《土木工程施工技术》全套电子教案讲义（共24讲142页WORD版）

1、土木工程施工全套电子教案讲义（一）土方工程课程名称：土木工程施工技术授课对象：建专0601-02授课时间： 90 分钟1授课题目：土方工程2教学目的及要求通过本节 90 分钟的教学，使学生了解土木工程施工技术的研究方向； 掌握学习方法；熟悉施工中土的工程分类及分类依据；掌握土的可松性；熟悉原状土压实后的沉降量。3教学内容： v 一、教学目标v 土木工程施工是土木工程专业的主要专业课之一；v 主要讲述土木工程施工的基本概念，基本原理，基本施工工艺及基本组织方法。施工技术是土木工程施工学科的一部分；v 土木工程施工是实践性很强的课程；v 通过对该课程的学习和实践，提高对土木工程施工技术、施工管理、

2、施工质量、施工安全的理解和认识，掌握土木工程施工的基本工艺、技术和方法，将来为国家建设和保护人民的生命财产作出贡献。 v 2、教学内容v 桩基工程v 砌筑工程v 混凝土结构工程v 结构安装工程v 脚手架工程v 防水工程v 装饰装修工程v 3。学习方法案例分析掌握基本概念与方法提高分析实际问题的能力，提高动手能力。理论学习生产管理实习v 4、教学要求v 掌握基本概念、基本工艺和方法v 案例与练习：熟练掌握练习的内容v 作业：计入平时成绩v 考勤：计入平时成绩第一章 土方工程v 1.1.1 土方工程的特点v 1、内容 v 主要：场地平整； 坑、槽开挖； 土方填筑。v 辅助：施工排、降水； 土壁支撑

3、。v 2、施工特点v （1）量大面广；v （2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长；v （3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多。v 3、施工设计应注意v （1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械；v （2）合理调配土方，使总施工量最少；v （3）合理组织机械施工，以发挥最高效率；v （4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作；v （5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；v （6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。v 1.1.2 土的工程分类v 按开挖的难易程度分为八类vv 一类土（松软土）v 二类土（普通土)v 三类土（坚土）v 四类土（砂砾坚土）v

4、五类土（软石）v 六类土（次坚石）v 七类土（坚石）v 八类土（特坚石）vv 1.1.3 土的工程性质v 1、土的可松性：自然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复。 v v1 土在自然状态下的体积。v v2 土经开挖后松散状态下的体积。v v3 土经回填压实后的体积。 v 最初可松性系数 ks=v2 /v1 1.081.5v 最后可松性系数 ks=v3 /v1 1.011.3 v 用途： ks：可估算装运车辆和挖土机械v ks ：可估算填方所需挖土的数量v 案例 1：某基坑208m3 ，现需回填，用2m3 的装载车从附近运土，问需要多少车次的土？ （ ks=1.2

5、0， ks=1.04 ）v 答：填方用土： v1 = v3/ ks=208/1.04=200m3（原状土）v v2 = ks v1 =1.02*200=240m3（松散土）v 2m3 的装载车运土需要车次：v n=240/2=120车次v 2、原状土经机械压实后的沉降量v 经验公式：s=p/cv s原状土经机械压实后的沉降量(cm)v p机械压实的有效作用力(kg/cm2)v c原状土的抗陷系数(kg/cm3),按表取值v 3、土的渗透性v 土体被水透过的性质，用渗透系数 k 表示。v k的意义：水力坡度（i=h/l）为1时，单位时间内水穿透土体的速度（v=ki） v k的单位：m / dv

6、粘土 0.1，v 粗砂5075，v 卵石100200v 用途：降低水位;回填。vv 4、土的质量密度：v 天然密度 r：一般r =1620 kn/m3v 干密度 rd：是检测填土密实程度的指标。（105，烘干34h）v 5、土的含水量：v 天然含水量：w=（g湿-g干）/g干 开挖、行车（2530%陷车）、边坡稳定v 最佳含水量可使填土获得最大密实度的含水量。 （击实试验、手握经验确定）重点：施工中土的工程分类及分类依据；土的可松性；原状土压实后的沉降量。难点：土的可松性；原状土压实后的沉降量关键：土的可松性；原状土压实后的沉降量4授课类型：理论课、讨论课。5教学方法及课堂设计：讲授、讨论、指

7、导。6教学手段及辅助教具：黑板、多媒体。以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。7教学过程设计：本次课程全部用时 90 分钟，分配如下： 土木工程施工技术课程简介用时20分钟土方工程的特点用时15分钟土的工程分类用时15分钟土的工程性质用时40分钟8讨论、思考与作业：课堂案例分析与思考9参考资料（含参考书、文献等）。 课本：合编土木工程施工，中国建筑工业出版社主要参考书：1、赵志缙 应惠清主编，建筑施工同济大学出版社2、建筑施工手册，中国建筑工业出版社10教学后记（二）场地平整课程名称：土木工程施工技术授课对象：建专0601-02授课时间： 90 分钟1授课题目：场地平整2教学目的及要求v 通

8、过本节 90 分钟的教学，使学生熟悉场地竖向规划设计中的有关概念；掌握场地设计标高确定的一般方法；了解最小二乘法原理求最佳设计平面的原理；熟悉工程中对设计平面的调整的方法。3教学内容： 本次课共四部分内容：v 场地竖向规划设计v 场地平整土方量计算v 土方调配v 场地平整土方机械及其施工v 1.2.1 场地的竖向规划设计v 确定场地设计标高考虑的因素：v (1) 满足生产工艺和运输的要求； v (2) 尽量利用地形，减少挖填方数量；v (3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费;v (4)有一定泄水坡度，满足排水要求。v 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：v (1)小型场地挖填平衡法v

9、(2)大型场地最佳平面设计法v （用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）v 1、初步计算场地设计标高 h0v 原则：场地内挖填放平衡，平整前后土方量相等。v 方法：将场地划分为每格边长1040m的方格网，找出每个方格各个角点的地面标高（实测法、等高线插入法） 。h11h12h21h22v 初步计算场地设计标高h0v h0=s（h11+h12+h21+h22）/4mv h11、 h12、 h21、 h22 一个方格各角点的自然地面标高v m 方格个数。v 或：h0=（sh1+2sh2+3sh3+4sh4）/4mv h1一个方格所仅有角点的标高；v h2、h3、h4分别为两个、三个、四个方格共用

10、角点的标高。v 【案例2】某建筑场地方格网、地面标高如图,格边长a=20m。泄水坡度 ix =2，iy=3，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高和施工高度。v 答：（1）初步计算场地的设计标高h0v h0=（sh1+2sh2+3sh3+4sh4）/4mv =70.09+71.43+69.10+70.70+2（70.40+70.95+69.71+） +4（70.17+70.70+69.81+70.38） /（49）v =70.29（m）v 2、场地设计标高的调整 ( h0 )v （1）土具有可松性，必要时应相应的提高h0v （2）受局部填挖的影响v （3）经过经济比较后，认为就近借土

11、或弃土一部分更合理v 案例2 答： (2)不考虑土的可松性 h0 = h0=70.29mv 3、根据要求的泄水坡度计算方格网各角点的设计标高 hn v 按要求的泄水坡度调整各角点设计标高hn ：v 双向排水时，各方格角点设计标高hn为：v 以场地中心点为h0 v 案例2v （3）按泄水坡度调整设计标高hn ：v hn = h0 lx ix l yi y v h1 =70.29302+303=70.32v h2 =70.29102+303=70.36v h3 =70.29+102+303=70.40v 4、计算场地各角点施工高度 hn v 施工高度 指各角点挖方或填方的高度，它等于各角点的实际设

12、计标高和原地形标高之差。hn= hn hnv hn 施工高度，填挖v hn 实际设计标高v hn 原地形标高v 案例 2 （ 4）计算各方格角点的施工高度 hn v hn= hn hn 即：hn=该角点的设计标高 自然地面标高（m）v h1 =70.3270.09=0.23 （m）；正值为填方高度。v h2 =70.36 70.40=0.04 （m）；负值为挖方高度v 5、确定零线（挖填分界线）v 零线 不填不挖点的连线，是挖方区和填方区的分界线。v 方法：插入法、比例法找零点 v 案例2 ： （ 5 ） 确定零线（挖填分界线）v 1. 四角棱柱体法v （1）方格四个角点全挖或全填： 70.3

13、270.3670.4070.4470.2670.3070.3470.3870.2070.2470.2870.3270.1470.1870.2270.26+0.23-0.04-0.55-0.99+0.55+0.13-0.36-0.84+0.83+0.43-0.10-0.63+1.04+0.56+0.02-0.4470.09v重点：场地竖向规划设计中的有关概念；场地设计标高确定的一般方法；工程中对设计平面的调整的方法。难点：场地设计标高确定的一般方法；工程中对设计平面的调整的方法。关键：场地设计标高确定的一般方法4授课类型：理论课、讨论课。5教学方法及课堂设计：讲授、讨论、指导。6教学手段及辅助教

14、具：黑板、多媒体。以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。7教学过程设计：本次课程全部用时 90 分钟，分配如下： 场地竖向规划设计中的有关概念用时15分钟场地设计标高确定的一般方法用时15分钟最小二乘法原理求最佳设计平面的原理用时20分钟工程中对设计平面的调整的方法用时40分钟8讨论、思考与作业：课堂案例分析与思考9参考资料（含参考书、文献等）。 课本：合编土木工程施工，中国建筑工业出版社主要参考书：1、赵志缙 应惠清主编，建筑施工同济大学出版社2、建筑施工手册，中国建筑工业出版社10教学后记(三) 场地平整课程名称：土木工程施工技术授课对象：建专0601-02授课时间： 90 分钟1授课题

15、目：场地平整2教学目的及要求v 通过本节 90 分钟的教学，使学生掌握四方棱柱体计算方法；了解三角棱柱体计算方法；掌握土方调配的原理和方法；了解土方机械的特点和适用范围。3教学内容： v 1.2.2 场地平整土方量的计算v 分别按方格求出挖、填方量，再求场地总挖方量、总填方量。v 1. 四角棱柱体法v （1）方格四个角点全挖或全填： v v挖（填）= ( h1+h2+h3+h4 )v h1 h4方格角点施工高度的绝对值;v a 方格网一个方格的边长；v v挖（填）挖方或填方的体积（m3）。v 2）方格四个角点有填有挖v h挖（填）方格角点挖或填施工高度绝对值之和；v sh 方格四个角点施工高度

16、绝对值总和。v 2. 三角棱柱体法（公式见教材）v 1.2.3 土方调配v 在施工区域内，挖方、填方或借、弃土的综合协调。共四项内容：v （1）土方调配的目的v （2）土方调配的原则v （3）土方调配图的编制步骤v （4）用线性规划的表上作业法进行土方调配v 1. 土方调配的目的v 合理确定调配方向和数量 总运输量最小（成本最低），缩短工期和降低成本。v 2. 土方调配的原则v 力求挖填平衡，运量最小v 合理划分调配区v 应考虑近期施工与后期施工利用v 应考虑分区和全场相结合v 尽可能与大型地下建筑物的施工相结合v 3.土方调配图的编制步骤v （1）划分调配区 v 注意：1）与建筑物、开工顺序

17、协调；v 2）大小满足主导施工机械的技术要求；v 3）与方格网协调，便于确定土方量； v 4）借、弃土区作为独立调配区。 v （2）求出各挖、填方区间的平均运距v 即每对调配区土方重心间的距离, 可近似以几何形心代替土方体积重心 ，在图上将重心连起来，用比例尺量出来。v （3）进行土方调配：线性规划法v （4）画出土方调配图：在图上标出各调配区的调配方向、数量及平均运距。v （5）列出土方调配平衡表v 土方调配平衡表及运距表1900500600800填方量（m3）4004010080w45007011060w3500904070w25001007050w1挖方量（m3）t3t2t1填方区挖方区

18、v 4. 用线性规划的表上作业法进行土方调配v (1) 列出土方平衡-运距表1900500600800填方量（m3）4004010080w45007011060w3500904070w25001007050w1挖方量 （m3）t3t2t1填方区挖方区v （2）用最小元素法求初始调配方案最小元素法 即对运距（或单价）最小的一对挖填分区，优先地最大限度地供应土方量，满足该分区后，以此类推，直至所有的挖方分区土方量全部分完为止。1900500600800填方量（m3）4004040010080w45007010011010060300w3500904050070w25001007050500w1挖方

19、量 （m3）t3t2t1填方区挖方区v （3）判断调配方案是否最优用矩阵法求假想运距：将有土方量的运距填入表中，利用矩形对角线角点之和相等的原则，求出未知的假想运距。 1900 500 600 800 填方量（m3）408030 4004010080 w47011060 5007011060 w3040-10 500904070 w26010050 5001007050 w1 挖方量 （m3） t3 t2 t1填方区挖方区400500500300100100求检验数lij ： lij=运距cij 假想运距cij， 全部lij 0 ，方案最优；若有lij 0，非优，需调整。 1900 500 6

20、00 800 填方量（m3）408030 4004010080 w47011060 5007011060 w3040-10 500904070 w26010050 5001007050 w1 挖方量 （m3） t3 t2 t1填方区挖方区400+500+500+3001000100v （4）对非优方案进行调整（闭回路法） 1900 500 600 800 填方量（m3）408030 40040400100+80+ w47011060 5007010011010060300 w3040-10 50090+4050070+ w26010050 500100+70+50500 w1 挖方量 （m3）

21、 t3 t2 t1填方区挖方区100v 调整土方量：从奇数转角点格子中，找一个土方量最小的格子，将此格子变为零，并以此为调整值，奇数角点的土方量减去该值，欧数角点的土方量加上该值，形成一个新的调配方案。 1900 500 600 800 填方量（m3）408030 40040400100+80+ w47011060 50070100110060400 w3040-10 50090+4050070+ w26010050 500100+7010050400 w1 挖方量 （m3） t3 t2 t1填方区挖方区v （5）判断新方案是否最优v 重复第三步步骤，若不是最优，继续调整，直至最优。 1900

22、 500 600 800 填方量（m3）405030 40040400100+80+ w4708060 50070100110060400 w3304020 50090+4050070+ w2607050 500100+7010050400 w1 挖方量 （m3） t3 t2 t1填方区挖方区v 由于所有的检验数 lij 0，故该方案已为最优方案。v （6）绘出土方调配图v 最优方案的总运输量 v = 400501007050040400601007040040v = 94000m3-m 。v 初始方案的总运输量 v = 5005050040300601001101007040040v = 9

23、7000m3-m 。vv 1.2.4 场地平整土方机械及其施工v 1. 推土机v 铲刀可回转的液压履带式推土机并列推土法v 下坡推土法v 槽形推土法v 斜角推送法作业v 分堆集中，一次推送法v 跨铲法作业示意图v 2、铲运机：自行式、拖式v 特点：能综合完成挖、装、运、卸、平土的机械。v 适用于：运距60800m、坡度20度以内的一二类土的大 型场地平整或大型基坑开挖、堤坝填筑等v 铲运机开行路线示意图v 铲运机锯齿形开行路线铲运机下坡铲土法助铲法示意图v 双铲联运法示意图v 3、单斗挖土机v 重点：四方棱柱体计算方法；土方调配的原理和方法；v 难点：土方调配的原理和方法；v 关键：土方调配的

24、原理和方法；4授课类型：理论课、讨论课。5教学方法及课堂设计：讲授、讨论、指导。6教学手段及辅助教具：黑板、多媒体。以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。7教学过程设计：本次课程全部用时 90 分钟，分配如下： 四方棱柱体计算方法用时10分钟三角棱柱体计算方法用时10分钟土方调配的原理和方法用时50分钟土方机械的特点和适用范围用时20分钟8讨论、思考与作业：课堂案例分析与思考9参考资料（含参考书、文献等）。 课本：合编土木工程施工，中国建筑工业出版社主要参考书：1、赵志缙 应惠清主编，建筑施工同济大学出版社2、建筑施工手册，中国建筑工业出版社10教学后记(四) 基坑工程课程名称：土木工程施工

25、技术授课对象：建专0601-02授课时间： 90 分钟1授课题目：基坑工程2教学目的及要求通过本节 90 分钟的教学，使学生熟悉土方边坡表示法及常见的几种形式；掌握影响土方边坡稳定的因素；熟悉基坑支护的结构形式、常见破坏形式和设计内容；了解钢板柱、水泥土搅拌桩、灌注桩、土钉墙、地下连续墙的施工工艺；熟悉不同基坑开挖方法的选择；掌握基坑土方开挖的基本原则；掌握各种开挖方法的施工流程。3教学内容： v 1.3 基坑工程v 基坑工程的内容: 支护结构的选型v 地下水控制v 基坑及其周围地层的土体加固方案v 土方开挖方案v 工程监测及信息化施工v 对邻近建筑物及地下设施的保护v 1.3.1 土方边坡v

26、 土方边坡的形式:直立壁、放坡、分级放坡v 深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度：土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1 :1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.75v 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v 2. 放坡开挖的适用条件（1）场地允许（2） 邻近无重要建筑物和管线（3）基坑边土体位移限制不大（4）土质为一般粘性土或粉土以及碎石土、风化岩石等良好土质（5） 开挖深度超过4

27、5米时，宜采用分级放坡（6）地下水位降至坑底v 3.引起土方边坡失稳的主要因素 下滑力增大 土体抗剪强度降低v 1.3.2 基坑支护结构v 1.2.3.0 基槽、管沟的支护 水平式支撑：断续或连续的挡土板水平放置。断续式水平挡土板支撑，适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土，深度在3m以内。连续式水平挡土板支撑，适于较潮湿的或散粒的土，深度在5m以内。 垂直式支撑：断续或连续的挡土板垂直放置。适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限。 锚拉支撑：水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，锚桩必须设在土的破坏范围以外，在挡土板内侧回填土。适用于开挖面积较大、深

28、度不大的基坑或使用机械控土。1.3.2.1挡土墙 v 1. 水泥土搅拌桩用途： 挡土墙 止水帷幕 软弱土层加固v 工艺：搅拌下沉、边喷浆、边搅拌、边提升v 2. 灌注桩挡墙v 3. 地下连续墙工艺过程：作导槽钻槽孔放钢筋笼水下灌注混凝土基坑开挖与支撑。v 4. 钢板桩中山市东河水利枢纽工程是在河中20多米厚的流塑性淤泥地质上采用大型钢板桩围堰施工v 5.土钉墙和复合土钉墙v 工艺过程：搅拌桩帷幕挖土喷射混凝土打孔插筋、注浆铺放、压固钢筋网喷射混凝土挖下层土v 1.3.2.2 支撑v （1）内支撑 钢结构支撑：钢管（609）、型钢（h型钢）内支撑 钢筋混凝土支撑 挡墙顶部拉锚v 外拉锚 土锚杆拉

29、锚v 3）斜撑式v 重点：土方边坡表示法及常见的几种形式；影响土方边坡稳定的因素；基坑支护的结构形式、常见破坏形式和设计内容；不同基坑开挖方法的选择；基坑土方开挖的基本原则；各种开挖方法的施工流程v 难点：基坑支护的结构形式、常见破坏形式和设计内容；不同基坑开挖方法的选择；掌握基坑土方开挖的基本原则；各种开挖方法的施工流程v 关键：基坑支护的结构形式、常见破坏形式和设计内容；不同基坑开挖方法的选择；基坑土方开挖的基本原则4授课类型：理论课、讨论课。5教学方法及课堂设计：讲授、讨论、指导。6教学手段及辅助教具：黑板、多媒体。以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。7教学过程设计：本次课程全部用时

30、 90 分钟，分配如下： 土方边坡表示法及常见的几种形式用时10分钟影响土方边坡稳定的因素；用时10分钟基坑支护的结构形式、常见破坏形式和设计内容用时20分钟钢板柱、水泥土搅拌桩、灌注桩、土钉墙、地下连续墙的施工工艺用时20分钟不同基坑开挖方法的选择用时10分钟基坑土方开挖的基本原则用时10分钟各种开挖方法的施工流程用时10分钟。8讨论、思考与作业：课堂案例分析与思考9参考资料（含参考书、文献等）。 课本：合编土木工程施工，中国建筑工业出版社主要参考书：1、赵志缙 应惠清主编，建筑施工同济大学出版社2、建筑施工手册，中国建筑工业出版社10教学后记（五）地下水控制课程名称：土木工程施工技术授课对

31、象：建专0601-02授课时间： 90 分钟1授课题目：地下水控制2教学目的及要求通过本节 90 分钟的教学，使学生了解地下水流的基本性质，熟悉流砂产生的原理和防止方法；熟悉地下水控制方法；掌握集水井降水施工方法；了解各类井点的特点与适用范围；掌握轻型井点的平面布置与高程布置方法。熟悉轻型井点降水施工方法和施工程序；掌握无压井涌水计算；了解抽水对周边环境的影响及其防止措施。3教学内容： v 1.3.3 地下水控制v 1.3.3.1 地下水流的基本性质v 1 动水压力 gd地下水分潜水和层间水两种。潜水即从地表算起第一层不透水层以上含水层中所含的水，这种水无压力，属于重力水。层间水即夹于两不透水层之间含水层中所含的