第四章 工程施工技术.docx
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第四章工程施工技术
第四章 工程施工技术
一、考试大纲
（一）熟悉土木工程主要施工工艺与方法；
（二）熟悉常用施工机械及适用范围；
（三）了解土木工程施工新技术、新工艺。
二、考情分析
本章内容较多，总页数为125页，分值总分为20分。
总共十一小节。
每节的分值最多的3分，有一些节是1分节。
学习中要重视主次掌握。
重要节重点掌握，次要节一般掌握。
知识点琐碎，非从事技术工作考生较难掌握施工工艺，但是考试施工工艺的深入题目不是重点。
本章历年真题分值分布
单项选择题
多项选择题
合计
2008年
12分
12分
24分
2009年
9分
10分
19分
2010年
10分
10分
20分
2011年
10分
10分
20分
三、主要考点
本章应掌握的关键知识点如下：
第一节土石方工程施工
1.土石方工程的基坑开挖与回填
2.基坑支护的分类及适用条件
3.明排水法、井点降水施工方法的分类及适用条件
4.推土机、铲运机和挖土机各自的施工方法及适用范围
5.土石方填筑的土料选择，填土压实方法及适用条件
第二节地基与基础工程施工
1.地基加固处理的方法适用条件
2.桩的分类、钢筋混凝土预制桩的沉桩方法、适用范围
3.混凝土灌注桩的施工方法
4.地下连续墙的方法分类、优点和施工工艺流程
5.喷锚支护\土钉支护
第三节砌筑工程施工
1.砖基础的砌筑及砖墙砌筑的具体要求
2.砌块的吊装顺序、砌块砌筑的主要工序及砌块施工的主要工序及工艺要求
第四节钢筋混凝土工程施工
1.钢筋连接的基本要求和连接方法
2.模板的类型及适用条件、模板安装要求及模板拆除顺序
3.混凝土施工配合比的计算
4.混凝土搅拌机的种类、特性和搅拌的投料方法
5.混凝土浇筑的规定、大体积混凝土浇筑方法、振捣机械的适用特点以及施工缝的留置
第五节预应力混凝土工程施工
1.预应力钢筋的种类
2.先张法施工的适用条件及施工工艺
3.后张法施工的适用条件及施工工艺
第六节结构吊装工程施工
1.结构吊装工程中常采用的起重机具
2.柱、梁、屋盖等预制构件的吊装方法
3.单层工业厂房结构吊装时起重机械的选择与布置、结构吊装方法的选择
4.大跨度屋盖结构吊装方法的种类及适用条件
第七节装饰工程施工
1.一般抹灰、水泥砂浆地面层、木地板、贴砖
2.墙面和吊顶施工
3.玻璃幕墙施工
第八节道路工程施工
1.路基土方施工的路堤填筑方法和路堑开挖方法的适用条件、石方施工的工序
2.路面基层施工
3.路面面层施工尤其是沥青路面面层的施工方法和过程
4.主要的筑路机械及适用条件
第九节桥梁与涵洞工程施工
1.墩台混凝土施工的特点、桩与管柱基础施工的方法及适用的土质条件
2.桥梁上部结构的施工八种方法的特点
第十节防水工程施工
1.屋面卷材防水屋面施工中卷材的铺贴方法、铺贴方向、搭接方法、铺贴顺序等
2.屋面防水混凝土的施工注意事项和防水构造处理
3.地下防水卷材防水层施工的施工方法（外贴法和内贴法）
第十一节地下工程施工
1.软土或软岩中施工盾构施工技术
2.岩石地下工程施工中的钻爆法施工技术、TBM法施工技术
3.非开挖施工（长距离顶管技术、气动夯管锤铺管施工的特点、导向钻进法施工）
四、本章框架知识体系及分值
章节
分值
第一节
土石方施工
2分
第二节
地基与基础工程施工
2分
第三节
砌筑工程施工
1分
第四节
钢筋混凝土工程施工
3分
第五节
预应力混凝土工程施工
2分
第六节
结构吊装工程施工
1分
第七节
装饰工程施工
1分
第八节
道路工程施工
3分
第九节
桥梁与涵洞工程施工
3分
第十节
防水工程施工
2分
第十一节
地下工程施工
1分
五、系统讲解
第一节 土石方工程施工
一、土石方工程分类与施工特点
土石方工程是建设工程施工的主要工程之一。
包括土石方的开挖、运输、填筑、平整与压实等主要施工过程，以及场地清理、测量放线、排水、降水、土壁支护等准备工作和辅助工作。
土木工程中常见的土石方工程有：
场地平整、基坑（槽）与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土、路基填筑以及基坑回填等。
（一）土石方工程分类
1.场地平整
2.基坑（槽）开挖
一般开挖深度在5m及其以内的称为浅基坑（槽），挖深超过5m的称为深基坑（槽）
应根据建筑物、构筑物的基础形式，坑（槽）底标高及边坡坡度要求开挖基坑（槽）
3.基坑（槽）回填
4.地下工程大型土石方开挖
5.路基修筑
（二）土石方工程施工特点
1.工程量大、劳动繁重
2.施工条件复杂
二、土石方工程的准备与辅助工作
（一）土方边坡及其稳定
土方边坡坡度以其高度（H）与底宽度（B）之比表示。
边坡可做成直线形、折线形或踏步形。
边坡坡度应根据土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。
（二）基坑（槽）支护
开挖基坑（槽），如果地址条件及周围环境许可，采用放坡开挖是较经济的。
基坑（槽）支护结构的主要作用是支撑土壁，此外，钢板桩、混凝土板桩及水泥土搅拌桩等围护结构还兼有不同程度的隔水作用。
基坑（槽）支护结构的形式有多种，根据受力状态可分为横撑式支撑、重力式支护结构、板桩式支护结构等，其中，板桩式支护结构又分为悬臂式和支撑式。
1.横撑式支撑
横撑式支撑
开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。
水平挡土板
间断式
湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑
连续式
对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。
垂直挡土板式
挖土深度不限
2.重力式支护结构
重力式支护结构是指主要通过加固基坑周边土形成一定厚度的重力式墙，以达到挡土的目的。
水泥土搅拌桩（或称深层搅拌桩）支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。
它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩）这种支护墙具有防渗和挡土的双重功能。
由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙，它既具有挡土作用，又兼有隔水作用。
它适用于4～6m深的基坑，最深可达7～8m。
搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。
水泥掺量较小，土质较松时，可用前者；反之，可用后者。
“一次喷浆、二次搅拌”的施工工艺流程如图4.1.2所示。
当采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺时可在图示步骤（e）作业时也进行注浆，以后再重复一次（d）与（e）的过程。
3.板式支护结构
2010年真题：
29.在松散潮湿的砂土中挖4m深的基槽，其支护方式不宜采用（ ）
A.悬臂式板式支护
B.垂直挡土板式支撑
C.间断式水平挡土板支撑
D.连续式水平挡土板支撑
[答疑编号505491040101]
『正确答案』C
『答案解析』湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用间断式水平挡土板支撑，对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m，对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，挖土深度不限。
参见教材P132-133。
（三）降水与排水
1.明排水法施工
明排水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍。
宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。
但当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒，发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应采用井点降水法。
2.井点降水施工
井点降水法有：
轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等，井点降水的方法根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件等，按照表4.1.1选择。
表4.1.1 各种井点的适用范围
井点类别
土的渗透系数（m/d）
降低水位深度（m）
一级轻型井点
0.1～50
3～6
二级轻型井点
0.1～50
根据井点级数而定
喷射井点
0.1～50
8～20
电渗井点
<0.1
根据选用的井点确定
管井井点
20～200
3～5
深井井点
10～250
>15
②轻型井点布置。
根据基坑平面的大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求，轻型井点可采用单排布置、双排布置以及环形布置；当土方施工机械需进出基坑时，也可采用U形布置。
单排布置适用于基坑、槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况。
井点管应布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的宽度图4.1.6（a）：
.双排布置适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况。
环形布置适用于大面积基坑。
如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应设在地下水的下游方向。
③轻型井点施工。
井点系统的安装顺序：
挖井点沟槽、铺设集水总管；冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料；弯联管将井点管与集水总管连接；安装抽水设备；试抽。
（2）喷射井点。
喷射井点的平面布置：
当基坑宽度小于等于10m时，井点可作单排布置；当大于10m时，可作双排布置；当基坑面积较大时，宜采用环形布置。
井点间距一般采用2～3m，每套喷射井点宜控制在20～30根井管。
（3）管井井点。
在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。
（4）深井井点。
深井井点一般可降低水位30～40m，有的甚至可达百米以上。
常用的深井泵有两种类型：
电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）。
2011年真题：
29.在基坑井挖过程中，明排水法的集水坑应设置在（ ）。
A.基础范围以内
B.地下水走向的上游
C.基础附近
D.地下水走向的下游
[答疑编号505491040201]
『正确答案』B
『答案解析』参见教材P135。
明排水法是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水坑，并沿坑底周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑，然后用水泵抽走。
水泵应该设置在上游一侧，所以集水井在上游。
明排水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍。
宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。
但当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒，发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应采用井点降水法。
2010年真题：
30.轻型井点降水安装过程中，冲成井孔，拔出冲管，插入井点管后，灌填砂滤料，主要目的是（ ）
A.保证滤水
B.防止坍孔
C.保护井点管
D.固定井点管
[答疑编号505491040202]
『正确答案』B
『答案解析』轻型井点降水井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管后，紧接着就灌填砂滤料，以防止坍孔。
参见教材P138。
2009真题
当地下水量大且土的渗透系数较大时，基坑开挖宜采用的井点降水方式为（ ）。
A.轻型井点
B.喷射井点
C.管井井点
D.电渗井点
[答疑编号505491040203]
『正确答案』C
『答案解析』参见教材P138。
三、土石方工程机械化施工
土石方工程的施工过程包括：
土石方开挖、运输、填筑与压实等。
由于土石方工程量大、劳动繁重，施工时应尽可能采用机械化施工，以减轻繁重的体力劳动，加快施工进度，降低工程造价。
（一）推土机施工
推土机的经济运距在100m以内，以30m～60m为最佳运距。
推土机的特点是操作灵活、运输方便，所需工作面较小，行驶速度较快，易于转移。
1.下坡推土法
2.分批集中，一次推送法
3.并列推土法
在较大面积的平整场地施工中，采用2台或3台推土机并列推土，能减少土的散失。
4.沟槽推土法
5.斜角推土法
（二）铲运机施工
铲运机的特点是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等工作，对行驶道路要求较低，行驶速度快，操纵灵活，运转方便，生产效率高。
常用于坡度在20°以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基等土方工程。
铲运机可在Ⅰ～Ⅲ类土中直接挖土、运土，适宜运距为600～1500m，当运距为200～350m时效率最高。
1.铲运机的开行路线
根据实践，铲运机的开行路线有以下几种：
（1）环形路线。
施工地段较短、地形起伏不大的挖、填工程，适宜采用环形路线。
（2）8字形路线。
对于挖、填相邻、地形起伏较大，且工作地段较长的情况，可采用8字路线。
2.铲运机铲土的施工方法
（1）下坡铲土
（2）跨铲法
（3）助铲法。
在地势平坦、土质较坚硬时，可采用推土机助铲以缩短铲土时间。
此法的关键是双机要紧密配合，否则达不到预期效果。
一般每3、4台铲运机配1台推土机助铲。
推土机在助铲的空隙时间，可做松土或其他零星的平整工作，为铲运机施工创造条件。
（三）单斗挖土机施工
1.正铲挖土机
正铲挖土机的挖土特点是；前进向上，强制切土。
其挖掘力大，生产率高，能开挖停机面以上的Ⅰ～Ⅳ级土，开挖大型基坑时需设下坡道，适宜在土质较好、无地下水的地区工作。
2.反铲挖土机
反铲挖土机的特点是：
后退向下，强制切土。
其挖掘力比正铲小，能开挖停机面以下的Ⅰ～Ⅲ级的砂土或黏土，适宜开挖深度4m以内的基坑，对地下水位较高处也适用。
反铲挖土机的开挖方式，可分为沟端开挖与沟侧开挖。
3.拉铲挖土机
拉铲挖土机的挖土特点是：
后退向下，自重切土。
其挖掘半径和挖土深度较大，能开挖停机面以下的Ⅰ～Ⅱ级土，适宜开挖大型基坑及水下挖土。
拉铲挖土机的开挖方式基本与反铲挖土机相似，也可分为沟端开挖和沟侧开挖。
4.抓铲挖土机
抓铲挖土机的挖土特点是：
直上直下，自重切土。
其挖掘力较小，只能开挖Ⅰ～Ⅱ级土，可以挖掘独立基坑、沉井，特别适于水下挖土。
四、土石方填筑与压实
（一）填筑压实的施工要求
（1）填方的边坡坡度，应根据填方高度、土的类别、使用期限及其重要性确定。
永久性填方的边坡坡度见表4.1.2.
表4.1.2 永久性填方的边坡坡度
土的种类
填方高度（m）
边坡坡度
黏土
6
1：
1.50
亚黏土、泥灰岩土
6～7
1：
1.50
轻亚黏土、细砂
6～8
1：
1.50
黄土、类黄土
6
1：
1.50
中砂、粗砂
10
1：
1.50
碎石土
10～12
1：
1.50
易风化的岩石
12
（2）填方宜采用同类土填筑，如采用不同透水性的土分层填筑时，下层宜填筑透水性较大、上层宜填筑透水性较小的填料，或将透水性较小的土层表面做成适当坡度，以免形成水囊。
（二）土料选择与填筑方法
为了保证填土工程的质量，必须正确选择土料和填筑方法。
碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土可作为填方土料。
淤泥、冻土、膨胀性土及有机物含量大于8%的土，以及硫酸盐含量大于5%的土均不能作填土。
填方土料为黏性土时，填土前应检验其含水量是否在控制范围以内，含水量大的黏土不宜作填土用。
（三）填土压实方法
填土压实方法有：
碾压法、夯实法及振动压实法。
平整场地等大面积填土多采用碾压法，小面积的填土工程多用夯实法，而振动压实法主要用于压实非黏性土。
1.碾压法
羊足碾一般用于碾压黏性土，不适于砂性土。
2.夯实法
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积回填土。
夯实主要用于小面积填土，可以夯实黏性土或非黏性土。
3.振动压实法
这种方法对于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉土等非黏性土效果较好。
2011年真题：
30.拉铲挖土机的挖土特点是（ ）。
A.前进向上强制切土
B.后退向下强制切土
C.后退向下自重切土
D.直上直下自重切土
[答疑编号505491040204]
『正确答案』C
『答案解析』参见教材P141。
正铲挖土机的挖土特点是；前进向上，强制切土。
反铲挖土机的特点是：
后退向下，强制切土。
拉铲挖土机的挖土特点是：
后退向下，自重切土。
抓铲挖土机的挖土特点是：
直上直下，自重切土。
2009真题
场地填筑的填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土时，宜采用的压实机械为（ ）。
A.平碾
B.羊足碾
C.振动碾
D.汽胎碾
[答疑编号505491040205]
『正确答案』C
『答案解析』振动碾对于振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和份土等非黏性土效果较好。
参见教材P142。
第二节 地基与基础工程施工
一、地基加固处理
土木工程的地基问题，可包括以下四个方面：
（1）强度和稳定性问题。
（2）压缩及不均匀沉降问题。
（3）地基的渗漏量超过允许值时，会发生水量损失导致发生事故。
（4）地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无粘性土的液化、失稳和震陷等危害。
在各种地基中，需要根据不同条件进行处理的软弱土和不良土主要包括：
软黏土、杂填土、冲填土、饱和粉细砂、湿陷性黄土、泥炭土、膨胀土、多年冻土、溶洞土等。
工程中人们常常采用的地基处理方法：
（1）采取措施使土中孔隙减少，土颗粒之间靠近，密度加大，土的承载力提高；
（2）在地基中掺加各种物料，通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起，使地基承载力提高，刚度加大，变形减小。
（一）砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩
该类桩具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。
水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩）是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥。
承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力，桩越长承载力愈高，桩土形成的复合地基承载力提高幅度可达4倍以上且变形量小，适用于多层和高层建筑地基。
（二）土桩和灰土桩
定义
土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”。
做法
土桩和灰土桩的施工方法是利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔、通过挤压作用，使地基上得到加密，然后在孔内分层填入素土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯实而成土桩或灰土桩。
回填土料一般采用过筛的粉质黏土，并不得含有有机质物质；采用湿粉煤灰（含水量30%～50%）；石灰用块灰消解形成的熟石灰。
适用
适用于处理地下水位以上，深度5～15m的湿陷性黄土或人工填土地基。
土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性。
灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。
不适用
地下水位以下或含水量超过25%的土，不宜采用。
特点
在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，因此只占地基面积约20%的灰土桩可以承担总荷载的1/2。
而占地基总面积80%的桩间土仅承担其余1/2。
（三）深层搅拌法施工
做法
就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。
适用
适宜于加固各种成因的饱和软粘土，如淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等。
作用
用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。
施工工艺
一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌（简称旋喷桩），另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌（简称粉喷桩）。
【2010年真题31】采用深层搅拌法进行地基加固处理，适用条件为（ ）。
A.砂砾石松软地基
B.松散砂地基
C.黏土软弱地基
D.碎石土软弱地基
[答疑编号505491040301]
『正确答案』C
『答案解析』深层搅拌法适宜于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质粘土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。
参见教材P144。
二、桩基础施工
根据桩在土中受力情况不同，可分为端承桩和摩擦桩。
端承桩是穿过软弱土层而达到硬土层或岩层的一种桩，上部结构荷载主要依靠桩端反力支撑；摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上部结构荷载主要由桩侧的摩阻力承担，而桩端反力承担的荷载只占很小的部分。
按施工方法的不同，桩身可分为预制桩和灌注桩两大类。
预制桩是在工厂或施工现场制成各种材料和形式的桩（如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等），然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入（有时还兼用高压水冲）或旋入土中。
灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土，也可加入钢筋后灌注混凝土。
根据成孔方法的不同可分为：
钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。
（一）钢筋混凝土预制桩施工
1.桩的制作、运输和堆放
长度在10m以下的短桩，一般多在工厂预制。
实心桩宜采用工具式木模或钢模板支在坚实平整的场地上，用间隔重叠的方法预制。
上层桩的浇灌，待下层桩的混凝土达到设计强度的30%以后进行，重叠层数不超过4层。
完成后，应洒水养护不少于7d。
钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70%后方可起吊；达到设计强度的100%才能运输和打桩。
堆放的层数不宜超过4层。
【2011年真题31】钢筋混凝土预制桩构件起吊时，混凝土强度应至少达到设计强度的（ ）。
A.30%
B.50%
C.70%
D.100%
[答疑编号505491040302]
『正确答案』C
『答案解析』钢筋棍凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70%方可起吊；达到设计强度的100%才能运输和打桩。
参见教材P145。
2.打桩
（1）打桩机具选择。
打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。
表4.2.1桩锤的适用范围
桩锤种类
适用范围
优缺点
附注
落锤
1.适宜打各种桩；
2.黏土、含砾石的土和一般土层均可使用
构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低
落锤是指桩锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶
单动气锤
适于打各种桩
构造简单，落距短，对设备和桩头不易打坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高
利用蒸气或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩
双动气锤
1.适宜打各种桩，便于打斜桩；
2.使用压缩空气时，可在水下打桩；
3.可用于拔桩
冲击次数多，冲击力大，工作效率高，可不用桩架打桩，但设备笨重，移动较困难
利用蒸气或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量
柴油桩锤
1.最宜用于打木桩、钢板桩；
2.不适于在过硬或过软的土中打桩
附有桩架、动力等设备，机架轻、移动便利，打桩快，燃料消耗少
利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动，有重量轻和不需要外部能源等优点
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