土木工程概论第11章.ppt

第11章土木工程施工 土木工程施工具有独特的技术经济特点: 施工是一个复杂的过程，按施工图施工， 按规范要求施工，遵从施工工序的先后顺序对 保证施工质量是至关重要的。土木工程施工一 般可分为施工技术与施工组织两大部分。 1 施工技术是以各工种工程(土方工程、桩 基础工程、混凝土结构工程、结构安装工程 、装饰工程等)施工的技术为研究对象，以施 工方案为核心，结合具体施工对象的特点， 选择最合理的施工方案，决定最有效的施工 技术措施。 施工组织是以科学编制一个工程的施工组 织设计为研究对象，编制出指导施工的施工组 织设计，合理地使用人力物力、空间和时间， 着眼于各工种工程施工中关键工序的安排，使 之有组织、有秩序地施工。 2 土木工程施工与土木工程材料材料力学、 结构力学、混凝土结构学以及钢结构等课程 均有密切的关联，在学完这些课程的基础上 才能学习土木工程施工课程。 施工规范、规程是我国土木工程界常用的标准表达形式 。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方 面协商一致，由国务院有关部委批准、颁发，作为全国土木 工程施工必须共同遵守的准则和依据。它分为国家、行业(部 )、地方和企业四级。施工及验收规范中，对施工工艺要求、 施工技术要点、施工准备工作内容、施工质量控制要求以及 检验方法等均作了具体、明确、原则性的规定。因此，凡新 建、改建、修复等工程，在设计、施工和竣工验收时，均应 遵守相应的施工及验收规范。 3 111基础工程施工 基础工程主要包括土石方工程和各类工 程的下部结构基础的分部工程。土石方工程 简称为土方工程，主要包括土(或石)的挖掘、 填筑和运输等施工过程以及排水、降水和土 壁支撑等准备和辅助过程。 常见的土方工程有场地平整、基坑(槽)及 管沟开挖、地坪填土、路基填筑、隧道开通 及基坑回填等。 4 土方工程施工的特点是： 面广量大、劳动繁重、大多为露天作业、 施工条件复杂，施工易受地区气候条件工程 地质和水文地质条件影响。在组织施工时， 应根据工程自身条件，制定合理的施工方案 ，尽可能采用新技术和机械化施工。 5 一般土木工程中的建筑物、道路等多采用天 然浅基础，它造价低，施工简便。如果天然浅 土层软弱，可采用机械压实、强夯、深层搅拌 、堆载预压、砂桩挤密、化学加固等方法进行 人工加固，形成人工地基浅基础。对于高大建 筑物、桥墩、码头等上部荷载很大的情况，无 法采用浅基础时，则需要经过技术经济比较后 采用深基础。 6 深基础是指桩基础、墩基础、沉井基础、 沉箱基础和地下连续墙等，深基础不但可选 用深部较好的土层来承受上部荷载，还可利 用深基础周壁的摩阻力来共同承受上部荷载 ，因而其承载力高、变形小、稳定性好。但 其施工技术复杂、造价高、工期长。 7 11.1.1坑槽土方施工 基础坑槽的土方开挖，要确定的方 案是：土方边坡和工作面尺寸；土 壁支护设施；排水和降水方法；土 方开挖、回填与压实方法。 8 1土方边坡与土壁支撑 (1)坑槽土方施工中，挖成上口大、下口小 、留出一定的坡度，靠土的自稳保证土壁稳 定的措施称放坡，如图所示。 土方边坡 9 (2)坑壁支撑形式 衬板式 悬臂式 拉锚式 锚杆式斜撑式 10 2.基坑的排水与降水 一般工程的基础施工中，多采用明沟 集水井抽水、井点降水或二者相结合的 办法排除地下水。 明沟排水法 11 井点降水是在基坑开挖前，先在基坑四 周埋设一定数量的井点管和滤水管，挖方 前和挖方过程中利用抽水设备，通过井点 管抽出地下水，使地下水位降至坑底以下 ，避免产生坑内涌水、塌方和坑底隆起现 象，保证土方开挖正常进行。 轻 型 井 点 降 水 示 意 图 12 3基础土方的开挖 基础土方的开挖方法分两类，人工挖方 和机械挖方。 土方机械常用的有推土机、铲运机、挖 掘机等。铲运机是一种能综合完成全部土 方施工工序(挖土、装土、运土、卸土和平 土)的机械。 13 正铲挖掘机 反铲挖掘机 拉铲挖掘机 14 抓铲挖掘机 15 11.1.2路基工程与软土 地基施工 1路基工程 路基是公路与铁路工程的基础，路基按挖填 方式不同分为路堤、路堑和填挖结合三种类型。 路堤是指全部用岩土填筑而成的路基，路堑 是指全部在原地面开挖而成的路基，当需一侧开 挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基。路基施工 可采用机械化施工法和爆破施工法，前者适用于 一般土方工程，后者是石质路基开挖的基本方法 。 16 路堤坡脚护堤 17 2软土地基 所谓软土，从广义上说，就是强度低、压 缩性高的软弱土层。可将软土划分为软粘性土 、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥炭五种类型 。习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称 为软土。而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质 土总称为泥沼。泥沼比软土具有更大的压缩性 ，但它的渗透性强，受荷后能够迅速固结，工 程处理比较容易。 18 软土地基加固的方法很多，比如可采用塑 料排水板。塑料排水板是带有孔道的板状物 体，插入土中形成竖向排水通道因其施工简 单快捷，目前国内广泛应用，效果亦佳。其 余还有换填土、砂井、生石灰桩、粉喷桩、 旋喷桩、挤实砂桩等加固施工方法。 19 11.1.3石方爆破 在山区进行土木工程施工，常遇到岩石 的开挖问题，爆破是石方开挖施工中最 有效的方法。 爆破漏斗 20 爆破实例图 21 11.1.4深基础工程 深基坑施工图 22 1.桩基础 23 桩基础施工图片 24 桥桩施工 25 2.墩基础 是在人工或机械成孔的大直径孔中浇筑 混凝土(钢筋混凝土)而成，我国多用人工开 挖，亦称大直径人工挖孔桩。直径在1-5 m之间，多为一柱一墩。墩身直径大，有 很大的强度和刚度，多穿过深厚的软土层 直接支承在岩石或密实土层上。 人工开挖为防止塌方造成事故，需制作护 圈，每开挖一段则浇筑一段护圈，护圈多为 钢筋混凝土现浇。否则对每一墩身则需事先 施工围护，然后才能开挖。人工开挖还需注 意通风、照明和排水。 26 竹笼围堰筑岛示意图 （l一桩孔；2一填心砂土；3一竹笼及其围堰；4一石块；5一常水位 6一铁丝拉索；7一水流) 27 3.地下连续墙 地下连续墙可以用作深基坑的支护结构，亦可 既作为深基坑的支护又用作建筑物的地下室外墙 ，后者更为经济。 地 下 连 续 墙 施 工 28 地下连续墙施工过程示意图 （(a)成槽；(b)插入接头管； l一已完成的单元槽段；2一泥浆；3一成槽机；4一接头管； 29 地下连续墙施工过程示意图 (c)放人钢筋笼；(d)浇筑混凝土 5一钢筋笼；6一导管；7一浇筑的混凝土） 30 第11章土木工程施工 11.2结构工程施工 31 结构工程主要包括:砌筑工 程、钢筋混凝土工程、预 应力混凝土工程、结构安 装工程等。 32 11.2.1 砌筑工程施工 砌筑工程是指普通粘土砖、硅酸盐类 砖、石块和各种砌块的施工。 砌筑工程是一个综合的施工过程，它 包括砂浆制备、材料运输、脚手架搭 设和墙体砌筑等。 33 一、砌筑材料与砌筑脚手架 （一）块材：砖、石、砌块。 砖规格240*115*53; 石:使用中天然石才占绝大比例; 砌块: 利用各种工业的废渣压制而成的 块体.里面都含有水泥.且各种尺寸的都 有。 （二）砂浆（强度等级M15-0、4） 水泥；砂 ；灰。 34 （三）砌筑用脚手架 砌筑用脚手架是砌筑过程中堆放材 料和工人进行操作的临时性设施。 按其搭设位置分为外脚手架和里脚 手架两大类； 按其所用材料分为木脚手架、竹脚 手架与金属脚手架。 35 外脚手架的四种基本形式示意图 （a）落地式 （b）悬挑式 （c）吊挂式 （d）附着式升降式 36 移 动 式 里 脚 手 架 37 二、材料运输与砌体施工 （一）常用的垂直运输设备有：塔式 起重机、自行式起重机、井架及龙门 架等。 38 钢井架 龙门架 39 全液压式汽车起重机 40 二、砌筑施工 1.砖砌体施工 1.1砌体施工的基本要求是：横平竖直、砂浆 饱满、灰缝均匀、上下错缝、内外搭砌、接 槎牢固。 1.2 砌筑操作前的准备工作：应对道路、机 具、安全设施和防护用品进行全面检查， 符合要求后方可施工。 41 砖砌体的施工工艺流程图 42 皮数杆示意图 1一皮数杆； 2一准线； 3一竹片； 4一圆铁钉 43 砌体的临时接槎形式图 44 实心墙的砌筑： 砖的组砌方式：一顺一丁；梅花丁（同 一皮砖丁顺相同）；三顺一丁、两平一 侧（常用于3/4砖墙）。全顺（用于半砖 墙）；全丁（用于弧型砌体）；砖墙上 、下错缝时，应错开1/4砖长。 方法： “三.一”砌砖法 45 框架柱与 墙体连接 500 46 一顺一丁 梅花丁 三顺一丁 两平一侧 全顺 全丁 砖墙各种组砌方式图 47 应注意的问题： A、在转角处立皮数杆。 B、基础大放脚采用一顺一丁。 C、先盘角孔道部分预留沉降空隙。 D、砌到最后一个台阶时应先从龙门板上 拉麻线，将墙身轴线射出以保证最后一个 退台正确。 E、砌筑完毕后应先回填土。 48 三、 中、小型砌块施工 砌块安装前的准备工作： 1.机具准备及方 案选择： 垂直及水平运输机具的选择 方案选择：a轻型塔机+台灵架； b轻型塔机+井架拔杆。 49 2.砌块堆放： 必须安放在坚实平整、具有泄水坡度的地 面上。砌块下垫草袋或其他垫层上。 3.编制砌块排列图：（1：50-1：30） 编制原则：内外组砌、错缝搭接（按长度 1/2-1/3、且不小于150mm）水平灰缝厚 ：1020mm，当缝配筋或柔性拉结条时 ，缝厚20-25mm。竖缝宽度：1520mm 。当缝宽30mm时,应用强度C20的细石 混凝土填实;当竖缝宽150mm或楼层高不 是砌块加灰缝的整数倍时,应用粘土砖镶嵌 。 50 砌 块 排 列 图 51 4.砌块施工工艺： A.铺灰：长1.5m,应均匀平整。 B.吊砌块就位：一般采用摩擦夹具，应避免 偏心。 C.校正：用线锤和托线板检查垂直度；用拉 准线方法检查水平度。 D.灌缝：在竖缝两侧用夹灰板夹住，用砂浆 或细石砼浇筑。竹片或捣杆做震捣工具。砂 浆或细石砼收水后，立即将竖直、水平灰缝 勒齐。 E.镶砖：最后一皮砖、安装楼板、梁、檩条 等构件下的砖层用丁砖砌筑。 52 砌块吊装示意图 1一井架；2一台灵架；3杠杆车；4一砌块车； 5一少先吊；6一砌块；7一砌块夹 53 夹心保温复合墙体 54 外 保 温 复 合 墙 体 55 内 保 温 复 合 墙 体 56 11.2.2 钢筋混凝土施工 钢筋混凝土施工工艺流程图 57 一、钢筋工程 钢筋的加工过程： 冷拉、冷拔、除锈、调直、切断、镦头、 弯曲、焊接，机械连接和绑扎等。 58 钢筋出厂应有质量证明书或实 验报告单。每捆（盘）钢筋均应有 标牌。运至工地后应分别堆放。并 按照规定抽取试样对钢筋进行力学 性能检验。对热轧钢筋的级别有怀 疑时还应进行化学成分分析。 59 钢筋的绑扎与安装： 1.钢筋成型应优先采用焊接，只有条件不足时才使 用现场绑扎成型绑扎钢筋：位置准确，搭接长度绑扎 点应符合规定。 A.搭接长度的末端距离弯曲处的长度应大于10d也 不位于构件最大弯矩处。 B. 受拉区域：级钢的末端应做弯钩，、可不 做。 C. 直径12mm的受压级钢筋的末端，以及轴心 弯曲构件中，任意直径受力钢筋末端可不做弯钩但搭 接长度应35d。 D.钢筋搭接处，应三点绑扎。 E. 搭接长度应符合规定：钢筋 25d55d，砼强 度越高，要求的搭接长度越小；钢丝 300mm。 60 2.绑扎复杂部位时，应先研究逐根钢筋穿插就 位的顺序，并与模板结构配合，减小困难。 3.对于焊接成型的网片或骨架的安装应符合以 下规定： A.受力钢筋的方向的搭接接头应位于构件受力 较小部位，搭接长度：20d45d；钢丝250mm 。 B. 受压钢筋搭接长度应为普通钢筋0.7倍。 C. 非受力钢筋搭接长度100mm。受力钢筋直径 大于16mm时，焊接网应沿着分布钢筋方向的接 头应附加钢筋网。 61 4.受力钢筋的接头位置应相互错开。绑扎 接头任意搭接长度区段内，或焊接接头 35d且不小于500mm区段内，有接头钢筋 的截面积占总面积的百分比应控制在 许 范围内。 5.保护层的厚度应符合要求。 6.安装完毕后应复检，并做好记录。 62 63 冬期施工所用的材料应符合如下规定： (1)砖和石材在砌筑前，应清除冰霜，遭水浸冻后的砖 或砌块不得使用； (2)石灰膏、黏土膏和电石膏等应防止受冻，如遭冻结 ，应经融化后使用； (3)拌制砂浆所用的砂，不得含有冰块和直径大于lOmm 的冰结块。 冬期施工不得使用无水泥配制的砂浆，砂浆宜采用普 通硅酸盐水泥拌制，拌 合砂浆宜采用两步投料法。水的温度不得超过80C，砂的 温度不得超过40C。 砂浆使用温度应符合表13-2的规定。 普通砖、多孔砖和空心砖在正温度条件下砌筑应适当 浇水润湿；在负温度条 件下砌筑时，可不浇水，但必须增大砂浆的稠度。 64 冬期施工砌体基础时还应注意基土的冻胀性。当基 土无冻胀性时，地基冻结还可以进行基础的砌筑，但当 基土有冻胀性时，应在未冻胀的地基土上砌筑。在施工 期间和回填土前，还应防止地基遭受冻结。 砌体工程的冬期施工可以采用掺盐砂浆法。但对配 筋砌体、有特殊装饰要求的砌体、处于潮湿环境的砌体 、有绝缘要求的砌体以及经常处于地下水位变化范 围内又无防水措施的砌体不得采用掺盐砂浆法，可采用 掺外加剂法、暖棚法、冻结法等冬期施工方法。当采用 掺盐砂浆法施工时，砂浆的强度宜比常温下设计强 度提高一级。 冬期施工中，每日砌筑后应及时在砌体表面覆盖保 温材料。 65 4.1模板工程 一、 结构对模板的要求：形状、尺寸 准确；接缝严密有；足够的强度和刚度 ；稳定性好；拆装方便；灵活能多次周 转使用。 4.1.1模板工程的基本要求及分类 66 （一）按照所用材料分类 （二）按照所用施工方法分为：拆移式模板 和活动式模板 1 .定型组合钢模： A 面板（平板）：由2.3-2.5mm厚的 钢板制成； B 边框、纵横肋：由55mm*2.8mm扁钢 制成，边框开有连接孔； C 平模、角模、阴阳角模； D 连接件：U形卡、L形插销、钩头螺 栓、紧固螺栓、对拉螺栓和连接件。 二、模板的分类 67 定型组合纲模板 68 2. 钢木定型模板 （三）工具式支模： 1.桁架 2.支柱 3.钢筋托具 4.夹具 及托具 5.柱箍和梁托。 4.1.2模板的构造 各种结构模板系统的形式如下页图示 3.大模板 4.台模 5.隧道模板 6.滑升模板 7.爬升模板 69 台阶型基础 杯型基础 条型基础 各种基础形 式模板支撑图 70 柱 模 板 支 撑 图 柱 采 用 钢 模 板 的 示 意 图 71 T型梁支撑图 圈梁模板支撑图 72 有梁楼板钢模板示意图 73 模板系统是承重结构，因此在高 层建筑施工前在施工方案中需要对模 板系统进行（强度、刚度）设计，并 做好技术交底。 74 （三）模板的拆除： 1.拆除要求：主要指拆除强度的要求 2.拆摸顺序：先支后拆，后支的先拆；先 非承重部位，后承重部位；以自上而下 的顺序进行。 3.拆模时的注意事项： （1）注意安全；（2）拆模时忌用力过 猛；（3）拆模如发现混凝土质量存在安 全问题，应停止拆除。经处理后方可继 续拆除工作。 75 三、混凝土工程 混凝土的加工过程包括：配料、搅拌、 运输、浇捣、养护等工序。 76 （一）配料 实验室配合比换算后施工配合比 ，计算混凝土的配制强度，再计算出每 拌用量即可。 77 （二）搅拌 1.搅拌机的选择： 自落式：适用于搅拌流动性高的砼。 强制式：适应于搅拌干硬性、低流动性或轻骨料 砼。 2.投料顺序：石子水泥砂子水 3.搅拌时间：1min 2.5min，一般取2.5min。 掺加外加剂或轻骨料混凝土应适当延长搅拌时间 。 78 双锥反转出料式搅拌机图 l一牵引架；2一前支轮；3一上料架；4一底盘； 5一料斗；6一中间料斗；7一锥形搅拌筒； 8一电器箱；9一支腿；lO一行走轮79 强制式搅拌机 l一外衬板； 2一内衬板； 3一底衬板； 4一拌叶； 5一外刮板； 6一内刮板 80 （三）砼的运输：基本要求： 1.保证砼的运输量。应按砼的最大浇注量 和运距来选择运输机具的数量及型号。 2.在初凝之前浇注完毕即要限制运输 时间。 3.运输过程中应保持砼的均匀性，避免产 生分层离析、水泥浆流失塌落度变化。 4.运输速度： v1m/s 5.运输砼的容器应平整光滑不吸水、不漏 浆，装料前应先浇水湿润。 81 1.混凝土搅拌运输车 2.手推车、自卸汽车 、翻斗车、井架、塔 机、皮带输送机 3.泵送砼 4.移动砼泵车：将砼泵安装到汽车底盘上 ，输送能力：8