建筑施工技术课程设计书.doc

建筑施工技术课程设计课程设计题目： 某基础工程专项施工方案设计 班级： 土木2012-03班 姓名： 吕鹏举 学号： 20110364 教师： 黄云德 一、工程概况 某工程基础C30钢筋混凝土底板及垫层剖面图如图1所示，混凝土底板长宽为6040m，土层分布如图2所示，其中杂填土的渗透系数15m/d，细砂为10m/d，砂砾石为60m/d，均为2类土，最初可松性系数杂填土1.3，细砂1.2；最后可松性系数杂填土1.02，细砂土1.05。土在天然状态下的重度为杂填土16kN/m3，细砂21kN/m3，砂砾石22kN/m3，最大干重度为杂填土18kN/m3，细砂19kN/m3，砂砾石21kN/m31800C30混凝土底板40000200200200-4.600-2.800-0.600图1 基础剖面图混凝土垫层 由于现场施工场地较大，允许放坡开挖，边坡坡度为1：0.4，基坑底四周每边要留出施工工作面1m（从主体结构外侧面算起），现场西侧设置土方临时堆放场地如图3所示，余土采用载重量20吨的自卸卡车运走。二、设计内容与要求 1采用轻型井点降水，井点管布置在距坑边0.7m，冒出地面0.2m，管长6m，内直径50mm，滤管长1.2m，内直径50mm，水平总管的最大流速应控制在1.0m/s内，确定总管内直径，总管上的接口间距0.8m；计算涌水量和井点管数量，平面及高程布置图见附录；降水后水位线的最高点，应保证距基坑底以下不小于0.5m；总管内径规格：100，125，150，200，250，300mm； 2选择挖土机，确定开挖方案，制订保证质量和安全的施工措施；不透水层砂砾石层细砂土层杂填土层100070005000-0.600图2 水文地质剖面图-1.800地下水位线自然地面基坑底6242m边坡N图3 基坑平面图3所选挖土机台班定额为400立方米/台班，时间利用系数0.8，选用2台挖土机同时作业，运土车辆的往返时间（含装卸时间）50分钟，每天作业班数1，确定基坑挖土的作业天数和自卸卡车的数量，并计算预留回填土方松散状态下的数量；4确定回填土的施工方案，要求土的压实系数为，地基主要受力层范围内不小于0.97，其他部位0.94；回填时土的含水率经测定为15%，确定压实后土的干重度和实际重度应达到多少？杂填土不能用作回填土，应作为弃土全部运走。5施工期间气温，白天最高32，夜晚最低15，采用商品混凝土，混凝土运输距离15km，运输时间估计1小时，制订混凝土底板（大体积混凝土）的施工方案（含配料、运输、浇筑和养护要求及相关措施）。三、课程设计步骤和方法 （一）降水施工 1.井点管高程布置 高程布置系统确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设的距离需满足下式（图4）： 图4 则总管埋设面至基底距离 基坑底面中心至降水后地下水位线距离 水力坡度 （按环形轻型井点考虑） 基坑中心至井点管的水平距离 则井点管最小埋深为 取。 井点管露出地面长度 则井点管最小长度为 实取井点管长度 实际井点管埋深为 ,故需降低总管埋设面1.3m，将总管布置于高程-1.9m处，且此时总管埋设面底于地下水位线，在开挖第一层土方埋设总管时，需要设置集水井降水。. 井点的高程布置图见附录图1。 2.基坑涌水量计算 滤管长度 滤管底部标高为，故采用无压非完整井系统计算。 采用公式 计算： 式中 Q井点系统总涌水量（）； K渗透系数（），因为滤管底部位于-8.7m高程处，故需要计算水平平均渗流系数； S水位降低值（m）， 有效带深度（m），根据,当时，。取 ； R抽水影响半径，; 环形井点系统的假想半径（m），F为环形井点包围的面积，则。 3.确定井点管数量和间距先求单根井点管涌水量,用公式： 式中 K渗透系数（m/d），按照上面的K值，取12.1； d滤管直径（m），选用直径钢管，； 虑管长度（m）,取。则 。井管所需的最小数为井点管的间距为，取井点管间距为实际总管接口间距的2倍，即。如此，则，大于，则布置142根井点管，具体布置见附录图2.选用200mm内径的总管。 则总管内水流速度，满足要求。 4.井点降水、排水要求 （1）、坑内共布置个井点管，沿长边方向每设置一根井点管；沿短边方向部分间距，部分间距，对称分布，具体见附图所示。 （2）、基坑开挖前应提前2周进行降水，确保基坑开挖面无明水；应保证水井的开挖质量，钻进时尽量采用清水和稀泥浆，保证水井的出水量。 （3）、严格控制填滤料的规格，保证水井出清水，防止水泥淤塞和坑外掏空。 （4）、坑内降水应统一疏排，并根据观测井水位变化采取相应的回灌措施。 （5）、视施工现场情况沿地面及基坑内设明沟及集水井，及时排除雨水及地面流水。 （二）施工流程第一步：先在据基坑中心沿长边方向35.5m，沿短边方向25.5m以外区域设置集水井降水，为开挖达到距地表面1.3处埋置井点管将水系统做准备；第二步：按图5所示，开挖1.3m深的环型槽，按如下步骤埋置井点管降水系统：图5（1）安装水泵设备及进出水管路（2）铺设进水总管和排水总管。井点管与进水、排水总管的连接应安装阀门，以便调节使用和防止不抽水时发生回水倒灌。（3）沉设井点管并灌填砂滤料，接通进水总管后及时进行单根试抽、检验。井点管组装时必须保证喷嘴与混合室中心线一致，否则真空度会降低，影响抽水效果。沉设井点管时，井管的冲孔直径不小于400mm，冲孔深度比滤管深1m，冲孔完毕后，立即沉设井点管，灌填砂滤料，最后再用粘土封口。（4）全部井点管沉设完毕，接通排水总管后，全面试抽，检查整个降水系统的运转情况及降水效果。第四步：对-1.9m高程以下土层按照施工图进行开挖；第五步：基础大体积混凝土浇筑；第五步：回填土回填。 （三）土方挖方施工 1.土方与施工日程计算（1）-1.9m高程以上土方施工 此处土方，细砂土层厚度只有30cm，其最初可松性系数按1.3考虑。则此处土方体积为,因为有两台挖掘机，则每台挖掘机需要开挖,则所需工作时间为。-1.9m高程以上土方全部运走。（2）-1.9m高程以下土方施工 -1.9m高程以下，参考附图，上表面64.32m44.32m=2850.66m2，下表面62m42m=2604m2,中间截面68.72m48.72m=3348.04m2。则按照公式得此处土方体积为,两台挖掘机，则每台挖掘机需要开挖,则所需工作时间为。（3） 预留土方体积 -0.600m高程以下C30混凝土填充体积为： 根据附图估算，挖方所形成的空间为： 则可得需要填充的空间为 则用来回填的细砂土堆临时堆放在基坑附近时的体积应为 （4）回填土干重度和实际重度主要受力层范围内的回填土干重度：实际重度：其他部位的回填土干重度：实际重度： 2.挖土施工机械选择 根据设计任务书要求，所选选挖土机应满足台班定额为400立方米/台班，时间利用系数0.8，选用2台挖土机同时作业，运土车辆的往返时间（含装卸时间）50分钟，每天作业班数1。根据挖土机的生产率P的计算公式： 式中-挖土机每次作业循环延续时间（); -挖土机斗容量（）； -土的最初可松性系数，以1.2计； -土斗的充盈系数，取1.0； -工作时间利用系数，以0.8计。经过计算可得，选择2台斗容量为，每次作业循环时间的反铲挖掘机进行基坑的挖方施工。选用载重量为20吨的自卸卡车进行运土。运土车辆的数量N按照以下公式计算： 式中； 为运输车辆掉头而使挖掘机等待的时间，取1min； 为运输车辆装满一车土的时间： 式中n为运土车辆每次装土次数； T为每次装土时间，取40s； Q为运土车辆载重量（t)，为20t； 为自然状态土的实土重度，杂填土为，细沙为则对杂填土进行挖方施工时，有 ，取n=16; 需要雇佣卡车数，为配套两台挖掘机进行施工，故在杂填土挖方时需雇佣辆载重20吨的自卸式卡车；对细砂土层进行挖方施工时，有 ，取n=13 需要雇佣卡车数，为配套两台挖掘机进行施工，故在杂填土挖方时需雇佣辆载重20吨的自卸式卡车。（四）大体积混凝土浇筑施工 1.施工准备工作 （1）材料选择本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下：水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用干缩性较小的普通硅酸盐水泥，强度等级为C40，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。粗骨料：粗骨料采用碎石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。细骨料：细骨料采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用普通硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为35%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,我们采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量的同时适量增加粉煤灰的量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。外加剂：通过设计要求和经验计算得，每立方米混凝土加外加剂8.8kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性，要适量加入。其他外加剂的用量及使用性能，商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位。（2）混凝土配合比 混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。 混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行混凝土结构工程施工及验收规范、普通混凝土配合比设计规程及粉煤灰混凝土应用技术规范中的有关技术要求进行设计。 粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。 （3）现场准备工作 基础底板钢筋及柱、墙插筋应分段尽快施工完毕，并进行隐蔽工程验收。 基础底板上的地坑、积水坑采用组合木模。 将基础底板上表面标高抄测在柱、墙钢筋上，并作明显标记，供浇筑混凝土时找平用。 浇筑混凝土时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜、毛毯等应提前准备好。 管理人员、施工人员、后勤人员、保卫人员等昼夜排班，坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。2. 施工步骤 按一下步骤进行施工：（1）布置测温点：本工程底板采用C35P8混凝土，底板厚度1.8米，混凝土硬化过程中释放的水化热会产生较高的温度，因混凝土在较大截面范围内硬化速度和散热条件的差异，内部会产生一定的温差，可能导致底板混凝土产生温度裂缝。故需要根据工程底板截面形状、厚度，在各种厚度底板及电梯井坑等中心点、角点等代表性部位，布设5个测温点。底板混凝土测温点导线探头在截面高度上的分布原则：顶部点距混凝土表面下20cm，底部点距混凝土底面上20cm，中间点匀距。底板混凝土测温采用JDC-型便携式建筑电子测温仪，配合测温导线、测温探头使用。预埋时可用钢筋做支承载体，先将测温线绑在钢筋上，测温线的温度传感器处于测温点位置并不得与底板及支撑钢筋直接接触，在浇筑混凝土时，将绑好测温线的钢筋植入混凝土中，插头留在外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。留在外面的导线长度应大于20cm。测温时，按下主机电源开关，将各测温点插头依次插入主机插座中，主机屏幕上即可显示相应测温点的温度。布点在混凝土浇筑前夕进行。当拟施工段钢筋绑扎完成，进行钢筋验收时，可开始进行布点施工。按布点方案确定的布点平面位置进行布点，用14钢筋，其长度为浇筑层厚度加20cm，将温度传感器采用胶布固定于钢筋上的各不同位置处，然后小心将每根钢筋与底板钢筋网绑扎牢，布点结束后，检查测温导线是否完好，如有损坏应更换；混凝土浇筑开始，安排专人即开始进行监测。测温时间间隔，混凝土浇筑后13d为每23h一次，47d为每46h一次，其后为每812h一次。测温延续时间自混凝土浇筑始至撤出保温层后为止，同时不应少于7d。现场测温时要作详细记录，并整理绘制温度曲线图，温度变化情况应及时反馈（注意：混凝土浇筑时，应提醒操作人员避开温度传感器位置，在混凝土振捣时，应距离传感器50cm以上，防止损坏传感器，对导线也要加以保护，防止拉断）。（2）按照施工进度进行浇筑，体积太大的，实行分层浇筑： 混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用2台混凝土输送泵送筑。 因该底板厚度为1800mm，决定采用分层浇筑，混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、分层浇筑”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行，直至达到所要求的标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间隙，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。 混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大。台振捣器主要负责振捣密实。 由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。 每次浇筑混凝土要做相应的混凝土试块。（3）混凝土测温 基础底板混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温管。测温管的长度分为两种规格，测温线应按测温效果按规律进行预埋，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线有2根(即不同长度的测温线)在线的上段用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。 配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，