土工工程施工与管理精华.docx

土木工程施工与管理一、 土的工程分类与性质土的分类与工地鉴别方法，分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石与特坚石八类。土的分类土的名称土的可松性系数现场鉴别方法KsKs一类土松软土 砂、亚砂土、冲击砂土层、种植土、泥炭（淤泥）1.08-1.171.01-1.03能用锹、锄头挖掘二类土普通土亚黏土、潮湿的黄土，夹有碎卵石的砂、种植土、填筑土及亚砂土1.14-1.281.02-1.05用锹、锄头挖掘。少许用镐翻松三类土坚土 软及中等密实土，重亚粘土、粗砾石、干黄土及含碎卵石的黄土、亚黏土、压实的填土1.24-1.31.04-1.07主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土砂砾坚土重粘土及含碎卵石的粘土、粗卵石、密实的黄土、天然级配砂石、软泥灰岩及蛋白石1.26-1.321.06-1.09整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大撬五类土软石硬石灰及粘土、中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土、胶结不紧的砾岩、软的石灰岩1.30-1.451.1-1.2用锹或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土次坚石泥岩、砂岩、砾岩、坚实的页岩、凝灰岩、密实的石灰岩、风化花岗岩、片麻岩1.3-1.451.1-1.2用爆破方法挖掘，部分用风镐七类土坚石大理岩、辉绿岩、玢岩、粗中粒花岗岩，坚实的白云岩，砂岩，砾岩，片麻岩，石灰岩，有风化痕迹的安山岩、玄武岩1.3-1.451.1-1.2用爆破方法开挖八类土特坚石安山岩、玄武岩、花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩1.45-1.51.2-1.3用爆破方法开挖土的基本工程性质土的重度 = WV 含水率 = mwms100%，在一定含水率条件下，用夯实机可使回填土达到最大的密实度，此含水率被称为最佳含水率。孔隙比 e = VvVs ，孔隙率 n = VvV 100% , 土的可松性指自然条件下的土，经开挖以后，其体积因松散而增加的性质，可用最初可松性系数和最后可松性系数表示。最初可松性系数Ks 开挖后松散状态土体积与自然状态土体积的比值Ks= V2V1，V1土在自然状态下的体积，V2土经开挖后呈松散状态下的体积。最后可松性系数Ks，开挖后的土，经回填压实后的体积与自然状态土体积的比值。Ks= V3V1 土的渗透性，指土体被水透过的性质，水在土中的渗流速度与水力坡度成正比。摩擦系数和粘结力，大小随土的性质、颗粒大小和含水量而定。摩擦力是由于土颗粒间的相互位移而产生的；粘结力表示土颗粒间的凝聚能力。一般黏土的粘结力大而摩擦系数小，砂土的摩擦系数大而粘结力小。土方工程的准备及辅助工作场地平整及施工准备工作，场地清理，排除地面水，修筑好临时道路及供水、供电等临时设施。土方边坡与土壁支撑，土方边坡的坡度以其高度H与宽度B之比表示，即土方边坡坡度= HB = 1HB = 1 ：m，m为坡度系数，当边坡高度为已知H时，其边坡宽度B等于mH当地下水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑或管沟，且敞露时间不长时，可做成直立壁不加支撑，但挖方深度不超过下列规定：1、砂土和碎石土不大于1m。2、轻亚粘土及亚粘土不大于1.25m。3、粘土不大于1.5m。4、坚硬的粘性土不大于2m。临时性挖方边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂和粉砂）1:1.251:1.5一般性粘土硬1:0.751:1硬、塑1:11.25软1:1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1:0. 51:1充填砂土1:11:1.5土壁支撑，土壁稳定主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡。造成土壁塌方的原因有：边坡过陡或土质差，基坑开挖深度大；雨水、地下水渗入基坑，使土泡软，抗剪能力降低；基坑上边缘有静荷载或动荷载作用。为了保证土体稳定和施工安全，可采取下列措施1、 放足边坡：边坡的留设应符合规范要求，其坡度的大小应根据土壤性质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期长短等因素而定。2、 设置支撑：为了缩小施工面，减少土方量，或受场地的限制不能放坡时，则应设置土壁支撑。土壁支撑：横撑式支撑，开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。板桩支撑，即挡土又防水。分为木板桩、钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土护坡桩、钢板桩和钢木混合板桩式支护结构。分为平板桩和波浪形板桩。平板桩防水和承受轴向力的性能较好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小。波浪形板桩的防水和抗弯性能均较好。施工排水，分为明沟排水和人工降低地下水位两类。1、 明沟排水，采用疏、截、抽的方法。集水井降水。2、 人工降低地下水，在基坑开挖前，先在基坑周围埋设一定数量的滤水管井，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底以下，直至施工完毕为止。分为轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深水泵。1) 轻型井点是沿着基坑四周或一侧每隔一定距离埋入井点管（下端为滤管）至蓄水层内，井点管上端通过弯联管与总管连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底标高以下的降水方法。真空泵效率问题，一般降水深度为6m左右。2) 喷射井点，分喷水井点和喷气井点两种，主要由喷射井管、高压水泵和管路组成。喷射井管分外管和内管两部分，在内管下端设有喷射器与滤管相连，喷射器有喷嘴、混合室、扩散室组成。工作时，用高压水泵把压力为0.7-0.8MPa的水经过总管分别压入井点管中，高压水经外管与内管之间的环形空间你，并经喷射器侧孔流向喷嘴，由于喷嘴处截面突然缩小，压力水经喷嘴以很高的速度喷入混合室，使该室压力下降，造成一定的真空。地下水被吸入混合室与高压水汇合后流经扩散管，沿内管上升经排水总管排出，地下水不断从井点管中抽走，而使地下水位逐渐降低，达到设计要求的降水深度。采用喷射井点，降水深度可达8-20m，（对于K= 3-50m/d的砂土最有效，在K=0.1-3m/d的粉砂、淤泥质土中使用效果也显著。）3) 电渗井点，在土的渗透系数很小（k0.1m/d），可利用电渗井点降水。适用于在粘土、粉质粘土、淤泥等土质中降水。4) 管井井点，是沿着基坑隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵（潜水泵或离心泵）不断抽水以降低地下水位。井内水位能降低6-10m，适用于渗透系数较大（K= 20-200m/d）、地下水量大的情况。5) 深水泵，当降水深度较大，在管井内用一般水泵满足不了时，可采用深水泵，即深水泵降水法，适用于渗透系数为10-80m/d、降水深度大于16m的情况。井点降水类型及适用条件适用条件降水类型渗透系数（cm/s）可降低水位深度（m）轻型井点及多层轻型井点10-2-10-53-66-12喷射井点10-3-10-58-20电渗井点10-6宜配合其他形式降水使用管井井点10-5大于10流沙防治：流沙现象及其危害粒径很小、无塑性的土壤，在动水压力推动下，极易失去稳定，而随地下水一起流入坑内。发生流沙现象时，土完全失去承载力，工人难以立足，施工条件恶化；土边挖边冒，难以达到设计深度，引起塌方，使附近建筑物下沉、倾斜，甚至倒塌；拖延工期增加施工费用。产生流沙现象的原因：1、 土的颗粒组成中，粘粒含量小于10%，粉粒（颗粒直径为0.005-0.05mm）含量小于75%；2、 颗粒级配中，土的不均与系数小于53、 土的天然含水率大于30%在上述土层中，当基坑深度超过地下水位线以下0.5m时，就会引起流沙现象。流沙现象产生的根本原因：1、土的颗粒细小；2、动水压力大于土颗粒的浮重度，地下水位与基坑底高差越大，动水压力越大，就越容易发生流沙现象。防治：一是减小或平衡动水压力；二是设法使动水压力方向向下。具体措施：枯水期施工。打板桩、水下挖土、人工降低地下水位、地下连续墙法、抛大石块等。填土压实对填土的要求：(一) 含水量大的粘土、淤泥土、冻土、膨胀性土、有机物含量大于8%的土、硫酸盐含量大于5%的土，均不能用作填土。(二) 应水平分层填土、分层夯实，每层的厚度根据土的种类及压实机械而定。(三) 采用两种透水性不同的涂料，应分别分层填筑，透水性较小的土层宜在上层(四) 各种土不得混杂使用压实方法：碾压法，平足碾不大于2km/h，羊足碾不大于3km/h。夯实法振动压实法，此方法用于振实非粘性土效果好。影响填土压实质量的因素：压实功的影响，含水量的影响，铺土厚度的影响。土方机械化施工1、 推土机，可独立完成铲土、运土及卸土作业。宜在100m以内，运距在50m左右。2、 铲运机，可挖土、运土、卸土和平土。自行式适用于运距800到3500m的大型土方工程施工，以运距在800-1500m以内生产效率最高。拖式铲运机适用于运距为80-800m的土方施工，以运距在300-350m效率最高。3、 单斗挖土机、正铲、反铲、拉铲和抓铲等。桩基础工程桩的作用在于将上部建筑结构的载重传递到深处承载力较大的土层中，或者使软土层挤实，以提高土壤的承载力和密实度，保证建筑物的稳定和减少其沉降量。当上部结构质量很大，而软弱土层又较厚时，采用桩基础施工可省去大量的土方工作量、支撑工作量和排水、降水设施，一般均能获得良好的经济效果。桩的分类：按工作性质分端承桩、摩擦桩、锚固桩三种。穿过软土层而桩端达到岩层或坚硬土上的桩，为端成桩。悬在软土层中靠摩擦力称重的桩，为摩擦桩；主要承受抗拔拉力和水平力的桩，称为锚固桩。按桩的施工方法分为预制桩和灌注桩。预制桩在工厂或施工现场制成各种材料和形式的桩，而后用沉桩设备将桩打入、压入、振入或旋入土中；灌注桩是在是施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。预制钢筋混凝土桩施工打入桩桩锤，是对桩施加冲击，把桩打入土中的主要工具，有落锤、柴油锤、蒸汽锤和液压锤。桩架，是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向，并保证桩沿着所要求方向冲击打桩的设备。分为“沿着轨道行驶的多功能桩架，装在履带底盘上的打桩架”动力设备，为了蒸汽锤提供蒸汽的设备。预制钢筋混凝土桩的制作、起吊、运输和堆放。现场预制桩多用叠浇法施工，但不宜超过三层。桩之间要做好隔离层。上层桩或邻桩的浇筑，应在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以后方可进行。当混凝土桩达到设计强度的100%后，方可起吊和运输。起吊时，起吊点的位置有设计决定。堆放不宜超过四层。静力压桩，打入桩噪声大，在城市中施工会带来公害，因此，可采用静力压桩。时利用压桩架自重和配重，通过卷扬机的牵引传至桩顶，将桩逐节压入土中。压桩架用型钢制成，一般高度为16-20m，静压力为80-150t。桩分节预制，每节长约6-10m。水冲沉桩是利用高压水流冲刷桩尖下面的土壤，以减小桩表面与土壤之间的摩擦力和桩下沉时的阻力，使其在自重或锤击作用下，很快沉入水中。射水停止后，冲松的土壤沉落，可将桩身压紧。适用于砂土、砾石或其他坚硬的土层，特别是对于打较重的钢筋混凝土桩更为有效。施工中常常将这种方法与桩锤打入法联合使用，可提高功效40%-80%。振动沉桩，借助于固定在桩头上的振动沉桩体所产生的振动力，以减小桩与土壤颗粒之间的摩擦力，使桩在自重与机械力的作用下沉入水中。振动沉桩机是由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩帽组成。振动沉桩法主要适用于砂石、黄土、软土和亚粘土层，在含水砂层中效果显著。灌注桩施工是在桩位上成孔，然后利用混凝土就地灌注而成。节约材料，降低成本1/3，缺点是操作要求较严，稍有疏忽，容易发生缩颈、断裂现象，技术间歇时间较长，不能立即承受荷载，冬季施工中困难较多。钻孔灌注桩，利用钻机钻出桩孔，然后灌注混凝土或钢筋混凝土而成，施工时无振动，不挤土，能在各种土层条件下施工。承载能力较低，沉降量较大。挖孔灌注桩，大直径，桩径为1-3m，桩深20-40m，最深可达80m。打拔管灌注桩，是利用与桩的设计尺寸相适应的一根钢管，在端部套上预制的桩靴，打入土中，然后将钢筋骨架放入钢管中，在灌注混凝土，并随灌随将钢管拔出，利用拔时的振动将混凝土捣实。可采用单打法、复打法和翻插法。爆扩灌注桩，是用钻孔及爆扩法成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头。孔内混凝土落入孔底腔内，再放置钢筋骨架，浇筑桩身混凝土，制成灌注桩。地基加固处理技术，目的是提高地基土的抗剪强度；降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降；改善土的透水性，起到截水防渗作用；改善土的动力特性，防止液化作用。地基处理分为1、土质改良，用机械、化学、电、热等手段增加地基土的密度，或使地基土固结，尽可能利用原有地基。2、土的置换，将软土层换填为良质土。3、土的补强，采用薄膜、绳网、板桩等约束地基土，或者在土中放入抗拉强度高的补强材料形成复合地基以加强和改善地基土的剪切特性。分类处理方法原理及作用适用范围换填垫层素土垫层砂垫层碎石垫层 挖除浅层软土，用砂、石等强度较高的土料代替，以提高持力层土的承载力，减少部分沉降量；消除或部分消除土的湿陷性、胀缩性；防止土的冻胀作用；改善土的可液化性能适用于处理浅层软弱土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基碾压夯实机械碾压振动压实重锤夯实强夯法通过机械碾压或夯击压实土的表层，强夯法则利用强大的夯击能量，迫使深层土液化和动力固结而密实，从而提高地基土的强度，减少部分沉降量，消除或部分消除黄土的湿陷性，改善土的可液化性能一般适用于砂土、含水量不高的粘性土及回填土地基。强夯法应注意其振动对附近建筑物的影响排水固结堆载预压砂井堆载预压排水纸板法井点降水预压法通过改善地基的排水条件和施加预压荷载，加速地基的固结和强度增长，提高地基的强度和稳定性，并使基础沉降提前完成适用于处理广度较大的饱和软土层，但需要具有预压的荷载和时间，对于厚的泥岩层要慎重对待振动挤密砂桩挤密法土桩挤密法灰土桩挤密法石灰桩挤密法振冲法通过挤密或振动使深层密实，在振动挤压过程中，回填砂砾材料，形成砂桩或碎石桩，与桩周围的土一起组成复合地基，提高地基承载力，减少沉降量适用于处理粉砂土或部分黏土颗粒含量不高的粘性土化学加固硅化法喷法碱液加固法水泥灌浆法深层搅拌法通过注入化学浆液，将土粒粘结，或通过化学作用、机械拌和等方法，改善土的性质，提高地基承载力适用于处理砂土、粘性土、湿陷性黄土等地基，特别适用于对已建成的工程地基事故处理第二节、钢筋混凝土工程与预应力混凝土工程混凝土是由胶结材料、集料、水和外加剂按一定比例拌和而成的混合物，经硬化后所形成的一种人造石。混凝土优点：1、 混凝土所用的大量砂、石可就地取材，水泥产地普遍，钢材用得少，造价低；2、 新拌制的混凝土具有塑性，可浇成适合建筑物各个部位、各种构件所需要的形状和尺寸，对合理选择结构形式提供了有利条件。3、 混凝土能长期保护钢筋不锈蚀，而混凝土强度在相当长阶段内还随着时间而增长，因此钢筋混凝土结构非常耐久，无需经常维修。4、 钢筋混凝土结构可浇成整体，刚度大、结构稳固，抗震性好；5、 钢筋混凝土结构，由于混凝土的导热性差，即使遇到火灾，钢筋的温度也不会很快上去而失去承载能力，耐火性好。钢筋工程按化学成分分为：低碳钢筋和普通低合金钢筋；按轧制外形分为：光面钢筋、变形钢筋；按加工方法分为：热轧钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢丝和热处理钢筋；按强度可分为：BPB235，HRB335，HRB400，RRB400等。钢筋冷加工1、 钢筋冷拉，是在常温下对钢筋进行强力拉伸，使其拉应力超过钢筋的屈服强度，经时效反映提高强度。时效反映是由于钢筋在冷拉过程中，其内部结晶面滑移，晶格变化，内部组织发生变化，因而强度提高，塑性降低，弹性模量也降低。2、 钢筋冷拔，是使6-8的光面钢筋通过钨合金拔丝摸进行强力冷拔。钢筋通过拔丝模时，受到拉伸与压缩兼有的作用，使钢筋内部晶格变形而产生塑性变形，因而抗拉强度提高。钢筋焊接与机械连接钢筋的焊接1、 闪光对焊是利用对焊机两段钢筋钢筋，通过低电压的强电流，待钢筋被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。2、 电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧，从而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。3、 电渣压力焊，是利用电流，通过渣池产生的电阻将钢筋端部熔化，待达到一定程度后，施以压力，使钢筋焊接。4、 电阻点焊，当钢筋接触连接时，接触点只有一点，接触处接触电阻较大，在接触的瞬间，电流产生的全部热量都集中在一点上，因而使金属加热而熔化，同时在电极加压下使焊点金属得到焊接。5、 气压焊，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的结合处加热，使钢筋端部产生塑性变形，并使钢筋端面的金属原子互相扩散，当钢筋加热到1250-1350时进行加压顶锻，使钢筋内的原子得以在结晶而焊接在一起。钢筋的机械连接，有挤压连接和锥螺纹钢筋连接。钢筋的配料和加工，1、 当结构构件是按强度控制时，可按强度相等的原则代换。等强代换。2、 当构件按最小配筋率控制时，按钢筋面积相等的原则代换，等面积代换。3、 当结构构件按裂缝宽度或抗裂性要求控制时，钢筋的代换需要进行抗裂性验算。钢筋加工包括调直、除锈、下料剪切、接长、弯曲等工作。一、模板工程木模板、定型组合钢模板、大模板。滑升模板、爬升模板。滑升模板：在构筑物或建筑物的底部，沿其墙、柱、梁等构件的周边组装高1.2m左右的滑升模板，随着不断地向模板内分层浇筑混凝土，采用液压提升设备而使模板不断地向上滑升，直至需要浇筑的高度为止。由模板系统、操作平台系统、液压滑升系统等三部分。多用于现场浇筑高耸的构筑物和建筑物，如烟囱、筒仓、电视塔和剪力墙体系及筒体体系得高层建筑等。爬升模板，爬模，跳模。由爬升模板、爬架和爬升设备三部分组成，是施工剪力墙体系和筒体体系的钢筋混凝土结构高层建筑的一种有效模板体系。能借助爬升设备自行爬高，不需起重机械吊起，减少了吊运工作，能避免大模板因大风影响而停止工作的情况发生。由于自爬的模板上悬挂有脚手架，所以还省去了结构施工阶段的外脚手架。但用爬升模板施工时，底层墙由于无法固定爬架仍需一般的支撑方法进行施工。二、 混凝土工程包括混凝土的制备、运输、浇筑捣实和养护等施工过程。混凝土浇筑应注意的问题：防止离析，混凝土自高处倾落时的自由高度不应超过2m，否则应沿串筒、斜槽、溜管或振动溜管等下料。正确留置施工缝，施工缝是结构中的薄弱环节，宜留设在受剪力最小、施工方便的部位。施工缝的处理：待接茬处强度达到1.2MPa后，清理松动石子，冲洗干净，先浇注与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层，方可继续施工新的混凝土。混凝土养护，