常见土方工程施工现场及土的分类图.docx

常见土方工程施工现场及土的分类图.docx

《常见土方工程施工现场及土的分类图.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常见土方工程施工现场及土的分类图.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

常见土方工程施工现场及土的分类图

常见土方工程施工现场及土的分类图

以上是我们常见的土方工程施工现场，请学习课程内容，然后回答下面的问题：

（1）常用的土方工程有哪些？

（2）土方工程的施工特点有哪些？

（3）按土的工程性质进行分类，土可以分为哪几种？

（4）土是由哪三相构成的？

一、常见的土方工程

1、场地平整：

在地面上挖填，使建筑场地平整为符合设计标高要求的平面，这类土方工程施工面积大，土方工程量大，应采用机械化或半机械化的施工方法。

如图1-1-1、图1-1-2所示。

2、基坑（槽）、管沟施工：

在地面以下开挖条形基础的基槽，地下管道的沟槽以及独立柱基础的基坑。

这类土方工程目前多采用人工挖土，劳动量大而繁重，应尽量采用中小型土方机械，以提高劳动生产率，降低工程成本。

如图1-1-3、图1-1-4所示。

3、地下大型挖方工程：

在地面以下开挖较大的设备基础、地下室以及卸煤坑等土方。

这类土方工程应尽量采用半机械化（图1-1-5）、机械化的施工方法（图1-1-6）。

根据开挖深度及平面尺寸，以及机械上下的难易程度，选择合适的土方机械并制订施工方案，确定机械在地面上作业或在坑下作业。

4、路基或基坑填筑：

在地面以上填筑路基、堤坝等构筑物，一般采用机械化施工方法。

或在地面以下填筑基槽、基坑。

如图1-1-7所示为路基填筑的施工现场图：

土方工程的施工特点：

（1）工程量大；

（2）工期长；（3）劳动强度大；（4）施工条件复杂；（5）受气候、水文、地质等影响大。

二、土的工程分类

土的种类繁多，其分类方法也很多，如根据土的颗粒级配或塑性指数分类；根据土的沉积年代分类；根据土的工程特点分类等。

按土的工程性质分类

（1）岩石：

分软岩石（强度小于300kPa）和硬岩石（强度大于300kPa）。

如图1-1-8所示。

图1-1-8岩石

（2）碎石土：

粒径大于2mm的颗粒含量超过50％。

如图1-1-9所示。

图1-1-9碎石土

（3）砂土：

粒径大于2mm的颗粒含量不超过50％。

如图1-1-10所示。

图1-1-10砂土

（4）黏土：

按工程地质特征分：

老黏土、一般性黏土、淤泥和淤泥质土（如图1-1-11所示。

）、红黏土。

按成分和可塑性分：

黏土、亚黏土、轻亚黏土

（5）人工填土：

分为素填土、杂填土、冲填土

在土方工程施工中，一般是根据土的开挖难易程度进行分类，其分类见表1-1。

表1-1土的工程分类

土的分类

土的名称

开挖方法及工具

一类土

（松软土）

砂；亚砂土；冲积砂土层；种植土；淤泥

用锹、锄头挖掘

二类土

（普通土）

亚黏土；湿黄土；砂夹石；种植土；填土；亚砂土

用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

三类土

（坚土）

软而中等密实的黏土；重亚黏土；粗砾石；干黄土；含石黄土、亚黏土；压实的填土

主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬杠

四类土

（砂砾坚土）

重黏土及含石黏土；粗卵石；密实黄土；砂夹石；软岩石

先用镐、撬杠，然后用锹，部分用楔子和大锤

五类土

（软石）

中等密实的页岩、泥灰岩；胶结不紧的砾岩；软石灰岩

用镐或撬杠、大锤，部分用爆破方法

六类土

（次坚石）

泥灰岩；砂岩；砾岩；坚硬的页岩、泥灰岩；密实的石灰岩；风化的花岗岩、片麻岩

用爆破方法开挖，部分用风镐

七类土

（坚石）

XX岩；辉绿岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；风化的玄武岩

用爆破方法开挖

八类土

（特坚石）

安山岩；玄武岩；坚实的细粒花岗岩、石英岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩等

用爆破方法开挖

三、土的工程性质

1.土的概念、组成

岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积等过程后，所形成的各种疏松沉积物，在建筑工程上称为土。

土由三相组成：

固相（矿物颗粒和有机质）、液相（水溶液）、气相（空气）。

如图1-1-12所示。

2.土的工程性质指标

（1）土的重度：

土在天然状态下单位体积的重量，用γ表示。

（2）土的天然含水量ω：

土中水重与固体颗粒重之比。

ω=gw/gs×100％（1-1）

式中，gw——土中水重（kg）；

     gs——土中固体颗粒重（kg）；

     ω表明了土的干湿程度。

最佳含水量——使填土夯至最密实状态的含水量，称为最佳含水量。

（3）土的孔隙比和孔隙率：

用以反映土的密实度的指标。

  土的孔隙比e：

孔隙体积与固体体积之比。

e=vv/vs（1-2）

  土的孔隙率n：

孔隙体积与总体积之比。

n=vv/v×100％（1-3）

（4）土的可松性：

天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，这种现象成为土的可松性。

土的可松性对土方开挖后土的堆放、运输和土的回填量的计算都有影响。

土的可松性可用可松性系数来表示。

最初可松性系数：

ks=v2/v1（1-4）

最终可松性系数：

k’s=v3/v1（1-5）

式中，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——土经夯实后的体积（m3）。

     各类土的可松性系数如表1-2所示：

土的可松性系数表　　　　　　　　　　　表1-2

土的类别

一类土

二类土

三类土

四类土

五类土

六类土

ks

1.08～1.17

1.14～1.24

1.24～1.30

1.26～1.45

1.30～1.50

1.45～1.50

k’s

1.01～1.03

1.02～1.05

1.04～1.07

1.06～1.20

1.10～1.30

1.28～1.30

（5）土的渗透性水在单位时间内穿透土层的能力，称为土的渗透性。

土的渗透性用土的渗透系数表示，单位是“m/昼夜”。

渗透系数K的意义：

在水力坡度（I=h/L）为1的渗透流作用下，水从土中渗出的速度（达XX下水流动速度公式v=KI）。

表1-3为渗透系数K的近似经验值。

渗透系数K经验近似值　　　表1-3

土的类别

漂石

卵石

砾石

粗砂

中砂

细砂

K（m/昼夜）

500～1000

100～500

50～150

20～50

5～20

1～5

土的类别

粉砂

黄土

黏砂土

轻亚黏土

重砂黏土

黏土

K（m/昼夜）

0.5～1

0.25～0.5

0.1～0.5

0.05～0.1

0.001～0.05

＜0.001

（6）土的摩擦系数与粘结力：

砂土无内聚力，主要表现为摩擦系数；而黏土内聚力大，主要表现为粘结力。

多项选择题：

窗体顶端

（1）.常用的土方工程有（）10分        正确答案：

ABCD回答正确

A.场地平整

B.基坑施工

C.地下大型挖方工程

D.路基或基坑填筑

E.排水降水

（2）.土方工程的施工特点有（）10分        正确答案：

BCDE回答正确

A.质量要求高

B.工程量大

C.工期长

D.劳动强度大

E.施工条件复杂

（3）.按土的工程性质分类土可以分为（）10分        正确答案：

ACDE回答正确

A.岩石

B.淤泥

C.碎石土

D.砂土

E.黏土人工填土

（4）.土的构成包括以下内容（）10分        正确答案：

BCD回答正确

A.岩石

B.固相

C.液相

D.气相

E.泥土

（5）.土的工程性质指标主要有（）10分        正确答案：

ABCDE回答正确

A.重度

B.含水量

C.孔隙率

D.可松性

E.渗透性

第二节 钢筋工程

一、钢筋的加工程序及施工要点

1 加工程序

   （盘圆 →  调直）→ 剪切下料→ 弯曲成型→绑扎或焊接成钢筋骨架。

   调直方法：

1）调直机调直  2）冷拉调直

 2 钢筋的冷加工

1）冷拉

（1）含义：

将Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ级钢筋在常温下进行强力拉伸，使拉应力超过该钢筋的屈服点，使钢筋产生塑性变形，从而达到使其强度提高的目的。

（2）应力—应变曲线

   钢筋冷拉后，长度增加，强度增加，但塑性降低，脆性增大。

（3）冷拉控制方法

A   冷拉率控制法

   先确定冷拉率ä，再根据钢筋的长度L计算拉伸长度。

       即  ⊿L=a*L。

   冷拉率测定时，钢筋的冷拉应力应符合下表的规定：

冷拉率测定时钢筋的冷拉应力表

 B 控制应力法

   在X拉钢筋时，控制钢筋中的实际应力。

   在X拉中若钢筋已达到下表中的控制应力而冷拉率未超过下表中最大冷拉率则合格；相反，达到了下表中最大冷拉率而冷拉应力没有达到控制应力，则认为不合格。

冷拉控制应力及最大冷拉率

（4）冷拉质量控制：

冷拉钢筋主要用作受拉钢筋,在冲击荷载的动力设备基础,吊环及负温度条件下,不得使用。

冷拉钢筋表面不应发生裂纹或局部颈缩现象，且拉伸和冷弯实验应符合规X规定。

2）冷拔

（1）含义：

在常温下，把Ⅰ级钢筋用强力使其通过拔丝模，拔成直径比原来小的钢丝的过程称为冷拔。

（2）作用 ：

提高强度，节约钢材。

（3）工艺及设备

    工艺过程：

轧头→剥壳→ 润滑 → 拔丝 →设备

 （4）注意事项：

 拔丝速度约为0.2~0.3m/s,速度过大易拔断；

 拔丝应经过几次反复拔成；

 拔过的钢丝冷弯时表面不得有裂纹。

3）冷拉与冷拔的区别

（1）冷拉后，钢筋有明显的屈服点，而冷拔没有明显的屈服点，呈一种硬钢的性质；

（2）冷拉时，钢筋是单向受力，冷拔时钢筋是三向受力。

3 钢筋的连接

1）钢筋的焊接

（1）闪光对焊

（2）电弧焊  

   搭接焊；帮条焊；坡口焊

（3）电渣压力焊；

（4）气压焊

（5）点焊：

利用点焊机进行纵横交错的钢筋网片焊接，多用于小型预制构件的钢筋网片的成型。

2）钢筋绑扎连接

3）机械连接

（1）套筒连接

（2）螺纹连接 ：

锥螺纹连接；直螺纹连接

4 钢筋施工要点

1）原材料的检查

（1）外观检查：

表面不得有裂纹，颜色均匀，外形尺寸符合规定。

（2）钢筋必须有出厂证明和材质报告。

（3）抽样送检，符合规X要求后才能使用。

2）进行隐蔽工程验收：

 钢筋的规格和级别，根数，间距，接头位置，锚固长度，搭接长度，钢筋位置等。

二、钢筋料单的编制

1下料长度的计算

1）钢筋下料：

 根据结构施工图分别计算出每根钢筋切断时的直线程度。

2）由于结构受力上的要求，大多数钢筋需在中间弯曲和两端弯成弯钩，钢筋弯曲时，外壁伸长内壁缩短，中心长度不变，但是，钢筋的简图尺寸或设计图纸中注明的尺寸不包括弯钩长度，它是根据构件尺寸，钢筋形状及保护层的厚度等按外包尺寸计算的，显然，其外包尺寸大于中心线长度，它们之间存在一个差值，这个差值称为“量度差值”。

 因而，钢筋的下料长度应按简图的外包尺寸，增加两端弯钩尺寸，再扣除钢筋弯曲时引起的量度差值。

3）弯心直径（D）

   1800钩，Ⅰ级钢筋，D≧2.5d 弯钩平直长度3d

   900 ,      450,  1350        D≧4d

4）混凝土的保护层

   一般梁柱主筋取25mm，板取15mm。

5）下料长度的计算

（1）带180°弯钩的

弯钩展开长度

在量外包尺寸时已考虑了

所以，一个180°弯钩的下料长度为

故带了180°弯钩的钢筋在量了其外包尺寸后再加6.25d为其下料长度。

（2） 90°量度差值

外包尺寸为：

 A’B’+B’C’=2*（4d+2d）/2=6d

量度差值为 

即有90°的弯钩时,应在外包尺寸的基础上扣除2d。

（3）对其它度数的弯钩扣减值如下：

        30           扣      0.3d

         45          扣      0.5d

         60         扣      0.9d

        135           扣      2.5d

（4） 箍筋的下料长度                                       

   用箍筋的外包尺寸或内包尺寸加其相应的调整值。

   内包尺寸=2（H+B）- 200

   外包尺寸=2（H+B）- 200+8d

   箍筋个数

   调整值见下表：

箍筋调整值（mm）

2 例题

   某现浇混凝土梁的结构施工图如下，试计算每根钢筋的下料长度（1号，2号钢筋为二级钢）。

解：

1号筋 2根

   l=3900-2*25=3850mm

2号筋 2根

   l=3850+2*6.25*12=4000mm

3号筋 1根

   l=2420+2*265+2*636+2*150–2*2*18–4*0.5*18=4414mm

4号筋    根数

   l= 2（250+500）–200+120=1420mm

三、钢筋的代换

1代换的原则

1）构件按强度设计时，用“等强代换”；

2）按最小配筋率ñmin设计时，用“等面积代换”； 

3）若构件有抗裂要求，代换时应进行抗裂验算。

2注意的问题

1）有抗裂要求时，不允许用Ⅰ级钢筋代替Ⅱ级钢筋；

2）代换后，钢筋应符合有关的构造要求；

3）纵向钢筋与弯起钢筋应分别代换；

4）偏心构件中的拉压钢筋应分别代换；

5）同一截面中，钢筋代换直径差不大于5mm。

第三节 后X法施工

一、施工工艺

 浏览器不支持嵌入式框架，或被配置为不显示嵌入式框架。

二、孔道留设

   孔道留设方法

1、钢管抽芯法——留设Ø48直线孔道

2、胶管抽芯法——留设Ø48直线或曲线孔道

   方法：

在胶管内注入压力水或压缩空气。

3、预埋铁皮管法——波形管

三、预应力筋及锚具

1、单根粗钢筋预应力筋及锚具

   锚具为：

螺丝端杆锚具和帮条锚具；X拉机具：

YL型千斤顶

2、钢筋束或钢绞线束预应力筋及锚具

   锚具为：

JM12型锚具；X拉机具：

YC型穿心式X拉机

3、钢丝束预应力筋及锚具

   锚具为：

钢质锥型锚具、镦头锚具；X拉机具：

YZ型或YC型穿心式X拉机

 4、预应力筋的制作

   单根预应力筋的制作，一般包括配料、对焊、冷拉等工序。

预应力筋的下料长度，应由计算确定。

计算时应考虑下列因素：

结构的孔道长度、锚具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头的预留量、冷拉伸长值、弹性回缩值、X拉伸长值等。

   为了保证预应力筋下料准确，对于钢筋的冷拉率应进行实际测定，作为计算钢筋下料长度的依据。

当测得的钢筋冷拉率比较分散时，应对钢筋逐根取样分别编组，即把钢筋冷拉率相差0.5％以内相接近的钢筋对焊在一起，确保冷拉完成后的预应力筋具有所要求的强度和长度，预应力钢筋经冷拉后，钢筋的弹性回缩率一般在0.3％左右。

   螺丝端杆外露在构件孔道外的长度，根据垫板厚度，螺母高度和拉伸机与螺丝端杆连接所需长度确定，一般可选用120mm～150mm。

固定端用帮条锚具或镦头锚具时，其长度视锚具尺寸而定。

   两端采用螺丝端杆锚具的预应力筋，其下料长度可按下列方法计算：

   预应力筋全长 

   预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度

   预应力筋中的钢筋下料长度  

   或可近似地采用

式中         L——包括锚具在内的预应力筋全长；

              l——预应力筋中钢筋的下料长度；

             l1——构件孔道长度；

              l1——螺丝端杆在构件外的外露长度；

             l1——预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度；

              l1——螺丝端杆长度；

              d——钢筋直径；

              δ——钢筋的冷拉率；

             δ1——钢筋冷拉后的弹性回缩率。

四、千斤顶校验

   用千斤顶X拉预应力筋时，X拉力的大小主要由油泵上的压力表读数来表达。

理论上，将压力表读数乘以活塞面积，而可求得X拉力的大小。

设预应力筋的X拉力为，千斤顶的活塞面积为，则理论上的压力表读数可用下式计算：

P=N/F

   但是，实际X拉力往往比以上公式的计算值小。

其主要原因是一部分力被活塞与油缸之间的摩阻力所抵销，而摩阻力的大小又与许多因素有关，具体数值很难通过计算确定。

因此，每次施工前千斤顶应重新校验。

   千斤顶与压力表配套校验的方法，可用标准测力汁（如测力环、水银标准箱、传感器等）和试验机（如万能试验机、长柱压力机等）校验。

其中以试验机校验方法较为普遍。

五、预应力筋的X拉

1、预应力筋X拉的一般要求和规定

①对混凝土块体的要求：

   预应力筋X拉时，构件的混凝土强度应符合设计要求，如设计无要求时，混凝土强度不应低于设计强度标准值的75％。

以确保在X拉过程中，混凝土不致于受压而破坏。

②预应力筋的X拉顺序和X拉程序：

   合理地选择X拉顺序和X拉程序，是施工中贯彻设计意图，保证预应力构件质量的重要环节。

预应力筋的X拉顺序，应按设计的有关规定进行，如设计无规定或受X拉设备限制时，则可分批、分阶段、对称地X拉，以免构件承受过大的偏心压力。

   当构件同一截面有多根预应力筋须分批拉时，则应考虑混凝土弹性压缩对预应力筋的有效预应力值的影响。

所以，先一批X拉的顶应力筋，其X拉力应加上由于后几批预应力筋X拉时所产生的混凝土弹性压缩所造成的预应力损失值，使分批X拉完成后，每根预应力筋的X拉力基本相等。

   设分两批X拉，则第一批X拉的预应力筋的X拉控制应力应为 

  式中：

—第一批预应力筋的X拉控制应力；

—设计控制应力，即第二批预应力筋的X拉控制应力；

—钢筋与混凝土的弹性模量比值；

—第二批预应力筋X拉时，在已X拉预应力筋重心处产生的混凝土法向应力。

 ③X拉平卧重叠浇筑的构件时，宜先上后下逐层进行X拉，为了减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失，可采用逐层加大X拉力的方法，但底层X拉力值：

对碳素钢丝、钢绞线和热处理钢筋，不宜比顶层X拉力大5％；对于冷拉：

Ⅱ～Ⅳ级钢筋，不宜比顶层X拉力大9％；但也不得大于预应力筋的最大超X拉力的规定（一般每层增加1%）。

若构件之间隔离层的隔离效果较好时（例如用塑料薄膜作隔离层或用砖作隔离层。

当用砖作隔离层时，大部分砖在X拉预应力筋时取出，仅有局部的支承点，构件之间基本上架空），也可自上而下采用同一X拉力值X拉。

④预应力筋的X拉一般采用应力控制方法，但应校核预应力筋的伸长值。

预应力筋的实际伸长值，宜在初应力约为1O％时开始量测，但必须加上初应力以下的推算伸长值，并扣除混凝土构件在X拉过程中的弹性压缩值。

如实际伸长值比计算伸长值大于10％或小于5％时，应暂停X拉，在采取措施予以调整后，方可继续X拉。

⑤预应力筋在锚固过程中，应检查X拉端预应力筋的内缩量，内缩量的数值不得大于下表中的规定。

锚固阶段X拉端预应力筋的内缩量允许值

   注：

①.内缩量是指预应力筋锚固过程中，由于锚具零件之间和锚具与预应力筋之间的相对移动和局部塑性变形造成的回缩量； ②.当设计对内缩量允许值有专门规定时，可按设计规定确定。

   预应力筋X拉、锚固完毕，需割去锚具外露出的顶应力筋时，则留在锚具外的预应力筋长度不得小于30，锚具应用封端混凝土保护，当需长期外露时，应采用防止锈蚀的措施。

六、孔道灌浆

   预应力筋锚固X拉后，应进行孔道灌浆。

其主要作用是保护预应力筋，防止其锈蚀，并使预应力筋与结构混凝土形成整体。

   孔道灌浆用的砂浆，应采用标号不低于425号普通硅酸盐水泥配置的水泥浆；对空隙大的孔道，可采用水泥砂浆灌浆，水泥浆及砂浆强度，均不应小于20MPa。

水泥浆的水灰比宜在0.4左右，搅拌后三小时泌水率宜控制在2%左右，最大不得超过3%，当需要增加孔道灌浆的密实性时，水泥浆中可掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂。

   灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷，确保孔道混凝土湿润和洁净。

孔道灌浆可采用电动灰浆泵。

水泥浆倒入灰浆泵时，必须过筛。

灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并排气通顺，在灌满孔道并封闭排气孔后，宜再继续加至0.5～0.6，并稳压一定时间，再封闭灌浆孔，以确保孔道灌浆的密实性。

对于用不加外加剂的水泥浆灌浆时，必要时可掌握时机，可采用二次灌浆法。

   灌浆顺序应先下后上，以避免上层孔道灌浆，而把下层孔道堵塞。

曲线孔道灌浆，宜由低点压入水泥浆，至最高点排气孔中排出空气及溢出浓浆为止。

第三节 土方施工要点

一、土壁稳定

   土壁的稳定主要由土体内的摩阻力和粘结力来保持平衡的，一旦土体失去平衡，就会造成塌方，不仅会造成人身安全事故，而且会影响工期，甚至会危及附近的建筑物，因而土方施工中应保持土壁稳定防止塌方。

1土壁塌方的原因

1）内因——主要是由于在外界因素的影响下，使土体内的抗剪强度降低或剪应力增加，使土体中的剪应力超过其抗剪强度所造成。

2）外因——体现在以下几个方面：

（1）边坡太陡土的稳定性不够；

（2）雨水施工用水渗入边坡中，使土体重量增加，剪应力增加，同时抗剪能力下降；

（3）边坡顶有动载或静载。

2 防止塌方的措施

1）放足边坡

（1）边坡的含义——土方施工中为了保持土壁稳定防止塌方，对挖方和填方的边缘均应作成一定的坡度，这个倾斜的坡度即为边坡。

（2）表示——边坡系数m

（3）确定边坡系数的大小应考虑