工程施工技术与智能化管理张召冉课后参考答案

第1章土方工程1.什么是土的可松性？土的最初可松性系数和最终可松性系数如何确定？答：天然状态的土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全恢复原有体积。土的这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示，即：Ks=KS'式中KS、KS′——土的最初、最后可松性系数；V1——土在天然状态下的体积，（m3）；V2——土挖出后在松散状态下的体积，（m3）；V3——土经压(夯)实后的体积，（m3）。土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最后可松性系数KS′是计算填方所需挖土工程量的主要参数。2.试述土方工程的特点。进行土方规划时应考虑什么原则？答：（1）土方工程的特点：土方工程施工，往往工程量大、工期长、劳动强度大、施工条件复杂且多为露天作业；土方工程的施工又受地形、地质、水文、气象等因素的影响。因此在施工前，要根据现场条件，制定出经济合理的施工方案。（2）进行土方规划时应考虑什么原则：①应力求达到挖、填平衡和运量最小的原则；②应考虑近期施工与后期利用相结合的原则；③应采取分区与全场相结合来考虑的原则；④应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合；应合理布置挖填方分区线，选择恰当的调配方向、运输路线，以方便挖、填、运。3.确定场地计划标高H0时应考虑哪些因素？答：（1）满足生产工艺和运输的要求；（2）尽量利用地形，以减少挖填方数量；（3）尽量使场地内挖填平衡，以降低土方运输费用；（4）有一定泄水坡度（≥2‰），满足排水要求；考虑最高洪水位的要求。4.简述按挖、填平衡确定场地平整设计标高的步骤和方法。答：（1）初步计算场地设计标高在地形图上将施工区域划分为边长为a的若干个方格网，并在方格网各角点标示原地形标高。方格的角点标高，一般根据地形图上相邻两等高线的标高用插入法求得；无地形图时，也可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。理想的设计标高，应该使场地的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡。初步场地设计标高按下式计算：HοHοHο（2）考虑泄水坡度对设计标高的影响以H0作为场地中心标高，则可计算场地任意点的设计标高。单向泄水：Hn双向泄水：Hn（3）场地设计标高的调整实际工程中对计算所得的设计标高，还需考虑以下因素进一步调整。1）由于土具有可松性，会使填土有剩余，故应相应提高设计标高。2）设计标高以上的各种填方工程，有场区上填筑路堤等；设计标高以下的各种挖方工程，有开挖河道、水池、基坑等。3）经过经济比较后将部分挖方就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外，引起挖填方的变化，必要时需调整设计标高。5.简述用“表上作业法”确定土方最优调配方案的步骤和方法。答：(1)用“最小元素法”编制初始调配方案初始方案的编制采用“最小元素法”，即对应于价格系数cij最小的土方量xij取最大值，由此逐个确定调配方格的土方数及不进行调配的方格。第一步：将土方数及价格系数填入计算表中。第二步：按“最小元素法”填入土方数。在表中找价格系数最小的方格，任取其中之一，确定它所对应的调配土方数。由于利用“最小元素法”确定的初始方案首先是让cij最小的那些格内的xij值取尽可能大的值，也就是优先考虑“就近调配”，所以求得的总运输量是较小的。但是这并不能保证其总运输量最少，因此还需要进行判别，看它是否是最优方案。（2）最优方案判别（假想价格系数法）在“表上作业法”中，判别是否是最优方案的方法有许多种。采用“假想价格系数法”求检验数。该方法是设法求得无调配土方方格的检验数λij，判别λij是否非负，如果所有检验数λij≥0，则方案为最优方案，否则该方案不是最优方案，需要进行调整。第一步：求出各方格的假想价格系数c’ij。1）有调配土方方格的假想价格系数c’ij=cij；2）无调配土方方格的假想价格系数用式c’ef+c’pq=c’eq+c’pf计算，即任一矩形的四个方格内对角线上的假想系数之和相等，利用已知的假想系数，逐个求解未知的c’ij。寻找合适的方格构成一个求解矩形，最终求出所有c’ij。第二步：假想价格系数全部求出后，用式λij=cij-c’ij求无调配土方方格的检验数。只要用无调配土方方格右侧两个小格上面的数字减去下面的数字，即得到相应检验数λij，并将检验数结果正负号填入表中，出现负检验数，说明初始方案不是最优，需要进一步调整。（3）方案的调整第一步：在所有负检验数中选一个（可以选最小的一个）。第二步：找出负检验数的闭回路调整路线。其作法是：从该负检验数方格出发，沿水平与竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作900转弯（也不一定转弯），然后继续前进，如果路线恰当，有限步后便能回到出发点，形成一条以有数字的方格为转角点的，用水平和竖直线联起来的闭回路。第三步：从该负检验数方格再次出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数次转角点的数字中，挑出一个最小的xij，将它调到起始点方格中（即空格中）。第四步：将最小的xij填入出发负检验数方格中，被挑出的位置土方量变为0（该格变为空格）；同时将闭回路上其他的奇数次转角上的数字都减去该最小的xij。偶数次转角上数字都增加最小的xij，使得填控方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得到新调配方案。对新调配方案进行再此检验，求得检验数λij，并判断其正负。如果检验数中仍有负数出现，那就按上述步骤继续调整，直到检验数全部为非负，得出最优方案为止。6.简述土壁塌方的原因和预防塌方的措施。答：(1)造成土壁塌方的原因:1）边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。2）雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。3）基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。(2)为了保证土体稳定、施工安全，针对上述塌方原因，可采取以下措施：1）放足边坡，边坡的留设应符合规范的要求，其坡度的大小，则应根据土壤的性质、水文地质条件、施工方法、开挖深度、工期的长短等因素确定。2）基坑(槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实际情况采取护面措施。常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网法或挂网。3）当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：密实中密实的砂土和碎石类土（充填物为砂土）为1m；硬塑、可塑的轻亚黏土及亚黏土为1.25m；硬粘、可塑的黏土和碎石类土（充填物为黏性土）为1.5m；坚硬的黏土为2m。为了缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。7.如何进行轻型井点系统的平面与高程布置？答：（1）平面布置井点布置及井点管间距应根据基坑（槽）平面形状与尺寸、基坑深度、水文、地质降水深度、工程性质等确定。当坑（槽）宽度小于6m且降水深度不超过6m时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧，两端延伸长度不小于坑（槽）宽度；当坑（槽）宽度大于6m或土质排水不良时，宜采用双排线状井点，布置在坑（槽）两侧，位于地下水流上游一排井点管的间距应小些，下游一排井点管的间距可大些；当基坑面积较大时，宜采用环形井点；为便于挖土机械和运输车辆出入基坑，总管可不封闭，布置为U形环状井点。为防局部漏气，井点管距离基坑壁不应小于1.0～1.5m，间距一般为0.8～1.6m。靠近河流处或总管四角部位，井点应适当加密。主管长度过长（超过100～120m）采用多套抽水设备时，井点系统应分成长度大致相等的段，分段位置宜设在基坑拐弯处，各套井点总管间应装阀门隔开。（2）高程布置轻型井点的降水深度，从理论上讲可达10.3m，但由于管路系统的水头损失，其实际降水深度一般不大于6m。布置时应参考井点管标准长度及其露出地面的长度（一般为0.2～0.3m），且滤水管必须在含水层内。如井点管埋置深度H小于降水深度6m时，则可用一级井点；H值稍大于6m时，如降低井点管的埋置面后，可满足降水深度要求时，仍可采用一级井点；当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。8.简述轻型井点、管井井点、喷射井点、电渗井点的特点及适用范围。答：(1)轻型井点轻型井点就是沿基坑周围或一侧以一定间距将井点管(下端为滤管)埋入蓄水层内，井点管上部与总管连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中，降低水位深度：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～9m。(2)管井井点管井井点就是沿基坑每隔20～50m距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数K≥20m/d，地下水量大的土层中，宜采用管井井点。管井井点由滤水管井、吸水管和抽水泵组成。采用离心式水泵或潜水泵抽水。若要求的降水深度较大，采用一般的离心泵和潜水泵不能满足要求时，可采用深井泵降水。它井距大、不受土层限制、成孔容易、施工速度快、井点管可重复使用，适于渗透系数10～80m/d，降水深度大于15m的情况，故又称深井泵法。(3)喷射井点当基坑开挖较深，采用多级轻型井点不经济时，宜采用喷射井点，其降水深度可达8～20m喷射井点设备由喷射井管、高压水泵及进水、排水管路组成。喷射井管由内管和外管组成，在内管下端装有喷射扬水器与滤管相连，当高压水经内外管之间的环形空间由喷嘴喷出时，地下水即被吸入而压出地面。(4)电渗井点电渗井点适用于土壤渗透系数小于0.1m/d，用一般井点不可能降低地下水位的含水层中，尤其宜用于淤泥排水。电渗井点排水的原理是以井点管作负极，以打入的钢筋或钢管作正极，当通以直流电后，土颗粒即自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。土颗粒的移动称电泳现象，水的移动称电渗现象，故称电渗井点。9.如何计算沟槽和基坑的土方量？答：（1）基坑土方量计算基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算如下图所示。即：V=式中V——土方工程量（m3）；H——基坑深度（m）；F1、F2——基坑上、下底面积（m2）；F0—基坑中截面的面积（m2）。图1基坑土方量计算图2基槽土方量计算（2）基槽土方量计算由图可知，若基槽横截面形状、尺寸有变化，其土方量可沿其长度方向分段，按上式计算，总土方量为各段之和；若基槽横截面、尺寸不变，其土方量为横截面面积与基槽长度之积。10.影响填土压实的主要因素有哪些？如何检查填土压实的质量？答：（1）影响填土压实的主要因素1）压实功的影响当土的含水量一定，在开始压实时，土的重度急剧增加，待到接近土的最大重度时，压实功虽然增加许多，而土的重度则没有变化。实际施工中，对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。此外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层有强烈起伏现象，效率不高。如果先用轻碾，再用重碾压实就会取得较好效果。2）含水量的影响填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量称做最佳含水量。3）铺土厚度的影响在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。对于重要填方工程，其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验决定。（2）检查填土压实的质量：填土压实后必须要达到密实度要求，填土密实度以设计规定的控制干密度ρd(或规定的压实系数)作为检查标准。土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数，即可计算出填土控制干密度ρd的值。土的实际干密度可用“环刀法”测定。填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合规范要求。11.常用的土方机械有哪些？试述其工作特点及适用范围。答:（1）推土机推土机能独立挖土、运土和卸土，具有操作灵活、运转方便、占工作面较小、行驶速度较快等特点，适用于场地清理平整、开挖深度不大的基坑（槽）及填土作业等。它还能牵引其他无动力土方机械（拖式铲运机、羊足碾、松土器等），其最有效运距为30～60m。（2）铲运机铲运机是能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑、整平的土方机械。对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产率高。它适用于大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基、堤坝等工程。铲运机适用于开挖一至三类土。拖式铲运机适宜运距800m以内，运距200～350m时效率最高。常用于坡度20°以内的大面积土的平整、挖、运、填、压实，开挖大型基坑、管沟、河渠和路堑，填筑路基、堤坝等。不适于砾石层、冻土及沼泽地带使用。坚硬土开挖需推土机助铲；自行式铲运机适于长距离作业，经济运距800～1500m，开挖时亦需推土机助铲。（3）单斗挖掘机单斗挖掘机是基坑（槽）开挖的常用机械。按行走机构不同分为履带式和轮胎式两类。按工作装置不同分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。按传动方式不同分为机械和液压传动两种。液压式单斗挖土机的优点是能无级调速且调速范围大；快速作业时，惯性小，并能高速反转；转动平稳，可减少强烈的冲击和振动；结构简单，机身轻，尺寸小；附有不同的装置，能一机多用；操纵省力，易实现自动化。12.某矩形基坑底面积为4m×2m，深2m，坡度系数m=0.5，试计算其土方量，若把土方用运输车（容量2m3）拉走，需用多少车次？（KS=1.2，KS′=1.05）【解】（1）基坑上口尺寸：长度=4+（2×0.5）×2=6（m）；宽度=2+（2×0.5）×2=4（m）；基坑上口面积6×4=24m2（2）基坑中截面尺寸：长度=4+（1×0.5）×2=5（m）；宽度=2+（1×0.5）×2=3（m）；基坑中截面面积5×3=15m2（3）基坑坑底面积：4×2=8m2（4）挖方：V=H6(F1+4F0（5）基坑需要运土车次：1.2×30.667÷2≈19(车次)13.某建筑场地方格网如图所示，方格边长为20m×20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。（各角点左右标示的数字分别为地面标高和设计标高）图3某建筑场地方格网布置图

【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，由公式ℎnh1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06计算结果列于下图中。（2）计算零点位置。从上图中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。由公式x1=1—5线x1=4.55(m)2—6线x1=13.10(m)6—7线x1=7.69(m)7—11线x1=8.89(m)11—12线x1=15.38(m)将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如上图所示。（3）计算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形，土方量为：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面为两个梯形，土方量为：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面为三边形和五边形，土方量为：VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)方格网总填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格网总挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)（4）边坡土方量计算。如下图所示，④、⑦按三角棱柱体计算外，其余均按三角棱锥体计算，依式V1=13AV①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)边坡总填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)边坡总挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)第2章基坑及边坡工程思考题及习题1.简述基坑支护的现状和发展趋势。答：（1）基坑尺度大深化近年来我国基坑向着大深度、大面积方向发展，基坑开挖与支护的难度越来越大。（2）变形控制严格化大量的基坑工程集中在繁华市区，周边环境更加复杂，使得这些基坑工程不仅要保证支护结构及基坑本身的安全，还要严格控制基坑开挖引起的周围土体变形，以保证邻近建（构）筑物的安全和正常使用。随着对位移要求越来越严格，基坑开挖工程正在从传统的稳定控制设计向以变形控制设计方向发展。（3）支护形式多样化基坑的支护方式已从早期的放坡开挖，发展至现在的多种支护方式。目前常用支护形式主要有：放坡开挖、预应力锚杆技术、复合土钉墙支护、组合内支撑技术、型钢水泥土搅拌墙支护技术、TRD工法、冻结排桩法基坑支护技术等。（4）施工监控信息化目前深基坑监测技术已从原来的单一参数人工现场监测，发展到现在的多参数远程监测。在施工过程中，根据监测结果，及时地评判出当前基坑的安全等级，并采取相应的工程措施，以减少工程失效概率，确保工程安全、顺利的进行，施工监控信息化愈显重要。2.基坑支护结构有哪些基本形式及适用范围？答：类别支护形式适用范围备注边坡开挖及简易支护放坡开挖地基土质较好，地下水位低，或采取降水措施，以及施工现场有足够放坡场所的工程。允许开挖深度取决于地基土的抗剪强度和放坡坡度费用较低，条件许可时采用放坡开挖为主，辅以坡脚采用短桩、隔板及其他简易支护基本同放坡开挖。坡脚采用短桩、隔板及其他简易支护，可减小放坡占用场地面积，或提高边坡稳定性放坡开挖为主，辅以喷锚网加固基本同放坡开挖。喷锚网主要用于提高边坡表层土体稳定性加固边坡土体形成自立式围护水泥土重力式支护结构可采用深层搅拌法施工，也可采用旋喷法施工。适用土层取决于施工方法。软黏土地基中一般用于支护深度小于6m的基坑可布置成格栅状，支护结构宽度较大，变形较大加筋水泥土墙支护结构基本同水泥土重力式支护结构，一般用于软黏土地基中深度小于6m的基坑常用型钢、预制钢筋混凝土T形桩等加筋材料。采用型钢加筋需考虑回收土钉墙支护结构一般适用于地下水位以上或降水后的基坑边坡加固。土钉墙支护临界高度主要与地基土体的抗剪强度有关。软黏土地基中应控制使用，--般可用于深度小于5m、而且可允许产生较大的变形的基坑可与锚、撑式排桩墙支护联合使用，用于浅层支护复合土钉墙支护结构基本同土钉墙支护结构复合土钉墙形式很多，应具体情况，具体分析冻结法支护结构可用于各类地基应考虑冻融过程中对周围的影响，全过程中电源不能中断，以及工程费用等问题档墙式支护结构悬臂式排桩墙支护结构基坑深度较浅，而且可允许产生较大变形的基坑。软黏土地基中一般用于深度小于6m的基坑常辅以水泥土止水帷幕排桩墙加内撑式支护结构适用范围广，可适用于各种土层和基坑深度。软黏土地基中一般用于深度大于6m的基坑常辅以水泥土止水帷幕地下连续墙加内撑式支护结构适用范围广，可适用于各种土层和基坑深度。一般用于深度大于10m的基坑加筋水泥土墙加内撑式支护结构适用土层取决于形成水泥土施工方法。SMW工法三轴深层搅拌机械不仅适用于黏性土层，也能用于砂性土层的搅拌；TRD工法则适用于各种土层，且形成的水泥土连续墙水泥土强度沿深度均匀，水泥土连续墙连续性好，加固深度可达60m采用型钢加筋需考虑回收。TRD工法形成的水泥土连续墙连续性好，止水效果好排桩墙加锚拉式支护结构砂性土地基和硬黏土地基可提供较大的锚固力。常用于可提供较大的锚固力地基中的基坑。基坑面积大，优越性显著；采用浆囊式锚杆可用于软黏土地基尽量采用可拆式锚杆地下连续墙加锚拉式支护结构常用于可提供较大的锚固力地基中的基坑。基坑面积大，优越性显著其他形式支护结构门架式支护结构常用于开挖深度已超过悬臂式支护结构的合理支护深度，但深度也不是很大的情况。一般用于软黏土地基中深度7m~8m，而且可允许产生较大的变形的基坑重力式门架支护结构基本同门架式支护结构对门架内土体采用深层搅拌法加固拱式组合型支护结构一般用于软黏土地基中深度小于6m、而且可允许产生较大的变形的基坑辅以内支撑可增加支护高度、减小变形沉井支护结构软土地基中面积较小且呈圆形或矩形等较规则的基坑3.简述预应力锚杆技术的工艺原理及施工工艺。答：（1）工艺原理预应力锚杆是通过高强度锚杆将荷载传递到深部稳定岩土层的锚固体系，作为其技术主体的锚杆，一端锚入稳定的土（岩）体中，另一端与各种形式的支护结构物连接，通过对杆体施加预应力，以承受岩土压力、水压力等所产生的结构拉力，从而达到维护基坑和建筑物稳定的目的。在基坑支护工程中通常与排桩、地下连续墙、土钉墙等支护结构联合使用。（2）施工工艺预应力锚固是根据设计需求，首先在土层中钻出一定深度和直径的钻孔，然后放入预应力筋，再注入水泥浆或水泥砂浆，使浆体充满锚固段内的空腔；待水泥浆体强度大于15.0MPa后，借助张拉设备对预应力筋进行张拉，利用其弹性变形施加预应力，最后用锚具锁定。这样就可将作用于结构物上的拉力，通过黏结材料传递给土层，并能有效地限制结构物与土体的位移，以保持结构物和土体的稳定。4.什么是复合土钉墙?答：复合土钉墙是由普通土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术(如预应力锚杆、竖向钢管、微型桩等)或截水技术(深层搅拌桩、旋喷桩等)有机组合而成的支护一截水体系。其主要构成要素有土钉(钢筋土钉或钢管土钉)、预应力锚杆(索)、截水帷幕、微型桩(树根桩)、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。5.简述复合土钉墙的基本结构形式及其特点答：与土钉墙复合的构件主要有预应力锚杆、隔水帷幕及微型桩3类，或单独或组合与土钉墙复合，形成了常见的7种形式。（1）土钉墙+预应力锚杆土坡较高或对边坡的水平位移要求较严格时经常采用这种形式。土坡较高时预应力锚杆可增加边坡的稳定性，此时锚杆在竖向上分布较为均匀；如需限制坡顶的位移，可将锚杆布置在边坡的上部。因锚杆造价较土钉高很多，为降低成本，锚杆可不整排布置，而是与土钉间隔布置，效果较好。这种复合形式在边坡支护工程中应用较为广泛。（2）土钉墙+隔水帷幕降水容易引起基坑周围建筑、道路的沉降，造成环境破坏，引起纠纷，所以在地下水丰富的地层中开挖基坑时，目前普遍倾向于采用帷幕隔水，隔水后在坑内集中降水或明排降水。隔水帷幕可采用深层搅拌法、高压喷射注浆法及压力注浆等方法形成，其中搅拌桩隔水帷幕效果好，造价便宜，通常情况下优先采用。这种复合形式在南方地区较为常见，多用于土质较差、基坑开挖不深时。（3）土钉墙+微型桩有时将第2种复合支护形式中两两相互搭接连续成墙的隔水帷幕替换为断续的、不起挡水作用的微型桩。这么做的原因主要有：地层中没有砂层等强透水层或地下水位较低，隔水帷幕效用不大；土体较软弱，如填土、软塑状黏性土等，需要竖向构件增强整体性、复合体强度及开挖面临时自立性能，但搅拌桩等水泥土桩施工困难、强度不足或对周边建筑物扰动较大等原因不宜采用：超前支护减少基坑变形。这种复合形式在地质条件较差时及北方地区较为常用。（4）土钉墙+隔水帷幕+预应力锚杆第2种复合支护形式中，有时需要采用预应力锚杆以提高搅拌桩复合土钉墙的稳定性及限制其位移，从而形成了这种复合形式。这种复合形式在地下水丰富地区满足了大多数工程的实际需求，应用最为广泛。（5）土钉墙+微型桩+预应力锚杆第3种复合支护形式中，有时需要采用预应力锚杆以提高支护体系的稳定性及限制其位移，从而形成了这种复合形式。这种支护形式变形小、稳定性好，在不需要隔水帷幕的地区能够满足大多数工程的实际需求，应用较为广泛，在北方地区应用较多。（6）土钉墙+搅拌桩+微型桩搅拌桩抗弯及抗剪强度较低，在淤泥类软土中强度更低，在软土较深厚时往往不能满足抗隆起要求，或者不能满足局部抗剪要求，于是在第2种支护形式中加人微型桩构成了这种形式。这种形式在软土地区应用较多，在土质较好时一股不会采用。（7）土钉墙+隔水帷幕十微型桩+预应力锚杆这种支护形式构件较多，工序较复杂，工期较长，支护效果较好，多用于深大及条件复杂的基坑支护。6.简述型钢组合内支撑技术施工工艺及其技术要点。答：型钢组合内支撑技术是近年发展起来的一项支护技术，它是在混凝土内支撑技术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系，主要利用组合式钢结构构件截面灵活可变、加工方便、适用性广等特点，因其可施加预应力，因此又称预应力型钢组合支撑。该技术具有布置形式灵活、高强连接、安装拆除便捷、工期短、钢材可回收、对环境影响小等优点，可在各种周边环境复杂的地质情况下使用。型钢组合内支撑体系架设和拆除速度快、架设完毕后不需等待强度时间就可直接进行下层土方开挖。而且支撑材料可重复循环使用，对节省工程造价和加快工期均具有显著效果。故型钢组合内支撑技术适用于周围建筑物密集，相邻建筑物基础埋深较大，周围土质情况复杂，施工场地狭小，软土场地等深大基坑。7.什么是型钢水泥土搅拌墙支护技术?简述其技术特点。答：型钢水泥土搅拌墙，通常称为SMW工法(SoilMixedWall)，是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。即利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体，同时钻机前端低压注人水泥浆液，与切碎土体充分搅拌形成隔水性较高的水泥土柱列式挡墙，在水泥土浆液尚未硬化前插人型钢的一种地下工程施工技术。该支护结构同时具有抵抗侧向土、水压力和阻止地下水渗漏的功能，主要用于深基坑支护。型钢水泥土搅拌墙支护技术有如下特点：（1）对周围地层影响小；（2）施工噪声小、无振动、工期短、造价低；（3）废土产生量小，无泥浆污染；（4）水泥悬浊液与土混合不会产生废泥浆。不存在泥浆回收处理问题；（5）高止水性；（6）适用地层范围广；（7）大壁厚、大深度。8.什么是TRD工法?简述其技术特点。答：TRD工法施工时将链锯式切削刀具从地面插入地基，掘削至设计深度后喷出固化剂，与原位土体混合，主机持续沿设计墙体横向掘削、搅拌，然后在固化液凝结硬化前按照设计间距插入H型钢，待固化液凝结硬化后形成一道具有一定刚度和强度的等厚地下连续墙。目前TRD工法成墙厚度一般在550～850mm，深度可达60m。TRD工法多用于建筑物的基础工程、防止地下水流入的地下挖掘工事，还可用于防止倾斜面的崩溃。在截断对邻近建筑物的影响，建筑物、盾构竖井、半地下道路等开挖工程中的挡土防渗，河川护坡及腐殖土层的地基改良方面应用广泛。具有如下特点：(1)TRD工法施工机架高度10～12m，重心低、稳定性好。TRD工法可施工墙体厚度为450～850mm，深度最大可达60m。(2)施工垂直度高，墙面平整度好，通过刀具立柱内安装的多段倾斜计，对施工墙体平面内和平面外实时监测以控制垂直度，实现高精度施工。(3)墙体连续等厚度，横向连续，截水性能好。水泥土的渗透系数在砂质土中可达10-8～10-7cm/s，在砂质黏土中达到10-9cm/s。成墙作业连续无接头，型钢间距可以根据设计需要调整，不受桩位限制。(4)TRD工法的主机架可变角度施工，其与地面的夹角最小可为30°，从而可施工倾斜的水泥土墙体，满足特殊设计要求。(5)TRD工法在墙体全深度范围内对土体进行竖向混合、搅拌，墙体上下固化性质均一，墙体质量均匀。(6)TRD工法转角施工困难，对于小曲率半径或90转角位置，须将箱式刀具拔出，拆卸，改变方向后，再重新组装并插入地层，拆卸和组装时间长，转角施工过程较复杂。第3章地基处理与桩基础思考题及习题1.简述真空预压法的基本原理及主要施工工艺。答：真空预压法是在被加固软土地表铺设砂垫层作为加固层，间隔埋设垂直排水管道点阵，其上铺设不透气密封膜，利用吸水管道和真空泵抽真空，从而形成膜下负压，并将负压递到设在饱和软黏土层中的排水通道内。通过施加的大气负压，促使排水通道及边界孔隙水压力降低与土中的孔隙水压力形成压差和水力梯度，发生由土中向边界的渗流，从而使土体压实，软土有效应力增加，达到土体排水固结、强度增强的效果。该方法属排水固结法。真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软黏土，特别适于进行大面积的地基处理工程。总体来说，真空预压法是在需处理区域范围四周施工黏土为幕墙，形成封闭区域，在软粘土中均匀打入塑料排水板，上铺砂层，再覆盖2层土工布，上铺3层密封薄膜封闭，黏土为幕墙、密封膜形成密闭空间，通过真空棒抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，排除土中的水分，使土预先固结以减少地基沉降的一种地基处理方法。其主要原理反映在三个方面：一是薄膜内外荷载存在差值，二是地下水位对附加应力的作用，三是水气排出使土体固结。2.简述真空预压法和堆载预压法的异同。答：序号对比项目真空预压堆载预压1土中应力总应力不变，随着相对超静孔隙水压力的消敢而使有效应力增加总应力增加，随着超静孔隙水压力的消散而使有效应力增加2剪切破坏抽真空的过程中，剪应力不增加，不会引起土体剪切破坏加载过程中，剪应力增加可能引起土体剪切破坏3加载速率不必控制加载速率需要控制加载速率4侧向变形预压区土体产生指向预压区中心的侧向变形加载时预压区土体产生向外的侧向变形5强度增长土体固结，有效应力提高，土体强度增长，无剪切蠕变影响土体固结，有效应力提高，土体强度增长，受剪切蠕变影响6固结速度与土的渗透系数、竖向排水体以及边界排水条件有关与土的渗透系数、竖向排水体以及边界排水条件有关7处理深收与抽真空作用强度、竖向排水体、土的孔隙分布情况以及相关边界条件有关主要与堆载面积和荷载大小有关8地下水位降低地下水位，地下水位的降低将使相关土层产生排水固结地下水位不变3.简述爆破挤淤法的基本原理及技术特点。答：爆破挤淤处理软土地基实质上是地基处理的置换法，即通过爆炸作用将填料沉入淤泥并将淤泥挤出，达到改良地基承载性能和形成堤坝型体的一种方法。该方法主要技术为：在堆石体前沿淤泥中的适当位置埋置药包群，爆破后堆石体前沿向淤泥底部塌落，形成一定范围和厚度的“石舌”，所形成的边坡形状呈梯形。当继续填石时，由于“石舌”上部的淤泥在爆炸瞬间产生的强大冲击力的作用下，产生超孔隙水压力，冲击作用使土的结构发生破环，扰乱了正常的排水通道，土体的渗透性变差，超孔隙水压力难以消散。土体的强度降低，承载能力在短时间内丧失，因此抛石可以很容易地挤开这层淤泥并与下层“石舌”相连，形成完整的抛填体。采用爆炸和抛填循环作业，就可用石方置换掉抛填前方一定范围内一定数量的游泥，达到软基处理的目的。爆破挤淤法技术特点：(1)施工工期短、后期沉降小。(2)不需要机械挖泥清淤，简化了施工程序，降低了成本。(3)在整个施工过程中，能确保海堤抛填体的稳定与安全，弥补了在深厚淤泥条件下自重抛石挤淤法和超高填抛石挤淤法的不足。(4)爆炸挤淤法的施工速度主要取决于抛填速度和埋药时间，比之加载速度由堤身稳定控制的排水固结法，抛填作业完成的时间明显缩短，减少了施工周期，加快了工程进度。(5)采用爆破挤淤法施工时，堤面沉降量小，沉降稳定快，可缩短后续施工的作业间歇时间，有利于加快整个工程进度。4.简述强夯法处理大块石高填方地基的优势。答：强夯法处理大块石高填方地基技术与传统的碾压法相比，具有地基加固效果明显，工期短、设备简单、成本低等诸多优点：(1)填料粒径及分层填筑厚度均大于碾压填料粒径和厚度的要求，填料粒径大可节省石方爆破费用，填筑厚度大可缩短工程工期，特别是南方多雨气候，其优点更为明显。(2)地基加固效果显著，由于强夯的冲击力和振动波能作用，使大块石高填方地基不但得到加密效果，同时还能使高填方地基达到整体均匀和稳定，由此可减少基础垫层厚度及填方的坡比。(3)根据工程实践综合分析，强夯法较碾压法可节省工程投资约20%～30%，工程工期可缩短30%～40%，地基强度和变形模量指标可提高30%～50%.5.简述夯实水泥土桩复合地基的基本原理和施工工艺。答：夯实水泥土桩复合地基是采用人工或机械方式排土或挤土成孔，将筛好的土料和水泥按比例在孔外拌和成均匀的水泥土混合料，然后回填孔内，分层夯实，达到设计要求的桩体密实度，形成满足强度的桩体；再充分利用天然地基的强度，使桩、土共同承担荷载，从而形成复合地基，提高地基承载力，减小地基变形。夯实水泥土桩复合地基吸收了水泥土桩的优点，结合了灌注桩的施工特点，并充分利用原地基的承载力，而且桩身强度均匀、施工简单快捷、质量易控、不受场地的影响、造价低、无污染等。夯实水泥土桩施工的程序分为成孔、制备水泥土、夯填成桩三步。6.简述长螺旋水下灌注桩基本原理和施工工艺。答：（1）基本原理：该技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高，利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出，边压灌混凝土边提钻直至成桩，然后利用专门振动装置将钢筋笼一次插入桩体，形成钢筋混凝土灌注桩。后插钢筋笼应与压灌混凝土宜连续进行。与普通水下灌注桩施工工艺相比，长螺旋水下成桩施工，不需要泥浆护壁，无泥皮，无沉渣，无泥浆污染，施工速度快，造价低等特点。（2）基本工艺：长螺旋水下灌注桩施工工艺是采用长螺旋钻机钻至设计标高，利用混凝土泵将混凝土从钻头底部压出边灌注边提钻至成桩，然后利用专门震动装置将钢筋笼一次插入桩体，形成钢筋混凝土灌注桩，施工程序简化。第四章课后习题答案1.砌体结构中，砂浆的作用是什么?砂浆有哪些种类?其使用范围如何?其原材料有哪些要求?答：砂浆的作用有：粘结作用：砂浆能够将砌块牢固地粘合在一起，使砌体具有一定的强度和稳定性。填缝作用：砂浆能够填补砖块之间的缝隙，防止水、气体和其他物质渗入，从而增强砌体的密封性。分散荷载：砂浆在砖块之间形成一定的间隙，有助于将荷载分散到各个砖块上，减小单个砖块所承受的压力，提高整体承载能力。耐久性：砂浆可以保护砖块表面免受腐蚀和侵蚀，从而延长砌体的使用寿命。至于砂浆的种类，砌体结构中常见的砂浆主要有以下几种：水泥砂浆：由水泥、砂子和适量的水混合而成，是最常用的砂浆类型。石灰砂浆：由石灰、砂子和适量的水混合而成，具有较好的粘结性和延展性。石膏砂浆：由石膏、砂子和适量的水混合而成，具有较好的阻燃性能。关于砂浆的使用范围，它主要应用于以下几个方面：在结构工程中，用于将单块的砖、石、砌块等胶结起来构成砌体。在装配式结构中，用于砖墙的勾缝，大型墙板和各种构件的接缝。在装饰工程中，用于墙面、地面及梁柱结构等表面的抹面。用于天然石材、人造石材、瓷砖、锦砖等的镶贴。对于砂浆的原材料要求，主要有以下几点：水泥：应对其品种、等级、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性进行复验。砂：宜用过筛中砂。石灰：当制作石灰膏时，其熟化时间应达到规定要求，确保材料的质量。2.砖的砌筑工序有哪些?找平放线时应注意哪些问题?为什么要在砌筑前摆砖样?答：（1）抄平、放线：这个步骤是为了确定砌筑的基础线，保证砖墙的砌筑位置和高度准确。在放线时，需要确保线条的准确性和清晰度，以便砌筑工人能够按照线条进行精确施工。（2）摆砖样：也被称为撂底，这个步骤是在基础面上按照选定的组砌方式，用干砖试摆。这样做的目的是为了确定砖墙的组砌方式是否合理，能否满足设计要求，同时使门洞、窗口和墙垛等处的砖符合模数，满足上下错缝的要求。通过摆砖样，还可以尽量减少砍砖，提高施工效率。（3）立皮数杆：在四大角及纵横墙的交接处，以及每隔10~15米的地方立一根皮数杆，以便砌筑时控制砖层和灰缝的厚度，使墙面平整。（4）砌筑：按照皮数杆的控制线进行砌筑，保证墙面垂直平整，灰缝饱满均匀。（5）勾缝、清理：在砖墙砌筑完成后，需要进行勾缝处理，以增强墙体的整体性和美观性。同时，还要清理墙面的多余砂浆和杂物。在找平放线时，需要注意以下几个问题：准确性：放线前需要核对设计图纸，确保尺寸和比例准确无误。同时，在放线过程中，要保持线条的清晰和准确，以便工人能够准确地进行施工。直线性：放出的线条需要保持直线性，避免出现弯曲或偏移的情况。标记清晰：在放线完成后，需要在相应的位置做好标记，以便后续施工时的参考和校对。摆砖样是砌筑前的重要步骤，其主要原因有以下几点：确定组砌方式：通过摆砖样，可以确定砖墙的组砌方式是否合理，能否满足设计要求。减少砍砖：借助摆砖样，可以尽量减少不必要的砍砖，提高施工效率，降低材料浪费。保证砌筑质量：摆砖样可以确保门洞、窗口和墙垛等处的砖符合模数，满足上下错缝的要求，从而提高砖墙的砌筑质量。3.砖砌筑墙体的组砌形式有哪些?其特点是什么?答：一顺一丁式：这种砌法是一皮中全部顺砖与一皮中全部丁砖相互间隔砌成，上下皮间的竖缝相互错开1/4砖长。这种砌法适用于砌一砖、一砖半和二砖墙，具有砖块交错排列、稳定性好的特点。梅花丁式：梅花丁砌法是每皮中丁砖与顺砖相隔，上皮丁砖坐中于下皮顺砖，上下皮间竖缝相互错开1/4砖长。这种砌法同样适用于砌一砖、一砖半墙，其特点是砖块排列美观，且具有较好的整体性和稳定性。多顺一丁式：这种砌法是三皮中全部顺砖与一皮中全部丁砖间隔砌成，上下皮顺砖与丁砖间竖缝错开1/4砖长，上下皮顺砖间竖缝错开1/2砖长。这种砌法适用于砌较厚的墙体，能够提高墙体的承载能力。全顺式：这种砌法所有砖块均为顺砖砌筑，适用于砌半砖墙。其特点是砌筑速度快，但整体性和稳定性相对较差。两平一侧式：这种砌法适用于3/4厚砖墙，其特点是在保证墙体厚度的同时，能够较好地控制墙体的垂直度和平整度。4.砖砌体的砌筑工程质量要求有哪些?答：横平竖直：砖砌体应保证横平竖直，灰缝上下对齐，无游丁走缝。这是为了确保砌体均匀受压，不产生剪切水平推力，从而提高墙体的稳定性和承载能力。砂浆饱满：为确保砖块均匀受力和砌块紧密结合，水平灰缝砂浆应饱满，厚薄均匀。水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%，以满足抗压强度的要求。竖向灰缝不得出现透明缝、瞎缝和假缝，以提高砌体的抗剪强度。上下错缝：为提高砌体的整体性、稳定性和承载力，砌块排列应遵循内外搭砌、上下错缝的原则，避免出现连续的垂直通缝。错缝搭接的长度一般不应小于60mm，同时要考虑砌筑方便和减少砍砖。接槎可靠：接槎是指相邻砌体不能同时砌筑而又必须设置的临时间断，便于先砌砌体与后砌砌体之间的接合。为保证接槎牢固，应保证接槎部分的砌体砂浆饱满，实心砖砌体应砌成斜槎，斜槎长度不应小于高度的2/3。5.常用的普通钢筋按生产工艺可分为哪几种?答：热轧钢筋：通过热轧工艺生产，具有生产效率高、产量大、成本低的特点。其表面光滑，力学性能较好，且便于进行各种机械连接和焊接，广泛用于房屋建筑、桥梁、道路等土建工程建设。冷轧钢筋：在常温下将钢坯经过多道工序冷轧而成，通常直径在5mm以下。冷轧钢筋的强度更高、韧性更好，常用于汽车、航空等高端领域，以及桥梁、道路等大型建筑结构中。冷拔钢筋：通过冷拔工艺将普通的低碳钢重新加工成直径更小的圆钢，从而达到一定强度。冷拔钢筋具有较高的延展性，广泛应用于机械加工和建筑行业。合金钢筋：在原有纯钢筋基础上加入一定的合金元素，如铬、钼、钴等，以提高其机械性能、防腐蚀性和耐久性等特点。合金钢筋广泛应用于石化、化工、船舶等领域。6.钢筋的下料长度如何计算?答：钢筋的下料长度计算主要有三个公式，分别对应直钢筋、弯起钢筋和箍筋。以下是具体的计算方法：直线钢筋下料长度=构件长度-保护层厚度+弯钩增加长度。其中，保护层厚度、弯钩增加长度都可以通过结构施工图纸、《混凝土结构工程施工质量验收规范》等准确获取。弯钩增加长度还需根据弯曲处内皮缩短、外包尺寸伸长的原理，按照相关规定进行计算。弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-量度差值（弯曲调整值）+弯钩增加长度。度量差值等于钢筋的外包尺长度减去钢筋的中轴线的长度。这是因为钢筋在弯曲时，外侧会变长，而内侧会变短，但轴线尺寸不变。箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值。箍筋的周长可以通过公式（a+b-4c+4d）*2来计算，其中a、b为矩形箍筋的长和宽，c为保护层厚度，d为箍筋直径。箍筋调整值则根据抗震要求、是否带弯钩等因素来确定。7.钢筋代换的基本原则和方法有哪些?答：钢筋代换的基本原则和方法主要包括以下几个方面：基本原则：等强度原则：即保证钢筋总强度不变。这是基于钢筋在结构中的主要作用是承受力的考虑，因此，在代换过程中，应确保新旧钢筋的总强度相等，以保证结构的承载能力不受影响。等面积原则：当构件按最小配筋率配筋时，钢筋可按面积相等的原则进行代换。这是因为配筋率与钢筋的面积直接相关，保持面积相等可以确保结构的配筋率不变，从而维持结构的性能。代换方法：等截面代换法：这种方法是基于钢筋的截面面积进行代换，确保新旧钢筋的截面面积相等。这种方法的优点是计算简单，但可能无法完全满足等强度原则。等强度代换法：这种方法则是基于钢筋的强度进行代换，确保新旧钢筋的总强度相等。这种方法的计算相对复杂，但能更好地满足结构的强度要求。8.什么是自密实混凝土，有什么特点?答：自密实混凝土（Self-ConsolidatingConcrete，简称SCC）是一种具有特殊性能的混凝土。它能够在自身重力作用下流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好的均质性，并且不需要附加振动。自密实混凝土的特点主要体现在以下几个方面：高密实性和均质性：由于自密实混凝土具有自密性，其砂浆能够自动流动并密实，从而实现均匀、细致的内部结构。这大大提高了混凝土的耐久性和抗渗透性能，同时也能够减轻混凝土结构的自重。提高生产效率：自密实混凝土不需要人工振捣，因此能够降低工人的劳动强度，提高工作效率，缩短工作时间。改善工作环境：由于无需振动器进行振捣，自密实混凝土在施工过程中不会产生振捣噪音，从而改善了工作环境。提高混凝土质量：自密实混凝土能够自动密实，其构件表面质量好，避免了因振捣不充分或过分振捣导致的质量问题，如蜂窝麻面等。提高设计的自由度：由于自密实混凝土无需振捣，因此可以用来浇筑一些形状复杂、难以振捣成形的混凝土构件，增加了设计的灵活性。降低工程造价：自密实混凝土避免了因振捣导致的模板磨损等问题，减少了人工费用和材料成本，从而有助于降低工程造价。绿色环保：自密实混凝土无需添加化学添加剂和人工密实材料，对环境友好，具有很好的可持续性。9.抗氯盐高性能混凝土有哪些特点?答：抗氯盐高性能混凝土的主要特点体现在其优越的抗氯盐性能上。这种混凝土通过利用高性能外加剂对原材料进行优化，以提高其抗氯盐性能，满足配置抗氯盐高性能混凝土的要求。具体来说，这种混凝土在粒化高炉矿渣粉使用量增加的情况下，其抗氯盐性能会得到提高。氯盐引起的钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土建筑物耐久性不良的重要因素之一，因此，抗氯盐高性能混凝土的应用对于防止建筑物因氯盐侵蚀导致的耐久性降低和巨大经济损失具有重要意义。此外，抗氯盐高性能混凝土还可能具备其他高性能混凝土的一般特点，如高强度、高耐久性、高工作性。10.什么是清水混凝土技术?答：清水混凝土技术是一种建筑现代主义的表现手法，也被称为素颜混凝土或装饰混凝土。它是以天然颜料、水泥、水等为主要成分，通过特定的施工工艺，使混凝土表面呈现出自然质朴的外观和结构，无需进行任何涂装、贴瓷砖、贴石材等额外装饰。清水混凝土技术不仅具有装饰效果，而且具有环保、绿色、耐久等优点。11.超高泵送混凝土技术的施工特点有哪些?答：高效节能：超高泵送混凝土技术可以实现混凝土的快速输送，从而提高了施工效率，并减少了能源的消耗。施工效率高：该技术具有简单的施工工艺流程，运输效率高，且操作难度低，不会影响混凝土泵送质量。施工人员合理布置泵送机和铺设管道，可以保证运输效率，且占用较小的场地面积。自动化和械化水平高：该技术实现了混凝土输送自动化，降低了人力投入，减少了工程建设的人员伤亡，并且能以高效率完成各种施工工序，只需少量作业即可完成混凝土泵送任务，缩短整个施工周期。施工质量好：超高泵送混凝土技术可以实现混凝土的均匀一致，减少混凝土坍落度和振捣工序带来的不利影响，从而提高了混凝土施工的质量。同时，由于泵送技术的使用，可以降低混凝土垂直运输的压力，减少施工难度，简化混凝土的运输环节。适应性强：超高泵送混凝土技术适用于各种高层建筑、桥梁、隧道、堤坝等需要大量混凝土的工程。12.混凝土裂缝防治方法有哪些?答：预防措施：配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率，同时要捣制密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。混凝土浇筑前，应将基层模板浇水湿透。浇筑后，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护。在气温高、湿度低或风速大的天气施工，混凝土浇筑后，应及早进行喷水养护，使其保持湿润。加强表面的抹压和养护工作，可以使用表面喷氯偏乳液养护剂，或覆盖湿草袋、塑料薄膜等方法进行养护。设挡风设以减少裂缝产生的可能性。治理方法：表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹法适用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝、不漏水、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝；表面贴补法则适用于大面积漏水或不易确定具体漏水位置、变形缝的防渗堵漏。填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝。灌浆法：此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。结构补强法：针对因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度的情况，可采取结构补强法，包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。13.试述组合钢模板的特点和组成，简述其他常用模板的构造。答：组合钢模板主要由钢模板、连接体和支撑体三部分组成，其特点主要体现在以下几个方面：高强度：由于采用钢材作为框架，组合钢模板具有较高的抗弯、抗压强度，可以承受大型混凝土浇筑的压力。轻便灵活：相比传统的木模板，组合钢模板重量轻，易于搬运和安装，从而节省了人力和时间成本。耐用性强：组合钢模板的钢结构具有耐腐蚀、耐磨损等特点，因此使用寿命长。可重复使用：这一特性降低了模板的投资成本。施工效率高：组合钢模板的表面光滑平整，减少了混凝土的表面缺陷，从而提高了施工效率和施工质量除了组合钢模板，还有其他几种常用的模板：实腹钢框胶合板模板：这种模板以特制实腹型材为边框，冷弯管材、型材为肋，嵌入胶合板，用抽芯铆钉连接。全钢大模板：这种模板以型钢为骨架，5~6mm厚钢板为面板，通过焊接而成。木框胶合板模板：以50x100厚木板为面板，型钢为骨架，用螺钉从背面连接。钢（木）框胶合板装饰模板：在钢（木）框胶合板模板面板上钉木、铝或塑胶装饰图案或轮廓，以增加美观性。14.脚手架的基本要求是什么?答：安全技术及准备要求：脚手架的搭建必须遵循安全技术的相关规定，作业人员需经过专业培训并取得上岗证书。脚手板要求：脚手架施工操作面必须满铺脚手板，离墙面不得大于20厘米，不得有空隙和探头板、飞跳板。操作面外侧应设一道护身栏杆和一道10厘米的挡脚板。搭建用钢管要求：脚手架钢管应选用符合规范要求的材料，如φ48.3×3.6钢管，每根钢管的最大质量不应大于25.8Kg。扣件的要求：扣件的螺栓拧紧扭力矩达到规定值时，不得发生破坏。安全网的要求：架体必须用密目式安全网沿外架内侧进行封闭，安全网之间要连接牢固，封闭严密，并于架体固定。15.扣件式钢管脚手架的构造及其搭设有何要求?答：扣件式钢管脚手架主要由钢管、扣件、底座、垫板、扫地杆、立杆、水平杆、剪刀撑等部分构成。其构造要求如下：钢管：脚手架的重要组成部分，根据规定，外径可以为48mm或51mm，壁厚一般为3.5mm或3~4mm。扣件：用于连接钢管的紧固件，主要有直角扣件、旋转扣件和对接扣件等类型。直角扣件用于两根垂直相交钢管的连接，旋转扣件用于两根任意角度相交钢管的连接，而对接扣件则用于两根钢管对接接长的连接。底座与垫板：底座一般是由钢板和钢管焊接而成，垫板可以是木板或钢板，一般放在底座上方。扫地杆：贴近地面，连接立杆根部的水平杆，对于增强脚手架的稳定性至关重要。在搭设扣件式钢管脚手架时，需要遵循以下基本要求：脚手架必须有足够的强度、刚度和稳定性，以确保在允许的施工荷载作用下不变形、不倾斜、不摇晃。脚手架搭设前，应清除障碍物、平整场地、夯实地基，并做好排水措施。垫板宜采用长度不少于2m，厚度不小于50mm的木板或槽钢，底座应准确放置在定位位置上。立杆应垂直，垂直偏差不得大于架高的1/200。立杆底部应设置底座和垫板，立杆顶端应高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。纵向水平杆应搭设在立杆内侧，用扣件与立杆连接，其长度和间距应符合规范要求。剪刀撑的设置对于保证脚手架的稳定性至关重要，其宽度、斜杆与地面的倾角等应满足规范要求。16.防水卷材和防水涂膜施工时对基层有什么要求?答：防水卷材和防水涂膜施工时，对基层的要求主要有以下几点：首先，基层必须坚实、平整、不得有明显的凹凸、尖硬接茬、裂缝、麻面等现象，不允许有外露钢筋、铅丝等。基层表面应干燥，含水率应小于9%，以保证卷材或涂膜粘贴牢固。同时，基层阴阳角应做成弧形或钝角，以避免卷材铺贴不实、折断，或涂膜防水层施工时出现渗漏。其次，基层表面必须认真清扫，杂物、渣灰等必须铲除干净，并用空压机吹净或清扫干净。基层经现场负责人或监理房验收合格后，方可进行防水卷材或涂膜的铺贴。另外，对于防水涂膜施工，还要求基层有足够的强度，不起砂，无积水、无明水。若基层酥散，特别是老房子的基层，长期遭受侵蚀粉化严重的，需要先进行处理，否则容易引起防水层开裂、脱落。如果基层有未处理平整的钢筋、混凝土等尖锐物，防水涂料刷在这些地方可能导致防水层出现孔洞。总的来说，防水卷材和防水涂膜施工对基层的要求都是为了确保防水层的施工质量和持久性，防止水分渗透，保障建筑物的安全和舒适。在实际施工中，应根据具体情况选择合适的防水材料和施工方法，并严格按照施工规范和要求进行操作。17.刚性防水屋面为什么需要做隔离层?试述隔离层的做法?答：刚性防水屋面中的隔离层具有多种重要作用。首先，隔离层能够提高屋面的防水性能，有效隔离防水层与防水层下的基层，减少两者之间的相互约束，从而降低防水层开裂的风险。其次，隔离层还能起到隔热、隔音、防潮、抗震等作用，进一步增强屋面的整体性能和舒适度。隔离层的施工做法有多种，以下列举其中几种常见的做法：粘土砂浆隔离层施工：首先，将预制板缝嵌填细石混凝土，然后清扫板面并洒水湿润，但不得积水。接着，按照一定比例（如石灰膏:砂:黏土=1:2.4:3.6或石灰膏:砂=1:4）配制材料并拌合均匀。砂浆应以干稠为宜，铺抹的厚度约为10~20mm，并要求表面平整、压实、抹光。待砂浆基本干燥后，方可进行下一道工序的施工。卷材隔离层施工：首先，用1:3水泥砂浆将结构层找平，并压实抹光养护。然后，在干燥的找平层上铺一层3~8mm的干细砂滑动层，再在其上铺一层卷材。卷材的搭接缝应使用热沥青玛蹄脂或热沥青胶进行盖缝处理。18.装配式建造的内涵是什么?与传统建造相比具有哪些优势?答：装配式建造的内涵主要体现在将传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行。具体来说，就是在工厂内加工制作好建筑所需的构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），然后运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场进行装配安装，最终完成建筑物的建造。与传统的建造方式相比，装配式建造具有以下显著优势：高效快速：工厂预制和模块化的生产方式，大大缩短了施工周期，提高了工作效率。同时，由于大部分建筑元素在工厂内制造，因此可以同时进行施工和制造，进一步提高了生产效率。节约环保：精确的计划和制造过程减少了材料浪费和能源消耗。构件的标准化和重复使用也降低了建筑废弃物的产生。此外，装配式建筑还可以实现更好的能源效益和环境效益。质量可控：工厂化的生产环境有利于管理和控制建筑材料的质量，减少因施工条件和环境变化而导致的质量问题。灵活多样：装配式建筑技术具有很高的灵活性和可扩展性，可以适应不同类型和规模的项目需求。通过不同的组装方式和构件设计，可以实现建筑外观和内部功能的灵活变化。19.装配式建造的主要技术方法包括哪些?答：装配式建造的主要技术方法包括以下几种：预制装配式混凝土结构技术：这种技术将建筑的主要构件，如墙板、楼板、梁、柱等，在工厂中预先制作好，然后运输到施工现场进行装配。这种技术的成本相对较低，应用广泛，尤其是在多层、小高层办公楼、住宅建筑等领域有广泛应用。通过部品化率的提高，外墙板、内墙板、楼板等构件的预制率可达40%～50%，进一步提高了施工效率，降低了成本。钢结构技术：钢结构技术主要利用型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件进行装配。这种技术具有良好的抗震性能，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层、住宅等领域。钢结构之间的连接通常采用焊缝、螺栓或铆钉等方式，确保结构的稳固性和安全性。现代木结构建筑技术：现代木结构建筑主要采用木材作为主要的结构材料，通过工厂预制和现场装配的方式完成建筑。这种技术环保、可再生，且具有良好的保温性能，适用于别墅、度假村等建筑类型20.装配式建筑施工技术特点有哪些?答：装配式建筑施工技术的特点主要体现在以下几个方面：施工速度快、效率高：由于装配式建筑的构件多数在工厂预制，现场只需进行组装，大大减少了传统施工中的湿作业，而显著缩短了施工周期。此外，工厂预制构件的生产可以与现场施工同步进行，有利于实现快速封顶和快速交付，提高了整体施工效率。产品质量高、误差小：构件在工厂内利用机械化数控设备进行生产，确保了PC构件的尺寸精确、质量稳定。这种生产方式减少了人为因素的影响，降低了误差率，从而提高了整个建筑工程的质量。环保节能、资源利用率高：装配式建筑减少了现场浇筑混凝土和砌砖等传统施工行为，有利于降低建筑垃圾的产生，减少对环境的污染。同时，预制构件的生产过程可以有效控制材料使用量，实现资源再利用，降低能源消耗。在使用阶段，装配式建筑还能有效减少能源消耗，提高建筑的隔热性能和保温性能。灵活多样、适应性强：装配式建筑不仅可以适应不同功能和用途的建筑需求，还能够根据用户的个性化需求进行定制。通过调整或更换构件，可以改变建筑的形态、大小和布局，满足市场的多样化需求。降低成本、增加经济效益：由于多数施工都是成品或半成品进行现场拼装，减少了不必要的劳动力，节省了成本的投入。同时，一体化生产解决了过去施工过程中不同建筑材料现场混合使用的现象，进一步降低了成本。这些都有助于提高经济效益。21.目前流行的3D打印技术主要有哪几种?答：光固化立体造型（SLA）：也称为立体光刻成型，是较早发展起来的3D打印技术之一，其成型过程自动化程度高，技术成熟且应用广泛。它使用紫外激光照射液态树脂，使其逐层固化，从而打印出三维实体。熔融沉积造型（FDM）：这是目前应用最广泛的一种3D打印工艺，尤其在消费级3D打印机中非常普遍。FDM技术通过加热丝材至半熔化状态，然后挤压出丝材并使其在打印平台上逐层堆积，最终固化成型。选择性激光烧结技术（SLS）：激光烧结技术成型原理最复杂，设备和材料成本最高，对3D打印技术发展影响深远。它利用激光束在粉末材料层表面进行扫描，使粉末材料熔化并烧结在一起，形成固体层。激光选区熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）：这些技术主要应用于金属3D打印，能够生产出高强度、高精度的零部件，尤其适用于航空航天、汽车和医疗器械等领域。多材料和多颜色3D打印：这种技术能够同时使用多种不同的材料或颜色进行打印，在消费品、时尚和家居装饰等行业尤为有用。22.简述3D打印技术的优缺点。答：优点：快速原型制作：3D打印技术能够在短时间内将设计图纸转化为实际零件，大大缩短了产品开发的周期，提高了效率。设计自由度高：3D打印技术可以制造几乎任何复杂形状的结构，而无需考虑传统制造方法中的模具或工具限制，从而极大地拓宽了设计师的创作空间。节省材料：3D打印按需使用材料，减少了生产过程中的材料浪费，符合绿色制造的理念。定制化生产：3D打印技术能够实现个性化和小批量定制，满足消费者对个性化产品的需求。缺点：制造成本高：目前，3D打印设备和材料的价格相对较高，导致制造成本偏高，这在一定程度上限制了其广泛应用。制造速度相对较慢：与传统制造方法相比，3D打印技术需要逐层堆积材料，因此制造速度相对较慢，不适合大规模生产。材料种类有限：目前，3D打印所能使用的材料种类相对较少，尤其是一些特殊材料或复合材料难以实现打印，这限制了其应用范围。精度和表面质量有待提高：尽管3D打印技术不断改进，但其制造精度和表面质量仍然受到一定限制，对于某些高精度要求的应用仍然存在挑战。23.简述建筑机器人施工的优缺点。答：建筑机器人施工的优缺点如下：优点：提升工作效率：建筑机器人能够自主导航、自主控制，通过精确计算和操作，实现快速、高效的施工。相较于传统的人工施工，建筑机器人可以显著减少人力和物力的投入，缩短工期，提升整体施工效率。减少人为误差：通过预设好的程序和算法，建筑机器人能够减少人为干扰和误判，保证建筑施工的准确度和稳定性。这有助于降低因人为错误导致的质量问题，提高工程的合格率。适应复杂环境：建筑机器人可以在复杂的环境中进行施工，如高空、狭窄空间等，这些环境对于人工施工来说可能存在一定的安全隐患。机器人施工可以降低工人在这些环境下的安全风险。标准化施工：建筑机器人施工可以实现标准化操作，确保施工质量和效果的一致性。这有助于提升整体工程质量，降低因施工差异导致的质量问题。缺点：成本高：相较于传统的施工方法，建筑机器人的研发和制造成本较高，这导致了其使用成本也相对较高。对于一些资金有限的工程项目来说，引入建筑机器人可能会增加经济负担。技术成熟度有待提升：尽管建筑机器人技术已经取得了一定的进展，但在实际应用中仍存在一些技术难题需要解决。例如，机器人的自主导航和控制系统可能还不够完善，存在一定的误差或不稳定性。对操作人员的要求高：虽然建筑机器人可以自主施工，但仍需要专业的操作人员进行监控和维护。这些操作人员需要具备较高的技术水平和经验，以确保机器人施工的安全和效率。应用范围有限：目前，建筑机器人的应用范围还相对有限，主要集中在一些特定领域和场景。对于某些复杂的施工任务或特殊的施工环境，建筑机器人可能还无法完全替代人工施工。第五章课后题答案1.一般抹灰层的组成、作用和要求是什么？答：抹灰层一般由底层、中层和面层组成；底层主要起与基体牢固粘结和初步的找平作用，中层主要起找平作用，面层主要起装饰作用；普通抹灰外观质量要求:表面光滑、洁净、接槎平整、分格缝清晰。高级抹灰外观质量要求:表面光滑、洁净，颜色均匀、无抹纹，分格缝和灰线应清晰美观。2.简述一般抹灰工程的施工工艺流程。答：基层清理→浇水湿润→抹灰饼→墙面冲筋→分层抹灰→设置分格缝→保护成品3.装饰抹灰有哪几种？装饰抹灰技术与一般抹灰有什么区别？答：水刷石面层施工、斩假石面层施工、水磨石面层施工；装饰抹灰的底层和中层的做法与一般抹灰相同，面层则根据所用的装饰材料和施工方法的不同而有多种。一般抹灰主要用于表面平整化，装饰抹灰则结合了美学元素，达到美化效果。一般抹灰使用的材料有石灰砂浆、水泥砂浆、水泥混合砂浆、聚合物水泥砂浆等，而装饰抹灰使用的材料有水砂石、斩假石、干粘石、假面砖等。4.各抹灰层的作用及施工要求是什么？答：底层主要起与基体牢固粘结和初步的找平作用。底层所用材料随着基体不同而异，对室内砖墙面多用石灰砂浆和水泥混合砂浆;混凝土墙面采用水泥混合砂浆或水泥砂浆。对外墙面和有防潮、防水要求的内墙面则应采用水泥砂浆或掺有防水剂的防水砂浆。中层主要起找平作用，所用材料与底层基本相同。面层主要起装饰作用。内墙面及顶棚面层抹灰材料一般多用纸筋灰、麻刀灰、石膏灰等，也可用混合砂浆压实抹光;外墙面应采用水泥砂浆表面压光。5.试述木龙骨吊顶、轻钢龙骨吊顶的构造及安装施工要求。答：木龙骨吊顶是以木质龙骨为基本骨架，配以胶合板、纤维板或其他人造板作为罩面板材组合而成的吊顶体系。轻钢龙骨吊顶以轻钢龙骨作为吊顶的基本骨架，以轻型装饰板材作为饰面层的吊顶体系。吊顶工程所用材料的品种、规格和质量应符合设计要求和国家行标准的规定。严禁使用国家明令淘汰的材料。所有材料进场时应对其品种、规格、外观和尺寸进行验收。材料包装应完好，应有产品合格证书、中文说明书及相关性能的监测报告。工具准备齐全。基体或基层的质量验收合格，管道、设备、电气等的安装及调试基本完成，满足以上方具备作业条件。第六章流水施工原理课后题答案1.试比较依次施工、平行施工、流水施工各具有哪些特点？答：（1）依次施工的特点：一次只进行一个施工过程的施工，不能连续作业；单位时间内投人、机械等资源需求量少；工期长。（2）平行施工的特点1）充分利用空间，无空余施工段；多个队伍同时工作，缩短工期；2）适用于组织综合工作队施工，导致专业化程度低，不利于提高工程质量和劳动生产率。3）若采用专业工作队施工，但施工队伍不能连续作业，易产生窝工现象。4）单位时间投入施工的资源量成倍增加，临时设施也相应增加。5）现场施工组织、管理、协调、调度复杂。（3）流水施工的特点能充分利用空间（施工段），能争取时间（部分作业实现平行作业）；若将相邻工序进行合理地搭接，能进一步压缩工期；各专业施工队伍连续作业，无窝工现象。2.流水施工组织有哪几种类型？答：流水施工的类型一般可按流水施工对象的范围和流水节奏的特征予以划分。1）按流水施工对象的范围分类。根据组织流水施工的工程对象范围，可分为分项工程流水施工、分部工程流水施工、单位工程流水施工和群体工程流水施工。2）按流水节奏的特征分类。按流水节奏的特征，流水施工又分为有节奏的流水和无节奏的流水两大类。3.试述流水参数的概念，划分施工段和施工过程的原则。如何确定流水节拍和流水步距?答：（1）流水施工的参数主要有施工过程数、施工段数、流水节拍、流水步距、流水施工工期等参数。（2）施工过程的划分规则：应考虑工程的特点、进度的要求、施工方案和施工工艺。施工过程数要适量，不宜太多或太粗，以免计划过于繁琐或笼统。（3）施工段的划分的要求：1）各个施工段上的劳动量大致相等，幅度差控制在10%～15%。2）施工段要满足专业工种施工的要求，使容纳的劳动力（或机械）均满足要求。3）施工段的分界线应与温度缝或伸缩缝等处合二为一，若分界线必须设在墙体上时，亦应设在门窗洞口处，以减少留槎和接槎。4）多层建筑物的施工段数即为各层施工段数之和，各层之间段数应相等，保证专业工作队在各个施工层能进行有节奏、均衡、连续的进行。（4）流水节拍的确定方法1）经验估算法2）定额计算法3）工期计算法（5）确定流水步距的基本要求是：1）要始终保持两个施工过程先后的工艺顺序，尽可能使前后两施工过程的施工时间相互搭接，而这种搭接必须在技术上可行，又不影响前一工作队的正常工作，亦不会打乱流水节奏，影响均衡施工。2）保持各施工过程的连续作业，妥善处理技术间歇时间，避免发生停工、窝工现象。3）流水步距至少应为一个工作班或半个工作班。正确的流水步距应与流水节拍保持一定的关系，它应根据施工工艺、流水方式的类型和特殊要求通过计算确定。4.试述固定节拍流水和成