《建筑施工技术》教学课件-绪论

2020/5/31,1,建筑施工技术ConstructionTechnologyofArchitecture,耿建勋,2020/5/31,2,建筑施工,施工技术,施工组织（工程项目管理）,绪论,建筑施工技术,是一门研究建筑施工中各主要工种工程的工艺原理、技术方案和施工方法的学科。,2020/5/31,3,一、课程内容(房屋施工的全过程)1.土石方工程2.基础工程3.砌体工程4.混凝土结构工程5.预应力混凝土工程6.房屋结构安装工程7.防水工程8.建筑装饰装修工程二、课程研究对象,本课程研究的是建筑工程专业领域施工技术的一般规律。,三、课程教学目的,是使学生掌握建筑工程施工的基础知识、基本理论和决策方法，使学生具有解决建筑工程施工中施工技术问题的初步能力。,2020/5/31,4,四、课程基本要求1.了解建筑工程施工中各主要工种工程施工工艺，掌握施工方案拟定的基本方法。2.具有分析处理施工技术问题的初步能力。3.对现行施工验收规范、规程和质量标准有所了解。五、课程特点,综合性、工艺性、实践性、操作性较强,六、学习方法,注意：理论联系实际和知识的综合运用。掌握三个基本点：基本概念、基本原理、基本计算,2020/5/31,5,七、土木工程施工在土木工程中的地位土木工程的四个阶段,八、我国土木工程施工的发展,1.古代土木工程施工2.近现代土木工程施工3.当代土木工程施工,2020/5/31,6,九、几点说明1、课代表：2、答疑：3、教材：4、参考书：工程质量验收规范、建筑施工手册、各类相关的教材、学术期刊5、考核方法作业（A4纸）（10分）考勤（10分）测验一次（20分）期末考试（60分）,2020/5/31,7,所有建筑工程的施工,都是由土方工程开始的,我们的施工技术课程也就由此开始。工作内容：挖掘、支护、填筑、地下水控制。1.1概述一、土方工程的分类及施工特点：(一)分类：1、场地平整2、基坑（槽）、管沟施工3、地下大型挖土工程（常采用“逆筑法”）4、回填工程,1土方工程,2020/5/31,8,(二)特点1.工程量大采用机械化施工。2.施工条件复杂制定施工方案。二、土的工程分类根据土方开挖的难易程度，将土分为八类及16个级别。一四类为土;五八类为石。,2020/5/31,9,土的工程分类,2020/5/31,10,三土的工程性质(一)土的密度:1天然密度:土在天然状态下单位体积的质量。2干密度d:单位体积土中固体颗粒的质量。(二)土的含水量:土中所含水分质量与土颗粒质量的比值。,式中:土的含水量G1含水状态时土的质量；G2烘干后土的质量。G1-G2=水分的质量。,干土:30%,2020/5/31,11,自然状态下的土,经开挖后,其体积因松散而增加,以后虽经回填压实,仍不能恢复成原来的体积。土的这种性质称为可松性。土的可松性大小用可松性系数表示:,式中:Ks最初可松性系数;Ks最终可松性系数;V1土在自然状态下的体积(天然密实土)；V2土经开挖后松散状态下的体积(松土)；V3土经回填压实后的体积(压实土)。V1V3V21KSKS,(三)土的可松性:,2020/5/31,12,说明：（1）计算土方量：用天然密实土的体积V1（2）土方运输：用松土的体积V2，考虑KS（3）土方回填：用压实土的体积V3，考虑KS,土的可松性系数,2020/5/31,13,土体孔隙中的自由水在重力作用下会产生流动,土体被水透过的性质称为渗透性。土的渗透性是土的水力学主要性质之一。,(四)土的渗透性:,L,h2,h1,v,A,B,2020/5/31,14,渗透系数K经验近似值,2020/5/31,15,四、土方边坡和土方量计算:(一)边坡,令:m=m边坡系数1:m=H:B=1:m边坡坡度,B,H,H,B,2020/5/31,16,(二)土方量计算:1.基坑:(3)按棱台体积计算2.基槽:(3)按平均断面法计算:V=(F1+F2),a,b,L,2,H,b,a,a1,b1,b,a,基坑土方计算图,L,F1,F2,基槽土方计算图,2020/5/31,17,例题1一1建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均断面面积为3.0m2。基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为粉质粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量？回填所需的自然状态下土方量和需运走的松散体积？(1m10.5；KS1.30；KS1.05),3.5m,1.5m,2.0m,3m,1:0.5,2020/5/31,18,解:挖方量=1.5+（1.5+220.5）21002=500m3(V1状态)填方体积=500-3100=200m3(V3状态)回填所需的自然状态下土方量=2001.05=190m3(V1状态)运走的自然状态下土方量=500-190=310m3(V1状态)运走的松散体积=3101.30=403m3(V2状态),2020/5/31,19,1.2场地平整施工场地平整:就是将天然地面改造成我们所要求的设计平面。它包括:确定场地设计标高、计算土方量、土方调配、选择土方施工机械、拟定施工方案。一、场地设计标高的确定考虑因素：（1）生产工艺与运输；（2）地形；（3）挖填方平衡；（4）泄水坡度。(如设计无要求，一般应向排水沟方向作成不小于2的坡度)方法:方格网法(在地形图上划分方格网,边长a为10m20m40m),2020/5/31,20,(一)初步确定场地设计标高原则：场地内挖填方平衡,并尽量减少土方工程量。方法采用“方格网法”1.将场地划分为边长为a的方格(一般取a=20m)。2.测定各角点的地面标高。3.计算设计标高H0。,H0计算示意图,2020/5/31,21,假设设计平面为水平面。根据挖、填方平衡，则式中：H11个方格仅有的角点标高；H22个方格共有的角点标高；H33个方格共有的角点标高；H44个方格共有的角点标高；,2020/5/31,22,(二)设计标高H0的调整1.考虑土的可松性而提高设计标高调整前：VW=VT(1)调整后：VT=KSVW(2)由于:VW=VW-FW*h(3)VT=VT+FT*h(4)得:,2020/5/31,23,式中:VW按理论标高计算出的总挖方体积;FW,FT按理论标高计算出的挖方区,填方区的总面积。调整后设计标高:H0=H0+h,2.考虑泄水坡度的调整泄水坡度i=2,h,L,2020/5/31,24,(1)单向泄水:Hn=H0iL如:H10=H0-i0.5a,(2)双向泄水:Hn=H0ixLxiyLy如:H10=H0-ix0.5a-iy0.5a,a,a,a,a,a,a,H0,H0,H10,H10,i,i,(a),a,a,a,a,a,a,y,y,H10,H10,ix,i,(b),iy,iy,H10,x,x,H0,H0,H0,2020/5/31,25,二、场地土方量计算:(一)角点施工高度hn:hn=Hn-Hn=设计标高-地面标高hn为角点的挖、填方高度,“+”为填方高度,“-”为挖方高度,角点编号,地面标高,施工高度,设计标高,2020/5/31,26,(二)确定零线:零线即挖、填方区的分界线零点位置:X=,ah1,h1+h2,h1,A,C,O,D,B,h2,x,a,零点位置计算,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,x,a,2020/5/31,27,例题1一3某建筑场地方格网如图所示,方格边长20m,双向泄水ix=iy=3,土层为亚粘土。不考虑土的可松性影响,试根椐挖填方平衡的原则,计算场地设计标高,角点施工高度及总土方量。,某建筑场地方格网图,2020/5/31,28,解:(1)计算设计标高:H0=,4n,H1+2H2+4H4,式中:H1=170+171+172+171=684(m)2H2=2(170.5+171.5+171.5+170.5)=1368(m)4H4=4*171=684(m),得:H0=171(m)H1=171-3*20-3*20=170.88(m)H2=H1+3*20=170.88+0.06=170.94(m)(2)角点施工高度:h1=170.88-170=+0.88(m),4*4,684+1368+684,2020/5/31,29,1+0.882+0.4430170.00170.88170.5170.94171.00171.00,4+0.44506-0.44170.50170.94171.00171.00171.50171.06,708-0.449-0.88171.00171.00171.50171.06172.00171.12,y,x,1-1,1-2,2-2,2-1,2020/5/31,30,1.3建筑基坑支护建筑基坑(buildingfoundationpit)为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑支护(retainingandprotectingforfoundationexcavation)为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。,2020/5/31,31,一、基坑支护的作用:挡土和截水,保证基坑侧壁的稳定。,二、基坑支护的设计原则:(一)分类:1.承载能力极限状态2.正常使用极限状态,2020/5/31,32,(二)基坑侧壁安全等级基坑侧壁安全等级及重要性系数0,2020/5/31,33,(三)设计内容1.基坑支护结构均应进行承截能力极限状态的计算。2.对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。3.地下水控制计算和验算。,2020/5/31,34,三、基坑支护结构的选型:,支护结构,水泥土挡墙式,排桩与板墙式,边坡稳定式,深层搅拌水泥土桩墙,高压旋喷桩墙,板桩式,排桩式,板墙式,组合式,逆作拱墙式,土钉墙,锚杆支护,钢板桩,混凝土板桩,型钢横挡板,钢管桩、预制混凝土桩,钻孔灌筑桩,挖孔灌筑桩,现浇地下连续墙,预制装配式地下连续墙,加筋水泥土桩（SWM工法),高应力区加筋水泥土墙,2020/5/31,35,支护结构选型表,2020/5/31,36,四、基坑支撑的选型钢结构支撑坑内支撑钢筋混凝土支撑顶部拉锚坑外拉锚土层锚杆拉锚,五、基坑支护(支撑)的破坏形式a)拉锚破坏或支撑压曲承载力破坏b)支护破坏(底部走动)c)平面变形过大或弯曲破坏d)整体失稳稳定性破坏e)基坑隆起f)管涌和流砂,2020/5/31,37,1,2,3,4,5,2,1,2,1,2,1,6,8,8,7,(a),(b),(d),(c),支护结构内支撑和拉锚1-支护墙体;2-围檩;3-内支撑;4-支撑立柱;5-土层锚杆;6-锚碇;7-锚桩;8-拉杆;,2020/5/31,38,1.3.1土方边坡一、条件与因素,TCT土体下滑力。下滑土体的分力，受坡上荷载、雨水、静水压力影响。C土体抗剪力。由土质决定，受气候、含水量及动水压力影响。,1、边坡稳定的条件,2、确定边坡大小的因素（主要6个方面）土质、开挖深度、开挖方法、留置时间、排水情况、坡上荷载（动、静、无）,或者说：土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力小于土体的抗剪强度。,2020/5/31,39,二、放坡与护面1、直壁（不加支撑）的允许深度：2、放边坡（1）边坡坡度,m坡度系数。mB/H,1:m,i=tg=H/B=1:(B/H)=1:m,2020/5/31,40,（2）边坡形式：斜坡、折线坡、踏步（台阶）式（3）最陡坡度规定：土质均、水位低、时间短、5m深以内。,2020/5/31,41,深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度,3、边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法、土钉墙,2020/5/31,42,基坑边坡护面方法示意图,（d）土袋或砌石压坡护面,（c）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面,（a）薄膜或砂浆覆盖,（b）挂网或挂网抹砂浆护面,2020/5/31,43,浆砌片石拱护坡悬臂挡土桩,护脚矮墙,立缘石,拱缘石,填心土,2020/5/31,44,锚索抗滑桩,锚索地梁,川藏公路102滑坡群是世界级滑坡群，其规模是世界第三、亚洲第一。在冰碛物滑坡地段填筑高路堤，采用大吨位锚索整治。,川藏公路102滑坡整治改建工程,2020/5/31,45,高达530m的边坡锚固,岩质边坡采用锚喷支护,锚杆行列式布置,间距1.253m,倾角10200;岩石护面喷射砼,锚索框架,2020/5/31,46,边坡简易护理,边坡主动防护网,边坡被动防护网石笼网护坡,漓江石笼护岸,石笼网是由热镀锌钢丝或包覆PVC钢丝编织而成的生态格网结构。广泛用于渠道河床或护岸、护坡。,2020/5/31,47,宜万铁路岩崩滑坡事故,2007年11月20日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000m3。施工人员1死1伤2失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。,岩崩滑坡事故现场全景,岩石崩塌处崩塌的巨石,客车被埋,车上有乘客31人,2020/5/31,48,1.4地下水控制地下水控制(groundwatercontrolling)为保证支护结构施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。,地下水控制方法适用条件,2020/5/31,49,2020/5/31,50,一、集水明排:,2020/5/31,51,动力压力原理图(a)水在土中渗流的力学现象;(b)动力压力对地基土的影响1、2-土颗粒,二、流砂及其防治:流砂现象:当基坑开挖到地下水位以下时,有时坑底土会进入流动状态,随地下水涌入基坑。(一)动水压力:,2020/5/31,52,X=0,w,w,I,L,h,h,T,=,-,=,2,1,w,h1F-,w,h2F-TLF=0,得:,动水压力GD:流动中的地下水对土颗粒产生的压力。,GD=-T=-Iw,2020/5/31,53,（二）流砂发生的外部条件:,式中:-土的浸水密度(浮密度);-土的重力密度;-水的密度。,GD=-w,w,GD,2020/5/31,54,上海地铁4号线流砂事故2003年7月1日,2020/5/31,55,(三)、流砂的防治:1.途径:(1)减小或平衡动水压力。(2)改变动水压力的方向。(3)截断地下水流。2.方法:（1）抢挖法；（2）打钢板桩法；（3）水下挖土法；（4）在枯水季节开挖基坑；（5）地下连续墙法；（6）用井点法降低地下水位；,2020/5/31,56,防止流砂防止管涌稳定边坡,三、降水:作用:消除流砂（管涌）现象、稳定土方边坡、加速土的固结。,2020/5/31,57,(一)、真空井点:(轻型井点),2020/5/31,58,1、井点设备:(1)管路系统:滤管：直径50mm，长1m、1.2m、1.5m井点管：直径50mm，长5m、6m或7m的钢管总管：直径100127mm，每段4m，接头间距0.8m弯联管：硬塑料透明管,(2)抽水设备:真空泵设备：真空泵、离心泵、水气分离箱射流泵设备：射流器、离心泵、循环水箱,7,6,5,4,3,2,1,8,10001500,滤管构造1-钢管;2-管壁上小孔;3-缠绕的铁丝;4-细滤网;5-粗滤网;6-粗铁丝保护网;7-井点管;8-铸铁头,2020/5/31,59,2、井点布置:(1)平面布置:单排布置：基坑上口宽度B含水层厚度，取H0=H=7.5m,2020/5/31,80,代入公式：（3）井点管数量和间距:单根井点管的最大出水量：井点管数量井距标准距离D=0.8*3=2.4mD=2.46m实际数量n=27(根),D,L,2.4,64,2020/5/31,81,5.轻型井点的埋设程序,排放总管埋设井点管用弯联管将井点与总管接通安装抽水设备。,排放总管埋设井点管接通弯联管,2020/5/31,82,四、基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响及措施,井点降水必然会形成降水漏斗，从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可在井点线外45m处设置回灌井点，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。,设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。,回灌井点水位图,回灌井点布置,设置挡土帷幕减少不利影响,2020/5/31,83,（二）管井井点,管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距1050m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度35m、渗透系数为20200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。,管井埋设管井填充滤料管井抽排水施工,2020/5/31,84,如需降水深度较大，可采用深井井点,适用于降水深度15m、渗透系数为10250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。,管井井点构造,标准管井小井管井,深井井点PVC简易管井,2020/5/31,85,1.5土方工程的施工一、土方的填筑与压实:(一)土料的选择:首先应采用原土回填。(二)填筑方法:分层填土、分层压实。(三)压实方法:,2020/5/31,86,（a）碾压（b）夯实（c）振动,填土压实方法,2020/5/31,87,(四)影响填土压实质量的因素:1.含水量:最优含水量t使填土压实获得最大密实度时土的含水量。,2020/5/31,88,土的最优含水量和最大干密度参考表,2020/5/31,89,2.压实功(压实遍数),2020/5/31,90,土的密度与压实功的关系示意图,压实作用沿深度的变化,2020/5/31,91,3.铺土厚度填土施工时的分层厚度和压实遍数,2020/5/31,92,（五）填土压实的质量标准:1.压实系数土的施工控制干密度与土的最大干密度的比值。,2020/5/31,93,2.实际干密度0:,实际干密度应实测或按下式计算：0=,1+,式中:土的天然密度;土的含水量.,3.检查:实际干密度0控制干密度d,则压实合格;实际干密度0控制干密度d,则压实不合格。,2020/5/31,94,二、施工机械:(一)推土机:(1)推土机的特点(2)适用范围：场地清理、场地平整、开挖深度不大的基坑以及回填作业等。(3)经济运距3060m(4)最大运距100m(5)提高效率的方法,2020/5/31,95,(二)铲运机:是一种能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑和压实的施工机械.,C4-7型自行式铲运机1-驾驶室;2-前轮;3-中央枢架;4-转向油缸;5-辕架;6-提斗油缸;7-斗门;8-铲斗;9-斗门油缸;10-后轮;11-尾架,铲运机作业示意图(a)铲土;(b)卸土,2020/5/31,96,(三)单斗挖土机:1.正铲挖土机,2020/5/31,97,(1)特点：前进向上，强制切土，开挖停机面以上的类土(2)适用范围：开挖高度3m以上的干燥基坑(3)作业方式A.正向挖土，侧向卸土；B.正向挖土，后方卸土。,2020/5/31,98,2.反铲挖土机,2020/5/31,99,(1)特点：后退向下，强制切土。开挖停机面以下的类土(2)适用范围：开挖深度4m左右的基坑、基槽和管沟及含水量大的土.(3)作业方式：沟端开挖后退向下，强制切土沟侧开挖,2020/5/31,100,2020/5/31,101,2020/5/31,102,3.拉铲挖土机(1)特点：后退向下，自重切土。挖土深度和半径较大，开挖停机面以下的、类土。(2)适用范围：开挖大型基坑及水下挖土。,2020/5/31,103,4.抓铲挖土机（1）特点:直上直下，自重切土。开挖停机面以下的、类土。（2）适用范围:开挖窄而深的基坑、沉井，特别是水下挖土。,2020/5/31,104,back,我国现有的最古最高砖塔，双筒体结构,筒体结构,砌体结构,2020/5/31,105,back,注：上述为二十世纪中国具有代表性的高层建筑。,2020/5/31,106,1、哈利法塔（原名迪拜塔），828米。(601m以下为混凝土结构、上部为钢结构）,世界高层建筑前10幢,2020/5/31,107,开工时间:2004年9月21日使用时间:2010年1月4日建筑高度:828米建筑层数:162层,2020/5/31,108,2、麦加皇家钟塔酒店601米（混合结构）,2020/5/31,109,皇家钟塔酒店，601米，95层。麦加(沙特阿拉伯)2004年开工，2011年建成。,2020/5/31,110,3、台北101大楼，508米。（混合结构）,2020/5/31,111,台北101大楼于1998年1月动工，2004年12月31日完工启用。楼高508米，地上101层，地下5层。曾于2004年12月31日至2010年1月4日间拥有“世界第一高楼”的纪录。,2020/5/31,112,4、上海环球金融中心，492米。（混合结构）,2020/5/31,113,上海环球金融中