土木工程概论11-土木工程施工

第11章土木工程施工知识体系回顾：土木工程施工施工组织土木工程

工程建设的对象：地上、地下、水中的各种工程，如建筑工程、桥梁工程、道路工程等所应用的材料、设备等所应用的勘测设计、保养、维修技术施工技术土木工程施工基础工程施工结构工程施工现代施工技术施工组织施工技术发展展望一. 基础工程施工坑槽土方施工路基工程与软土地基施工石方爆破深基础施工基础工程：土石方工程土的挖掘、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过程：场地平整、基坑及管沟开挖、地坪填土、路基填筑、隧道开通及基坑回填等各类工程的下部结构基础的分部工程土方工程施工的特点面广量大、劳动繁重、大多为露天作业、施工易受地区气候条件工程地质和水文地质条件影响1.1坑槽土方施工基础坑槽土方开挖需要确定的方案：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、回填与压实方法放坡：

土方挖成上口大、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。土方放坡的大小与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间长短、排水情况及附近堆土等有关。1.1.1土方边坡与土壁支护场地狭小时一般采用支撑护坡，常用的支撑形式如下图所示：1.1.2基坑排水与降水明沟集水抽水：井点降水：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。轻型井点施工轻型井点降水现场1.1.3基础土方的开挖基坑开挖1.2路基工程与软土地基施工1.2.1路基工程路基是公路与铁路工程的基础，路基按填挖方式不同分为路堤、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按其技术特点分为：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。土质路堑开挖，根据挖方数量大小及施工方法的不同，按掘进方向可分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种，同时又可在高度上分单层、双层和纵横混合掘进等。

路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散颗粒重新组合，土团之间留下了许多孔隙，在荷载作用下，可能出现不均匀和过大的沉陷或坍落甚至失稳滑动，所以路基填土必须进行压实。1.2.2软土地基软土：从广义上说，就是强度低、压缩性高的软弱土层。软土可划分为: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。1.3石方爆破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。爆破过程中一部分岩石被碎成块，并抛掷出去，形成可见的爆破漏斗，而另一部分岩石虽被松动但未被抛出去或上抛后又落到了爆破漏斗内，所以可称爆破漏斗的实际体积与爆破漏斗理论体积的百分数为抛掷率

1.4深基础工程1.4.1桩基础桩基础：一种常用的深基础形式，它由桩和桩顶的承台组成。按桩的受力情况，桩分为摩擦桩和端承桩两类。前者桩上的荷载由桩侧摩擦力和桩端阻力共同承受；后者桩上的荷载主要由桩端阻力承受。按照施工方法，为预制桩和灌注桩

预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩，而后用沉桩设备将桩打入、压入、旋入或振入（有时还兼用高压水冲）土中。灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。挖孔桩1.4.2 墩基础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1～5m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。1.4.3 沉井基础沉井基础沉井是由刃脚、井筒、内隔墙等组成的呈圆形或矩形的筒状钢筋混凝土结构，多用于重型设备基础、桥墩、水泵站、取水结构、超高层建筑物基础等。刃脚在井筒最下端，形如刀刃，在沉井下沉时起切入土中的作用。井筒是沉井的外壁，在下沉过程中起挡土作用，同时还需有足够的重量克服筒壁与土之间的摩阻力和刃脚底部的土阻力，使沉井能在自重作用下逐步下沉。内隔墙的作用是把沉井分成许多小间减少井壁的净跨距以减小弯矩，施工时亦便于挖土、控制沉降和纠偏。在施工沉井时要注意均衡挖土，平稳下沉，如有偏斜则及时纠偏。沉井施工主要程序示意图1.4.4 地下连续墙地下连续墙：近年来，高层建筑、地铁及各种大型地下设施日益增多，其基础埋置深度大，再加上周围环境和施工场地的限制，无法采用传统的施工方法，地下连续墙便成为深基础施工的有效手段。地下连续墙可以用作深基坑的支护结构，亦可以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。地下连续墙的优点：刚度大，既挡土、又挡水，施工时无振动，噪音低，可用于任何土质，还可用于逆筑法施工。缺点：成本高，施工技术较复杂，需配备专用设备，施工中用的泥浆要妥善处理，否则有一定的污染性。天津百货大楼地下连续墙地下连续墙的施工二结构工程施工砌筑工程施工钢筋混凝土工程施工预应力混凝土工程施工结构安装工程施工钢结构工程施工2.1 砌筑工程施工2.1.1 砌筑材料与砌筑脚手架砌筑工程所用材料主要是砖、石或砌块以及砌筑砂浆。砌筑砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆。砂浆种类选择及其等级的确定，应根据设计要求。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。2.1.2 材料运输与砌体施工材料运输:砌筑工程中不仅要运输大量的砖（或砌块）、砂浆，而且还要运输脚手架、脚手板和各种预制构件。不仅有垂直运输，而且有地面和楼面的水平运输。其中垂直运输是影响砌筑工程施工速度的重要因素。常用的垂直运输设备有塔式起重机、井架及龙门架。砖与砌块施工的基本要求：横平竖直、砂浆饱满、灰缝均匀、上下错缝、内外搭砌、接槎牢固。“接槎”是指相邻砌体不能同时砌筑而设置的临时间断，便于先砌砌体与后砌砌体之间的接合。龙门架施工电梯（右）塔式起重机（下）砖与砌块施工2.2钢筋混凝土工程施工钢筋工程模板工程混凝土工程拌制混凝土钢筋制备与安装模板制备与安装浇筑混凝土养护拆模钢筋混凝土施工程序粗骨料细骨料水泥水外加剂配料搅拌钢筋加工钢筋安装模板准备模板安装混凝土浇筑混凝土养护模板拆除现浇混凝土结构工程一般的工艺程序：1.钢筋工程钢筋检验对钢筋的验收包括外观检查和按批次取样进行机械性能检验。对热轧钢筋的级别有怀疑时，除作力学性能外，尚应进行钢筋的化学成分分析或其他专项检验。钢筋的冷加工:采用冷拉、冷拔的方法对钢筋进行冷加工，用以获得冷拉钢筋和冷拔钢丝。钢筋连接：绑扎连接、焊接连接及机械连接。钢筋知识回顾钢筋混凝土结构，对热轧钢筋的要求是机械强度较高，具有一定的塑性、韧性、冷弯性和可焊性。Ⅰ级钢筋的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，广泛用做普通钢筋混凝土中的非预应力钢筋；Ⅱ级与Ⅲ级钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋；Ⅳ级钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，比较适宜作预应力钢筋钢筋冷拉：是将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋在常温下进行强力拉伸，迫使钢筋产生塑性变形，从而使其内部结晶产生重组，达到提高强度和节约钢材的目的。冷拉后钢筋的强度提高，但塑性、韧性变差，因此冷拉钢筋不宜用于受冲击或重复荷载作用的结构钢筋冷拔：将φ6～φ8的Ⅰ级光面钢筋在常温下强力拉拔使其通过特制的钨合金拔丝模孔，钢筋轴向被拉伸，径向被压缩，使钢筋产生较大的塑性变形，其抗拉强度提高50％～90％，塑性降低，硬度提高。钢筋的冷挤压连接钢筋的弯曲闪

光

对

焊焊接包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊；熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊

钢筋焊接电渣压力焊2.模板工程模板是使新浇筑混凝土成形并养护，使之达到一定强度以承受自重的临时性结构并能拆除的模型板。钢筋混凝土结构的模板系统由两部分组成，其一是形成混凝土构件形状和设计尺寸的模板；其二是保证模板形状、尺寸及空间位置的支撑系统。

优点:(1)制作拼装随意，尤适用于浇筑外形复杂、数量不多的混凝土结构或构件。(2)导热系数低，混凝土冬期施工时有一定的保温养护作用

缺点：木模板重复利用率低，损耗大。木模板模板材料的种类我国从20世纪70年代初开始“以钢代木”。组合钢模板是由各种定型钢模板组成，可以重复使用，节约材料，目前被广泛采用。钢模板胶合板优点：可在一定范围内弯曲，因此可做成不同弧度的曲面模板。竹胶合板的弯曲性能优于木胶合板。柱梁模板大模板施工支拆模壳楼板支模模板的支撑系统3.混凝土工程施工混凝土工程包括制备、运输、浇筑、养护等施工过程，各施工过程既相互联系，又相互影响，任一过程施工不当都会影响混凝土工程的最终质量。混凝土制备：指混凝土的配料和搅拌。混凝土的配料，首先应严格控制水泥、粗细骨料、拌和水和外加剂的质量，并要按照设计规定的混凝土强度等级和混凝土施工配合比，控制投料的数量。混凝土的搅拌按规定的搅拌制度在搅拌机中实现。搅拌机混凝土运输分水平运输和垂直运输两种情况。常用水平运输机具主要有搅拌运输车、自卸汽车、机动翻斗车、皮带运输机、双轮手推车。常用垂直运输机具有塔式起重机、井架运输机。混凝土搅拌输送车兼输送和搅拌混凝土的双重功能，可以根据运输距离、混凝土的质量要求等不同情况，采用不同的工作方式。混凝土搅拌输送车到达现场后，搅拌筒反转即可卸出拌合物。使用混凝土泵输送混凝土，是将混凝土在泵体的压力下，通过管路输送到浇筑地点，一次完成水平运输、垂直运输及结构物作业面水平运输。混凝土自搅拌机中卸出后，应及时送到浇筑地点，以使混凝土在初凝之前浇筑完毕。运输混凝土应保证混凝土的浇筑量，在运输过程中应保持混凝土的均匀性。混凝土运输混凝土浇筑包括浇灌和振捣两个过程。保证浇灌混凝土的均匀和密实是确保工程质量的关键。混凝土浇注应分层进行，目的：振捣密室浇筑柱子混凝土2.3 预应力混凝土工程施工预应力混凝土：在结构或构件承受使用荷载前，对受拉区的混凝土预先施加压应力,以抵消或减少使用荷载作用下产生的拉应力。按施工顺序分：先张法、后张法2.3 预应力混凝土工程施工先张法:在浇筑混凝土构件之前，张拉预应力筋,将其临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土构件（注意：混凝土一次浇完），待混凝土达到一定强度（一般不低于混凝土强度标准值的75％），并使预应力筋与混凝土间有足够粘结力时，放松预应力，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋间的粘结，对混凝土产生预压应力。工艺过程：张拉固定钢筋→浇混凝土→养护（至75%强度）→放松钢筋先张法多用于预制构件厂生产定型的中小型构件。后张法:构件或块体制作时，在放置预应力筋的部位预先留有孔道，待混凝土达到规定强度后，孔道内穿入预应力筋，并用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制应力，然后借助锚具将预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆（亦有不灌浆者）的施工方法。工艺过程：浇筑混凝土结构或构件（留孔）→养护拆模→（达75%强度后）穿筋张拉→固定→孔道灌浆→（浆达15N/mm2,混凝土达100%后）移动、吊装。孔道灌浆目的：防止生锈；增加整体性后张法的特点:直接在构件上张拉预应力筋，构件在张拉过程中完成混凝土的弹性压缩，因此不直接影响预应力筋有效预应力值的建立。锚具是预应力构件的一个组成部分，永远留在构件上，不能重复使用。不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用后张法宜用于现场生产大型预应力构件、特种结构和构筑物等。后张法清理孔道穿筋张拉预应力筋孔道灌浆起吊运输

安装底模安装钢筋骨架、支模埋管制孔浇筑混凝土抽管养护、拆模制混凝土试块压混凝土试块制作水泥浆试块预应力筋制作张拉机具标定灌浆机具准备2.4 结构安装工程施工起重机械结构安装可分为：单件吊装法、整体吊装法和特殊安装法单件吊装：按柱、梁、板、屋架等单个预制构件吊装，吊至安装位置后组拼成整体结构。可采用各类起重机来吊装，吊装过程一般包括绑扎、吊升、对位、临时固定、校正、最后固定等工序。整体吊装：先将构件在地面拼装成整体，然后用起重设备吊到设计标高进行固定。特殊安装法：提升（升板）法、顶升法和滑移法等升板法施工：楼板用提升法施工的板柱框架结构工程顶升法施工：将层盖结构在地面上就位拼装或现浇后，利用千斤顶的作用与柱块的轮番填塞，将其顶升到设计标高的一种垂直运输方法。滑移法施工：先用起重机械将分块单元吊到结构一端的设计标高上，然后利用牵引设备将其滑移到设计位置进行安装。

特殊安装法2.5 钢结构工程施工空间网格结构施工网壳结构施工三

现代施工技术现代施工的特点现代施工技术3.1 现代施工的特点土木工程施工的基本原则：因地制宜现代施工＝施工技术＋施工管理3.2 现代施工技术基础工程施工技术上部结构施工技术特殊施工技术3.2.1 基础工程施工技术大体积混凝土施工：土木工程构件三个方向的最小尺寸超过800mm的混凝土施工。大体积混凝土施工技术主要采取了四类措施：1）减少混凝土本身热量；2）内降温、外保温，运用信息监测技术，及时调整和控制结构内外部分的温差在25°C之内；3）延长并做好养护工作；4）尽可能科学地组织施工，提高浇筑强度。大体积混凝土浇筑的整体性要求高，不允许留设施工缝。四

施工组织施工组织设计的内容施工组织设计的分类施工组织设计的编制程序网络计划技术建筑工程施工进度网络计划的排列方法施工组织概述1.施工组织：使整个施工过程变随意性为确定性，变无序性为有序性的工作总和，具体而言即为实现施工的预期目标（工期、成本、质量等），需将工程任务分解，在此基础上，确定各子任务的分工、施工方法、开竣工时间、空间位置和路线等。

2.施工组织具体要回答和解决五个方面问题：（1）任务分解（What）；（2）如何施工（How）：即，材料（Material）、方法（Method）、设备（Machine）等；（3）由谁施工（Who）；（4）何时施工（When）；（5）在哪施工（Where）。任务（what)技术(how)由谁施工(who)何时施工(when)在哪施工(where)基础挖土垫层基础主体装饰…施工技术施工人员组织施工在时间上的组织施工在空间上的组织4.1什么是施工组织设计施工组织设计:

根据施工的预期目标和施工条件，选择最合理的施工方案（包括施工技术方案和施工组织形式），并以此为核心编制的用来全面规划和指导施工的技术经济文件。4.2施工组织设计分类

根据工程规模大小，施工组织设计分为三类：施工组织总设计：是以一个建筑群或一个建设项目为编制对象。单位工程施工组织设计：是以一个单位工程为编制对象。分部（项）工程施工组织设计：以分部（项）工程为编制对象。单位工程是不能独立发挥生产能力，但具有独立的设计图纸和组织施工工程，如土建工程、安装工程等分部工程是单位工程的组成部分，由不同工种、材料和工具完成的部分工程，如土石方工程、钢筋工程等。分项工程是分部工程的组成，如土石方工程中的挖土、运输及回填等。建设项目分解的层次结构附：建设项目分解结构示例4.3施工组织设计的内容及编制步骤

施工组织设计按以下内容和步骤进行编制：施工项目的工程概况；施工部署或施工方案选择；施工进度计划；施工现场平面布置图；各项主要技术经济指标；质量、安全、工期、节约、文明施工等技术和组织上的保证措施；本建设工程的性质、内容、建设地点、建设总期限、建设面积、施工条件、地质气象条件、资源条件、建设单位的要求等4.3施工组织设计的内容及编制步骤

施工组织设计按以下内容和步骤进行编制：施工项目的工程概况；施工部署或施工方案；施工进度计划；施工现场平面布置图；各项主要技术经济指标；质量、安全、工期、节约、文明施工等技术和组织上的保证措施；根据工程情况，结合人力、材料、机械设备、资金、施工方法等条件，全面安排施工顺序，对拟建工程可能采用的几个施工方案，选择最佳方案4.3施工组织设计的内容及编制步骤

施工组织设计按以下内容和步骤进行编制：施工项目的工程概况；施工部署或施工方案；施工进度计划；施工现场平面布置图；各项主要技术经济指标；质量、安全、工期、节约、文明施工等技术和组织上的保证措施；反映了最佳施工方案在时间上的安排，采用先进的计划理论和计算方法，综合平衡进度计划，使工期、成本、资源等通过优化调整达到既定目标；在此基础上，编制相应人力和时间安排计划、资源需要计划、施工准备计划。4.3施工组织设计的内容及编制步骤

施工组织设计按以下内容和步骤进行编制：施工项目的工程概况；施工部署或施工方案；施工进度计划；施工现场平面布置图；各