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中国土木工程学会

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中国土木工程学会篇(1):中国土木工程学会

性质 
  中国土木工程学会是依法成立的跨行业、跨部门的全国土木工程科学技术工作者的全国性学术性群众团体,是中国科学技术协会的组成部分,挂靠在建设部。在建设部、铁道部、交通部指导下进行跨行业、跨部门、跨学科的土木工程领域学术活动。
  中国土木工程学会成立于1912年,其前身是由我国近代杰出的工程师詹天佑先生创建的中华工程师会。著名桥梁及结构工程专家茅以升、李国豪教授历任本会理事长。学会拥有一大批从事土木工程建设的著名专家、教授、研究员和科技人员,为发展我国土木工程事业和不断提高科技水平而努力开展各项活动。 
  宗旨 
  以经济建设为中心,团结、组织广大土木工程科技工作者,坚持百花齐放、百家争鸣的方针,倡导严谨、求实的学风,促进土木工程科学技术的繁荣和发展,促进土木工程科学技术的普及和推广,促进土木工程科学技术与经济的结合,促进土木工程科技人才的成长和提高,为我国现代化建设服务。 
  主要任务 
  开展国内外学术交流;编辑出版科技书刊;开展民间国际科技合作与交流;对国家科技政策和经济建设中的重大问题发挥咨询作用,接受委托开展技术服务;开展继续教育和技术培训工作;普及科学知识,推广先进技术;举荐与表彰奖励优秀科技成果与人才;反映会员的意见和要求;举办为会员服务的事业和活动。 
  组织机构 
  本会下属十四个专业分会、五十四个专业委员会、三个技术推广工作委员会。在三十一个省、直辖市、自治区(不包括港、澳、台地区)均设有地方学会组织。专业分会有:桥梁及结构工程分会、遂道及地下工程分会、土力学及基础工程分会、混凝土及预应力混凝土分会、计算机应用分会、防护工程分会、港口工程分会、市政工程分会、给水排水分会、城市公共交通分会、城市燃气分会、建筑市场及招标投标研究分会、住宅工程指导委员会、质量分会。
  会员 
  凡承认本会《章程》并符合会员条件者均可申请入会。本会现设有个人会员(含荣誉会员、普通会员、学生会员、海外会员)和团体(单位)会员,个人会员总数近4万人,团体会员近400多个。 
  学术刊物 
  学会主办或参与协办的期刊共计15个,其中《土木工程学报》(月刊)是学会独立创办的综合性学术期刊。另外还有12个期刊是与其他学会联合主办,具体名单如下:《现代隧道技术》、《城市道路与防洪》、《城市公共交通》、《城市公交规划与管理》、《煤气与热力》、《防护工程》、《给水排水》、《特种结构》、《岩土工程学报》、《建筑结构》、《施工技术》、《建筑科学与工程学报》。非公开发行的有2种:《建筑市场与招标投标》、《地基处理》 
  国际合作 
  本会加入了七个国际学术组织:国际桥梁及结构工程协会(IABSE)、国际土力学及岩土工程学会(ISSMFE)、国际隧道协会(ITA)、国际结构混凝土协会(fib)、国际煤气联盟(IGU)、国际公共交通联会(UITP)、国际水环境联合会(WEF),为国家会员;还与9个国家和地区的13个学术团体签订双边合作协议;与世界上数十个学术机构和单位有友好往来。 
  詹天佑土木工程科技发展基金 
  本会于1993年设立“詹天佑土木工程科技发展基金”,得到海内外各界的捐助,用以支持学术和奖励活动。 
  北京詹天佑土木工程科学技术发展基金会 
  2006年成立北京詹天佑土木工程科学技术发展基金会,主要资助、奖励工程领域内的科技创新事业。 
  中国土木工程詹天佑奖 
  本会设立的中国土木工程詹天佑奖(工程大奖),是经国家科技部首批核准、国家建设部认定的全国建设系统工程奖项。每年评选一次。此外,还设有优秀论文奖和高校优秀毕业生奖。 
  詹天佑土木工程科技奖优秀住宅小区金奖 
  中国土木工程学会住宅工程指导工作委员会和詹天佑住宅科技基金委员会自2004开始,每年先行进行詹天佑大奖住宅小区预评选和推荐工作,设立了大奖的优秀住宅小区金奖。旨在促进我国住宅建设水平和质量的提高。 
  秘书处 
  本会办事机构为秘书处 
中国土木工程学会组织机构

中国土木工程学会篇(2):建筑业的五个建筑大奖


建筑业的五个建筑大奖一、鲁班奖  “鲁班奖”全称为“建筑工程鲁班奖”,1987年由中国建筑业联合会设立,1993年移交中国建筑业协会。主要目的是为了鼓励建筑施工企业加强管理,搞好工程质量,争创一流工程,推动我国工程质量水平普遍提高。目前,这项标志着中国建筑业工程质量的最高荣誉,由建设部、中国建筑业协会颁发。  “鲁班奖”是行业性荣誉奖,属于民间性质。1996年7月,根据建设部“两奖合一”的决定,将1981年政府设立并组织实施的“国家优质工程奖”与“建筑工程鲁班奖”合并,奖名定为“中国建筑工程鲁班奖”,每年评选一次,奖励数额现为每年80个。  “鲁班奖”有严格的评选办法和申报、评审程序,并有严格的评审纪律。评审由评审委员会负责,协会只负责受理申报、组织初评和工程复查,不干预评选工作。评委由国务院有关部门和各地区的专家组成,以无记名投票方式选定。  “鲁班奖”公布后,建设部、中国建筑业协会将向获奖单位授予“鲁班奖”金像和荣誉证书,对主要参建单位颁发奖状并通报表彰。获奖企业被允许在获奖工程上镶嵌统一的荣誉标志。为记录这一荣誉,中国建筑业协会还会把“鲁班奖”编辑成册,将其载入建筑史册。  二、詹天佑奖  1999年设立的“詹天佑奖”全称为“中国土木工程詹天佑大奖”,是中国土木工程设立的最大奖项。该奖由中国土木工程学会、詹天佑土木工程科技发展基金会联合设立。主要目的是为了推动土木工程建设领域的科技创新活动,促进土木工程建设的科技进步,进一步激励土木工程界的科技与创新意识。因此,该奖又被称为建筑业的“科技创新工程奖”。  “詹天佑奖”之所以出台于世纪之交,是因为科学技术的日新月异,要求建筑事业必须依靠不断进步和创新进行变革,从而加速当代建筑业科技创新体系的建立和健全。  首届“詹天佑奖”颁发于建国50周年之际,共有桥梁、隧道、房建、铁路、公路、港口、市政等21项工程获此荣誉,囊括了86个参建的设计、施工和科研单位。  “詹天佑奖”公布后,中国土木工程学会、中国科学技术发展基金会、詹天佑土木工程科技发展基金将向获奖单位颁发“詹天佑奖”金像和奖牌、荣誉证书。  三、梁思成奖  “梁思成奖”是经国务院批准,以我国近代著名的建筑家和教育家梁思成先生命名的中国建筑设计国家奖。设立“梁思成奖”是为了激励我国建筑师的创新精神,繁荣建筑设计创作,提高我国建筑设计水平,表彰奖励在建筑设计创作中拥有重大成绩和贡献的杰出建筑师。  首届“梁思成奖”授予了建国50年来在建筑设计创作中对我国建筑设计发展具有突出贡献的10名建筑师。自2001年起,该奖每两年评选一次,每次设梁思成建筑奖2名,梁思成建筑提名奖2-4名,每位获奖人员将得到10万元人民币奖励。  “梁思成奖”被提名者,必须是中华人民共和国一级注册建筑师和中国建筑学会会员,在中国大陆从事建筑创作满20周年。此外,其作品还必须得到普遍认可并具有较好的社会、经济和环境效益,对同一时期的建筑设计发展起到一定引导和推动作用。同时,在建筑理论上有所建树并有广泛影响,有较高的专业造诣和高尚的道德修养,一般还应在国内和国际获得过重要奖项。  “梁思成奖”采取个人申报、专家委员会评选推荐、政府审定的办法。专家提名委员会由中国建筑学会依据建筑领域的动态专家库进行抽取组成,具有一定的地域性和广泛的代表性,由13人组成的委员会委员为正教授级职称并有一级注册建筑师资格,原则上该委员会委员不能成为被提名者;专家评选委员会由建设部有关司局、中国建筑学会和建筑界资深专家组成。为了保证该委员会的广泛性和公正性,“梁思成奖”的提名人员也不能参加专家评选委员会;审定委员会由建设部分管部长、有关司局领导和中国建筑学会负责人及建筑界代表组成,原则上该委员会委员不能兼任专家评选委员会委员一职。  为了保证这项国家建筑设计奖的独立性和永久性,经国务院批准,“梁思成奖”的奖励基金,由国际建筑师协会第20届大会的经费结余组成,不由官方提供和企业赞助。  四、华夏建设科学技术奖  “华夏建设科学技术奖”是建设系统以社会力量办奖形式设立的建设行业科学技术奖。设奖机构为中国建筑设计研究院,承办机构为建设部科技发展促进中心,决策机构为建设行业有关单位组成的奖励委员会。作为建设行业科技工作的归口司局,建设部科学技术司将对这一奖项进行扶持、规范、协调和指导。  设立这一奖项的目的是实施“科教兴国”战略,加快建设科技创新,提升我国建设行业的综合技术水平。该奖项的推荐范围为:城乡规划、村镇规划、工程建设、城市建设、村镇建设、建筑业、住宅房地产业、勘察设计咨询业、市政公用事业中的:新技术、新产品、新工艺、新方法、新材料、计算机软件等建设科技成果;引进、消化、吸收、开发、应用国外先进技术与产品;为行业服务的标准、规范、科技信息、科技档案等科技基础性成果;与决策科学化、管理现代化相关的软科学研究成果;有组织有计划大规模推广应用并取得显著效益的科技成果;采用新技术、新成果完成的有示范作用的项目等。  推荐项目必须具有自主知识产权且无权属争议,具备技术含量高和创新性强,以实现产业化或有产业化潜力,市场前景好,对行业共性技术有较大带动作用等特点;完成单位必须具有国内独立法人资格;两个以上(含两个)单位共同完成的项目,由第一完成单位与其它完成单位协商一致后推荐上报。已获国家或省级科技奖励的不予推荐。  该奖申报先由各地建设厅科技主管部门提出推荐意见和奖励等级建议,再上报华夏建设科学技术奖励委员会办公室。获奖项目公布后,由华夏建设科学技术奖励委员会颁发奖状、证书和奖金。  五、绿色建筑创新奖  “绿色建筑创新奖”由建设部设立,由建设部科学技术委员会负责实施,日常管理由建设部科学技术司负责。设立该奖的目的是,贯彻落实科学发展观,促进节约资源、保护环境和建设事业可持续发展,加快推进我国绿色建筑及其技术的健康发展。  “绿色建筑创新奖”分工程类和技术产品类项目奖。工程类项目奖包括绿色建筑创新综合奖项目、智能建筑创新专项奖项目和节能建筑创新专项奖项目;技术与产品类项目奖是指应用于绿色建筑工程中具有重大创新、效果突出的新技术、新产品和新工艺。  “绿色建筑创新奖”每两年评审一次,由省、自治区、直辖市建设行政主管部门负责组织本地的项目申报、初审和上报推荐。在此基础上,由建设部科学技术委员会办公室组织评审并发布结果。  “绿色建筑创新奖”评审专家委员会由绿色建筑领域的技术专家和国务院建设行政主管部门有关司局、行业学(协)会人员组成。通过评审的项目获奖后,建设部将以公文形式公布获奖项目,并向获奖单位颁发《全国绿色建筑创新奖》证书。

中国土木工程学会篇(3):土木工程学

土木工程施工学
席永慧  同济大学网络学院2008.02
绪论
一、       课程研究对象、任务及主要内容
(一)研究对象:如何完成各类土木工程的建造,包括建筑工程,构筑物工程,地下工程,市政工程,交通工程,水利工程等
(二)任务:掌握建造实施这些工程的技术知识和管理知识,具体地讲就是研究建筑工程中主要工程工程的施工工艺原理、施工方法、技术要求以及施工组织的一般规律。通俗地说就是研究如何又好,又快,又省地建造各类建筑物,构筑物,地下工程,市政工程,交通工程和水利工程等。
(三)主要内容:
1、施工技术:
基础阶段:土方、基础、地下防水
主体结构阶段:砌筑、钢筋混凝土、预应力混凝土、结构安装
屋面及装饰装修阶段:屋面及防水、装饰装修
2、施工组织:
计划原理:流水施工、网络计划
组织设计:单位工程施工组织设计,施工组织总设计
二、我国土木工程施工技术的发展
(1)我国历史悠久,文化发达,土木施工领域有许多劳动人民智慧的结晶,万里长成,赵州拱桥,北京故宫,都记录了我们先辈的勤劳和辉煌。
石器时代——洞穴,夯土筑墙,烧制砖瓦。
战国、秦时——砌筑技术有很大发展:拱券和穹隆。如万里长城。
唐代——宫殿和陵墓的建筑已具相当规模,木结构技术已相当成熟。
北宋——编纂了《营造法式》,对砖、石、木和装修、彩画的施工法则与工料估算有详细的规定。
元、明、清——能夯土加 筋建筑三、四层楼房,拱券结构得到普及,木结构的整体性得到加强。
(3)新中国建设使建筑施工领域得到飞速发展。
引入前苏联建筑技术
(4)改革开放使我国土木工程施工技术走向世界的前沿,超高层的建筑(广州白天鹅宾馆、上海新锦江饭店和希尔顿宾馆、北京国际饭店和昆仑饭店……),特大型桥梁(80年代后我国开始建设斜拉桥,90年代主跨602米的杨浦大桥斜拉桥,主跨1385米的江阴长江悬索桥, 21世纪, 主跨1088米的苏通大桥斜拉桥),最大直径的隧道,最难开挖的基坑,展示了我国施工技术领域取得的丰硕成果。
2、新材料的使用:
钢材--热轧、冷轧扭、冷轧带肋
混凝土—高性能混凝土、防水混凝土、外加剂、轻骨料
装饰材料—高档金属、薄型石材、复合材料、涂料
防水材料—高聚物改性沥青卷材、合成高分子卷材、涂膜、堵漏。
3、施工机械化
6、工程建设发展趋势
高、深、大、难(新)
n       深:地下连续墙围护结构在软土地区深度达65米;基坑开挖深度达50米。
n       高:金茂442米;环球金融中心492米;台北101达500米。
n       大(规模和体量):如正大广场26万m2;长风商夏37万m2 。
n       难:如上海11条轨道交通线同时施工;世纪大道车站4条线交叉;世界第一大直径盾沟15.43米正在沪崇长江江底推进。
建筑业十项新技术:
深基坑支护技术;
n         高性能混凝土技术;
n         高效钢筋与高效预应力混凝土技术;
n         粗直径钢筋连接技术;
n         新型模板与脚手架应用技术;
n         建筑节能和新型墙体应用技术;
n         新型建筑防水和塑料管应用技术;
n         钢结构技术;
n         大型构件与设备整体安装技术;
n         企业的计算机应用与管理技术
二、       课程和特点、学习方法及要求
(1)综合性强:与许多专业课、专业基础课联系密切(工程测量、结构力学、建筑材料、房屋建筑学、土力学、地基础工学),应注意知识间的联系。
(2)实践性强:来自实践又应用实践,在实践中探索与创新。是实践性性和理论性都很强,需要理论实践相结合的课程,是综合应用土木工程专业所学的知识来学会实现这个专业最终产品手段的课程,是一门培养土木工程专业学生技术管理能力和组织协调能力的课程。
3、要求:
1)了解各主要工种工程的施工工艺,具有分析处理施工技术问题的基本知识;
n        2)初步掌握拟定施工方案及组织施工的基本方法;
n        3)对施工学科的发展有一般了解,对现行施工、验收规范及质量标准有所了解。
n        4)因知识容量大、讲授密度高,上课要精神集中,切勿迟到、旷课;
n        5) 按时、认真、独立完成作业。
三、        土木工程施工技术标准的等级及相互关系
  
  国标(GB):如》建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);》砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002);》混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);》钢结构施工质量验收规范》(GB50204-2002);》屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002)等。以上这些由建设部颁发。
  行业(包括协会的)标准(JGJ):如》建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99);》无粘结预应力结构技术规程》(JGJ92-2004);公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)
  地方标准(DB):如》上海基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)
  企业标准(QB):如》北京市建设工程技术企业标准
四、        教学环节、考核方法
学习-课程设计-实习-毕业设计
课程类型:必修(限选)
          考试课(考查课)
成绩:平时成绩占:       考试成绩占    。
其它:
高速铁路、绝色施工、信息化施工。
中国土木工程界的院士
项海帆——桥梁;
n         沈祖炎——结构;
n         孙钧——地下结构工程,1991年中科院院士;
n         卢肇钧 ——中科院院士,岩土方面;
n         卢耀如 ——地质学家,中国工程院院士;
n         叶可明——是建筑施工领域内唯一的院士。1962年他毕业于上海同济大学,是上海建工(集团)总公司高级工程师、总工程师。他长期研究施工技术,形成了针对“高、大、深、重、新”不同对象,因时、因地、因人而异的施工技术体系。他亲自主持设计并施工了上海东方明珠电视观光塔,指挥了杨浦大桥、南浦大桥、上海经贸大厦等一大批具有世界先进水平的施工工程。 
n         刘建航——地铁。
 
第一章   土方工程
内容提要
本章叙述了土方工程的特点,重点是讨论土方工程施工设计的基本内容,包括最佳设计平面,土方调配、土壁支撑,降水及土方机械选择等,叙述了土方填压实施工的一般及质量要求。
在上述内容前面还简略地介绍了与本章学习有关的土的工程性质。本章节是课程的教学重点。
学习方法指示
土方工程工程量大、劳动强度大、施工条件复杂,因此在建筑工程施工占有重要地位,应予以重视。
本章内容涉及到工程地质与地基基础以及线性规划等方面的知识,学习难度较大,通过学习要求掌握土方工程设计的基本内容和施工的一般方法,以便于今后在工程实践中进一步掌握复杂土方工程的施工。
本章概述中关于“土的可松性”概念在本章后续教学中要用到,对其应熟悉。
最佳设计平面是一个重要概念,应掌握并了解其设计方法。土方调配要运用线性规划的原理作为了解内容。土方工程量的计算公式繁多,对其中的基本公式如拟柱体体积公式应该掌握。
土方工程的准备和辅助工作,在某种意义上比土方工程施工本身还要重要。其中,要掌握影响土方边坡稳定的因素;熟悉土壁支护的形式及计算方法;掌握轻型井点设计与施工;熟悉流砂现象的原因与防治方法。
轻型井点设计这部分内容有一定的难度,自觉中应着重掌握平面及高层布置。
土方机械化施工,应了解土方机械的类型及特点。土方填筑与压实对土方工程质量有很大影响,应熟悉填筑与压实的基本要求与影响填土压实的因素。
1、1        概述
土方工程包括一切土的挖掘(excavation)、填筑(earth fill work and compaction of fill)和运输(transportation)等过程以及排水(drainage)、降水(dewatering or groundwater lowering)、土壁支撑( supporting) 等准备工作和辅助工程。在工程中,最常见的土方工程有:场地平整(site leveling)、基坑(槽)开挖(excavation)、地坪填土、路基填筑(roadbed reclamation)及基坑回填土等。
         土方工程施工具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点,其不可确定的因素也较多,有时施工条件极为复杂。因此,在组织土方工程施工前,应制订出技术可行经济合理的施工设计方案。
一、土的工程分类:
土的分类繁多,其分类法也很多,如按土的沉积年代、颗粒级配、密实
度、液性指数分类等。在土木工程施工中,《建筑安装工程统一劳动定额》按土的开挖难易程度将土分为八类:
第一类(松软土);第二类(普通土);第三类(坚土);第四类(砾砂坚土);第五类(软石);第六类(次坚石);第七类(坚石);第八类(特坚石)。
二、土的工程性质
土的工程性质对土方工程施工有直接影响,也是进行土方施工设计必须掌握
的基本资料。土的主要工程性质有:土的可松性;原状土经机械压实后的沉降量等;此外还有:渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等,这些内容在土力学中有详细分析,在此简单介绍。以下重点讨论土的可松性。
(一)土的可松性
     土具有可松性,即自然状态下的土,经过开挖后,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实,仍不能恢复。土的可松性程度用可松性系数表示,即:
      KS=V2/V1;   KS,=V3/V1
式中:KS—最初可松性系数;
      KS,--最后可松性系数;
      V1—土在自然状态下的体积(M3);
      V2—土经开挖后的松散体积(M3);
      V3—土经回填压实后的体积(M3);
      土的可松性的应用:
  土的可松性的应用
       由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的,所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候,必须考虑土的可松性。如:在土方工程中,土的最初可松性是计算土方施工机械及运土车辆等的重要参数,土的最终可松性是计算场地平整标高及填方时所需挖土量的重要参数。
 表   土的可松性系数
KS一般在1.08~1.50; KS"在1.01~1.30
土的可松性问题工程应用实例一 基槽土方开挖(原土成为松土)
结构完成后土方回填(松土成为压实土)
命题:开挖的松土需要留下多少“作为回填”,需要运走多少?
例题一:场地填筑,已知KS,KS,,场地需要填高20CM,问需要填高多少厚的松土,经压实后正好等于20CM.提示:已知V3求V2.
例二:某土方工程施工需回填100M3的土,必须场外取土,问需多少土方,多大取土坑?(KS=1.20,KS,=1.05)
解:已知V3, 所以 所需土坑V1=100/1.05=95.24M3
所需土方V2=95.24×1.20=114.29M3
第三讲
1.2.1.2计算步骤
1、划分场地方格网;
2、计算或实测各角点的原地形标高;
3、            按式(1-4)计算场地设计标高;
4、            设计标高调整;
5、            施工高度计算。
下面分别讨论:
设计标高调整与施工高度计算问题:
设计标高调整:设计标高的调整主要是泄水坡度的调整,由于按式(1-4)得到的设计平面,为一水平的挖填方相等的场地,实际场地均应有一定的泄水坡度。因此,应根据泄水要求计算出实际施工时所采用的设计标高。
以Z0作为场地中心的标高(图1-2),则场地任意点的设计标高为:
ZI,=Z0加减LXIX加减LYIY
施工高度计算:ZI求得后,即可按下式计算各角点的施工高度HI,施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值:
HI=ZI,减ZI      (1-6)
式中   ZI----角点的原地形标高。
若HI 为正值,则该点为填方,HI为负值则为挖方。
1.2.2  最佳设计平面
最佳设计平面即设计标高应满足规划、生产工艺、运输、排水及最高洪水位等要求,并力求使场地内土方挖填平衡且土方量最小。
1.2.2.1          最佳设计平面设计原理
任何一个平面在直角坐标体系中都可以用三个参数C、IX、IY确定。
C---原点标高;
IX=TANA=-C/A(X方向的坡度)
IY= TANB=C/B(Y方向的坡度)
在平面上任何一点的标高,可以根据下式求出:
ZI,=C加XIIX加YIIY     (1-7)
其中XI  I----点在X方向的坐标;
YI  I---点在Y方向的坐标。
式(1-7)为最佳设计平面的方程形式。
第四讲(第一章)第三节
土方工程量计算与调配
一、   土方工程量计算
在土方工程施工之前,通常要计算土方的工程量,
土方工程的外形往往复杂,不规则,要得到精确的计算果很困难。一般情况下,都将其假设或划分成为一定的几何形状,并采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。
1.3.1基坑(槽)和路堤的土方量计算
基坑(槽)和路堤的土方量可按拟柱体体积的公式计算(图1—4),即
V=H/6乘(F1十4F0十F2)     (1—13)
式中    V—土方工程量(M3);H、F1、F2如图所示:
对基坑而言,H为基坑的深度,F1、F2分别为基坑的上下底面积;(M3)
对基槽或路堤,H为基槽或路堤的长度(M),
F1、F2为两端的面积(M2);
F0—F1与F2之间的中截面面积(M2)。
基槽与路堤通常根据其形状(曲线、拆线、变截面等)划分若干计算段,分段计算土方量,然后再累加求得总的土方工程量。如果基槽、路堤是等截面的,则F1=F2=F0,由式(1——3)计算V=HF1。
1.3.2场地平整土方量
1.3.2.1计算步骤
1、场地设计标高确定后,求出平整的场地各角点的施工高度HI。
2、确定“零线”的位置。了解整个场地的挖、填区分布状态。
3、个方格角点的施工高度算出填、挖土方量,并计算场地边坡的土方量,这样即得到整个场地的填、挖土方总量。
第五讲     第一章
1.4土方工程的准备与辅助工作
 一、土方工程施工前的准备工作
土方施工前应做好下述准备工作:
(1)          三通一平:路通、水通、电通、场地平整。
(2)          排除地面水:排水沟、截水沟、挡水土坝等。
(3)          材料、机具及土方机械的进场;
(4)          测量、放线;
(5)          做好土方工程的辅助工作(如边坡稳定基坑支护,
降低地下水等)。
应尽量利用自然地形来设置排水沟,以便将水直接排至场外,或流至低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁,其横断面应该按照施工期内最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5M*0.5M,纵向坡度应根据地形确定,一般不应小于千分之三,平坦地区不小于千分之二,沼泽地区可减至千分之一。
在山坡地区施工,应在较高一面的山坡上,先做好永久性截水沟,或设置临时截水沟,阻止山坡水流入施工现场。
在平坦地区施工时,除开挖排水沟外,必要时还需修筑土堤,以阻止场外水流入施工场地。
出水口应设置在远离建筑物或构筑物的低洼地点,并应保证排水畅通。
二、  土方边坡及稳定
土方的放坡开挖
放坡的边坡可做成直线形、折线形或踏步形。
土方边坡在一定条件下,局部或一定范围内沿某一
滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性,这就是常常碰到的边坡失稳现象。
影响边坡稳定的因素很多,一般情况下边坡失去稳定发生滑动,可以归结为土体内抗剪强度降低或剪应力增加。
边坡稳定的条件:T小于C
T——土体下滑力;C——土体抗剪力。
引起下滑力增加的因素主要有:
  坡顶荷载——(堆物、行车等);
  自重增加——雨水或地面水渗入土中引起;
  动水压力——地下水渗流产生;
侧向静水压力——裂缝中的积水产生。
引起抗滑力(土体抗剪强度)降低的因素主要是:
  土质松软——如气候的影响;
  润滑作用——土体内含水量增加;
  振动液化——饱和的细砂、粉砂受振动。
  土方边坡坡度以其高度H与其底宽度B之比
  表示,土方边坡坡度=H/B=1/B/H=1/M
  式中M=B/H,称为坡度系数。
土方放坡坡度的留设应考虑以下因素(6个方面):
  土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载(动、静、无)及气候条件等。
当地下水水位低于基底,在温度正常的土层中开挖基坑或管沟,如敞露时间不长,在一定限度内可挖成直壁不加支撑。
直壁(不加支撑)的允许深度:
密实、中密的砂土和砂填碎石土:1.00M;
硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土:1.25M;
硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土:1.50M;
坚硬的粘土:                     2M;
  施工中除应正确确定边坡,还要进行护坡,以防边坡发生滑动。
  临时性挖方边坡值
  在土方施工中,要预估各种可能出现的情况,采取必要的护坡防坍措施:
  及时排除雨水、地面水;
防止坡顶集中堆载及振动;
设置护坡面层;
其他。
对永久性土方边坡,则应做好永久性加固措施。
基坑边坡护面方法:
第六讲
(A)薄膜或砂浆覆盖;(B)挂网或挂网抹面;(C)喷射混凝土或凝土护面;(D)土袋或砌石压坡1——塑料薄膜;2——草袋或编织袋装土;3——插筋直径10-12MM;4——抹M5水泥砂浆;5——20号钢丝网;6——C15喷射混凝土;7——C15细石混凝土;8——M5砂浆砌石;9——排水沟;10——土堤;11——直径4-6MM钢筋网片,纵横间距250-300MM。
  三、土壁支护
开挖基坑(槽)时:
放坡开挖
——较经济,但在建筑稠密地区,或有地下水渗入基坑(槽)时往往不能实现。
基坑(槽)支护
——利用支护结构挡土、止水(隔水)。
(一)     基槽支护
  市政工程施工时,常需在地下铺设管沟,因此往往也需要开挖沟槽。
  开挖较窄的沟槽,多用横撑式土壁支撑。
  对较宽的沟槽,采用横撑式支撑不适应,土壁支护可采用类似于基坑的支护方法。
(二)     基坑支护
  基坑支护结构一般根据地质条件,基坑开挖深度以及对周边环境保护要求采取重力式水泥土墙、板式支护结构、土 钉墙等形式。
  在支护结构设计中首先要考虑周边环境的保护,其次要满足本工程地下结构施工的要求,再则应尽可能降低造价、便于施工。
1.4.3.1重力式支护结构,重力式挡墙:
水泥土搅拌桩(或称深层搅拌桩)支护结构是近二十年来发展起来的一种重力式支护结构。
  它是通过搅拌机将水泥与土进行搅拌,形成柱状的水泥加固土(搅拌桩),由此形成重力式支护结构。
  水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型,通常呈格构式布置。
  适用条件:基坑侧壁安全等级宜为二、三级;水泥土桩施工范围内地基承载力不宜大于150KPA;基坑深度不宜大于6M。
1.4.3.1重力式支护结构
  用于支护结构的水泥土:水泥掺量通常百分之十二至百分之十五(单位土体的水泥掺量与土的重力密度之比);
  强度可达0.8至1.2MPA,
  渗透系数很小,一般不大于10-6CM/S。
  由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙,它即具有挡土作用,又兼有隔水作用。
  它适用于4至6M深的基坑,最大可达7至8M。
  水泥土策略式支护结构的主要设计内容:
  整体稳定;
  抗倾覆稳定;
  抗滑移稳定;
  位移等。
  有时还应验算抗渗、墙体应力、地基强度等。
  2、水泥土搅拌桩施工
  (1)施工机械
  深层搅拌桩机的组成:
  深层搅拌机(主机)、
  机架及灰浆搅拌机、
  灰浆泵等配套机械组成。
(1)          施工工艺
  施工质量控制
  水泥浆配合比及搅拌
  ——基本要求;
  水泥浆喷射速率与提升速度的关系
  ——保证注浆的均匀性;
  桩的水泥浆喷注量
  ——与桩身强度;
  桩的垂直度和桩的搭接等
  ——水泥土墙的整体性与抗渗性。
  2、板式支护结构
  板式支护结构的组成
  板式支护结构由两大系统组成:
  挡墙系统和支撑(或拉锚系统系统)。
  悬臂式板桩支护结构则不设支撑(或拉锚)。
  锚杆墙。
  挡墙系统常用的形式有槽钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩及地下连续墙等。
  支撑系统:
  大型钢管、H型钢或格构式钢支撑,也可采用现浇钢筋混凝土支撑。
  拉锚系统:
  材料——用钢筋、钢索、型钢或土锚杆。
  根据基坑开挖的深度及挡墙系统的截面性能可设置一道或多道支点。基坑较浅,挡墙具有一定刚度时,可采用悬臂式挡墙而不设支点。支撑或拉锚与挡墙系统通过围檩、冠梁等连接成整体。
第七讲
用简单方法进行板桩的精确计算较为困难,主要是插入地下部分属超静定问题,其土压力分布状态难以精确确定。
  目前的计算方法也有多种,如:
  “相当梁法”(等值梁法)等。
4、钢板桩施工
  钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划
分,以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用,且板桩墙面面平直,以满足基础施工的要求,对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。
  对于钢板桩,通常有三种打桩方法:
(1)          单独打入法
此法是从一角开始逐块插打,每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。因此,桩机行走路线短,施工简便,打设速度快。但是,由于单块打入,易向一边倾斜,累计误差不易纠正,墙面平直度难以控制。一般在钢板桩长度不大(小于10米)、工程要求不高时可采用此法。
(2)          围檩插桩法
用围檩支架作板桩打设导向装置。
围檩支架由围檩和围檩桩组成,在平面上分单面围檩和双面围檩,高度方向有单层和双层之分。在打设板桩时起导向作用。双面围檩之间的距离,比两块板桩组合宽度大8——15毫米。
(3)          分段复打桩
  此法又称屏风法,是将10-20块钢板桩组成的施工段沿
单层围檩插入土中一定深度形成较短的屏风墙,先将其两端的两块打入,严格控制其垂直度,打好后用电焊固定在围檩上,然后将其他的板桩按顺序以1/2或1/3板桩高度打入。此法可以防止板桩过大的倾斜和扭转,防止误差积累,有利实现封闭合拢,且分段打设,不会影响邻近板桩施工。(第七讲完)
第八讲
  4、土方的准备与辅助改造
  四、降水
  在基坑开挖过程中,当基底低于地下水位时,由于土的含水层被切断,地下水会不断地渗入坑内。
  雨期施工时,地面水也会不断流入坑内。
  不采取降水措施的后果——
  施工条件恶化,易造成塌方,使地基的承载力下降。
  遇有承压含水层时——基底可能被冲溃破坏。
  降低地下水位的方法——
  集水井降水法;井点降水法。等两种。
(一)     集水井降水
  适用:降水深度较小且土层为粗粒土或渗水量小的粘性土。
  不适用:粉砂土和细砂土,在这类土中易形成流砂。
1、        施工过程(略)
2、        设置
排水沟及集水井:
设置在基础范围以外;
地下水流的上游;
基坑面积较大时,可在中间设置盲沟排水。
集水井:沿基坑底角设置,水平间距:每隔20-40米设
置一个。
排水沟:沿基坑底四周设置,底宽小于300MM,沟底低于坑底500MM,坡度1%。
3、        构造
  集水坑——直径或宽度:0.6-0.8米;
  开挖:随着挖土的加深而加深,低于挖土面0.7-1.0米;
  坑壁:可用竹、木材料等加固,也可用砖垒筑;
  坑底:低于基坑底面1.0-2.0米;长期用,有护壁和碎石压底。
铺设滤水层——
  (1)0.3米厚碎石滤水层;
   (2)下部砾石(约0.1米厚)、上部粗砂(约0.1米)
水泵:离心泵、潜水泵、污水泵等。
(二)     井点降水
  1、井点降水的作用:第一,防止涌水;第二、稳定边坡;第三、防止管涌;第四、减少横向荷载;第五、防止流砂。
2、流砂的成因及防止
基坑挖土至地下水位以下,当土质为细砂土或粉砂土的情况下,采用集水坑降低地下水时,坑下的土有时会形成流动状态,而随着地下水流入基坑,这种现象称为流砂现象。
流砂的危害:土体完全丧失承载力,土体边挖边冒流砂,至使施工条件恶化,基坑难以挖到设计深度。
严重时会引起基坑边坡塌方、临近建筑因流砂而出现地基被掏空的现象,引起建筑开列、沉降、甚至倒塌。
产生流砂现象的原因:流砂现象产生的原因,是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。
动水压力——地下水的渗流对单位土体内骨架产生的压力,用GD表示。
GD与单位土体内的渗流水受到土骨架的阻力T大小相等,方向相反。
流砂的防治:由于在细颗粒、松散、饱和的非粘性土中发生流砂现象的主要条件是动水压力的大小和方向。
当动水压力方向向上且足够大时,土颗粒发生流动,成为流砂,而动水压力方向向下时,又可将流砂转化成稳定土。
防治流砂的基本原则——“治流砂必先治水“。
防治流砂的主要途径有:减少或平衡动水压力;设法使动水压力方向向下;截断地下水流。
流砂的防治具体措施:
1、枯水期施工法:枯水期地下水位较低,基坑内外水位差小,动水压力小,就不易产生流砂。
2、抢挖并抛大石块法:分段抢挖土方,使挖土速度超过冒砂速度,在挖至标高后立即铺竹、芦席,并抛大石块,以平衡动水压力,将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。
3、设止水帷幕法:将连续的止水支护结构(如连续板柱、深层搅拌桩、密排灌注桩等)打入基坑底面以下一定深度,形成封闭的止水帷幕,使土的渗流路径延长、减小水力坡度,从而减小动水压力,防止流砂产生。
4、人工降低地下水位法:即采用井点降水法(如轻型井点、管井井点、喷射井点等),使动水压力的方向向下,从而能有效地防止和根治流砂。因此,此法应用广泛且较为可靠。
井点降水原理:井点降水就是在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)。在基坑开挖前和开挖过程中,利用真空原理,不断抽出地下水,使地下水位降低到坑底以下。
3、井点降水的类型
井点降水有两大类:轻型井点和管井类。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定,可参照1-12选择。第八讲完。
 
第十二讲
第二章                    桩基础工程
概       述
当地基较好时一般建筑物或构筑物多采用天然浅基础,它造价低、施工简便。
如果地基土较弱,可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固,进行地基处理。
如深部土层也软弱,或上部荷载较大,或对沉降有严格要求的建筑物、构筑物以及桥梁基础等,则往往需采用深基础。
桩基础是一种常用的深基础形式,它由桩和承台组成。
1、        桩的类型(参考《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94):
A按承载性状分类:
第一、     摩擦型桩:包括摩擦桩和端承摩擦桩;
第二、     端承型桩:包括端桩和摩擦端承桩。
摩擦桩——在极限承载力下,桩顶荷载由桩侧阻力承受;
端承摩擦桩——在极限承载力下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受;
端承桩——在极限承载力下,桩顶荷载由桩端阻力承受;
摩擦端承桩——在极限承载力下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受。
B、桩按施工方法分类: 预制桩
木桩
混凝土桩
混凝土方桩 预应力混凝土管桩 钢桩
钢管桩 H型钢桩 灌注桩
干作业成孔
人工挖孔 螺旋钻钻孔
洛阳铲成孔 泥浆护壁成孔
回转钻机成孔 潜水钻机成孔 套管成孔
锤击成孔 振动锤成孔
  C、桩按成桩时挤土状况分类:
非挤土桩:干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法(包括人工挖孔桩和冲孔、钻孔、抓掘成孔桩等)
部分挤土桩:部分挤土灌注桩(挤扩支盘桩)、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩(包括开口钢管桩、H型钢桩、预钻孔打入桩、螺旋成孔桩等)
挤土桩:挤土灌注桩(沉管灌注桩)、挤土预制桩(打入或静压)(包括各种打入、振入、压入、旋入桩等);
第一节:混凝土预制桩
一、   混凝土预制桩的制作、超吊、运输和堆放
(一)     制作
    混凝土预制方桩多数是在施工现场预制,亦可在预制厂生产;
混凝土预应力管桩则均在工厂生产。
1、截面:方桩的截面边长250-550MM;
         管桩直径一般300-800MM,常用的为400-600MM
2、长度:单根桩或多节桩的单节长度,应根据桩架高度、制作条件、运输能力等确定。
         工厂制作——不超过12米;现场预制——不超过30米。
3、混凝土强度等级:
不宜低于C30(静压法沉桩时不宜低于C20)
4、桩身配筋:
锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%;
静压桩不宜小于0.4%;
桩顶一定范围内的箍筋应加密,并设置钢筋网片。
方桩的叠浇法制作:
这节省场地,现场预制方桩多用叠浇法制作。
重叠层数:取决于地面允许荷载和施工条件,一般不宜超过4层。
场地要求:场地应平整、坚实,不得产生不均匀沉降。
隔离剂:桩与桩间应做好隔离层,桩与邻桩、底模间的接触面不得发生粘结。
浇筑时间:上层桩或邻桩的浇筑,必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。为防止桩顶击碎,浇注预制桩的混凝土时,宜从桩顶开始浇筑,并应防止另一端的砂浆积聚过多。
(二)桩的起吊与运输
混凝土强度:达到设计 强度的70%方可起吊;达到100%方可运输和打桩。
起吊吊点:应符合设计要求。
(三)堆放
堆放桩的地面必须平整、坚实;
垫木间距应与吊点位置相同,各层垫木应位于同一垂直线上;
堆放层数不宜超过4层;
不同规格的桩,应分别堆放。
二、预制桩沉桩
(一)锤击法施工:
1、订桩设备
2、打桩前的准备工作
3、打桩顺序
4、打桩方法要点
5、打桩的质量控制
6、打桩的公害
1、打桩设备
打桩设备——打桩机
打桩机主要包括:桩锤、桩架和动力装置。
(1)桩锤
    A、桩锤的种类: 锤型
锤击动力
适用性
优缺点
优点
缺点
落锤
重力
小型桩工程
构造简单、保用方便
效率低、桩身易损坏
柴油锤
燃油爆炸能量
适用面广、特别适用于大型混凝土桩和钢管桩等
结构简单、使用方便;不需从外部供应能源。
过软的土中会使工作循环中断;污染大。
蒸汽锤
蒸汽动力
适用面广
冲击力较大;无污染。
需配备锅炉设备;
液压锤
液压作用
适合水下打桩
能获得较大的贯入度
构造复杂、造价高   B、桩锤击沉桩时,为防止桩受冲击应力过大而损坏,应采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击,锤击功能很大一部分被桩身吸收,桩不易打入,且桩头容易打碎。
   锤重一般根据土质、桩的规格等进行选择,如能进行锤击应力计算则更为科学。
(2)桩架
  A、桩架的作用
悬吊桩锤,并为桩锤导向,它还能起吊桩并可在小范围内移动桩位。
桩架的高度是选择桩架时需考虑的一个重要问题。
桩架的高度﹦桩长+滑轮组高度+桩锤高度+桩帽高度+起锤移位高度(取1-2米)
B、桩架的形式
2、打桩施工
(1)准备工作
清除妨碍施工的地上和地下的障碍物、平整施工场地、定位放线、设置供电供水系统、安装打桩机等。
桩基轴线的定位点及水准点,应设置在不受打桩影响的地点,水准点设置不少于2个。在施工过程中可据此检查桩位的偏差以及桩的入土深度。
(2)打桩顺序
A、避免挤土影响
打桩顺序影响挤土方向,打桩向哪个方向推进,则向哪个方向挤土。
根据桩群的密集程度,可选用下述打桩顺序:
由一侧向单一方向进行;由中间向两个方向进行;由中间向四周进行。
B、减小后施工的桩对先施工的桩
根据设计标高及桩的规格,应遵循以下原则:
宜先深后浅、先大后小、先长后短
锤击打入预制桩:
施工程序:确定桩位和沉桩顺序——打桩机就位——吊桩喂桩——校正——锤击沉桩——接桩——再锤击沉桩——送桩——收锤——割桩头。
(3)打桩方法
A、控制入土时的垂直度
插入土中的垂直度偏差不得超过0.5%,桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上,确保桩身垂直下沉。
B、桩头保护
在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫,桩帽和桩顶周围四周应有5-10MM的间隙,以防损伤桩顶。
C、打桩
开始锤击落距应较小,入土稳定后,最大落距不宜大于1米;打桩中遇有贯入度剧变或异常,应暂停打桩,研究处理;桩顶标高低于自然土面,则需用送桩管将桩送入土中。
D、
D、接桩
混凝土桩——焊接、法兰接以及硫磺胶泥锚接三各方法;
钢桩——一般均用焊接法。
前两种可用于各类土层;硫磺胶泥锚接适用于软土层,且对一级建筑桩基、承受拨力以及抗震设防地区的桩宜慎重选用。
目前焊接接桩应用最多,它是在每节桩的端部预埋角钢或钢板,焊接接桩的钢板宜用低碳钢,焊条宜用E43。接桩的预埋铁件表面应清洁,上下节桩之间如有间隙应用铁片填实焊牢,焊接时焊缝应连续饱满,并采取措施减少焊接变形。接桩时,上下节桩的中心线偏差不得大于10MM,节点弯曲矢高不得大于1%0桩长。焊接时,应先将四角点焊固定,然后对称焊接,并确保焊缝质量和设计尺寸。在焊接后应使焊缝在自然条件下冷却10MIN后方可继续沉桩。
(4)打桩的质量控制
A、桩的垂直偏差应控制在百分之一以内;
B、平面位置的允许偏差
基础形式
               允许偏差
单排或双排桩的条形桩基
垂直于条形桩基纵轴线方向
平行于条形桩基纵轴线方向
100毫米
150毫米
承台
桩数为1-3根
100毫米
桩数为4-16根
1/3桩径或1/3边长
桩数大于16根
最外边的桩
中间桩
1/3桩径或1/3边长
1/2桩径或1/2边长 C、贯入度与标高控制
端承型桩——以贯入度控制为主,桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考
摩擦型桩——以桩尖设计标高控制为主,贯入度可作参考
最后贯入度:
(5)打桩的公害
A、公害
    挤土、震动、噪音、大气污染等
B、防止措施
  防止挤土影响
  挖防振沟、砂井排水、预钻孔取土打桩、采取合理打桩顺序、控制打桩速度 等。
  防止震动、噪音、大气污染等
  选择合适的打桩方法,如静力压桩、灌注桩等
(二)静力压桩
静力压桩是利用静压力将桩压入土中,施工中没有振动和噪音,但仍存在挤土效应。该方法适用于软弱土层和邻近有怕振动的建筑物的情况。
静力压桩机有机械式和液压式两类,目前使用的多为液压式静力压桩机,压力可达5000KN以上。
(三)水冲法沉桩(射水沉桩)现很少应用。
(四)振动法沉桩
振动法是利用振动沉桩,将桩与振动锤连接在一起,振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动,使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。
该方法适用于砂土中沉桩。
第二节           灌注桩施工
灌注桩是直接在桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。
灌注桩能适应各种地层的变化,无需接桩,施工时无振动、无挤土、噪音小,宜在建筑物密集地区使用。
但其操作要求严格,施工后需较长的养护期方可承受荷载,成孔时有大量土渣或泥浆排出。
灌注桩成孔方法主要有:
1、  人工挖孔;
2、  干作用成孔
3、  泥浆护壁成孔;
4、  套管成孔。
一、干作业成孔灌注桩
干作用成孔灌注桩适用于地下水位较低在成孔深度内无地下水的土质,不需护壁可直接取土成孔。
目前常用螺旋钻机成孔,亦有用洛阳铲成孔的。
螺旋钻机
螺旋钻机成孔灌注桩是利用动力旋转钻杆,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。
全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300-600毫米,钻孔深度8-20米。
二、泥浆护壁成孔
泥浆护壁成孔是用钻机成孔的同时,用泥浆保护孔壁并排出土碴。
它不论地下水位高低都能适用,一般用于地下水位以下土的成孔。
(一)泥浆的作用与组成
泥浆一般需专门配制,当在粘土中成孔时,也可用孔内钻碴原土自造泥浆。
1、泥浆作用
泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土碴以及冷却与润滑钻头的作用。
2、泥浆的组成
护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物,还可在其中掺入其他掺合剂,如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等。
3、泥浆性能要求
(二)回转钻机成孔
1、回转钻机
回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转运,并带动带有钻头的钻杆转运,由钻头切削土壤。第十三讲完。
第十四讲
2、潜水钻机成孔
潜水钻机时一种旋转式钻孔机械,其动力、变速机构和钻头连在一起,加以密封,因而可以下放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔。用正循环工艺输入泥浆,进行护壁和将钻下的土碴排出孔外。
潜水钻机成孔的施工过程皆与回转钻机成孔相似。
3、冲击钻成孔
冲击钻主要用于在岩层中成孔,成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层,然后用掏碴筒来掏取孔内的碴浆。
一、套管成孔灌注桩
套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法,将带有钢筋混凝土桩靴(又叫桩尖)或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中,然后边拨管边灌注混凝土而成。
(一)   沉管灌注桩施工过程
(1)       就位;
(2)       沉套管;
(3)       初灌混凝土;
(4)       放置钢筋笼、灌注混凝土;
(5)       拔管成桩。
(三)套管成孔沉管方法
沉管方法
适用土层
锤击沉管
一般粘性土、淤泥质土、松砂、人工填土地基
振动沉管
稍密及中密的碎石土 第十四讲完
第十五讲   第三章  混凝土结构工程
内容提要
混凝土工程由钢筋工程、模板工程和混凝土工程三部分组成,是土木工程施工中最常见、重要的工程之一。本章节是教学重点。
本章在钢筋工程重点介绍了连接方法,各种焊接施工的原理、工艺及工艺参数,钢筋的机械连接方法等。在模板工程中则着重阐述常用模板及一些新型模板的构造及施工要求、模板设计的荷载及计算要求等。在混凝土工程中主要对混凝土制备、运输、浇筑、养护及冬期施工的方法和质量要求等作了全面介绍。
钢筋工程
至于钢筋加工的一般过程,如调直、剪切、弯曲成型,绑扎等,主要通过录象和实习等进行学习。钢筋的连接是一个重要内容。要求熟悉各种焊接方法的适用范围。
模板工程
熟悉模板设计与施工的基本要求。
熟悉各类模板的构造,适用范围和施工工艺。重点掌握模板设计的荷载,荷载的传递路径,设计计算简图、有关设计规定及结构设计基本方法等。模板的具体计算方法则应参考钢结构,木结构的设计,在学习这部分内容时应结合其他课程及有关知识以便于掌握。
对大模板、爬升模板以及滑升模板等新型模板体系的学习,了解它们的组成,如果希望了解得更全面、更深入,则可学习有关的专著,文献、施工手册等。
混凝土工程
此节的学习重点是混凝土施工工艺及质量控制。
混凝土配制强度是施工单位根据设计要求确定混凝土配合比时必须考虑的问题,工程中如何确定应予以熟悉。
对于混凝土制备应着重学习混凝土搅拌机械原理及选择,熟悉搅拌制度的有关要求,了解二次投料法的原理。
混凝土运输的关键是保证不产生离析和规定的坍落度,满足浇筑速度的要求。学习中了解混凝土运输的方法,着重学习混凝土泵的有关知识,如混凝土泵的构造、对泵送混凝土配合比的要求、泵送工艺等。
混凝土运输的关键是保证不产生离析和规定的坍落度,满足浇筑速度的要求。学习中了解混凝土运输的方法,着重学习混凝土泵的有关知识,如混凝土泵的构造、对泵送混凝土配合比的要求、泵送工艺等。
混凝土浇筑应熟悉常用结构(多层框架、大体积混凝土,水下混凝土结构)的浇筑方法,掌握施工缝留置的原则与施工缝处理的方法。大体积混凝土施工保证整体性,要会灵活应用有关的计算公式,大体积混凝土是个中温度裂缝的控制应予以重视。
混凝土密实成型常用的是振动密实成型,对振动器的原理,适用范围和施工方法等应重点学习。
混凝土养护和拆模应着重了解规范的有关规定。
第一节  钢筋工程
钢筋工程施工工艺流程
钢筋进场检验——钢筋翻样配料(下料长度计算、配料单)——钢筋加工(调直、冷拉、冷拔、弯曲、对焊连接、螺纹加工等)——钢筋安装与检查(钢筋绑扎安装、焊接或机械连接等)。检查:品种、规格、等级、数量、直径、厚度等。
1、钢筋工程
土木工程结构中常用的钢材形式——钢筋、钢丝和钢绞线三类。
钢筋按其化学成分分类——低碳钢钢筋(低碳0.25%中碳0.7%高碳);普通低合金钢钢筋(加入锰、钛、钒等合金元素)。
普通钢筋按其强度分类——HPB235、HRB335、HRB400级以及RRB400等;
预应力钢筋——钢绞线、消除应力钢丝以及热处理钢筋等。
按粗细分——钢筋(直径≥6毫米),细筋直径6-10(盘条);粗筋≥直径12(常6-9M直条);钢丝(直径<6毫米,刻痕钢丝或碳素钢丝(盘条);
按生产工艺——热轧、热处理筋、冷拉筋、冷拔丝、冷轧筋、碳素丝、刻痕丝、钢绞线等;
按外形分——光圆;变形:月牙纹、人字纹、螺纹等。
我国最早标准中,热轧钢筋都用钢号A3,A5,16MNN等直接命名钢筋种类。后来修改标准,热轧钢筋分为四个级别,以罗马字母Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ等来钢筋级别,区分钢筋与钢材牌号。Ⅰ级钢筋对应原来的A3等;但钢筋工艺进步,并非完全对应。
而最新的、由98年新标准中规定的热轧钢筋,将由原钢筋的级别代号修改为钢筋的牌号,我国结构用热轧钢筋分为四种:HPB235,HRB335,HRB400,RRB400。新标准不再以级别“几级钢”之类的来分别钢筋种类。
牌号意义:以HRB400为例,H、R、B分别为热轧、带肋、钢筋三个词的英文首位字母,400为牌号所要求的屈服点最小值。HPB235是热轧光圆钢筋,HRB335和HRB400是热轧带肋钢筋,RRB400是余热处理带肋钢筋。热轧钢筋是建筑工程中用量最大的品种之一,主要用于钢筋混凝土结构和预应力结构。
钢筋的性质:
1、         变形硬化——可通过冷加工,提高强度。
2、         松弛——在高应力状态下,钢筋长度不变,应力减
小;预应力施工应注意。
    3、可焊性——强度、硬度超高,可焊性越差。
§1、钢筋工程
钢筋出厂应有出厂质量证明书或试验报告单
进入施工现场后应按规定抽取试样对钢筋进行力学性能检验,必要时(如对进口钢筋)尚需进行钢筋的化学成分分析。按批5-60T抽样。
钢筋加工过程——冷拉、冷拔、调直、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎等。
梁柱中的箍筋、住宅楼板中的分布钢筋通常采用圆钢筋。进入工地的盘圆钢筋需要进行调直处理,用卷扬机进行冷拉调直。
工地上也可采用钢筋调直机对盘圆钢筋调直,并完成定长切断下料。
以往箍筋的弯曲通常采用人工弯曲,现采用专用的箍筋弯曲机机械弯曲,提高了工效,降低了劳动强度。
一、   钢筋冷加工
(一)     钢筋冷拉
钢筋冷拉是在常温下对热轧钢筋进行强力拉伸。拉应力
超过钢筋的屈服强度,使钢筋产生塑性变形,以达到调直钢筋、提高强度、节约钢材的目的。
现在钢筋冷拉已很少使用。
(二)     钢筋冷拔
冷拔是用热轧钢筋通过钨合金的拔丝模进行强力冷拔。
钢筋通过拔丝模时,受到轴向拉伸与径向压缩的作用,使钢筋内部晶格变形而产生塑性变形,因而抗拉强度提高,塑性降低,呈硬钢性质。
二、   钢筋连接
钢筋连接有三种常用的连接方法——绑扎连接;焊接连
接;机械连接(挤压连接和螺纹套管连接)。
(一)     钢筋焊接
钢筋焊接主要分为压焊和熔焊两种形式;
压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊;
熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。
此外,钢筋与预埋件T形接头的焊接应采用埋弧压力焊,
也可用电弧焊或穿孔塞焊。
    1、闪光对焊
闪光对焊广泛用于钢筋连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊。
(3)质量检查
外观检查——对焊后钢筋应无裂纹和烧伤;
            接头弯折不大于40;
            接头轴线偏移不大于0.1D(D为钢筋直径)
            ,也不大于2MM;
力学试验——抗拉试验、冷弯试验。
影响钢筋焊接质量的因素:
(1)          与钢筋的化学成分有关;
(2)          与原材料的机械性能有关;塑性越好,可焊性越
好;
(3)          与焊接工艺及焊工的操作水平有关;
(4)          环境低于-20度C不得焊接。
(第十五讲完)第十六讲
2、电弧焊
电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温,电弧使焊条和电弧燃烧范围内的焊件熔化,待其凝固便形成焊缝或接头。
电弧焊在钢筋及其他钢结构中普遍适用。
电弧焊的接头形式有:搭接焊、帮条焊接头、坡口焊、窄间隙焊、熔槽帮条焊。
(1)钢筋电弧焊的接头形式:A搭接焊;B帮条焊;C立焊的剖口焊;D平焊的剖口焊。
搭接焊:用于直径10毫米以上的HPB235-HRB400及10-25毫米的RRB400级钢筋。
帮条焊:用于直径大于或等于10毫米的HPB235-HRB400及10-25毫米的RRB400级钢筋(同搭接焊)
帮条要求:
第一,两帮条相同;
第二,帮条级别或直径:级别同主筋时,直径可同主筋或小一规格;直径同主筋时,级别可同主筋或低一级;
第三,位置居中;
第四,帮条长等于焊缝长。
坡口焊:有平焊和立焊,较少用。
窄间隙焊:
将两根需对接的钢筋水平置于υ型模具中,中间留出10-15毫米的窄间隙,用焊条连续施焊,并使熔敷金属充填满间隙,形成接头。
熔槽帮条焊:适用于直径大于或等于25毫米的钢筋现场安装焊接。操作时把两钢筋水平放置,将一角钢作垫模。
电弧焊设备及材料:
弧焊机(直流,交流);焊枪;焊把线;焊条。
(2)质量检查
外观检查;抽样拉伸试验;如对焊接质量有怀疑或发现异常情况,还可进行非破损检验(X射线、r射线、超声波探伤等)
3、电渣压力焊:
  端部除锈——夹具夹牢在下部钢筋上——上部钢筋夹牢于活动电极中——装上药盒——接通电路——引燃电弧(引弧)——钢筋熔化(稳弧)——加压顶锻——形成接头。
  引弧、稳弧、顶锻三个过程连续进行。
  工艺过程:夹住钢筋;装满焊剂;引弧,稳定一段时间,使钢筋融化;上部钢筋缓缓下送(加压挤压);顶锻形成接头。
  电渣压力焊的适用性:适用于现浇混凝土结构构件内竖向或斜向(倾斜度在4比1的范围内)
  质量检查:外观质量检查;试件拉伸试验。
4、电阻点焊:
第一,用于:8-16毫米HRB335、400级钢筋,4-5毫米冷拔钢丝的交叉连接,以制作网片、骨架等。
第二,原理:利用电阻热熔化钢筋接触点,加压形成结点。
第三,机械:点焊机(单头、多头、悬挂式、手提式-现场用)
第四,要求:焊点压入深度:较小筋直径的18-25%;
5、气压焊
气压焊接钢筋是利用乙炔-氧混合气体燃烧的高温火焰对已有初始压力的两根钢筋端面接合处加热,使钢筋端部产生塑性变形,并促使钢筋端面的金属原子互相扩散,当钢筋加热到约1250-1350度C(相当于钢材熔点的0.80-0.90倍)时进行加压顶锻,使钢筋焊接在一起。
用于:14毫米以上的HPB235、HRB335、HRB400级钢筋,全方位(竖向、水平、斜向)连接的现场焊接接长。
气压焊接设备:主要包括加热系统与加压系统两部分。
(二)钢筋机械连接
钢筋机械连接包括挤压连接和螺纹套管连接,是近年来大直径钢筋现场连接的主要方法。
1、挤压连接
钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接。分为径向挤压连接和轴向挤压连接。它
适用于竖向、横向及其他方向的较大直径变形钢筋的连接。
  冷压套筒钢筋连接是利用铜套筒的变形,与变形钢筋咬合在一起形成良好的连接。由于铜套筒的长度相对长,其经济指标比滚轧直螺纹套筒连接差,现逐渐被直螺纹套筒连接取代。
  钢筋挤压连接的工艺参数主要有:
  压接顺序——中间逐道向两端压接;
  压接力——保证套筒与钢筋紧密咬合,取决于钢筋直径、套筒型号;
  压接力——取决于钢筋直径、套筒型号和挤压机型号;
  较传统钢筋焊接连接施工可以降低工程成本。
2、钢筋螺纹套管连接
螺纹套管连接分锥螺纹连接与直螺纹连接两种。
镦粗直螺纹连接与锥螺纹接头相比,接头强度更高。1钢筋端镦粗;2在镦粗段上切削直螺纹;3连接。
补充:
钢筋代换注意问题:
(1)    重要构件,不宜用HRB235级光圆筋代替HRB335级带肋钢筋;
(2)    代换后应满足配筋构造要求(直径、间距、根数、锚固长度);
(3)    代换后直径不同时,各筋拉力差不应过大;(同级直径差≯5毫米);
(4)    受力不同时的钢筋(如梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋)分别代换;
(5)    有抗裂要求的构件应做抗裂验算;
(6)    钢筋代换应征得设计单位同意;
(7)    预制构件的吊环,必须用未冷拉的HPB235级筋,不得以其它筋代换。
保护层方法:支架(撑脚)。垫块(砂浆、混凝土、塑料)(第十六讲完)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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