計(jì)劃，提出保證質(zhì)量、安全及節(jié)約等的技術(shù)措施。2.3.4按平面及工藝要求設(shè)置臨時(shí)設(shè)施，修筑道路，在施工區(qū)域設(shè)置導(dǎo)墻；安裝挖槽、泥漿制配、處理、鋼筋加工機(jī)具設(shè)備；安裝水電線路；進(jìn)行試通水、通電、試運(yùn)轉(zhuǎn)、試挖槽、混凝土試澆灌。3、操作工藝3.1工藝流程(圖3.1)圖3.1多頭鉆施工及泥漿循環(huán)工藝3.2導(dǎo)墻設(shè)置3.2.1在槽段開挖前，沿連續(xù)墻縱向軸線位置構(gòu)筑導(dǎo)墻，采用現(xiàn)澆混凝土或鋼筋混凝土澆3.2.2導(dǎo)墻深度一般為12m，其頂面略高于地面50100mm，以防止地表水流入導(dǎo)溝。導(dǎo)墻的厚度一般為100200mm，內(nèi)墻面應(yīng)垂直，內(nèi)壁凈距應(yīng)為連續(xù)墻設(shè)計(jì)

22、厚度加施工余量(一般為4060mm)。墻面與縱軸線距離的允許偏差為10mm，內(nèi)外導(dǎo)墻間距允許偏蓋5mm，導(dǎo)墻頂面應(yīng)保持水平。3.2.3導(dǎo)墻宜筑于密實(shí)的粘性土地基上。墻背宜以土壁代模，以防止槽外地表水滲入槽內(nèi)。如果墻背側(cè)需回填土?xí)r，應(yīng)用粘性土分層夯實(shí)，以免漏漿。每個(gè)槽段內(nèi)的導(dǎo)墻應(yīng)設(shè)一溢漿孔。3.2.4導(dǎo)墻頂面應(yīng)高出地下水位1m以上，以保證槽內(nèi)泥漿液面高于地下水位0.5m以上，且不低于導(dǎo)墻頂面0.3m。3.2.5導(dǎo)墻混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到70%以上方可拆模。拆模后，應(yīng)立即將導(dǎo)墻間加木支撐至槽段開挖拆除。嚴(yán)禁重型機(jī)械通過、停置或作業(yè)，以防導(dǎo)墻開裂或變形。3.3泥漿制備和使用3.3.1泥漿的性能和技術(shù)指標(biāo)，

23、應(yīng)根據(jù)成槽方法和地質(zhì)情況而定，一般可按表3.3.1采用。泥漿性能指標(biāo)表3.3.1項(xiàng)目性能指標(biāo)檢查方法一般地層軟弱土層密度粘度膠體率穩(wěn)定性失水量pH值泥皮厚度靜切力(1min)含砂量1.041.25kgL1822s95%0.05gcm330mL30min101.53.0mm30min1020mgcm298%0.02gcm320mL30min891.01.5mm30min2050mgcm24%泥漿密度秤500700mL漏斗法100mL量杯法500mL量筒或穩(wěn)定計(jì)失水量儀pH試紙失水量儀靜切力計(jì)含砂量測定器注：1.密度：表中上限為新制泥漿，下限為循環(huán)泥漿。一般采用膨潤土泥漿時(shí)，新漿密度控制在1.04

24、1.05；循環(huán)程中的泥漿控制在1.251.30；對于松散易坍地層，密度可適當(dāng)加大。澆灌混凝土前槽內(nèi)泥漿控制在1.151.25，視土質(zhì)情況而定；2.成槽時(shí)，泥漿主要起護(hù)壁作用，在一般情況下可只考慮密度、粘度、膠體率三項(xiàng)指標(biāo)；3.當(dāng)存在易塌方土層(如砂層或地下水位下的粉砂層等)或采用產(chǎn)生沖擊、沖刷的掘削機(jī)械時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮，泥漿粘度，宜用2530s。3.3.2在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)檢查和控制泥漿的性能，定時(shí)對泥漿性能進(jìn)行測試，隨時(shí)調(diào)泥漿配合比，做好泥漿質(zhì)量檢測記錄。一般作法是：在新漿拌制后靜止24h，測一次全項(xiàng)(含砂量除外)；在成槽過程中，一般每進(jìn)尺15m或每4h測定一次泥漿密度和粘度。在槽結(jié)束前測一次

25、密度、粘度；澆灌混凝土前測一次密度。兩次取樣位置均應(yīng)在槽底以上200mm處。失水量和pH值，應(yīng)在每槽孔的中部和底部各測一次。含砂量可根據(jù)實(shí)際情況測定。穩(wěn)定性和膠體率一般在循環(huán)泥漿中不測定。3.3.3泥漿必須經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，常用方法有：低速臥式攪拌機(jī)攪拌；螺旋槳式攪拌機(jī)攪拌；壓縮空氣攪拌；離心泵重復(fù)循環(huán)。泥漿攪拌后應(yīng)在儲漿池內(nèi)靜置24h以上，或加分散劑膨潤土或粘土充分水化后方可使用。3.3.4通過溝槽循環(huán)或混凝土換置排出的泥漿，如重復(fù)使用，必須進(jìn)行凈化再生處理。一般采用重力沉降處理，它是利用泥漿和土渣的密度差，使土渣沉淀，沉淀后的泥漿進(jìn)入貯漿池，貯漿池的容積一般為一個(gè)單元槽段挖掘量及泥漿槽總體積的

26、2倍以上。沉淀池和貯漿池設(shè)在地上或地下均可，但要視現(xiàn)場條件和工藝要求合理配置。如采用原土造漿循環(huán)時(shí)，應(yīng)將高壓水通過導(dǎo)管從鉆頭孔射出，不得將水直接注入槽孔中。3.3.5在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層施工時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高泥漿粘度和增加儲備量，并備堵漏材料。如發(fā)生泥漿滲漏，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿和堵漏，使槽內(nèi)泥漿保持正常。3.4槽段開挖3.4.1挖槽施工前應(yīng)預(yù)先將連續(xù)墻劃分為若干個(gè)單元槽段，其長度一般為47m。每個(gè)單元槽段由若干個(gè)開挖段組成。在導(dǎo)墻頂面劃好槽段的控制標(biāo)記，如有封閉槽段時(shí)，必須采用兩段式成槽，以免導(dǎo)致最后一個(gè)槽段無法鉆進(jìn)。3.4.2成槽前對鉆機(jī)進(jìn)行一次全面檢查，各部件必須連接可靠，特別是鉆頭連接螺栓不得有

27、松脫現(xiàn)象。3.4.3為保證機(jī)械運(yùn)行和工作平穩(wěn)，軌道鋪設(shè)應(yīng)牢固可靠，道碴應(yīng)鋪填密實(shí)。軌道寬度允許誤差為5mm，軌道標(biāo)高允許誤差10mm。連續(xù)墻鉆機(jī)就位后應(yīng)使機(jī)架平穩(wěn)，并使懸掛中心點(diǎn)和槽段中心一致。鉆機(jī)調(diào)好后，應(yīng)用夾軌器固定牢靠。3.4.4挖槽過程中，應(yīng)保持槽內(nèi)始終充滿泥漿，以保持槽壁穩(wěn)定。成槽時(shí)，依排渣和泥漿循環(huán)方式分為正循環(huán)和反循環(huán)。當(dāng)采用砂泵排渣時(shí)，依砂泵是否潛入泥漿中，又分為泵舉式和泵吸式。一般采用泵舉式反循環(huán)方式排渣，操作簡便，排泥效率高，但開始鉆進(jìn)須先用正循環(huán)方式，待潛水砂泵電機(jī)潛入泥漿中后，再改用反循環(huán)排泥。3.4.5當(dāng)遇到堅(jiān)硬地層或遇到局部巖層無法鉆進(jìn)時(shí)，可輔以采用沖擊鉆將其破碎，

28、用空氣吸泥機(jī)或砂泵將土渣吸出地面。3.4.6成槽時(shí)要隨時(shí)掌握槽孔的垂直精度，應(yīng)利用鉆機(jī)的測斜裝置經(jīng)常觀測偏斜情況，不斷調(diào)整鉆機(jī)操作，并利用糾偏裝置來調(diào)整下鉆偏斜。3.4.7挖槽時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀測，如槽壁發(fā)生較嚴(yán)重的局部坍落時(shí)，應(yīng)及時(shí)回填并妥善處理。槽段開挖結(jié)束后，應(yīng)檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度等項(xiàng)目，合格后方可進(jìn)行清槽換漿。在挖槽過程中應(yīng)作好施工記錄。3.5清槽3.5.1當(dāng)挖槽達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，僅使鉆頭空轉(zhuǎn)而不進(jìn)尺，將槽底殘留的土打成小顆粒，然后開啟砂泵，利用反循環(huán)抽漿，持續(xù)吸渣1015min，將槽底鉆渣清除干凈。也可用空氣吸泥機(jī)進(jìn)行清槽。3.5.2當(dāng)采用正循環(huán)清槽時(shí)，將鉆頭提高槽底1

29、00200mm，空轉(zhuǎn)并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入泥漿，把槽孔內(nèi)的浮渣置換出來。3.5.3對采用原土造漿的槽孔，成槽后可使鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，同時(shí)射水，待排出泥漿密度降到1.1左右，即認(rèn)為清槽合格。但當(dāng)清槽后至澆灌混凝土間隔時(shí)間較長時(shí)，為防止泥漿沉淀和保證槽壁穩(wěn)定，應(yīng)用符合要求的新泥漿將槽孔的泥漿全部置換出來。3.5.4清理槽底和置換泥漿結(jié)束1h后，槽底沉渣厚度不得大于200mm；澆混凝土前槽底沉渣厚度不得大于300mm，槽內(nèi)泥漿密度為1.11.25、粘度為1822s、含砂量應(yīng)小于8%。3.6鋼筋籠制作及安放3.6.1鋼筋籠的加工制作，要求主筋凈保護(hù)層為7080mm。為防止在插入鋼筋籠時(shí)擦傷槽面，

30、并確保鋼筋保護(hù)層厚度，宜在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)、混凝土墊塊?？v向鋼筋底端距槽底的距離應(yīng)有100200mm，當(dāng)采用接頭管時(shí)，水平鋼筋的端部至接頭管或混凝土及接頭面應(yīng)留有100150mm間隙?？v向鋼筋應(yīng)布置在水平鋼筋的內(nèi)側(cè)。為便于插入槽內(nèi)，利鋼筋底端宜稍向內(nèi)彎折。鋼筋籠的內(nèi)空尺寸，應(yīng)比導(dǎo)管連接處的外徑大100mm以上。3.6.2為了保證鋼筋籠的幾何尺寸和相對位置準(zhǔn)確，鋼筋籠宜在制作平臺上成型。鋼筋籠每棱邊(橫向及豎向)鋼筋的交點(diǎn)處應(yīng)全部點(diǎn)焊，其余交點(diǎn)處采用交錯(cuò)點(diǎn)焊。對成型時(shí)臨時(shí)扎結(jié)的鐵絲，宜將線頭彎向鋼筋籠內(nèi)側(cè)。為保證鋼筋籠在安裝過程中具有足夠的剛度，除結(jié)構(gòu)受力要求外，尚應(yīng)考慮增設(shè)斜拉補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，

31、將縱向鋼筋形成骨架并加適當(dāng)附加鋼筋。斜拉筋與附加鋼筋必須與設(shè)計(jì)主筋焊牢固。鋼筋籠的接頭當(dāng)采用搭接時(shí)，為使接頭能夠承受吊入時(shí)的下段鋼筋自重，部分接頭應(yīng)焊牢固。3.6.3鋼筋籠制作允許偏差值為：主筋間距l(xiāng)0mm；箍筋間距20mm；鋼筋籠厚度和寬目l0mm；鋼筋籠總長度50mm。3.6.4鋼筋籠吊放應(yīng)使用起吊架，采用雙索或四索起吊，以防起吊時(shí)因鋼索的收緊力而目起鋼筋籠變形。同時(shí)要注意在起吊時(shí)不得拖拉鋼筋籠，以免造成彎曲變形。為避免鋼筋吊起后在空中擺動(dòng)，應(yīng)在鋼筋籠下端系上溜繩，用人力加以控制。3.6.5鋼筋籠需要分段吊入接長時(shí)，應(yīng)注意不得使鋼筋籠產(chǎn)生變形。下段鋼筋籠入槽后.臨時(shí)穿鋼管擱置在導(dǎo)墻上，再焊

32、接接長上段鋼筋籠。鋼筋籠吊入槽內(nèi)時(shí)，吊點(diǎn)中心必須對準(zhǔn)槽段中心，豎直緩慢放至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再用吊筋穿管擱置在導(dǎo)墻上。如果鋼筋籠不能順利地?cái)z入槽內(nèi)，應(yīng)重新吊出，查明原因，采取相應(yīng)措施加以解決，不得強(qiáng)行插入。3.6.6所有用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)連續(xù)的預(yù)埋件、預(yù)埋鋼筋等，應(yīng)與鋼筋籠焊牢固。3.7澆注水下混凝土。3.7.1混凝土配合比應(yīng)符合下列要求：混凝土的實(shí)際配制強(qiáng)度等級應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級高一級；水泥用量不宜少于370kgm3；水灰比不應(yīng)大于0.6；坍落度宜為1820cm，并應(yīng)有一定的流動(dòng)度保持率；坍落度降低至15cm的時(shí)間，一般不宜小于lh；擴(kuò)散度宜為3438cm；凝土拌合物的含砂率不小于45%；混凝土的初凝時(shí)間，

33、應(yīng)能滿足混凝土澆灌和接頭施工工藝要求，一般不宜低于34h。3.7.2接頭管和鋼筋就位后，應(yīng)檢查沉渣厚度并在4h以內(nèi)澆灌混凝土。澆灌混凝土必使用導(dǎo)管，其內(nèi)徑一般選用250mm，每節(jié)長度一般為2.02.5m。導(dǎo)管要求連接牢靠，接頭用橡膠圈密封，防止漏水。導(dǎo)管接頭若用法蘭連接，應(yīng)設(shè)錐形法蘭罩，以防拔管時(shí)掛住鋼筋。導(dǎo)管在使用前要注意認(rèn)真檢查和清理，使用后要立即將粘附在導(dǎo)管上的混凝土清除干凈。3.7.3在單元槽段較長時(shí)，應(yīng)使用多根導(dǎo)管澆灌，導(dǎo)管內(nèi)徑與導(dǎo)管間距的關(guān)系一般是：導(dǎo)管內(nèi)徑為150mm，200mm，250mm時(shí)，其間距分別為2m、3m、34m，且距槽段端部均不得超過1.5m。為防止泥漿卷入導(dǎo)管內(nèi)，

34、導(dǎo)管在混凝土內(nèi)必須保持適宜的埋置深度，一般應(yīng)控制在24m為宜。在任何情況下，不得小于1.5m或大于6m。，3.7.4導(dǎo)管下口與槽底的間距，以能放出隔水栓和混凝土為度，一般比栓長100200mm。隔水栓應(yīng)放在泥漿液面上。為防止粗骨料卡住隔水栓，在澆注混凝土前宜先灌入適量的水泥砂漿。隔水栓用鐵絲吊住，待導(dǎo)管上口貯斗內(nèi)混凝土的存量滿足首次澆筑，導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.81.2m時(shí)，才能剪斷鐵絲，繼續(xù)澆筑。3.7.5混凝土澆灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，槽內(nèi)混凝土面上升速度一般不宜小于2mh，中途不得間歇。當(dāng)混凝土不能暢通時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管上下提動(dòng)，慢提快放，但不宜超過300mm。導(dǎo)管不能作橫向移動(dòng)。提升導(dǎo)管應(yīng)避免碰掛鋼

35、筋籠。3.7.6隨著混凝土的上升，要適時(shí)提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下一般保持24m。不宜大于6m，并不小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土上面。3.7.7在一個(gè)槽段內(nèi)同時(shí)使用兩根導(dǎo)管灌注混凝土?xí)r，其間距不應(yīng)大于3.0m，導(dǎo)管距槽段端頭不宜大于1.5m，混凝土應(yīng)均勻上升，各導(dǎo)管處的混凝土表面的高差不宜大于0.3m，混凝土澆筑完畢，終澆混凝土面高程應(yīng)高于設(shè)計(jì)要求0.30.5m，此部分浮漿層以后鑿去。3.7.8在澆灌過程中應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆灌量，應(yīng)有專人每30min測量一次導(dǎo)管埋深和管外混凝土標(biāo)高。測定應(yīng)取三個(gè)以上測點(diǎn)，用平均值確定混凝土上升狀況，以決定導(dǎo)管的提拔長度。3.8接頭施工3.8

36、.1連續(xù)墻各單元槽段間的接頭型式，一般常用的為半圓形接頭型式。方法是在未開挖一側(cè)的槽段端部先放置接頭管，后放入鋼筋籠，澆灌混凝土，根據(jù)混凝土的凝結(jié)硬化速度，徐徐將接頭管拔出，最后在澆灌段的端面形成半圓形的接合面，在澆筑下段混凝土前，應(yīng)用特制的鋼絲刷子沿接頭處上下往復(fù)移動(dòng)數(shù)次，刷去接頭處的殘留泥漿，以利新舊混凝土的結(jié)合。3.8.2接頭管一般用10mm厚鋼板卷成。槽孔較深時(shí)，做成分節(jié)拼裝式組合管，各單節(jié)長度為6m、4m、2m不等，便于根據(jù)槽深接成合適的長度。外徑比槽孔寬度小1020mm，直徑誤差在3mm以內(nèi)。接頭管表面要求平整光滑，連接緊密可靠，一般采用承插式銷接。各單節(jié)組裝好后，要求上下垂直。3

37、.8.3接頭管一般用起重機(jī)組裝、吊放。吊放時(shí)要緊貼單元槽段的端部和對準(zhǔn)槽段中心，保持接頭管垂直并緩慢地插入槽內(nèi)。下端放至槽底，上端固定在導(dǎo)墻或頂升架上。3.8.4提拔接頭管宜使用頂升架(或較大噸位吊車)，頂升架上安裝有大行程(12m)、起重量較大(50100t)的液壓千斤頂兩臺，配有專用高壓油泵。3.8.5提拔接頭管必須掌握好混凝土的澆灌時(shí)間、澆灌高度、混凝土的凝固硬化速度，不失時(shí)機(jī)地提動(dòng)和拔出，不能過早、過快和過遲、過緩。如過早、過快，則會(huì)造成混凝土壁塌落；過遲、過緩，則由于混凝土強(qiáng)度增長，摩阻力增大，造成提拔不動(dòng)和埋管事故。一般宜在混凝土開始澆灌后23h即開始提動(dòng)接頭管，然后使管子回落。以

38、后每隔1520min提動(dòng)一次，每次提起100200mm，使管子在自重下回落，說明混凝土尚處于塑性狀態(tài)。如管子不回落，管內(nèi)又沒有涌漿等異常現(xiàn)象，宜每隔2030mm拔出0.51.0m，如此重復(fù)。在混凝土澆灌結(jié)束后58h內(nèi)將接頭管全部拔出。4、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4.1地下連續(xù)墻均應(yīng)設(shè)置導(dǎo)墻，導(dǎo)墻形式有預(yù)制及現(xiàn)澆兩種，現(xiàn)澆導(dǎo)墻形狀有“L”型或倒“L”型，可根據(jù)不同土質(zhì)選用。4.2地下墻施工前宜先試成槽，以檢驗(yàn)?zāi)酀{的配比、成槽機(jī)的選型并可復(fù)核地質(zhì)資料。4.3作為永久結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻，其抗?jié)B質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)地下防水工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50208執(zhí)行。4.4地下墻槽段間的連接接頭形式，應(yīng)根據(jù)地下墻的使用要

39、求選用，且應(yīng)考慮施工單位的經(jīng)驗(yàn)，無論選用何種接頭，在澆注混凝土前，接頭處必須刷洗干凈，不留任何泥砂或污物。4.5地下墻與地下室結(jié)構(gòu)頂板、樓板、底板及梁之間連接可預(yù)埋鋼筋或接駁器(錐螺紋或直螺紋)，對接駁器也應(yīng)按原材料檢驗(yàn)要求，抽樣復(fù)驗(yàn)。數(shù)量每500套為一個(gè)檢驗(yàn)批，每批應(yīng)抽查3件，復(fù)驗(yàn)內(nèi)容為外觀、尺寸、抗拉試驗(yàn)等。4.6施工前應(yīng)檢驗(yàn)進(jìn)場的鋼材、電焊條。己完工的導(dǎo)墻應(yīng)檢查其凈空尺寸，墻面平整度與垂直度。檢查泥漿用的儀器、泥漿循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)完好。地下連續(xù)墻應(yīng)用商品混凝土。4.7施工中應(yīng)檢查成槽的垂直度、槽底的淤積物厚度、泥漿比重、鋼筋籠尺寸、澆注導(dǎo)管位置、混凝土上升速度、澆注面標(biāo)高、地下墻連接面的清洗程

40、度、商品混凝土的坍落度、鎖口管或接頭箱的拔出時(shí)間及速度等。4.8成槽結(jié)束后應(yīng)對成槽的寬度、深度及傾斜度進(jìn)行檢驗(yàn)，重要結(jié)構(gòu)每段槽段都應(yīng)檢查，一般結(jié)構(gòu)可抽查總槽段數(shù)的20%，每槽段應(yīng)抽查1個(gè)段面。4.9永久性結(jié)構(gòu)的地下墻，在鋼筋籠沉放后，應(yīng)做二次清孔，沉渣厚度應(yīng)符合要求。4.10每50m3地下墻應(yīng)做1組試件，每幅槽段不得少于1組，在強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后方可開挖土方。4.11作為永久性結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻，土方開挖后應(yīng)進(jìn)行逐段檢查，鋼筋混凝土底板也應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204的規(guī)定。4.12地下連續(xù)墻的鋼筋籠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50202-2002表5.6.4.1的規(guī)定。其他標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表4.12的規(guī)定。地下連續(xù)墻的鋼筋籠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 表4.12 項(xiàng)目序號檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1墻體強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求查試件記錄或取芯試壓2垂直度：永久結(jié)構(gòu)臨時(shí)結(jié)構(gòu)13001150測聲波測槽儀或成槽機(jī)上的監(jiān)測系統(tǒng)一般項(xiàng)目1導(dǎo)墻尺寸寬度墻面平整度導(dǎo)墻平面位置mmmmmmW+4051O用