建筑施工技术

1、.第一章土工、土工包括土的挖掘、运输、填埋等施工过程，有时需要做好排水、降水、土壁的支撑等准备。 建设工程中最常见的土工有用地平坦、坑(沟)挖掘、地坪填土、路基填埋、坑填土等。 土工工程施工具有工程量多、劳动繁重、施工条件复杂等特点，其受气候、水文、地质、地下障碍等因素的影响很大，不能确定的因素也很多，有时施工条件非常复杂。土的分类多，其分类法也多。 例如，以土的堆积年代、粒的倾斜、密度、液性指数分类。 根据土木工程施工中挖掘土的难易度，分为软土、普通土、硬土、砂砾硬土、软石、次硬石、硬石、特硬石8种。 第一节土的分类和工程性质，一、土的分类和鉴别，表1.1土的工程分类和现场鉴别方法，一.土含

2、水量土的含水量：土包水质量与固体粒子质量之比的百分率。 二、土的工程性质，(一)土的组成，式中： m湿含水状态土的质量，kg； m干燥后土的质量，公斤； mW土中水的质量、公斤； PS固体粒子的质量，千克。 土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，直接影响土边坡的稳定性和填土的密集度。 (二)土的工程性质，土的天然密度：为天然状态，每体积土的质量。 与土的密度和含水量有关。 土的天然密度按下式计算： 2、土的天然密度和干密度、式中土国家的天然密度、kg/m3； m土的总质量，kg v土的体积，m3。 干密度：土的固体粒子质量与总体积之比，由下式表示：式中的d土的干密度，kg/m3； m

3、S固体粒子质量、kg； v土的体积，m3。 在一定程度上，土的干燥密度反映了土的粒子排列的紧密性。 土的干燥密度越大，表示土越密。 土的密集度主要通过检测填土的干燥密度和含水量来控制。 3 .土的可松性系数，土的可松性：天然土被挖掘后，其体积缓慢增加，即使被振动固定也不能完全复原，土的性质被称为土的可松性。 土的可松性用可松性系数表示，式中KS、KS土的最初、最终的可松性系数V1土在天然状态下的体积，m3； V2土被挖掘后松弛状态下的体积，m3； V3土被压实(夯实)后的体积，m3。 土的最初松弛系数KS是车辆的出厂土量和计算挖掘机械的主要参数土的最终松弛系数是计算填土所需的挖土工程量的主要参

4、数，各种土的松弛系数如表1.1所示。4 .土的渗透性、土的渗透性：土体用水渗透的性质。 土的渗透性用渗透系数表示。 渗透系数：以m/d表示单位时间水透过土层的能力，它与土的粒子倾斜、密集度等有关，是人工降低地下水位和选择各种井点的主要参数。 土的渗透系数如表1.6所示。 表1.6土的渗透系数可以参考表，第二节土量计算和土量计算，一、基坑和基槽土量计算，基坑土量可以用立体几何学中柱体的体积公式计算(图1.1 )。 即式中h坑深度、m； A1、A2坑上、下底的面积、m2； A0坑中截面的面积，m2。基础沟数量的计算可沿长度方向阶段性地计算(图1.2 ) :式中的V1第一段的数量，m3； L1第一段

5、的长度，m。 各段数量合计数量：二、土地整地计算，在地形起伏的山区、丘陵地带建设大现场、竞技场、车站等占地面积大的工程的平坦用地上，主要削凸状填土，将填土转移到填土中，将自然地面改造成土地设计要求的平面。 用地挖掘填土法的计算有方格网格法和横截面法两种。剖面法将计算的地点分割成几个剖面后，使用剖面计算公式分阶段地进行计算，最后总计分阶段的计算结果。 横断面法可用于计算精度低、地形起伏变化大的地区。 在地形比较平坦的地区，一般采用方格网格法。方格网格法是计算用地的平均土量的步骤，(1)阅读方格网格图后，根据设计单位(一般是1/500的地形图上)将用地分成边长a=1040m的几个方格，根据测定的纵

6、横坐标，在各眼角点规定的位置上划分角点计算用地各角的施工高度的角设计地面水平和自然地基水平的差，是以角设计水平为基准的挖土或填土的施工高度。 各格子角点的施工高度按下式计算：式中hn角点的施工高度即填空高度(填空，挖“ ”，挖“ ”，m； 计算n方格的角编号(自然数列1、2、3、n )、(3)零点的位置，将零线方格的一端的施工标高设为“”，如果另一端为“-”的话，就设定为沿着其边缘一定有不挖的点的“零点”(图1.4 )。零点位置用下式计算：式中x1、x2的角点到零点的距离，m； h1、h2邻接两个角的施工高度(均为绝对值)，m； a网眼边的长度，m。确定零点的方法也可如图1.5所示图解解决。

7、方法：用尺在各拐角处标明挖掘工程高度的比例，用尺连接，与格子相交点为零点位置。 连接相邻的零点，就会变成零线。 它确定了体量的挖方与填土的分界线。 (4)计算出的方格土工量根据方眼底面积图和表1.3所示的计算式，按每个方眼内的切土量或填土量进行计算。 (5)边坡土量计算地点的切土区和填土区的边缘应该是保证切土墙和填土区稳定的边坡。 边坡的数量可以分为三角棱锥体(图1.6中)、三角棱柱体(图1.6中)这两种近似几个体来计算。 表1.3常用方格点计算式.a三角棱锥体边坡体积，式中l1边坡的长度A1边坡的端面积h2角的挖掘高度m边坡的坡度系数，m=宽/高。b三角柱体边坡体积，两端横截面积大不相同时，

8、边坡体积，式中l4边坡的长度A1、A2、A0边坡的两端和中部横截面积。 c计算的总数量总计了挖方区(或填方区)中所有体量的计算数量和边坡数量，即地点挖方和填方的总数量。 (例1.1 )某建筑现场的方格网如图1.7所示，方格边长20m20m，填土区边坡梯度系数为1.0，切土区边坡梯度系数为0.5，用公式法计算了切土和填土的总数量。 (1)根据给出的网格各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果如图1.8所示。 h1=251.50-251.40=0. 10 h2=251.44-251.25=0. 19 h3=251.38-250.85=0. 53 h4=251.32-250.60=0. 72 h5=

9、251.56-251.90=-0.34 h6=251 h8=251.38-250.95=0.43 H9=251.62-252.45=-0.83 h10=251.56-252.00=-0.44 h11=251.50-251.70=-0.20 h12=251.46-251.40=0.06， 从图1.8中可以看出，15、26、67、711、1112这五个网格边两端的施工高度符号不同，这表示该网格边存在零点。 根据式1.10，15线x1=4.55(m)26线x1=13.10(m)67线x1=7.69 (3)计算方格数量。方格，底面是正方形，土方量是v ()=202/4 (0. 530.720.160.

10、43 )=184 (m3) v (-)=202/4 (0. 340.100.830.44 )=171 (m3)方眼底面是两个梯形数量是v ()=20/8 (4. 5 8 (15.456.90 ) (0. 340.10 )=24.59 (m3 ) .方格，底面是三角形和五边形体积是v ()=65.73 (m3 ) v (-)=0.88 (m3 ) v (-)=2.92 (m3 ) v (-)=51.10 (m3 ) v ()=40.89 (m3 ) )=184.80.65.73.92.89=306.34(m3 )方格网总切土量： v v ()=5.22 (m3 ) v ()=v ()=0.06

11、(m3 ) v ()=7.93 (m3 ) .v ()=v ()=v ()=0.01 (m3 ) v=0.01 (m3 ) v11=2.03 (m3 ) v 12=v 13=0.02 (m3 ) v 14=3.18=0. 0030.00015.2220.06.9320.01=13.29 (m3)边坡总挖方量： V(-)=2.03 20.02 3.18=5.25(m3)，三、土量调整、土量调整是土量工程施工组织设计(土量计划)的重要内容，平坦的地方制定土方量调合方案时，根据地形和地理条件，将填土区和填土区分为几个调合区，计算各调合区的土方量，计算各对填土区间的平均运输距离(即，从填土区重心到填土

12、区重心的距离)，决定填土的各调合区的土方量调合方案，使总土方量最小、土方配合的原则：努力使挖土和填土的平衡和运输距离最短的原则最近的施工和后期利用的原则。 进行土方调配，必须根据现场具体情况、技术资料、工期要求、土方施工方法和运输方法，综合计算比较，选择经济合理的安排方案。 (1)调合区的划分在用地的平面图上画出填土区的边界线(零线)，根据地形和地理条件，用切土区和填土区适当地划分出几个调合区，计算各调合区的数量，并在图中明确记载。 如下图所示。地图的箭头上方为体积(m3 )，箭头下方为距离(m )，地图的箭头下方为距离(m )，地图的箭头下方为距离(m )，地图的箭头下方为距离(m )，地图

13、的箭头下方为距离(m )，地图的箭头下方为距离(m )。 为了简化计算，假设各方格的土方分布均等，用图式求出几何中心来代替方格的重心。 以用地的纵横两侧为坐标轴，求各调合区的重心坐标为：重心，标在对应的调合区地图上，用比例尺算出各调合区间的距离。 式中： x、y配合区的重心坐标Vi各格的数量xi、yi各格的重心坐标。 各调合区的平均输送距离：例题：，例题：w3，500，w4，400，500，500，500，T2，T1，w3，W2，50，60，110，110 70，70，80，但是，总输送量不一定是最小的，因此，需要判别是否是最佳方案。 判别方法有“闭合回路法”和“电位法”，实质上相同，用检测常

14、数ij进行判别。 如果是所有的检查数ij0，这个方案不是最佳方案，就不是最佳方案，需要调整。 用“势能法”介绍检验常数：2.方案检验时，“(1)求出势能Ui和Vj的势能数，是用输送距离表的行或列中用输送距离(或单价) Cij同时减去的数，以使有配合数的网格检验常数ij为零为目的计算方法：列出初始方案中有配合数方格的Cij，用下式求出2组电位数ui (I 1，2，2，m )和VJ (j 1，2，n )。 CijUiVj(120 )式中的Cij平均运输距离(或单位土方运费或施工费用) Ui、Vj潜力数。 另外，例如，假设本例的两组电势数的计算： U10，则V1C11U150050； U3C31V1

15、605010； V211010100； 如表所示。， (2) 检查数ijijijcijuivj 127001003131002853285328532853285328532853285328532853285328532853285328532853285328 328534532853453535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535 找到X12闭合回路：从X12出发，水平或垂直方向前进，遇到调合数量格作90转，依次继续前进回到起点，形成闭合回路。 (3)从空间

16、X12沿着闭环方向，从各奇数次角点的数字中抽出最小的数量(该表从500、100中选择100 )，放入空间(即从X32到X12中)。 (4)同时从闭环上其他奇数次拐角的数字中减去该变动值(100m3 )，在偶数次拐角的数字上加上该变动值，维持填土、填土区数量的平衡，进行了调整，得到了新的配合方案。 求得电势和空间的检查数，在检查数中还有负值的情况下，到所有的ij0为止反复进行上述的步骤，得到最佳解。 (4)绘制安排图：(包括运输流程、数量、运输距离)。 (5)求出最佳方案的总运输量： 400501007007005004006007094000 m3- m。 40，50，60，50，50，U1=0，V1=50，V2=70，U2=30，U3=10，V3=60，U4=20，30，w3，500，w4，400，500，500，500，600，T2， 400 400，100，第三节基坑降水和排水，基坑工程中地下水的下降又称为地下水控制，基坑工程中地下水满足了支护结构和挖掘工程的要求，地下水位的变化不危害基坑周围的环境和设施。 降水的目的： 1、防止泉水、流砂，保证在干燥状态下施工2 .防止滑坡、塌方、坑底隆起3 .减轻坑壁支护结构的水平载荷。另一方面，地面排水为了排除地面的水(包括雨水、施工用水、生活污水等)，采用在坑周围设置排水沟、开沟和土坝等方法