高层施工重点辅导.docx

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高层施工重点辅导

《高层建筑施工》重点掌握

第1章深基坑施工

1.集水坑降水的特点及主要方法。

2.井点降水的种类及适用范围。

3.特殊地基局部处理所采用的措施。

4.基坑挡土支护结构的组成，工程上常用挡墙和支撑结构形式、支护体系中土压力分布形式（教材图1－10，1－11）。

5.钢板桩施工中常遇问题的分析和处理

6.支护结构监测项目、监测方法和常用的监测仪器。

第2章地下连续墙

1.地下连续墙的优缺点。

2.地下连续墙的分类和用途。

3.地下连续墙的技术要点。

4.钢筋混凝土地下连续墙施工工艺。

5.导墙的作用。

6.单元槽段的划分。

7.挖槽机械的分类（教材图2－6）。

8.地下连续墙的槽段接头形式。

9.成墙质量检查的内容

10.逆做法施工技术的概念、分类及特点。

第3章土层锚杆

1.土层锚杆的土木工程中的应用（教材图3－2）

2.土层锚杆的组成（教材图3－4）。

3.土层锚杆的设计要考虑的主要问题。

。

4.土层锚杆布置，设置锚杆时应注意的问题。

5.土层锚杆设计内容。

6.土层锚杆钻孔用钻机的具体要求

第4章桩基础工程

1.打桩设备的组成，桩锤的种类、振动沉桩机的组成、钻孔沉桩机的分类。

。

2.预制桩施工准备的主要内容。

3.打桩的控制原则。

4.预制桩施工交工验收的一般规定及应提交的资料。

5.灌注桩的概念，施工方法分类，与预制桩相比的优缺点。

6.灌注桩的施工机械设备的种类。

7.干、湿作业成孔灌注桩的施工工艺流程（教材图4－14，4－15）

第5章大体积混凝土

1.大体积混凝土控制温度的目的。

2.大体积混凝土裂缝成生的原因。

3.大体积混凝土温度应力的概念，徐变的机理。

4.大体积混凝土的浇注方法。

第6章起重运输机械

1.影响垂直运输机械选择的因素。

2.垂直运输机械典型输送体系。

起重运输体系的选择。

3.塔式起重机的类型及特点，自升塔式起重机顶升接高系统的组成。

4.混凝土泵堵塞的原因及排除方法。

第7章高层建筑施工用脚手架

1.扣件式钢脚手架的主要优点，搭设要求，作用在脚手架上的荷载种类。

2.碗扣式钢脚手架的性能。

3.门形组合式脚手架的使用范围。

4.附着升降脚手架。

第8章高层施工

1.钢筋连接技术的种类（大直径钢筋）。

2.电渣压力焊的工艺参数和施焊要点。

3.钢筋气压焊的设备组成，施焊要点

4.目前我国钢筋挤压技术的分类。

5.滑升模板的组成（教材图8－21），模板滑升的三阶段。

6.大模板的构造及施工工艺流程。

7.爬升模板的动力设备，液压爬模的施工程序（教材图8－56）

第9章高层钢结构施工

1.钢结构常用的钢材，常用的连接方式，焊接材料的组成。

2.高层钢结构材料选择基本要求。

3.高层建筑的钢结构体系种类。

4.钢网架吊装方法的分类，整体安装法的施工工艺和施工要点。

第八章高层施工

　　8.3滑升模板施工

　　滑升模板是施工现浇混凝土工程的有效方法之一，它机械化程度较高，施工速度快，建筑物的整体性好。

因而在国内外得到广泛应用。

　　用滑升模板施工高层建筑，楼板的施工是关键之一。

近年来各种楼板施工新工艺的应用，使楼板施工可用多种方法进行选择。

再加上可以将外装饰与结构施工结合起来。

上面用滑升模板浇筑墙体，下面随着在吊脚手上进行外装饰施工，也大大加快了施工速度。

由于上述施工措施的应用，使得滑升模板工艺成为高层建筑施工中的一种有效工艺，并有日益扩大的趋势。

　　滑升模板施工时模板是整体提升的，一般不宜在空中重新组装或改装模板和操作平台；同时，要求模板提升有一定的连续性，混凝土浇筑具有一定的均衡性，不宜有过多的停歇。

为此，用滑升模板施工对设计有一定的要求。

比如，建筑的平面布置和立面处理，在不影响设计效果和使用的前提下，应力求做到简洁、整齐。

在结构构件布置方面，应使构件竖向的投影重合，有碍模板滑升的局部突出结构要尽量避免。

8.3.1滑升模板的构成

　　滑升模板由模板系统、操作平台系统、液压提升系统以及施工精度控制与观测系统等四部分组成，详见图8-21。

（一）模板系统

　　1．模板

　　模板可用钢材、木材或钢木混合以及其他材料制成，相邻两块模板之间可用螺栓或回形卡连接。

要求模板形状尺寸准确，表面光滑，有足够的强度、刚度，能承受混凝士的侧压力、冲击和滑升时的摩阻力，不发生扭曲变形，以保证滑出的混凝土表面平整。

为了防止木模板吸水后膨胀变形，在两块木板之间应留2～4mm的拼缝，或在模板表面包以铁皮，或用稀沥青煮24h。

　　模板的高度与混凝土达到出模强度所需的时间和模板滑升速度有关。

如果模扳高度不够，混凝土脱模过早，则会造成混凝土下坍现象；反之，模板高度过高时，则会增加摩阻力，影响滑升。

模板高度一般为0.9m－1.2m，烟等筒壁结构可采用高度为1.4m－1.6m的模板。

　8.3.2滑升模扳的施工工艺

　　近年来，墙体滑模施工工艺不断改进，并且吸收了其他施工工艺一些特点（如大模板等）。

目前，除一般滑模施工工艺外，滑框倒模、液压提升爬模等工艺也相继出现，并不断得到完善。

（一）模板的滑升

　　模板的滑升分为初试滑升、正常滑升和完成滑升三个阶段。

　　1．模板的初试滑升阶段

　　模板的初试滑升，必须在对滑模装置和混凝土凝结状态进行检查后进行。

试滑时，应将全部千斤顶同时缓慢平稳升起50～100mm，脱出模的混凝土用手指按压有轻微的指印和不粘手，及滑升过程中有耳闻“沙沙”声，即说明已具备滑升条件。

当模板升至200～300mm高度后，应稍事停歇，对所有提升设备和模板系统进行全面检查、修整后，即可转人正常滑升。

混凝土出模强度宜控制在0.2～0.4MPa，或贯入阻力值为0.30～1.05kN/cm2。

低于此强度值，脱模时可能出现塌落或流淌；高于此强度值，可能出现混凝土拉裂，或由于摩阻力过大而损坏提升设备或模板等部件。

8.3.3滑框倒模施工工艺

　　滑框倒模施工工艺是在滑模施工工艺的基础上发展而成的一种施工方法。

这种方法兼有滑模和倒模的优点，因此，易于保证工程质量。

但由于操作较为繁琐，因而施工中劳动量较大，速度略低于滑模。

8.3.4滑模施工的精度控制

　　滑模施工的精度控制主要包括：

滑模施工的水平度控制和垂直度控制等。

（一）滑模施工的水平度控制

　　在模板滑升过程中，整个模板系统能否水平上升，是保证滑模施工质量的关键，也是直接影响建筑物垂直度的一个重要因素。

由于各千斤顶不可能绝对同步，虽然每个行程可能差距不大，但累计起来就会使模板系统产生很大升差，如不及时加以控制，不仅建筑物垂直度难以保证，也会使模板结构产生变形，影响工程质量。

　　目前，对千斤顶升差（即模板水平度）的控制，主要有以下几种方法：

8.4.2大模板的构造及施工流程

　　大模板的构造由于面板材料的不同亦不完全相同，通常由面板、骨架、支撑系统和附件等组成。

图8-46所示为一整体式钢大模板的构造示意图。

　　面板的作用是使混凝土成型，具有设计要求的外观。

骨架的作用是支承面板，保证所需的刚度，将荷载传给穿墙螺栓等，通常由薄壁型钢、槽钢等做成的横肋、竖肋组成。

支撑系统包括支撑架和地脚螺丝，一块大模板至少设两个，用于调整模板的垂直度和水平标高，支撑模板使其自立。

附件包括操作平台、穿墙螺栓、上口卡板、爬梯等。

对于外承式大模板还包括外承架。

　　对于高层建筑，大模板结构施工宜采用内横墙和内纵墙同时浇注混凝土的施工方法，以增强结构的刚度（图8-47）。

　　模板安装前，首先要对模板表面进行认真清理，喷刷脱模剂，并应在地面或楼板上弹好墙体尺寸线、模板就位线，然后按模板组装平面编号及吊装顺序“对号入座”，待两面模板校正后，方可固定。

安装后，要将模板之间及模板与楼板之间缝隙堵严，防止漏浆。

　　拆模需待混凝土强度达到1.0MPa以上才能进行。

模板拆除后，应及时对墙面进行清理和修补。

8.5爬升模板施工高层

　　爬升模板（即爬模），是一种适用于现浇钢筋混凝土竖向（或倾斜）结构的模板工艺，如墙体、电梯井、桥梁、塔柱等。

爬升模板是综合大模板与滑动模板工艺和特点的一种模板工艺，具有大模板和滑动模板共同的优点。

　　目前，国内外的自动爬模工艺，按提升动力又分为电动和液压等类型；按爬模的构造和基本原理又可分为：

“模板爬架子、架子爬模板”和“模板爬模架”等形式。

但无论哪一种自动爬模，其提升动力的构造虽有变化，但基本原理都是利用构件之间的相对运动，即交替爬生来实现的。

　　它与滑动模板一样，在结构施工阶段依附在建筑竖向结构上，随着结构施工而逐层上升，这样模板可以不占用施工场地，也不用其他垂直运输设备。

另外，它装有操作脚手架，施工时有可靠的安全围护，故可不需搭设外脚手架，特别适用于在较狭小的场地上建造多层或高层建筑。

　　它与大模板一样，是逐层分块安装，故其垂直度和平整度易于调整和控制，可避免施工误差的积累。

不会出现墙面被拉裂的现象。

　8.5.1模板与爬架互爬

　　其工艺原理，是以建筑物的钢筋混凝土墙体为支承主体，通过附着于已完成的钢筋混凝土墙体上的爬升支架或大模板，利用连接爬升支架与大模板的爬升设备，使一方固定，另一方作相对运动，交替向上爬升，以完成模板的爬升、下降、就位和校正等工作。

其施工程序见图8-48。

　　（a）头层墙完成后安装爬升支架；

　　（b）安装外模板悬挂于爬架上，绑扎钢筋，悬挂内模；

　　（c）浇筑第二层墙体混凝土；

　　（d）拆除内模板；

　　（e）第二层楼板施工；

　　（f）爬升外模板并校正，固定于上一层；

　　（g）绑扎第三层墙体钢筋，安装内模板；

　　（h）浇筑第三层墙体混凝土；

　　（i）爬升底座，将底座固定于第二层墙体

　　1-爬升支架；2-外模板；3-内模板；4-墙体混凝土；5-底座

第九章高层钢结构施工

9.1钢结构材料与结构构件

　　9.1.1钢结构的材料与种类

　　9.1.1.1主钢材的品种和牌号

　　钢材的品种繁多，性能各异，在钢结构中采用的钢材主要有二个种类，一是碳素结构钢（或称普通碳素钢），二是低合金结构钢。

低合金钢因含有锰、钒等合金元素而具有较高的强度。

对本课程的一些相关知识

一、本课程的知识结构体系

　　“高层建筑施工”课程是依据2001年审定的中央广播电视大学开放式教育试点“工学科土建类土木工程专业”高层建筑施工课程教学大纲开设的一门必修专业课程。

　　高层建筑施工课程共分9章，即深基坑施工、地下连续墙、土层锚杆、桩基础工程、大体积混凝土、起重及运输机械、高层建筑施工用脚手架、高层施工、高层钢结构施工。

该课程包括文字教材、IP课件和录像教材三种教学形式，学生可以通过文字教材自学，也可以通过IP课件学习相应的重点和难点知识，并可以通过录像学习案例分析，培养其综合运用所学知识的能力。

五、本学科当前的发展

　　现代型式的高层建筑，始于19世纪末期，至今约110年，即一个世纪稍多一点。

　　在高层建筑发展初期，钢框架是主要的结构型式。

还有钢框架+竖向支撑（竖向桁架）。

稍后，钢筋混凝土框架，钢筋混凝土剪力墙，实腹筒，框筒，筒中筒，多重筒体，筒束结构等依次产生。

近20年才发展起来的巨型结构体系（超级结构），可能代表了一种新的发展趋势。

　　中国近年处于高层建筑迅速发展时期，在建造总量、高度、层数和体量等方面均不断有新的突破。

多种体系发展，以现浇钢筋混凝土为主体（大跨度以钢结构为主），同时采用钢结构和钢—钢筋混凝土混合结构，向大开间、大柱网、大空间和多功能发展，相应采用多种现浇和预制安装新技术。

　9.1.1.2连接材料

　　钢结构的连接是通过一定的方式将各个杆件连成整体。

杆件间要保证正确的相互位置，以保证传力和使用要求，连接部位应有足够的静力强度和疲劳强度。

因此，连接是钢结构设计和施工中重要的环节，钢结构的连接应符合安全可靠、节省钢材、构造简单和施工方便的原则。

　　钢结构的连接方法分为铆接、焊接、普同螺栓和高强度螺栓连接，依据连接方法的不同，连接材料分为以下几种。

　　1、铆钉

　　2、普通螺栓

　　3、高强度螺栓

　　4、焊接材料:

焊接材料主要有电焊条、焊丝及焊剂。

9.1.2高层钢结构材料选用的基本要求

　　9.1.2.1钢材选用的原则

　　钢材选用的原则是：

既能使结构安全可靠和满足使用要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。

不同使用条件，应当有不同的质量要求。

在一般结构中当然不宜轻易地选用优质钢材，而在主要的结构中更不能盲目地选用质量很差的钢材。

就钢材的力学性能来说，屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性等各项指标，是从各个不同的方面来衡量钢材质量的指标，在设计钢结构时，应该根据结构的特点，选用适宜的钢材。

钢材选择是否合适，不仅是一个经济问题，而且关系到结构的安全和使用寿命。

　　选定钢材时应考虑下列结构特点：

　　1、结构的类型及重要性

　　由于使用条件、结构所处部位等方面的不同，结构可以分为重要、一般和次要三类。

例如民用大跨度屋架、重级工作制吊车梁等就是重要的；普通厂房的屋架和柱等属于一般的；梯子、栏杆、平台等则是次要的，应根据不同情况，有区别地选用钢材的牌号。

9.1.3构件的截面形式、连接方式及制作

　　9.1.3.1钢结构构件的截面形式

　　1、受拉构件的截面形式

　　受拉构件的截面形式如图9-1所示。

当受力较小时，可选用热轧型钢和冷弯薄壁型钢，如图9-1（a）所示。

当受力较大时，可选用由型钢或钢板组成的实腹式截面形式，如图9-1（b）所示。

当构件较长且受力较大时，可选用型钢组成的格构式截面形式，如图9-1（c）所示。

9.1高层钢结构安装

　　钢结构具有强度高、抗震性能好、施工速度快等优点，因而广泛用于高层和超高层建筑。

其缺点是用钢量大、造价高、防火要求高。

　　用于高层建筑的钢结构体系有：

框架体系、框架剪力墙体系、框筒体系、组合筒体系、交错钢桁架体系等。

筒体体系抗侧力的性好，高度很大的钢结构高层建筑多采用框架筒体系和组合筒体系。

如110层、高411m的美国纽约世界贸易中心即框筒体系，外部为钢柱框筒，内部为钢框架。

109层、高405m的美国芝加哥的西尔斯大厦即组合筒体系，44层（其中地下室一层）、高153.2lm的上海新锦江饭店属于框架剪力墙体系，在中间部位以钢板和钢支撑组成抗侧力结构。

14层的上海金沙江大酒店即钢框架体系。

9.2钢网架吊装

　　钢网架根据其结构型式和施工条件的不同，可选用高空拼装法，整体安装法或高空滑移法进行安装。

　　9.2.1高空拼装法

　　钢网架用高空拼装法进行安装，是先在设计位置处搭设拼装支架，然后用起重机把网架构件分件（或分块）上吊至空中的设计位置，在支架上进行拼装。

此法有时不需大型起重设备，但拼装支架用量大，高空作业多。

因此，对高强度螺栓连接的、用型钢制作的钢网架或螺栓球节点的钢管网架较适宜，目前仍有一些钢网架用此法施工。

一、填空题（每空1分，共30分）

　　1、作为保证基坑开挖稳定的支护体系包括________和________两部分。

　　2、钢板桩一般分为________和________两种。

　　3、土层锚杆设计要考虑的问题包括________；________；________；________等。

　　4、灌注桩的施工方法，常用的有________、________、________和________等多种。

　　5、大体积混凝土在温度应力作用下将产生________，________两种裂缝。

　　6、采用商品混凝土泵送施工工艺，布料杆是完成________、________、________及________的最佳机械。

　　7、钢筋气压焊设备主要包括________和________、________、________及________等。

　　8、大模板通常由________、________、________和________等组成．

　　9、电弧焊焊接材料主要有________、________及________。

　　二、简答题（每题５分，共40分）

　　1、地基开挖过程中，如遇到局部软硬地基，如何处理？

（5分）

　　2、工程中常用的挡墙结构一般有哪些形式？

（5分）

　　3、常用的支撑形式有哪几种？

（5分）

　　4、挖槽机械是如何分类的？

（5分）

　　5、如何进行成墙质量检验内容有哪些？

（5分）

　　6、对土层锚杆钻孔用钻机的具体要求是什么？

（5分）

　　7、灌注桩施工有哪些主要的机械设备？

（5分）

　　8、高层钢结构施工时，进行钢材选择是应遵循什么原则？

（5分）

　　三、论述题（共20分）（任选一题）

　　1、试述地下连续墙的技术要点。

（２０分）

　　2、试述钻孔灌注桩干作业成孔施工工艺？

（２０分）

　　四、绘图题（每题5分，共10分）

　　1试绘制中密的砂土地基多支撑或多拉锚的桩墙（如下图）背面上的土压力分布示意图。

　　2试绘制液压爬模（模板互爬）施工的爬升流程示意图。

参考答案

　　一、填空题

　　1．挡墙支撑；

　　2．槽钢钢板桩热轧锁口钢板桩；

　　3．锚杆布置锚杆承载力锚杆的整体稳定性锚杆的尺寸确定；

　　4．钻孔灌注桩套管成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩挖孔灌注桩；

　　5．表面裂缝贯穿裂缝；

　　6．输送布料摊铺混凝土浇注入模；

　　7．氧气乙炔供气装置加热器加压器钢筋卡具；

　　8．面板骨架支撑系统附件；

　　9．焊条焊丝焊剂。

　　二、简答题

　　1、答：

（1）若基础下局部遇基岩、旧墙基、老灰土、大块石或构筑物尽可能挖除，以防建筑物由于局部落于较硬物上造成不均匀沉降而建筑物开裂，或将坚硬物凿去30～50cm深，再回填土砂混合物夯实。

　　（２）若基础部分落于基岩或硬土层上，部分落于软弱土层上。

采取在软土层上作混凝土或砌块石支承墙（或支墩），或现场灌注桩直至基岩。

基础底板配适当钢筋，或将基础以下基岩凿去30～50cm深，填以中、粗砂或土砂混合物作垫层，使能调整岩土交界部位地基的相对变形，避免应力集中出现裂缝，或采取加强基础和上部结构的刚度、来克服地基的不均匀变形。

　　（3）若基础落于高差较大的倾斜岩层上，部分基础落于基岩上，部分基础悬空。

则应在较低部分基岩上作混凝土或砌块石支承墙（墩），中间用素土分层夯实回填，或将较高部分岩层凿去、使基础底板落在同一标高上，或在较低部分基岩上用低标号混凝土或毛石混凝土填充。

　　2、答：

1）钢板桩，2）钢筋棍凝土板桩，3）钻孔灌注桩挡墙，4）H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）、木挡板支护墙，5）地下连续墙，6）深层搅拌水泥土桩挡墙，7）旋喷桩帷幕墙。

　　除上述者外，还有用人工挖孔桩（我国南方地区应用不少）、预制打入钢筋混凝土桩等作为支护结构挡墙的。

　　3、答：

以下为常用的几种支撑形式：

　　1）锚拉支撑，2）斜柱支撑，3）短桩横隔支撑，4）钢结构支护，5）地下连续墙支护，

　　6）地下连续墙锚杆支护，7）挡土护坡桩支撑，8）挡土护坡桩与锚杆结合支撑，

　　9）板桩中央横顶支撑，10）板桩中央斜顶支撑，11）分层板桩支撑。

　　4、答：

见下图

　　5、答：

成墙质量的检查是指对一整道混凝土连续墙的质量进行一次总的检查。

其项目有：

墙段墙身混凝土质量的检查，墙段与墙段之间套接质量与接缝质量的检查，墙底与基岩接合质量的检查，墙身顶留孔及埋设件质量的检查，成墙防渗效率的检查等。

　　6、答：

对土层锚杆钻孔用钻机的具体要求为：

（1）通过回转、冲击钻具等钻进方式将动力传给钻头，使钻头具有适宜的转速（或冲击频率）及一定的调节范围，以便有效的破碎土体或岩石。

（2）能通过钻具向钻头传递足够的轴向压力，并有相当的调节范围，使钻头能有效地切人或压碎土体或岩石。

　　（3）能调整和控制钻头的给进速度，保证连续钻进。

　　（4）能变换钻进角度和按一定的技术经济指标钻进设计规定的直径和深度的钻孔，这一点对用工程地质钻机改装的锚杆钻机尤为重要。

　　（5）能完成升降钻具的工作，具备完成纠斜、处理孔内事故等的技术性能。

　　7、答灌注桩的施工按其成孔方式分为干作业成孔与湿作业成孔两类。

　　对于干作业成孔，主要施工机械设备是螺旋钻孔机。

　　对于湿作业成孔，主要施工机械有冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻机等。

　　8、答：

钢材选用的原则应该是：

既能使结构安全可靠和满足使用要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。

在一般结构中当然不宜轻易地选用优质钢材，而在主要的结构中更不能盲目地选用质量很差的钢材。

就钢材的力学性能来说，屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性等各项指标，是从各个不同的方面来衡量钢材质量的指标，在设计钢结构时，应该根据结构的特点，选用适宜的钢材。

　　三、论述题

　　1、答：

应当解决好以下四个方面的问题。

（从以下四个方面展开论述）

　　（１）如何在各种复杂地基中开挖出符合设计要求（如几何尺寸、偏斜度等）的槽孔来?

　　（２）保证槽孔在开挖和回填过程中的稳定?

　　（３）如何用适宜的材料回填到槽孔中，形成一道连续的、不透水的并能承受各种荷载的墙体来?

　　（４）如何解决各个墙段之间的接缝连接问题?

　　2、答：

钻孔灌注桩的施工工艺不论是干式成孔或湿式成孔，都是先成孔，然后吊置钢筋笼、灌注混凝土而成。

但由于现场的地质条件与采用的施工机具不同，相应有各自的操作规程。

　　干作业成孔钻孔灌注桩的施工工艺流程如下图所示：

　　四、绘图题（每题5分，共10分）

　　1．答

　　2．答