知識資料土木工程施工與管理(二)(新版)知識資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁需要課件請或三、土方填筑與壓實(一)填土的要求為了保證填方工程在強度和穩(wěn)定性方面的要求，必須準確挑選土壤種類和填筑主意。含有大量有機物的土壤，石膏或水溶性硫酸鹽含量大于5％的土壤，凍結或液化狀態(tài)的泥炭、黏土或粉狀砂質粘土等，普通不能作填土之用。但在場地平整工程中，除修建房屋和構筑物的地基填土外，其余各部分填方所用的土壤，則不受此限制。填土應分層舉行，并盡量采用同類土填筑。如采用不同土壤填筑時，應將透水性較大的土層置于透水性較小的土層之下，不能將各種土混雜在—起使用，以免填方內形成水囊。當填方位于傾斜的山坡上時，應將斜坡改成階梯狀，以防填土橫向移動。填土必須具有一定的密實度，以避免建造物的不勻稱沉陷。填土密實度以設計規(guī)定的控制干重度γd作為檢查標準。土的控制干重度與最大干重度之比稱為壓實系數(shù)Dy利用填土作為地基時，設計規(guī)范規(guī)定了各種結構類型、各種填土部位的壓實系數(shù)值。如磚石承重結構和框架結構在地基的主要受力層范圍內的填土壓實系數(shù)Dy，應大于0.96，而在地基主要受力層范圍以下，則為0.93—0.96。土的最大干重度普通在實驗室由擊實實驗決定，再按照規(guī)范規(guī)定的壓實系數(shù)，即可算出填土控制干重度的值。在填土施工時，土的實際干重度大于或等于γd時，則符合質量要求。土的實際干重度可用“環(huán)刀法”測定。先用環(huán)刀取樣，普通為100—400m2取一點。稱出土的天然重度并測出含水量，然后用下式計算土的實際干重度γ0γ0=γ/(1+0.01ω)(g／cm3)(17—1—22)式中γ——土的天然重度(g／cm3)；ω一一土的天然含水量(％)。(二)填土壓實主意填土的壓實主意有碾壓、夯實和振動壓實等幾種。碾壓適用于大面積填土工程。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾和汽胎碾。羊足碾需要有較大的牽引力而且只能用于壓實黏性土，因在砂土中碾壓時，土的顆粒受到‘羊足’較大的單位壓力后會向四面移動，而使土的結構破壞。氣胎碾在工作時是彈性體，給土的壓力較勻稱，填土質量較好，但應用最普遍的是剛性子碾。利用運土工具碾壓土層也可取得較大的密實度，但必須很好地組織土方施工，利用運土過程舉行碾壓。倘若單獨使用運土工具舉行土層壓實工作，在經(jīng)濟上是不合理的，它的壓實費用要比用平碾壓實貴1倍左右。夯實主要用于小面積填土，可以夯實黏性土或非黏性土，夯實的優(yōu)點是可以壓實較厚的土層。夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。夯錘借助起重機提起并落下，其分量大于15kN，落距2.5—4.5m。夯土影響深度可超過lm，常用于夯實濕陷性黃土、雜填土以及含有石塊的填土。內燃夯土機作用深度為40-70cm，它和蛙式打夯機都是應用較廣的夯實機械。振動壓實主要用于壓實非黏性土，目前用得尚不普遍。(三)填土壓實的影響因素填土壓實質量與許多因素有關，其中主要影響因素為：壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。四、爆破工程開挖巖石多用爆破主意。此外，開挖凍土、清除障礙物和拆除舊有的建造物和構筑物以及近年來在拆除支護結構的混凝土結構支撐方面亦多用爆破。爆破是利用炸藥爆炸時產(chǎn)生的極高的壓力和大量的熱來破壞周圍介質。爆破施工費用低、速度快，但有一定的危險性，需謹慎地作好防護工作。爆破施工包括打孔、裝藥、填塞、引爆和清理。打孔多用風鎬，藥孔布置由設計決定，藥量由計算決定。要使炸藥發(fā)生爆炸，必須用起爆炸藥引爆。起爆主意有：火花起爆法、電力起爆法和導爆(傳爆線)法。前兩種主意用雷管引爆炸藥，后一種是用雷管引爆導爆索，由導爆索直接引爆炸藥。拆除爆破又名“控制爆破”，是通過一定的技術措施，鄭重控制爆炸能量和爆破規(guī)模，使爆破的聲響、振動、破壞區(qū)域以及破碎物的散坍范圍控制在規(guī)定限度內的一種爆破技術，它在城市和工廠的發(fā)展過程中，對已有房屋或構筑物的改建、拆除提供了安全有效的主意。拆除爆破需考慮的因素無數(shù)，包括爆破體的集合形狀和材質，使用的炸藥、藥量、炮眼布置及裝藥方式，籠罩物和防護措施及周圍環(huán)境等。其中炸藥及裝藥量是最主要的因素，拆除爆破所用的炸藥，要求爆速小但威力大，藥卷的臨界直徑小(小于臨界直徑時，炸藥就不能傳爆)以便使用微量炸藥。裝藥量的計算按照炸藥的性能來決定，普通拆除爆破采取“多鉆眼，少裝藥”的主意。例：1.當基坑降水深度超過8m時，比較經(jīng)濟的降水主意為（B）。A．輕型井點B．噴射井點C．管井井點D．明溝排水法由題目所給條件，D項顯然不對，應排除；從經(jīng)濟性比較，噴射井點較佳。2.對暗溝等剛強土的淺層地基處理，可采用（D）。A．排水固結法B．碾壓夯實法C．振密擠密法D．換土墊層法3．基坑(槽)的土方開挖時,普通應采用的開挖原則為:（B）A.分段開挖,先挖后撐;B.分層開挖,先撐后挖;C.分段開挖,先撐后挖;D.分層開挖,先挖后撐。4．當為哪種土時,不宜采用集水井降水法來降低地下水位?（B）A.粉質粘土;B.粉砂;C.粘土;D.人工填土。5．能綜合完成所有土方施工工序(挖土、運土、卸土和平土),并常用于大面積場地平整的土方施工機械是:（A）A.鏟運機;B.推土機;C.正鏟挖土機;D.反鏟挖土機。第二節(jié)樁基礎工程按樁的施工主意，分為預制樁和灌注樁兩類。一、預制打入樁施工預制樁常用的有混凝土方樁、預應力混凝土管樁和鋼管樁，打入法是最常用的沉樁主意。(一)打樁設備打樁設備主要是樁錘和樁架。樁錘有落錘、蒸汽錘、柴油錘和液壓錘，目前應用最多的是柴油錘。柴油錘是利用燃油爆炸推進活塞往復運動而錘擊打樁，活塞分量從幾百公斤到數(shù)噸。用錘擊沉樁，為防止樁受沖擊應力過大而損壞，宜用重錘輕擊。如用輕錘重打，錘擊功大部分被樁身吸收，樁不易打入，且樁頭易打碎。錘重與樁重應有一定的比值，或控制錘擊應力，以防把樁打壞。樁架是支持樁身和樁錘，沉樁過程中引導樁的方向，并使樁錘能沿著要求的方向沖擊的打樁設備。常用樁架有多能樁架和履帶式樁架，多用后者。履帶式樁架以履帶式起重機為底盤，增設了立柱和斜撐用以打樁。(二)打樁打樁前應做好下列決定工作：清除妨礙施工的地上和地下的障礙物；平整施工場地；定位放線。柱基軸線的定位點應設置在不受打樁影響的地點，打樁地區(qū)附近需設置不少于2個的水準點，在施工過程中可據(jù)此檢查樁位的偏差以及樁的人土深度。打樁時應注重下列一些問題：1．打樁順序打樁順序應按照地形、土質和樁布置的密度決定。因為樁對土體產(chǎn)生擠壓，打樁時先打入的樁常被后打入的樁推擠而發(fā)生水平位移，尤其是在滿堂打樁時，這種現(xiàn)象尤為突出。因此在樁的中央距小于4倍樁的直徑時，應擬定合理的打樁順序。當逐排打設時，打樁的推進方向應逐排改變，以免土朝一個方向擠壓，導致土壤擠壓不勻稱。對同一排樁而言，須要時可采用間隔跳打的方式舉行。大面積打樁時，可從中間先打，逐漸向四面推進，若從四面向中間打設，則中間部分土壤受到擠壓，使樁難于打入，分段打設可以減少對樁的擠動，在大面積打樁時較為相宜。2．打樁主意在樁架就位后即可吊樁，垂直對準樁位中央，徐徐放下插入土中，位置要確切。在樁頂扣好樁帽或樁箍，使樁穩(wěn)定后，即可除去吊鉤，起錘輕壓并輕擊數(shù)錘，隨即看見樁身與樁帽、樁錘等是否在同一軸線，接著可正常施打。在沉樁過程中，要常常注重樁身有無移和傾斜現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問題，應及早糾正。為了防止擊碎樁頂，除用樁帽外，如樁頂不平，可用麻袋或厚紙墊平，落錘高度不宜大于lm。如用送樁法將樁頂打入土中時，樁與送樁的縱軸線應盡量在同向來線上。拔出送樁后，樁孔應及時回填。沉樁到臨近要求時，即需舉行看見，看是否滿意貫入度或沉樁標高的要求。如達到設計要求，即做好記錄，并將樁架移至新樁位施工。│3．打樁的質量控制打樁的質量視打人后的偏差是否在允許范圍之內，最后貫入度與沉樁標高是否滿意設計要求以及樁頂、樁身是否打壞而定。樁的垂直偏差應控制在1％之內，平面位置的偏差除上面蓋有基礎梁的樁和樁數(shù)為1～2根或單排樁基中樁外，普通為1／2～1個樁的直徑或邊長。摩擦樁的入土深度控制，以標高為主，而以貫入度作參考；端承樁的入土深度控制，以貫入度為主，而以標高作參考。貫入度指最后貫入度，即最后10擊樁的平均入土深度。二、灌注樁施工因為具有施工時無振動、無擠土、噪音小、宜于在城市建造物密集地區(qū)灌注樁在施工中得到較為廣泛的使用。按照成孔工藝的不同，灌注樁可以分為干作業(yè)成孔的灌注樁、泥漿護壁成孔的灌注樁、套管成孔的灌注樁等。1．干作業(yè)成孔灌注樁干作業(yè)成孔灌注樁適用于地下水位較低，無需護壁即可直接取土成孔的土質，可采用螺旋鉆機成孔、洛陽鏟挖孔和人工挖孔等成孔方式。螺旋鉆成孔灌注樁是利用動力旋轉鉆桿，使鉆頭的螺旋葉片旋轉削土，土塊沿螺旋葉片升高排出孔外。施工時，要按如實際情況，決定相應的鉆進轉速及鉆壓；在軟塑土層，含水量大時，可用疏紋葉片鉆桿，以便較快地鉆進；在可塑或硬塑黏土中，或含水量較小的砂土中應用密紋葉片鉆桿，緩慢地勻稱地鉆進。全葉片螺旋鉆機成孔直徑普通為300-600mm，鉆孔深度8-12m。鋼筋籠應一次綁扎完成，放人孔內之后再次測量孔內虛土厚度?；炷翍S澆隨振，每次澆筑高度不得大于1.5m。如為擴底樁，則需于樁底部應用擴孔刀片切削擴孔，擴底直徑應符合設計要求，且孔底虛土厚度對以摩擦力為主的樁，不得大于300mm；對以端承力為主的樁，則不得大于l00mm。如成孔時發(fā)生塌孔，宜鉆至塌孔處以下1--2m時，用低強度等級的混凝土填至塌孔以上lm左右，待混凝土初凝后再繼續(xù)下鉆，鉆至設計深度，也可用3：7的灰土夯實代替填筑混凝土。2．泥漿護壁成孔灌注樁泥漿護壁成孔是用泥漿保護孔壁，防止孔壁坍塌。通常在孔內注入高塑性黏土或膨潤土和水拌合的泥漿，或者利用鉆削下來的黏性土與水混合形成泥漿保護孔壁。對不論地下水位高或低的土層皆適用，多用于含水量高的軟土地區(qū)。成孔機械有回轉鉆機、潛水鉆機、沖擊鉆等，其中以回轉鉆機最多?；剞D鉆機是由動力裝置帶動鉆機回轉裝置轉動，從而帶動有鉆頭的鉆桿轉動，由鉆頭切削土壤。按照泥漿循環(huán)方式不同，分為正循環(huán)回轉鉆機和反循環(huán)回轉鉆機。鉆進過程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷浮上氣泡，或泥漿驟然漏失，表示有孔壁坍陷跡象。其主要緣故是土質松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用黏土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進中如浮上縮頸、孔壁坍陷時，首先應保持孔內水位并加大泥漿比重以穩(wěn)孔護壁。如孔壁坍陷嚴重，應趕緊回填黏土，待孔壁穩(wěn)定后再鉆。鉆桿不垂直、土層軟硬不勻或碰到孤石時，都會引起鉆孔偏斜。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無效，應于孔中局部回填黏土至偏孔處0．5m以上，重新鉆進。3．套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁法或振動打樁法，將帶有鋼筋混凝土樁靴(有稱樁尖)或帶有活瓣式樁靴的鋼套管沉入士中，然后灌注混凝土并拔管而成。通常分為錘擊灌注樁和振動灌注樁，前者多用于普通黏性土、淤泥質土、砂土和人工填土地基，后者除以上范圍，還可用于稍密及中密的碎石土地基。錘擊灌注樁施工時，用樁架吊起鋼套管，對準預先設在樁位處的預制鋼筋混凝土樁靴。套管與樁靴銜接處要墊以麻、草繩，以防止地下水滲入管內。然后徐徐放下套管，套入樁靴壓進土中。套管上端扣上樁帽，檢查套管與樁錘是否在一垂直線上，套管偏斜≤0.5％時，即可起錘沉套管。先用低錘輕擊，看見后如無偏移，才正常施打，直至符合設計要求的貫入度或沉人標高，并檢查管內有無泥漿或水進入，即可灌筑混凝土。套管內混凝土應盡量灌滿，然后勻稱拔管。樁錘沖擊頻率，視錘的類型而定。樁的中央距在5倍樁管外徑以內或小于2m時，均應跳打。中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設計強度的50％以后，方可施打。為了提高樁的質量和承載能力，常采用復打擴大灌注樁。套管灌注樁施工時常易發(fā)生斷樁、縮頸、樁靴進水或進泥及吊腳樁等問題，施工中應加強檢查并及時處理。三、地基加固處理技術天然地基的強度不足或土的壓縮性較大，不能滿意建造物對地基的要求時，就需要針對不同的情況，對地基舉行處理或加固。地基處理的目的是：改善剛強土的剪切性能，提高地基土的抗剪強度；降低剛強土的壓縮性，減少基礎的沉降和不勻稱沉降；同時，還可以改善土的透水性，起防滲、截水的作用；改善土的動力特性，防止液化作用。地基處理的技術主要有：排水固結法，振密、擠密法，置換及拌人法，灌漿法，加筋法及冷熱處理法等。這些技術的作用機理，大致分為：(1)土質改良；(2)土的置換；(3)土的補強等三類。土質改良是指用機械(力學)的、化學、電、熱等手段增強地基土的密度，或使地基土固結。土的置執(zhí)是將軟土層換填為良質土如砂墊層等。土的補強是采用薄膜、繩網(wǎng)、板樁等約束住地基土，或者在土中放人抗拉強度高的補強材料形成復合地基以加強和改善地基上的剪切特性。地基處理技術歸納序號分類處理技術原理及作用適用范圍1碾壓及夯實重錘夯實，機械碾壓，振動壓實，強夯(動力固結)利用壓實原理，通過機械碾壓夯擊，把表層地基土壓實：強夯則利用強大的夯擊能，在地基中產(chǎn)生強烈的沖擊彼和動應力，迫使土動力固結密實適用于碎石土、砂土、粉土、低飽和度的黏性土，雜填土等，對飽和黏性土應慎重采用2換土墊層砂石墊層，素土墊層，灰土墊層，礦渣墊層以砂石、素土、灰土和礦渣等強度較高的材料，置換地基表層剛強土提高持力層的承載力，蔓延應力，減小沉降量適用于處理暗溝、暗塘等剛強土的淺層處理3排水固結天然地基預壓，砂井預壓，塑料排水帶預壓，真空預壓，降水預壓在地基中增設豎向排水體，加速地基的固結和強度增長，提高地基的穩(wěn)定性；加速沉降發(fā)展，使基礎沉降提前完成適用于處理飽和剛強土層，對于滲透性極低的泥炭土，必須慎重對待4振密擠密振沖擠密，灰土擠密樁，砂樁，石灰樁，爆