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1、土木工程施工,东南大学土木工程施工研究所,桥梁,市政,房屋建筑,2 打印一份教学提纲专心听、重点记,2 土方工程教学提纲 2.1 概 述 2.1.1 土方工程的特点 面广量大、劳动强度大、施工条件复杂、工期长、对工程质量影响大等。 2.1.2 土的特性对施工的影响 土的分类(按挖土的难易程度分，一般可分为 1-8类土，1-4类为土，5-8 类为石)；土的含水量；土的可松性及可松性系数；土的容重 2.2 场地平整土方量计算与调配 2.2.1 场地设计标高的确定 1） 应考虑的主要因素 2） 初步确定场地设计标高 若无其他要求时，一般应按“挖，填土方量平衡”的方法。,3 师傅领进门，修行靠自已,学
2、工程施工与管理是学中医，学手艺，年纪大了就是老中医，越老越值钱。,1 绪 论 内容两部分：施工技术和施工组织 1） 研究对象 研究一个建筑产品 （项目或单位工程）生产过程中各主要工种工程的生产工艺、原理和方法，以及生产过程中各生产要素之间的合理组织。 以完成一个建筑产品为主要目的； 以现场施工为主； 工种工程的工艺、原理和方法施工技术 生产要素与合理组织施工组织,3） 施工组织技术 研究一个产品生产过程中，各工种工程之间相互配合、相互协调的施工规律。 施工方案（顺序、流向、方法等） 施工进度 劳动资源的组织（材料、人员、工作面等） 生产现场的平面布置 注意：考虑一个工种工程技术问题 考虑各个工
3、种工程间组织问题,2） 施工技术 研究一个工种工程本身的施工规律，包括施工工艺、方法、机械选择、质量和安全等。 混凝土工程,实 例,制备,运输,浇筑,养护,质量检验,1 原材料？ 2 配合比？ 3 搅拌机械？ 4 设计与施工条件？,4） 三个层次施工教学的主要内容 上篇 土木工程施工（基本工种工程施工）初级教育，必修 工种工程施工内容：土方工程、基础工程、模板工程、钢筋工程、 混凝土工程、预应力工程、钢结构工程、结构安装工程、砌筑工程、脚手架工程、防水工程、装饰工程。 下篇：现代施工技术（项目工程施工）中级教育、选修 项目工程施工内容：深基础工程施工、高层建筑主体结构施工、大跨空间结构施工、连
4、续梁桥与拱桥施工、悬索桥与斜拉桥施工、构筑物工程施工、隧道工程施工。 续篇：大型复杂结构施工（高级教育）研究生课程,5）学习方法 改进教学方法和手段 选择合适的教材、利用多媒体手段教学。 改进学习方法 抓住重点，总体把握。 多看工程图片，细细体会技术关键。 多读施工技术类杂志，扩展知识面。 注重能力锻炼，以点带面。 阅读相关科技论文,2 土方工程,东南大学土木工程施工研究所,工程施工中，土在中国区域性差别大，各地区的土方施工难度大不相同。江苏、上海多为地下水丰富的淤泥质土，土方开挖施工一般要将基坑支护、基坑降、排水和止水综合考虑。 土方施工的基本流程为：,编制土方施工方案,施工场地平整,结构基
5、础桩施工,支护桩施工,降水井施工并预降水,土方开挖,基础结构施工,土方回填,用抽水机在基坑底明排水,粉细沙随地下水流入基坑，产生流沙,在基坑开挖和地下结构施工中，必须防止流沙，以免支护失效发生重大基坑坍塌事故。,上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地下水充沛，基坑土方开挖时排水或降水不当，均有可能造成支护结构失效坍塌事故。,基坑支护结构外侧因泥沙随水渗流进入基坑，造成局部沉陷坍塌事故,南京古南都饭店基础施工中，由于山坡土质为杂填土，基坑开挖中出现了山坡边坡塌方，危及了山坡上的房屋安全。,发生边坡塌方的部位,基坑开挖至一定深度，用小型钻机在斜坡上钻孔，插入粗钢筋或钢管作为土钉，孔内灌浆
6、。,小型钻机,南京玄武湖隧道工程施工梁洲段的土壁支护采用了土钉支护结构。,钻孔，插入钢筋或螺旋管，灌浆，形成土钉,基坑放坡大开挖是一种最简单的基坑施工方法，优点是施工速度快，相对措施费用不高；缺点是周边场地要空旷，开挖和回填土方量大。放坡坡度的大小与地区土质有关。,大型基坑放坡开挖，坡面喷混凝土保护,管井井点降水,钢板桩支护既挡土又止水，悬臂钢板桩支护结构的刚度小。钢板桩拔桩时，易带土造成邻近房屋不均匀沉降。,钢板桩支护,发电厂车间内开挖设备基础的大型深基坑，采取有效的钢管内撑支护方案，避免影响已建厂房。,钢管内撑,地铁站施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩钢管内撑支护方案。,钢筋混凝土压
7、顶梁,第一道钢管内撑,钻孔灌注桩排桩,粉沙土,型钢腰梁,高层建筑基础施工，土方开挖的深基坑支护采用钻孔灌注桩混凝土梁内撑支护方案。,钻孔灌注桩支护,基坑第一道钢筋混凝土梁内撑,第二道钢内撑,钢管内支撑的优点是施工速度快，装拆方便；缺点是支撑的刚度略差，基坑支护结构易变形。多道钢内撑有助于控制支护结构变形。,钢筋混凝土梁内支撑的优点是刚度大，经济性好，能有效控制基坑变形；缺点是施工时间长（混凝土达到设计强度需时间），拆除不便（凿除或爆破）。,水泥土内插型钢（ SMW工法）支护结构,水泥土搅拌桩用于地下水丰富的江苏、上海和浙江等地的基坑工程施工中的止水帷幕。,基坑开挖深度在6m左右，采用水泥土搅拌
8、桩作为支护结构兼止水，插入的H型钢能增加桩的抗弯承载力，插入水泥土的H型钢周边涂减摩剂，可抽拔出重复使用。,插入水泥土的H型钢,在地下水丰富地区，当土的渗透系数为0.11m/d时，常采用轻型井点降水。,轻型井点降水系统构成,总管,井点管,弯连管,真空泵,管井井点的滤管,管井井点降水是一种常用的降水方法，适用在降水深度要求大，土质的渗透系数在20200m/d。,管井井点施工时，先用小型钻机钻孔或水冲成孔，插入井点管后，在管四周填入砂滤料，井内放入潜水泵。,管井的井点管,井的四周填入砂滤料,轻型井点降水,喷射混凝土坡面保护,坡面挂网喷射混凝土,喷射混凝土搅拌,空压机,大型场地平整时，可采用履带式拖
9、拉机与铲运机联合作业，提高土方的运输效率。,铲运机,填土压实方法应根据压实机械采取不同的填土层厚度和压实遍数，一般必须分层压实。,蛙式打夯机压实,压路机压实,工程桩有多种类型，常用的有预制混凝土桩和灌注混凝土桩，钢桩用在基础处理的特殊加固工程中。预制桩中目前预应力管桩的用量在增加。预制桩属挤土沉入桩，应注意挤土对地基隆起的影响。灌注桩有钻孔成孔、打入钢套管成孔和人工挖孔成孔几种类型。钻孔灌注桩的施工质量受土质、地下水压、护壁泥浆类型及成孔机械等因素影响。 桩施工的基本流程为：,编制桩的施工方案,施工场地准备,测量放线定桩位,桩机就位,吊桩插桩、桩身调直,连续压桩沉入、接桩,护壁成孔,吊入钢筋笼
10、灌入混凝土成桩,（预制桩施工）,（灌注桩施工）,钻孔灌注桩是一种基本的工程结构基础桩。,钻孔灌注桩的钢筋笼成型,超声波检测桩身质量的预埋钢管,泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，通常应埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆和使其高于地下水位。,埋设的钢护筒,护壁的泥浆有采用膨润土制浆、原土制浆等，其泥浆的比重应根据土质进行调整，维持孔壁一定的泥浆压力，不塌孔。,泥浆池制浆,桥梁基础的钻孔灌注桩施工现场。,钻孔灌注桩的施工现场若管理不善，易造成泥浆到处流淌，现场文明施工不够。,混凝土料斗,浇筑混凝土导管,钻孔灌注桩的钻头由施工作业队根据土质、以往的施工经验加工制作，通常在端部焊接合金刀头，增加耐磨性和切
11、削土的能力。,预应力管桩的生产在工厂内进行，利用高强螺旋肋的钢丝作为预应力筋，混凝土强度等级可达C60C80，采用离心法生产，高压釜蒸汽养护。,预应力混凝土管桩的桩端加强钢板套箍,管桩钢丝,螺旋箍筋,运至施工现场的预应力混凝土管桩。,吊桩,静力压桩机,桩与桩管口焊接连接（接桩）。,连续压桩。,压入一节。,广州大学城工地柴油锤捶击沉桩，一般用在对周围居民影响不大的空旷地区。,振动钢套管成孔灌注桩,人工挖孔灌注桩吊钢筋笼,钢护筒,水上搭操作平台，进行钻孔灌注桩施工，埋设钢护筒。,模板工程在土建施工中扮演重要的角色，直接影响工程施工成本、施工速度及混凝土结构成型的表观质量。 模板工程施工的基本流程为
12、：,编制模板施工方案,搭设模板支架,安装模板楞木及面板,浇筑混凝土,养护至规定强度后拆模,模板清理,自20世纪70年代末引入组合钢模板，其一度成为施工现场的主流模板，但组合钢模板的刚度差，易变形，现主要应用在工业建筑及多层住宅的构造柱及楼梯等施工中。,胶合板面板的单张板块大，不易变形，表面覆膜后增加了耐磨和重复使用次数。胶合板有木胶合板和竹胶合板，厚度有12mm、15mm、18mm、20mm等。但胶合板作为模板也带来重复使用次数不多，造成资源浪费等新的问题。,覆膜胶合板,工地上用胶合板做面板，用50100mm做胶合板模板面板的楞木成为目前主流模板工程材料。,胶合板,木枋,可调钢支柱,用胶合板拼
13、接的梁板模板，为防止板块间拼缝的漏浆，用双面胶条粘贴填缝。,要达到施工高质量的混凝土圆截面柱，一般采用定型加工的钢模，脱模后立即包裹塑料薄膜，保湿养护，防止混凝土表面失水干裂。,对于矩形截面的混凝土柱，一般采用胶合板面板做模板，50100木枋做竖内楞，双钢管和钢筋拉杆做柱箍。,用双钢管和钢筋拉杆做柱箍,塑料模壳作为模板主要应用在密肋钢筋混凝土楼盖的施工中，模板采用增强的聚丙烯塑料制作，其周转使用次数达60次以上。模壳的主要规格为12001200mm、15001500mm。,塑料模壳与钢管支架顶部的可调托配合使用，可实现提早拆模，一般混凝土达50设计强度即可拆模。,混凝土浇筑拆模后，其表观质量应
14、达到棱角分明，表面平整，梁柱交接部位混凝土不漏浆，其关键是模板的施工安装质量。,用扣件钢管做梁板模板的支模架是目前国内主流的支模方式，其优点为搭设灵活，通用性强，缺点为扣件的传力不直接，受人为因素影响大。,混凝土梁底模,混凝土楼板底模,要保证扣件钢管排架的承载力，控制立杆的步高、顶层扣件的拧紧力矩和每步的双向水平杆不少搭是关键。,步高,顶层扣件拧紧,双向水平杆均有,在模板支架中，门架支撑是一种主要形式。在桥梁工程施工中，江苏等地常采用主立杆为57的重型门架做支撑。可调托插于门架立柱上，形成良好的轴心受压传力状态。,可调托,广东等地常采用主立杆为42的轻型门架做模板支撑 。,碗扣式钢管脚手架是模
15、板支架的主要形式之一，主要应用在市政、桥梁工程上。在北京地区北京城建集团将碗扣架作为在房屋工程、市政桥梁工程的主要模板支架。,近来，盘扣架正成为新的模板支架形式，其特点为可方便地搭设水平杆间竖向及水平向的斜撑，形成良好的稳定区格,竖向结构施工墙模板,墙模板的特点为混凝土的浇筑速度快，模板侧压力大，应充分注意模板竖内楞、钢管横外楞以及对拉螺栓的间距，防止胀模和炸模。,木枋内楞,C型钢内楞,地下室混凝土外墙施工支模，由于墙高、墙身厚，应注意控制混凝土的浇筑速度，防止胀模。,地下室混凝土外墙内外模板间的对拉螺栓上通常按需要焊接止水片，防止沿拉杆形成渗水通道。,焊接的止水片,穿墙拉杆,竖向结构施工柱模
16、板,混凝土浇筑中由于浇筑速度快，柱模板也要承受很大的侧压力，一般矩形柱截面单侧边长大于700mm时需设穿柱拉杆。,混凝土阶梯柱脚施工的吊模,模板工程的安全至关重要，做必要的模板工程设计计算是保证模板基本承载力的基础。2005年5月南京河西中央公园地下室施工发生了模板支架整体坍塌事故，死1人。,支架的整体倾斜倒塌，说明了重视模板支架的构造措施（设扫地杆、剪刀撑等）的必要性。,模板设计计算中，根据模板面板厚度，以内竖楞为模板面板的支点，取面板一定宽度为计算单元宽度，可按三跨连续梁计算，以此可确定内竖楞的间距。,依面板厚度， 确定内竖楞间距,单元宽度,计算外双钢管 横楞间距,计算单元宽度,计算外双钢
17、管横肋间距时，以一根内竖楞为等效梁单元，以外横钢管为内竖楞梁的支点，也可按三跨连续梁计算，以此确定外横楞的间距。,计算单元宽度,计算对拉螺栓间距,确定内外模对拉螺栓间距时，以双钢管外横肋为等效梁，计算单元宽度为两横肋间间距，以对拉螺栓为该梁的支点。,计算面板及小楞 活载2.5kN/m2,计算支撑小楞的大楞 活载1.5kN/m2,计算支撑大楞的支架 活载1.0kN/m2,在模板设计计算中，根据计算对象的不同，取不同的施工荷载值是学习中的难点之一。图片中列出了不同的计算对象的施工荷载取值，依照层层扩散，逐步减小规律进行。,对于大截面尺寸的混凝土大梁，在支模时应进行必要的支模架的承载力计算复核。在扣
18、件质量差时，在钢管立杆顶端插入可调托，能保证梁底模下钢管撑的承载力。,可调托,南京赛虹桥立交桥用碗扣架作为模板支撑架。,南京长江三桥接线桥以重型门架作为模板支撑架。,江苏苏通长江大桥30m跨引桥以碗扣架作为模板支架，胶合板为模板面板，木工字梁为楞木。,南京双桥门立交桥施工跨越秦淮河时，在老桥面上支模时，多种模板支撑架组合使用。,新型模板体系大模板施工,全钢大模板在北京地区应用多，它的刚度好，能实现多次重复使用。缺点为重量大，对塔吊在起重半径内的起重能力有一定要求，模板改造费用高。,钢大模板适用于高层全现浇混凝土剪力墙结构施工，施工前必须做详细的模板设计，包括配板设计。,新型模板体系滑模施工,滑
19、模是一种特殊的模板体系，它主要应用于混凝土高烟囱、高塔、筒仓、冷却塔等构筑物施工。,解决垂直运输的简易扒杆,滑模用的混凝土坍落度不宜大，一般入模坍落度在7080mm左右，因此，多采用自搅拌混凝土，并用吊斗运输。当采用泵送混凝土时应做严格的试配，保证在规定的时间内达到最低的出模强度。,提升架,滑模千斤顶,支承杆（钢管）,滑模支承杆可以是25圆钢杆，也可以是48钢管。,从滑模的操作平台上将混凝土铲入模板，边振捣，边提升滑动模板。,滑模的模板高度一般为9001200mm，分层浇筑混凝土。当模板下口的混凝土达到出模强度时可以滑升模板。,新型模板体系早拆模板施工,顶托板,托梁与模板块,插板,早拆模板是利
20、用混凝土楼板的支承跨度小于2m时，混凝土达设计强度的50即可拆模的原理，在钢支撑顶端插入早拆模板的升降柱头，其顶托板始终顶住混凝土楼板，托梁与模板块搁置在插板上方的短挑梁上。混凝土达拆模强度后，敲击插板，插板下滑，托梁与模板块下降，但顶托板仍支撑楼板。,短挑梁,利用早拆模板的原理，在一般梁板支模中，可采用可调钢支柱，设置于模板块中。拆模时，将模板块及一般支撑拆除，但钢支柱保留，达到模板早拆目的。,新型模板体系爬模施工,爬模是竖向混凝土结构施工的一种高效支模方式。其优点为不占用塔吊等垂直运输机械，利用爬模自带的提升系统，交替固定和提升，完成模板的翻转使用和混凝土墙体的分段浇筑。图为南京电视塔施工
21、的爬模，内外套架交替固定于塔身，外套架带模板爬升。,外套架,内套架,顶升外套架的千斤顶,新型模板体系爬模施工,在超高层建筑主体结构施工中，其混凝土核芯筒体结构也通常可采用爬模施工。模板的翻转使用和提升利用临时钢平台系统，钢平台的提升采用多台涡轮和蜗杆组合的提升机（也称升板机）。,型钢提升架,涡轮提升机,蜗杆提升杆,钢作业平台,新型模板体系台模施工,台模也称飞模，是施工高层平板结构混凝土楼板的一种高效模板体系。一般在地面组装成台模单元，用塔吊等机械将台模单元分别吊运安装到位。拆模时，分单元整体降落台模，从楼层外边缘移运飞出，转运至上一楼层安装位置。,台模单元组装,图为南京邮电学院教学楼的混凝土楼
22、板施工采用了台模体系。,图为南京玄武湖隧道的主体结构施工采用碗扣架做模板支架，立杆顶端可调托上搁置木枋做纵横楞木，胶合板做面板。,南京九华山隧道施工碗扣钢管支架上方的模板支撑体系。,江苏润扬大桥的南锚碇采用DOKA模板体系作为外侧模。,钢筋进场检验,钢筋翻样配料,钢筋加工,钢筋安装与检查,下料长度计算,配料单,调直、冷拉、冷拔、弯曲、对焊连接、螺纹加工等,钢筋绑扎安装、焊接或机械连接等,钢筋工程施工工艺流程,梁柱中的箍筋、住宅楼板中的分布钢筋通常采用圆钢筋。进入工地的盘圆钢筋需要进行调直处理，用卷扬机进行冷拉调直。,工地上也可采用钢筋调直机对盘圆钢筋调直，并完成定长切断下料。,钢筋调直机调直,
23、对于粗钢筋，可采用专用钢筋切断机切断。,工地加工的各种规格箍筋、梁筋、板筋等应分类堆放整齐。,以往箍筋的弯曲通常采用人工弯曲，现采用专用的箍筋弯曲机机械弯曲，提高了工效，降低了劳动强度。,梁板钢筋的绑扎安装要求整齐，符合设计图的配筋要求。,钢筋马凳，保证板上层钢筋网的高度,保证柱、墙主筋保护层厚度的塑料卡具,钢筋的保护层厚度直接影响了混凝土结构的耐久性，国外对钢筋保护层的厚度控制很严，国内也开始重视，使用了专用塑料卡具。,电渣压力焊是粗钢筋焊接连接的一种方法。其接头费用低，经济实用，适用于1828的竖向钢筋连接。,钢筋焊接连接电渣压力焊,将被连接钢筋插入夹钳,向焊剂盒内倒入焊剂,将电极钳夹住被
24、连钢筋,摇动手柄轻提上钢筋引弧,引弧后连续通电，钢筋端面在渣池中熔化，熔化到一定量时加压挤压。,打开焊接盒，回收焊剂,渣壳包裹着钢筋接头，并保温,敲除渣壳，露出具有金属光泽的电渣压力焊接头。,钢筋气压焊是一种经济不用电的钢筋连接方法，图为日本在多层住宅楼的梁中将气压焊应用于水平钢筋的连接。,钢筋焊接连接气压焊,图为在南京古南都饭店工程地下室施工工地上，进行钢筋气压焊应用的表演。操作工人将夹钳夹住上、下钢筋端部，点燃气压焊的焊炬。,焊炬点燃后，套入钢筋连接部位，先用强焰对连接部位上下轻微移动加热。,用强焰对钢筋端面加热后，集中用中焰。加热，使钢筋连接的两端面加热至热塑状态。,待钢筋两连接端面加热
25、至热塑状态后，连接手动液压加压器，逐渐对上、下两钢筋加压。,边加压边加热，两钢筋连接端面紧密接触在一起，金属原子互相扩散，形成有效的连接。,加热加压的钢筋连接头呈红热竹节状，夹钳的刚度很重要。,钢筋机械连接的方法之一为螺纹套筒连接。早期多为车销锥螺纹套筒连接，后改进为与母材等强的滚轧（或镦粗）直螺纹套筒连接。,锥螺纹加工,钢筋机械连接螺纹套筒连接,钢筋机械接头的加工及现场安装多采用专业分包的形式，图为滚轧钢筋直螺纹的机械加工。,已加工的滚轧直螺纹,钢筋连接时，先将套筒旋入钢筋一端，并将另一根被连钢筋的一端旋入套筒,用专用钢筋扳手拧紧，并检查钢筋端部旋入套筒的螺牙量,柱子钢筋连接时，顶部的工人将
26、钢筋插入柱箍内侧，底部工人将加工的钢筋端部螺牙对准套筒，中部的工人用专用扳手旋紧螺纹，形成三人基本组合作业组。,钢筋机械连接冷压套筒连接,冷压套筒钢筋连接是利用钢套筒的变形，与变形钢筋咬合在一起形成良好的连接。由于钢套筒的长度相对长，其经济指标比滚轧直螺纹套筒连接差，现逐渐被直螺纹套筒连接取代。,冷压套筒采用液压千斤顶作为压接钳，操作时对钢筋的间距有一定要求，图为南京玄武湖隧道主体结构施工时钢筋的连接采用冷压套筒连接，后改为直螺纹套筒连接。,冷压套筒连接主要为径向冷压技术。图为当年南京古南都饭店的地下室底板40钢筋的8000个接头应用了该技术。,冷压套筒连接的接头质量可靠，特别适用于大直径钢筋的连接以及受疲劳荷载的结构钢筋连接。,