1、第三章 杆塔基础施工 n本章内容提要：本章内容提要：n 3.1土力学基础知识土力学基础知识 n 1土壤的力学性质土壤的力学性质n 2基础概述基础概述n 3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 1混凝土及其配制混凝土及其配制n 2基坑开挖基坑开挖n 3现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 3.3装配式、桩式、岩石基础施工装配式、桩式、岩石基础施工n 1装配式基础施工装配式基础施工n 2桩式基础施工桩式基础施工n 3岩石基础施工岩石基础施工n 4石坑开挖和爆破的一般知识石坑开挖和爆破的一般知识n 3.4基础操平找正基础操平找正1 1 3.1 3.1土力学基础知识土力学基础知识n教学要求教学
2、要求n1.了解土壤的成分，力学性质。n2.了解碎石、砂土、黏性土、人工填土等的野外鉴别方法。n3.熟悉基础的类型和结构特点。n4.熟悉基础的受力类型。n教学重点教学重点n现浇混凝土基础基本形式，结构特点和适用范围。n教学难点教学难点n1.桩式基础、开挖式基础的结构特点和适用范围n2.基础受力分析3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n教学内容教学内容 基础是杆塔的地下部分，它承受杆塔及导地线系统传递下来的自重、风荷载、覆冰荷载、施工安装荷载及输电线路运行中的不平衡张力及事故状态断线张力荷载等，又将其承受的荷载传递给周围的地基土，保证杆塔在运行中不发生下沉、倾倒和变形。基础的安全因数是杆塔的1
3、.2倍。基础的类型分为预制基础、现浇基础、金属基础、桩式基础等。基础工程施工是输电线路工程施工的重要步骤，是输电线路工程施工的（基础、杆塔、架线）三大基本工序之一。基础工程施工中的难点是地基土壤特性的多变性和性能参数的难以精确测量，因此必须明确地基土壤的物理力学性质。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识 一、土壤的力学性质一、土壤的力学性质 地基土通常被分为土和岩石两类。1.土壤土壤 土壤是岩石风化作用的产物，包括风化后崩解、破碎的松散物质在各种自然力（重力、水流搬运、冰川作用、生物活动）的作用下在低洼地区或海底沉积而形成的沉积土及未经成岩作用的松散物质（残积土）。土壤是一种松散物质，松散
4、物质中主要是含有多种矿物成分的土颗粒，颗粒之间是空隙，空隙中有液体和气体（三相）。土颗粒、水、空气三种基本物质，构成土壤的三要素。土壤的物理力学性质通常用比重、含水量、容重、孔隙率、饱和度等来量化。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识2.土壤的工程性质（物理力学性质）土壤的工程性质（物理力学性质）土壤大致分成黏性土、砂石类土和岩石三大类。黏性土可分为黏土、亚黏土、亚砂土三种。砂石类土可分为砂土和碎石。砂土又可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。碎石又分为大块碎石、卵石及砾石。岩石类有泥灰岩、页岩和花岗岩。碎石、砂土和黏性土等各类的物理特性可查阅相关资料。表3-13.13.1土力学基础知识土力
5、学基础知识n3.碎石、砂土、黏性土、人工填土等的野外鉴别碎石、砂土、黏性土、人工填土等的野外鉴别 方法方法n碎石的鉴别n碎石土指粒径大于2的颗粒超过总质量的50%的土。碎石的野外鉴别方法如下：n1)碎石土根据粒组含量及颗粒形状，分为：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。其密实程度可据其可挖性、可钻性等野外鉴别方法确定，分为密实、中密、稍密和松散四种(平均粒径大于50mm，或最大粒径超过100mm)。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 2)碎石土的粒径越大，含量越多，承载力越高，骨架颗粒呈圆形充填砂土者比棱角形充填粘土者承载力高。n 3)碎石土没有黏性和塑性，强度高、压缩性低、透水性好，
6、可作为良好的天然地基。n人工填土的鉴别n由人类活动堆填形成的各类土称为人工填土。按组成和成因可以分为：素填土、杂填土和冲填土。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 1)素填土：n由碎石、砂土、粉土、黏性土等组成的填土，称为素填土。这种人工填土不含杂物，经分层压实者统称为压实填土，可以作为天然地基，但应注意填土年限、密度、均匀性等，以防沉降过大。n2)杂填土n含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土，称为杂填土。其成份复杂，性质不均匀。对以生活垃圾和腐蚀性工业废料为主的杂填土，不宜作为建筑物地基。对以建筑垃圾和工业废料为主要成份的杂填土，经慎重处理后可以作为一般建筑的地基。建筑垃圾回填
7、的土经处理，工程性质较好，承载力可达400-500kPa，但生活垃圾则不行。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 3)冲填土n由水力冲填泥砂，形成的沉积土称为冲填 土。n冲填土含水量较高，强度低，压缩性高，工程性质较差，不宜作为建筑物天然地基。但对冲填时间长，排水固结较好的冲填土，也可作为一般建筑物的天然地基。n砂土、黏性土的鉴别方法n砂土、粘性土可按表3-2来鉴别。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n二、基础概述二、基础概述n1.基础的基本类型基础的基本类型n所谓基础指的是杆塔的地面部分，确定杆塔基础的类型与线路路径中的地质、地形（斜柱式基础）、水文情况，施工条件，杆塔形式（荷载
8、），经济性等因素相关。n电杆基础n电杆的基础通常称为三盘：底盘、卡盘、拉盘，采用钢筋混凝土或天然石材制作而成，石材三盘宜选用抗压强度高、吸水率小、抗冻及耐磨性好的岩石，如花岗岩，要求岩石有完整性、无裂纹、层理等，岩石不能有较严重的风化，极限抗压强度不低于117.68MPa，弯曲抗拉强度不低于6.86 MPa。钢筋混凝土标号常用200#，基础三盘示意图如图2-1所示。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 现浇混凝土基础n现浇混凝土基础有配钢筋（钢筋混凝土基础）和不配钢筋（素混凝土基础）两种。n1)钢筋混凝土基础n钢筋混凝土基础的混凝土标号不宜低于15
9、0#，素混凝土基础的标号不宜低于100#。其优点：尺寸、形式多样化，满足不同塔型的要求；材料可零星运至塔位，较预制混凝土基础方便；缺点：混凝土量大，耗费人工多，存在现场养护的问题，施工质量难以保证。适用范围：适用于土质满足要求（黏性土、砂土、碎石等抗压强度较高的土质），交通方便，砂、石料来源充足，水源有保证的地区。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 2)现浇混凝土基础基本形式n 现浇混凝土基础的基本形式为立柱台阶式，其结构有主柱和底盘（台阶）两个部分，主柱有直柱和斜柱两种，台阶有一层或多层。直柱式基础n直柱式基础是一种传统的立柱台阶式基础形式，已经在电力线路基础及其它工业与民用建筑中广
10、泛使用，直柱式基础如图2-2所示。n 斜柱式基础斜柱式基础是一种较新的基础形式，第一次大量使用是在九十年代初期建设的天（生桥）贵（阳）500KV线路工程中，该线途径高山峻岭、地形复杂，且属于高海拔重冰区。斜柱式基础也是立柱台阶式基础，是依据力在砼中散失传递的原理来设计的，柱体轴心线与铁塔主材倾角一致，立柱部分只承受轴向荷载、不受弯，它结构紧凑、尺寸较小，比立柱台阶式省料40%，材料费节省2530%；斜柱式基础示意图见图2-3所示。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 3)杆塔与基础相连的方式n按杆塔与基础相连的方式分为：底脚螺栓式、主角钢插入式、球
11、绞式等。n在实际工程中使用，其底板部分根据不同的地质条件采用了两种形式：半掏挖式刚性插入式基础，如图2-4所示，它是圆形截面，用于土耐力较好的地质。大开挖柔性插入式基础，如图2-5所示，它是方形截面，用于土耐力较差的地质。插入式基础的施工关键，在于控制插入基础立柱及底板的铁塔主材预埋段的正确位置及误差精度。基础分坑布桩时采用四边对称布桩，铁塔主材预埋段的下部用砼垫块支承配以垂球找正，铁塔主材预埋段的上部（接头包铁）用组合桁架样板，每角并联一只双钩紧线器找正。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 装配式基础n装配式基础是工厂预制，现场装配的基础形式。
12、它比现浇基础节约3050%的劳动力，缩短工期1/31/2，且基础本体的质量有保证（在工厂加工条件好），施工作业不受季节影响，有利于半机械化或机械化作业，降低施工人员的作业强度，是输电线路基础施工的发展方向。n装配式基础按材料的不同分为：金属基础、混凝土预制基础。n1)金属基础n特点：金属基础重量轻，结构简单，运输施工方便；缺点是耗钢材量大；适用于山地且土质好（风化的岩石、坚质粘土、砂土等），交通运输困难，不受地下水影响的塔位。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n2)混凝土预制基础n混凝土预制基础，是用单个或多个部件拼装而成的预制钢筋混凝土基础、混合结构基础及砌块式基础。这种基础在预制件工
13、厂统一配料、制造，加工条件好，质量能够保证；便于采用新技术、新工艺进行加工，减少原材料消耗（如预应力基础）。一般预制基础单件重量大，运输困难，适用于缺砂、石、水等原材料单交通方便地区。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n桩式基础n即先在桩位上成孔，再浇制混凝土的基础。成孔的方式有：人工成孔、机械钻孔、爆扩成孔。适用于输电线路跨越江河或经过湖泊、沼泽地等软弱土质（淤泥、淤砂）地区时。桩式基础的桩尖部均埋置于原状土中，基础受力后变形小、抗压抗拔抗倾覆的能力强，且节约土石方。按埋设深度将桩式基础分为：浅桩基础、深桩基础。按施工方式不同分为：打入桩式、爆扩桩式、机扩桩式、钻孔灌注桩式基础。n1)
14、打入桩式基础n将木桩、钢筋混凝土桩打入地中构造基础。打桩的方式有人工、机械两种，分轻锤高击、重锤低击，多用于无卵石层的平原地区的浅桩基础。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识 2)爆扩桩式基础 利用炸药爆扩桩孔，施工中有一次成形、二次成形法。成孔后，修整桩孔，绑扎和放置钢筋骨架，浇灌混凝土，支模板（桩体露出地面部分），安装地脚螺栓，再继续浇灌混凝土，最后养护混凝土、撤模板。爆扩桩式基础较其它桩式基础具有：工具简单、施工方便、不需大型钻孔设备，施工占地少等优点，缺点是爆破作业中对桩孔的尺寸较难控制，且爆破可能会破坏桩孔壁附近的土质结构。爆扩桩式基础适用于地基2.57米深度有较厚的持力层，土质
15、为利于爆扩成性的粘土、中密的砂土、碎石土、人工填土或风化岩石等。n3)机扩桩式基础n 用钻机成孔，再浇灌混凝土，适用于粘土。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n 4)钻孔灌注桩式基础n适用于土质软弱，地下水位高的塔位。它承载力大、抗冲刷能力强，节省材料，近二十年来在输电线路中得到广泛应用。钻孔灌注桩是由人力或机械用钻孔机具在地基上挖一垂直的井孔，孔内注满压力水，安装好钢筋后，通过导管进行混凝土水下浇灌，得到混凝土的桩体，在桩体上部浇制承台（埋设地脚螺栓）。n岩石基础n简称岩基。是一种以天然岩体为地基的基础形式，它利用岩石的整体性和坚固性好的特点，把锚筋或地脚螺栓直接嵌入岩孔内，利用水泥砂
16、浆作为固结剂使锚筋与岩石结为整体。岩石基础具有较高的抗拔能力，能减少岩石开挖量，节约大量的材料，具有成本低的优点。岩石基础适用于岩石整体性好、风化不严重，且砂、石、水源有保证的，交通较方便的地区。岩石基础的形式有：直锚式、承台式、岩固式、拉线式、自锚式等。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n薄壳式基础n薄壳式基础分为预制基础、现浇基础。七十年代在甘肃省开始应用，由西北电力设计院设计并作为新技术推广。n特点是：基础结构为空间结构，以薄壁、曲面的高强度材料取得较大的刚度和强度，重量轻、承载力大，经济适用。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n掏挖式基础n属于现浇基础，又称原状土模基础。在
17、500KV平-武线中推广应用，经济效益明显。掏挖式基础系将柱的钢筋骨架用混凝土直接浇入人工掏挖成型的土胎模内。掏挖式基础与普通大开挖基础相比，土质结构未被破坏，可充分发挥原状土的承载能力，同样荷载条件下，基础可减小尺寸，这样一来，土石方量大量减少，节约钢材、混凝土和模板；施工中没有支模、撤模及回填土等工序，简化了施工，掏挖式基础示意图如图2-6所示。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n联合式基础n联合式基础系将四个腿的基础用一个基础板联成整体，每个腿基础可以是现浇、预制或桩式基础。为了增强底板的刚度，在底板上浇以横梁将四个腿基础联结起来；为了增强基
18、础的抗洪水冲刷能力，在基础柱顶部用钢筋混凝土梁联结起来。联合式基础的特点是底板面积大，减少对地基的单位面积压力，适用于荷载较大而地基许可耐压力较小的塔位；另一特点是联合式基础可以浅埋（1.52.0米），利于施工，当地下水位较高时，易解决施工排水的问题。缺点是混凝土、模板和钢材的消耗量大，成本费用较高。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n2.基础受力分类基础受力分类n基础受力的基本类型：上拔、下压、倾覆类。n 上拔、下压类基础n基础主要承受上拔和下压力，兼受较小的水平倾覆荷载。此类基础有：带拉线的电杆基础、分开式铁塔基础。n 倾覆类基础n基础主要承受倾覆力矩。此类基础有：不带拉线的电杆基础
19、、整体式铁塔基础、联合式基础等。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n基础的稳定安全系数基础的上拔和倾覆稳定，应采用下面线路极限状态表达式来计算nn式中：基础的附加分项系数，可按表3-5规定确定；n 基础上拔或倾覆外力设计值；n基础上拔或倾覆的承载力函数；n几何参数标准值；n 土及混凝土的重度设计值（取土和混凝土的实际重度）。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n小结小结n1.基础是杆塔的地下部分，基础的稳定包括要求基础自身具有足够的强度和稳定性，基础施工必须掌握土壤的力学特性。n2.土壤大致分成黏性土、砂石类土和岩石三大类。进行基础施工必须熟悉碎石、砂土和黏性土等各类的物理特性，并掌
20、握碎石、砂土、黏性土、人工填土等的野外鉴别方法。n3.基础分为电杆基础、现浇混凝土基础、装配式基础、桩式基础、岩石基础、薄壳式基础、掏挖式基础和联合式基础几种。掌握不同基础的结构特点和适用范围，对于正确选用基础施工的方式，非常重要。n4.基础受力的基本类型：上拔、下压、倾覆类。基础施工必须充分考虑基础的稳定安全系数。3.13.1土力学基础知识土力学基础知识n作业作业n1.土壤包括那些成分？说明碎石、砂土、黏性土、人工填土的野外鉴别方法。n2.杆塔基础的作用是什么?n 3.现浇混凝土基础有哪几种形式？说明其各自的特点。2 3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n教学要求教学要求1.了解混凝土
21、的分类，熟悉混凝土的主要成分，基本特性和性能指标。2.熟悉水泥的基本成分和分类，水泥的水化作用、品质指标及其水泥的选用和储存方法。3.熟悉组成水泥的其它成分砂、石、水、外加剂和钢筋的物理特性及其选用的技术要求。4.了解混凝土的标号、龄期、养护和影响混凝土强度的因素。5.掌握混凝土配合比的计算方法，熟悉基坑开挖的基本方法和步骤。6.掌握钢筋混凝土施工的基本操作步骤。n教学重点教学重点1.混凝土配合比计算方法。2.钢筋混凝土施工的基本方法。n教学难点教学难点 混凝土配合比的计算方法。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n教学过程教学过程n一、混凝土及其配制一、混凝土及其配制n1.混凝土的一般
22、性质n混凝土的定义n以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水合理的混合后硬化而成的建筑材料。n混凝土的分类n1)按胶凝材料的不同分为：水泥混凝土、沥青混凝土、聚合混凝土、纤维混凝土等。n2)按用途的不同分为：普通结构混凝土和特种混凝土（防水、耐酸、耐碱、耐低温、耐油、防辐射、高强、快硬等）。n3)按容重不同分类：见表3-3所示。n4)泡沫（加气）混凝土：用铝粉或其它发泡剂、水、水泥或加极少的磨细砂制成，通常用于保温、隔热。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n表3-3 几种混凝土的容重名称容重(kg/m3)骨料特重混凝土2700钢屑、重晶石重混凝土21002600砂、石稍轻混凝土19002000碎
23、硅、矿渣轻混凝土10001800陶粒、炉渣特轻混凝土180S 2 干硬性 坍落度为0，工作度30180S 3 低流动性 坍落度为13cm，工作度18cm3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 影响混凝土和易性的因素：水泥的种类和细度、加水量、水泥浆的含量、骨料的影响、砂率的影响、塑性附加剂等。n砂率：混凝土中砂重量与砂石总重量之比。密实的混凝土，应该是砂填满石的空隙，水泥浆包裹住砂石并填满砂的空隙，达到最大的密实度。n 密实性n良好的骨料级配、较低的用水量和较小的水灰比、适量地掺入塑化剂、加气剂等、合适的振捣可以使得混凝土的密实性好。n 抗渗性n取决于混凝土的密实性及混凝土内部的毛细孔道
24、的分布状况。n 抗冻性n取决于混凝土的密实性、孔隙形状及分布状况。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 混凝土收缩与膨胀n混凝土的收缩，是指混凝土在搅拌好之后，开始“水化作用”，同时大量的水份蒸发掉，混凝土的体积逐渐缩小，此即为混凝土的干缩。n混凝土的膨胀，是指浇制好的混凝土受潮后，未充分反应的硅酸盐晶体继续水化，混凝土体积就会有一定程度的膨胀，甚至于出现胀裂。n 混凝土的碳化n指混凝土中的Ca（OH）2与空气中的CO2 反应生成CaCO3和H2O，且由表及。混凝土的碳化增大混凝土的抗压强度，但降低了混凝土的碱性，减弱了对钢筋的保护作用，增加混凝土的收缩（水份进一步散失），导致混凝土由
25、表及里产生裂纹，降低混凝土的抗拉、抗折强度。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工2.水泥n（1）水硬性胶结材料，当其与水或适量的盐类溶液混合后，在常温下经过一定的物理化学变化过程（水化作用），能由浆状或可塑性逐渐凝结进而硬化成为具有一定强度，并将松散物质胶结为整体的硅酸盐类化合物。n（2）水泥的组成及分类n水泥是以硅酸盐熟料、石膏及其它的混合材料磨制成的粉末状的物质。硅酸盐熟料是将石灰质（石灰石、白堊、泥灰质石灰石）和粘土质（粘土、泥灰质粘土）以适当的比例混合后，在13001400C的温度下烧至熔融，冷却后即硅酸盐熟料。其主要化学成份是：硅酸三钙（3760%）、硅酸二钙（1537%）、铝
26、酸三钙（715%）、铁铝酸四钙（1018%）等。其它的混合材料一般有：高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等。见表3-53.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n表3-5 常见水泥的组成成份常见水泥的组成成份名称简称组成硅酸盐水泥 纯熟料水泥、波特兰水泥 以硅酸盐熟料加45%石膏磨制而成 普通硅酸盐水泥普通水泥以硅酸盐熟料加适量混合材料及石膏磨制而成矿渣硅酸盐水泥矿渣水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量2070%的粒化高炉矿渣及适量石膏磨制而成火山灰质硅酸盐水泥火山灰质水泥 以硅酸盐熟料加不大于水泥重量2050%火山灰质混合料及适量石膏磨制而成粉煤灰质硅酸盐水泥粉煤灰质水泥以硅酸盐熟料加不大于水泥重量204
27、0%的粉煤灰及适量石膏磨制而成3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（3）水泥的水化作用水泥与水拌和后，水泥颗粒被水所包围，由表及里地与水发生化学变化，逐渐水化和水解生成硅酸盐的水化物和凝胶，同时放出热量（水化热）。这些水化物和凝胶与砂石颗粒表面间有很大的附着力，表现为极强的粘结力；且硅酸盐的水化物和凝胶在适当的温度与湿度环境下，经过一定时间逐渐浓缩凝聚，形成晶体结构，具有很高的强度。水泥与水拌和后，13小时，凝胶开始形成，称为初凝；58小时后，凝胶形成终止，称为终凝；终凝后水泥的凝胶及其它水化物逐渐结晶，由软塑状变为固体状。称为硬化。初凝前，混凝土具有流动性，可进行运输、浇灌及捣固；初
28、凝到终凝前，流动性消失，凝胶若遇到损伤尚能闭合；终凝后，胶体逐渐结晶，此时遇到损伤不能闭合，混凝土的强度受损。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（4）水泥的主要品质指标水泥的主要品质指标有：比重和容重、标号、细度、凝结时间、水化热、体积安定性、耐腐蚀性、抗冻性等。1）水泥的标号：表示水泥抗折强度和抗压强度的指标。水泥标号应按1981年1月1日起执行的新标准：GB17577、GB17777、GB17877中规定的水泥的品种和标号来测定。新标准中水泥的种类即前述的五个普通水泥品种；P62n 2）细度。水泥的颗粒愈细，水化作用愈快，凝结硬化愈快，早期强度愈高，水泥的细度用标准筛（0.080
29、mm方孔筛）的筛余百分数表示，在新标准中规定水泥的筛余量不大于12%，属于尘屑。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 3）凝结时间。n 为了有充分的施工时间和凝结硬化时间又不至于太长，国标要求水泥的凝结时间：初凝时间大于45分钟，终凝时间小于12小时。目前使用的水泥初凝时间多为13小时，终凝时间多为58小时。4）水化热。n 指水泥在水化作用过程中要释放一定的热量，不同种类水泥的水化热是不同的。水化热的存在，一定程度上有助于加快水泥的凝结硬化，因为水泥的硬化需要一定的环境温度，且温度愈高硬化愈快；但是水化热过大，会使得混凝土凝结前后体积变化大，尤其是对大体积混凝土，热量不易散失，内外温差
30、过大引起应力使得混凝土产生裂纹，影响工程质量。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 5）体积安定性n 指水泥在硬化过程中各部分体积变化是否均匀的性质。体积安定性是水泥的重要性质，不符合要求的水泥严禁使用。体积安定性用“煮沸法”检验。n 6）耐腐蚀性。n 水泥的腐蚀指水泥硬化后，在特定的介质中逐渐受到侵蚀，强度减低甚至完全破坏。几种常见水泥的特性如表3-6所示。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n表表3-6 五种常用水泥的特性五种常用水泥的特性项目硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰质水泥粉煤灰水泥密度(g/cm3)3.03.153.03.152.93.12.83.02.83.0容重
31、(kg/m3)1000160010001600100012001000120010001200硬化快慢慢慢早期强度高高低低低水化热高高低低低抗冻性好好较差较差较差耐热性较差较差好较差较差干缩性较大较大较小抗水性较好较好较好耐腐蚀性较好较好较好3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（5）水泥的选用n主要考虑环境条件和工程特点，另考虑是否受腐蚀、特定的养护条件等因素。不同品种水泥不得混合使用，同品种不同标号、不同出厂时间的水泥不得混合使用。水泥的选用如下表3-7：3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工项目硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰质水泥粉煤灰水泥环境条件在普通气候环境中的混凝土优先
32、选用可用可用可用在干燥环境下的混凝土优先选用可用不得选用不得选用在高温环境中，或永远处于水下的混凝土优先选用可用可用在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土（水泥标号大于325号）优先选用可用不得选用不得选用在严寒地区处于地下水升降范围内的混凝土（水泥标号大于425号）优先选用不得选用不得选用不得选用工程特点厚大体积混凝土优先选用优先选用优先选用要求快硬的混凝土优先选用可用不得选用不得选用不得选用C40以上的混凝土优先选用可用可用不得选用不得选用有抗渗要求的混凝土优先选用可用优先选用可用有耐磨性要求的混凝土（水泥标号大于325号）优先选用优先选用可用不得选用不得选用表表3-7 水泥选用表水泥选用
33、表 3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（6）水泥的储存n每批水泥必须有质量证明文件，应按品种、强度、出厂期、生产厂等分别堆放，先到先用；堆放地点应干燥、不透风、离地面30厘米；堆放高度不应超过10包；储存时间不应超过出厂期三个月。储存时间超过三个月或受潮结块，都需要重新检验其强度后再使用。因为水泥能吸收空气中的水份使强度降低，一般地，存放三个月后强度损失1020%，存放六个月后强度损失2530%，存放一年强度损失40%，使用时应降低标号使用；如已结块坚硬，应筛去硬块并将小硬颗粒粉碎后检验，并不得用在重要的承重部位，可用于砌筑砂浆或掺入同品种的新水泥中使用（掺入量不大于水泥重量的20%
34、）。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n3.组成混凝土的其它材料组成混凝土的其它材料n组成水泥混凝土的材料有水泥、砂、石、水、外加剂及钢筋等，水泥前已介绍，下面介绍其它材料。n（1）石n石与砂都在混凝土中充当骨架，所以砂、石统称为骨料，石是粗骨料，砂是细骨料。砂、石是混凝土中的廉价材料，用它们可降低混凝土的成本，并减小水泥在硬化过程中的收缩。一般石占混凝土的总体积的7080%。n 1）石的分类。从石的产地和来源可将石分为卵石、碎石。卵石又可分为：河卵石、山卵石、海卵石，山卵石一般含有较多的粘土、尘屑、有机杂质多，海卵石中常混有贝壳，河卵石较清洁。碎石用人力或机械破碎硬质岩石（花岗岩、辉
35、绿岩、石灰岩、砂岩等）得到的粒径580mm的碎石。配置高标号混凝土应用碎石。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 2）混凝土用石的技术要求。n石的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋间最小间距的3/4，所以混凝土基础中常用的石的粒径为2040mm，混凝土底板则视配筋情况适当放宽。n颗粒级配合适。良好的颗粒级配可以使得混凝土的空隙率尽可能的小，改善混凝土的密实性，节约水泥。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 针状及片状颗粒少。n 颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径的2.4倍者称为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍者称为片状颗粒。平均粒径指该粒级上下限粒径
36、的平均值。针状和片状颗粒本身易折断，影响混凝土的强度；且拌制混凝土时空隙率较大；颗粒滚动性差，使混凝土的和易性差。含泥量。n 强度。n 要求混凝土中的石必须坚硬、密实，有足够的强度。石中的软弱颗粒的含量应加以限制，软弱颗粒指在静压力（粒径为510、1020、2040、4070mm时，分别施加147、245、343、441N的静压力）作用下破碎的石颗粒。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（2）砂n与石一起充当混凝土的骨架，称为细骨料。填充石间的空隙，增加混凝土的和易性，节约水泥并减少水泥浆在硬化过程中的收缩。砂是岩石风化或经人工破碎后形成的粒径在0.155mm的疏松颗粒状物质，一般都用
37、天然砂。n1）砂的分类。n根据砂的来源的不同将砂分为：天然砂和人工砂。天然砂又可分为：河砂、海砂和山砂。按平均粒径来分类，可分为：粗砂（0.5mm）、中砂(0.350.5mm)、细砂(0.250.35mm)、特细砂(.25mm)。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n2）混凝土用砂的技术要求：n良好的颗粒级配。使小颗粒的砂恰好填满中等颗粒的空隙，而中等颗粒的砂又恰好填满大颗粒砂的空隙，以减小整个砂的空隙率。一般地，砂的颗粒级配应处于下表中三个区中任意一区中。除了5.0及0.63mm筛号的筛余百分数不准超过外，其余的最大可超5%。上表中2区的砂粗细程度适中，级配最好；1区粗砂较多，属于粗砂
38、，但保水性较差；3区砂颗粒较细，保水性较好，容易振捣但干缩较大，表面易裂。n含泥量要少。泥会影响水泥与砂之间的胶结作用，从而降低混凝土的强度。砂的含泥量表的要求。n坚固性。要求用硫酸钠溶液法检验时，试验5次循环后，其重量损失应小于10%；。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 有害物质含量。n氯盐含量。对水上或水位变动地区以及潮湿或露天下使用的钢筋混凝土氯盐含量小于0.1%（与干砂重之比）；对预应力混凝土，禁止使用海砂。n特细砂的使用应按照“特细砂配制及应用规程”（BJG1965）的有关规定执行。3）砂的试验内容及取样方法n砂的试验内容：包括比重、容重、空隙率、颗粒级配、含泥量、坚固性
39、、有害物质含量等。取样时，同一产地200m3 为一批，不足200m3的也可为一批。每批砂样应间隔一定距离、于不同深度的五个以上的部位采取，各取2030kg。砂样取出后，应妥善包装，防止散失，并附有卡片标明试样的编号、产地、规格、重量、要求检验的项目及取样方法等。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（3）水n 1）水的作用n水在混凝土中的主要作用是参与水化作用（起水化作用的水占水泥重量的1525%）；其次是起润滑作用，改善混凝土的和易性；补充蒸发掉的水份。混凝土中水量应严格按照配合比来确定，不宜随意增减；水过多，多余的水份蒸发掉在混凝土内部留下大量的气孔，混凝土的密实性差；水太少，混凝土
40、的和易性不好，甚至于不能充分的完成水泥的水化作用，影响混凝土的强度。n2）混凝土用水要求n混凝土用水要求是可饮用的水或天然洁净的水。不允许水中含有影响混凝土正常凝结和硬化的油类、糖类或其它有害物质；PH值不小于4；硫酸盐含量不大于1%（水重）。n取水样应用洁净瓶装34kg水样，瓶口应密封；应详细注明日期、地址、用途及编号。水样运输时应避免日晒、震荡、受热、受冻等，瓶内不得留有气泡，从取样到化验时间不得超过三天。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n（4）外加剂n又称为混凝土添加剂，是一般在混凝土搅拌前或搅拌中加入的，并能改善混凝土性能的材料。其功能和分类如表3-8所示。3.2现浇混凝土基
41、础施工现浇混凝土基础施工外加剂名称作用减水剂在保持混凝土稠度不变的条件下，具有减水增强作用引气剂在混凝土搅拌过程中，能引入分布均匀的细微气泡，以减少混凝土拌合物泌水离析、改善和易性、并显著提高混凝土抗冻融耐久性引气减水剂兼有引气和减水作用缓凝剂能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响缓凝减水剂兼有缓凝和减水作用早强剂能提高混凝土的早期强度，并对混凝土后期强度无不利影响早强减水剂兼有早强和减水作用防冻剂在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土的液相不冻结或部分冻结，以保证水泥的水化作用，并能在一定的时间内获得预期强度膨胀剂能使混凝土（砂浆）在水化过程中产生一定的体积膨胀，并在
42、有约束条件下产生一定的自应力表表3-8 外加剂的分类和功能外加剂的分类和功能3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n外加剂的掺入量为水泥重量的0.0055%，混凝土外加剂的选用参见相关手册。外加剂的应用：为了改善混凝土的和易性，节省水泥，在配合比设计时，应考虑加入减水剂。减水剂对混凝土的水泥有扩散作用，提高混凝土的可塑性，增大坍落度，若保持相同的坍落度，则可减少用水量1015%；由于混凝土的强度取决于水灰比，所以，在保持混凝土的坍落度和强度不变的条件下，加减水剂可节约水泥10%。实际施工中常用木质素黄酸钙减水剂，用量为水泥重量的0.25%，若超量使用，会延长混凝土的凝结时间，甚至于不凝固。
43、3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工（5）钢筋n是钢筋混凝土、预应力混凝土结构中主要的承受拉力的材料。n1）钢筋的分类n按外形、化学成分、级别、牌号、机械性能等几方面来区分。n钢筋按外形来分为：光圆钢筋、变形钢筋。光圆钢筋经加工可轧制刻痕钢丝和扭绞成钢校线；变形钢筋因轧制模具不同有各种形状的螺纹：螺旋形、人字形、有肋月芽形、无肋月芽形、竹节钢筋等。n按化学成分分类：碳素钢钢筋、普通低合金钢钢筋。碳素钢钢筋又可分为：低碳素钢钢筋（含碳量低于0.25%，如3#钢）、中碳素钢钢筋（含碳量为0.250.70%，如5#钢）、高碳素钢钢筋（含碳量为0.71.4%，如碳素钢丝）。3.2现浇混凝土基础施
44、工现浇混凝土基础施工n 钢筋按机械性能分为五级n级钢筋（24/38，屈服点为249.81106Pa，抗拉强度为389.81106Pa），级钢筋（34/52），级钢筋（38/58），级钢筋（55/85），（135/150）；级为热轧钢筋，级为热处理钢筋。n钢筋的机械性能主要有：抗拉、冷弯、伸长率、可焊接性等。n钢筋代用。在施工中供应的钢筋与设计要求的品种和规格不同时，可以进行代用。代用基本方法有：等强度代用和等面积代用，分别按下列公式计算：3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 代用钢筋根数；n原设计钢筋根数；n代用钢筋直径（mm）；n原设计钢筋直
45、径（mm）；n代用钢筋设计强度（MPa）；n原设计钢筋设计强度（MPa）；3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n2）钢筋的检验与储存n钢筋的检验。混凝土结构所采用的热轧钢筋、热处理钢筋、碳素钢筋、刻痕钢筋和钢绞线等的质量应符合现行国家标准的规定，到施工现场的钢筋应有出厂质量证明书或试验报告单，钢筋表面或每捆（盘）钢筋应有标志，应按炉、罐（批）号及直径分别加以检验，检验的内容：查对标志、外观检查、抽样检查力学性能等。钢筋在加工过程中，如发现脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象，应根据国家标准对该批钢筋进行化学成分检验或其它专项检验。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 钢筋
46、的储存。钢筋在运输和储存时，须严格按不同等级、牌号、直径、长度、分别挂牌整齐地堆放，并注明数量，不得混淆；钢筋应尽量堆入仓库或料棚，也可选择地势较高、土质坚实、较平坦的场地露天堆放，仓库或场地周围应挖排水沟，钢筋下应垫木，离地约20cm，避免钢筋锈蚀；加工好的基础钢筋应按基础型式及钢筋编号挂牌分别堆放，不得混淆；应避免与酸、盐、油等类物品混堆，以免污染或腐蚀钢筋。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n3）钢筋的加工与安装。n钢筋加工钢筋加工一般包括：冷拉、冷拔、调直、除锈、划线及剪切、弯钩、绑扎、焊接等。冷拉、冷拔可提高钢筋的屈服强度，节约钢筋。n钢筋的调直和除锈。钢筋调直等人工和机械两
47、种，除锈的方法常用钢丝刷、砂盘、酸洗、电动除锈机等。调直和除锈应满足下列要求：钢筋表面应洁净（无油渍、漆污、浮皮、铁锈、水锈等）；钢筋应平直、无局部曲折；用调直机调直后，钢筋截面减少量应小于5%。n钢筋的配料。钢筋加工应根据基础施工图中材料表所列规格、型号、简图、长度、重量等编制配料表，进行备料加工。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n 钢筋的划线和剪切。钢筋的划线可用粉笔画印或标尺样板代替划线；钢筋的剪切方法有：锤子打击冲、手动钢筋切断机、钢筋切断机或气焊切断。n 钢筋的焊接。焊接的方法有：对焊、电弧焊、气焊等，要求满足钢筋焊接及验收规程、钢筋焊接接头试验方法、钢筋气压焊等规程、规定
48、和国家标准的要求。n 钢筋的绑扎与安装n钢筋的绑扎。n钢筋绑扎方法较多，有十字花扣、反十字扣、兜扣、缠扣、兜扣加缠、套扣、一面顺扣等，绑扎法搭接钢筋见图2-7所示。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工n钢筋一般用2022#铁丝绑扎（参见铁丝选用表），绑扎用铁丝长度应满足下表的要求（单位：cm），钢筋绑扎接头的搭接长度也要符合下表的规定。钢筋绑扎点位置应注意：底板全部的钢筋交叉点上，如图28所示；主柱和梁箍筋转角与钢筋的交接点均应扎牢、钢筋与箍平直部分的相交点可成梅花式交错扎牢。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工3.2现浇混凝土基础施工现浇
49、混凝土基础施工n 钢筋安装钢筋安装n 先检查钢筋网或骨架的质量：钢筋的级别、直径、根数、间距有无错误，整体尺寸是否与模板尺寸相适应，尺寸偏差见表2-12所示。在基坑内安装钢筋通常需要在坑口装设钢梁或方木，用来固定钢筋网或骨架及模板。通常先安装底板钢筋，然后安装底板模板；立柱部分，可先安装立柱钢筋骨架（如图28所示），然后安装立柱模板（如图29所示），也可先安装三面模板，安立柱钢筋，最后安装第四面模板；联合式基础的混凝土梁一般是梁模安装好后，在绑扎安装钢筋，为方便绑扎安装钢筋，可留一面模板先不安装，待钢筋绑扎安装完后再安装。钢筋及模板的安装应注意：尺寸、安装的位置是否正确；混凝土保护层是否符合要
50、求见表2-13；检查钢筋绑扎是否牢固、有无松动变底脚螺栓及其它预埋件是否稳固、正确，螺纹部分应涂黄油并包裹模板是否涂刷脱模剂等。3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工序号项目允许偏差（mm）1主筋间距10排距52箍筋间距（绑扎骨架）203主筋保护层基础10柱梁5板34焊接预埋件中心线位移25平整度+3、-0表表3-9 安装钢筋时允许偏差安装钢筋时允许偏差 3.2现浇混凝土基础施工现浇混凝土基础施工序号结构类型保护层厚度（mm）1板厚度100mm10厚度100mm152梁和柱253基础有垫层35无垫层704箍筋和横向钢筋155分布钢筋（板）103-1
