1、土木工程概论土木工程概论土木工程设计及施工一、土木工程设计一、土木工程设计本章内容本章内容11.1 11.1 土石方工程及爆破工程土石方工程及爆破工程11.1 11.1 基础工程施工基础工程施工 11.2 11.2 结构工程施工结构工程施工11.3 11.3 现代施工技术现代施工技术 11.4 11.4 施工组织施工组织11.5 11.5 施工技术发展展望施工技术发展展望 土木工程施工土木工程施工 施工技术是以各工种工程（土方工程、桩基础工程、混凝土结构工程、结构安装工程、装饰工程等）施工的技术为研究对象，以施工方案为核心，结合具体施工对象的特点，选择最合理的施工方案，决定最有效的施工技术措施
2、。11.1 土石方工程及爆破工程土石方工程及爆破工程基础工程主要包括土石方工程和深基础工程。土亚平衡法盾构作业图11.1.1 11.1.1 坑槽土方施工坑槽土方施工三、基础土方的开挖三、基础土方的开挖 1、分类：人工开挖、机械开挖2、常用机械：推土机、铲运机、挖掘机土方边坡11.1.1 11.1.1 坑槽土方施工坑槽土方施工明沟排水法集水井，有时也称检查井，是在埋设地下管道时每隔一段距离，或在转弯处用砌块砌成上面加盖的圆形的井。便于平时管道检查和疏通。p165井点降水，是人工降低地下水位的一种方法。故又称井点降水，是人工降低地下水位的一种方法。故又称“井点降井点降水法水法”在基坑开挖前，在基坑
3、四周埋设一定数量的滤水管在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方（井），利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。法。所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。管井井点、深井井点等。11.1.3 11.1.3 石方爆破石方爆破 爆破是利用炸药爆炸时产生的大量的热和极高的压力破坏岩石或其他物体。爆破实例爆破施工：分为普通爆破、预裂爆破、光面爆破。附专项施工方案二、深基础工程二、深基础工程1、桩基础、桩基础11.1.4 11.1.4 深基础施工深基础施工
4、一、桩基础一、桩基础 桩基础由桩和桩顶的承台组成。桩基础施工 桥桩施工 2、墩基础、墩基础围堰围堰:是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。由于水中基坑施工时需要干作施工，这需要把水土挡由于水中基坑施
5、工时需要干作施工，这需要把水土挡在基坑外侧，这个时候需要使用钢板桩或者其他的临在基坑外侧，这个时候需要使用钢板桩或者其他的临时结构对外侧的水土进行封堵，这就是围堰。钢板桩时结构对外侧的水土进行封堵，这就是围堰。钢板桩围堰是使用钢板桩逐根插打，钢板桩之间相互咬接，围堰是使用钢板桩逐根插打，钢板桩之间相互咬接，最后封闭成一个整体，可以挡住外侧的水土。围堰结最后封闭成一个整体，可以挡住外侧的水土。围堰结构都是需要对围堰内侧进行支护的，这需要根据围堰构都是需要对围堰内侧进行支护的，这需要根据围堰的尺寸、深度选取钢管、工字钢或者的尺寸、深度选取钢管、工字钢或者H型钢进行支护型钢进行支护 3、沉井基础、沉
6、井基础3、管柱基础、管柱基础4、地下连续墙、地下连续墙6、钢筋混凝土预制桩施工、钢筋混凝土预制桩施工振动沉桩 锤击桩7、逆作法施工逆作法施工技术的原理是将高层建筑地下结构自上往技术的原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工，即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密下逐层施工，即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密排桩，作为地下室外墙或基坑的维护结构，同时在建排桩，作为地下室外墙或基坑的维护结构，同时在建筑物内部有关位置，施工楼层中间支撑桩，从而组成筑物内部有关位置，施工楼层中间支撑桩，从而组成逆作的竖向承重体系，随之从上向下挖一层土方，一逆作的竖向承重体系，随之从上向下挖一层土方，一同土模浇筑一层地下室
7、梁板结构，当达到一定强度后，同土模浇筑一层地下室梁板结构，当达到一定强度后，即可作为维护结构的内水平支撑，一满足继续往下施即可作为维护结构的内水平支撑，一满足继续往下施工的安全要求。与此同时，由于地下室顶面结构的完工的安全要求。与此同时，由于地下室顶面结构的完成，也为上部结构施工创造了条件，所以也可以同时成，也为上部结构施工创造了条件，所以也可以同时逐层向上进行地上结构的施工。逐层向上进行地上结构的施工。11.2 11.2 结构工程施工结构工程施工 11.2.1 11.2.1 砌筑工程砌筑工程 11.2.2 11.2.2 钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程 11.2.3 11.2.3 预应力混凝土工
8、程预应力混凝土工程11.2.4 11.2.4 结构安装工程结构安装工程 外脚手架示意图墙体砌筑要求：灰浆饱满、三顺一丁、上下错缝外脚手架的四种形式11.2.2 11.2.2 钢筋混凝土工程施工钢筋混凝土工程施工钢筋混凝土工程包括钢筋工程、模板工程、混凝土工程一、钢筋工程一、钢筋工程 钢筋连接的方法有三种：绑扎连接、焊接连接及机械连接11.2.2 11.2.2 钢筋混凝土工程施工钢筋混凝土工程施工二、模板工程二、模板工程 分类：木模板、组合钢模板等组合钢模板11.2.2 11.2.2 钢筋混凝土工程施工钢筋混凝土工程施工三、混凝土工程施工三、混凝土工程施工 混凝土工程包括：制备、运输、浇筑、养护
9、。制备运输滑升模板爬升模板11.2.3 11.2.3 预应力混凝土工程施工预应力混凝土工程施工一、先张法施工一、先张法施工 二、后张法施工二、后张法施工 三、无粘结预应力混凝土施工三、无粘结预应力混凝土施工 后张法动画后张法动画1。先张法施工工艺流程见附图：。先张法施工工艺流程见附图：2。后张法施工工艺流程。后张法施工工艺流程 有粘结预应力混凝土有粘结预应力混凝土 先浇混凝土先浇混凝土,待混待混凝土达到设计强度凝土达到设计强度75%以上以上,再张拉钢筋再张拉钢筋(钢钢筋束筋束).其主要张拉程序为其主要张拉程序为:埋管制孔埋管制孔浇混凝浇混凝土土抽管抽管养护穿筋张拉养护穿筋张拉锚固锚固灌浆灌浆(
10、防防止钢筋生锈止钢筋生锈).其传力途径是依靠锚具阻止钢其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力使截面混凝土获得预压应力,这种做法使钢筋与混凝土结为整体这种做法使钢筋与混凝土结为整体,称为有粘称为有粘结预应力混凝土结预应力混凝土.无粘结预应力混凝土无粘结预应力混凝土 其主要张拉程序为其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料材料包上塑料纸或套管包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混预应力钢筋与混凝土不建立粘结力凝土不建立粘结力)浇混凝土养护浇混凝土养护张拉张拉钢筋钢筋锚固锚固.4无粘结预应力钢筋混凝土的特点和施工
11、工艺无粘结预应力钢筋混凝土的特点和施工工艺无粘结预应力是近年来发展起来的新技术，其作法是在预应力筋表面刷涂无粘结预应力是近年来发展起来的新技术，其作法是在预应力筋表面刷涂料并包塑料布料并包塑料布(管管)后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内，然后浇筑混后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计要求的强度后进行预应力筋的张拉锚固。凝土，待混凝土达到设计要求的强度后进行预应力筋的张拉锚固。(1)特点特点无粘结预应力不需要预留孔道和灌浆、施工简单、张拉时摩阻力较小、预无粘结预应力不需要预留孔道和灌浆、施工简单、张拉时摩阻力较小、预应力筋易弯成多跨曲线形状等。但预应力
12、筋强度不能充分发挥应力筋易弯成多跨曲线形状等。但预应力筋强度不能充分发挥(一般要降低一般要降低1020)，锚具的要求也较高。，锚具的要求也较高。(2)施工工艺除了预应力筋要包裹塑料布（管）、不用孔道灌浆外，其他施工工艺除了预应力筋要包裹塑料布（管）、不用孔道灌浆外，其他工序基本于后张预应力相同。工序基本于后张预应力相同。在无粘结预应力的施工中，主要问题是无粘结预应力筋的铺设、张拉和端在无粘结预应力的施工中，主要问题是无粘结预应力筋的铺设、张拉和端部锚头处理。部锚头处理。1)无粘结筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。铺设无粘结无粘结筋应严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。铺设无粘结筋
13、时，无粘结筋的曲率可垫铁马凳控制。钢丝束就位后，标高及水平位移经调筋时，无粘结筋的曲率可垫铁马凳控制。钢丝束就位后，标高及水平位移经调整、检查无误后，用铁丝与非预应力筋绑扎牢固，防止钢丝束在浇筑混凝土的整、检查无误后，用铁丝与非预应力筋绑扎牢固，防止钢丝束在浇筑混凝土的过程中位移。过程中位移。2)由于无粘结预应力筋一般为曲线配筋，故应采用两端同时张拉。无粘由于无粘结预应力筋一般为曲线配筋，故应采用两端同时张拉。无粘结筋的张拉顺序，应根据其铺设顺序，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。成结筋的张拉顺序，应根据其铺设顺序，先铺设的先张拉，后铺设的后张拉。成束无粘结筋正式张拉前，宜先用千斤顶往复抽动束无
14、粘结筋正式张拉前，宜先用千斤顶往复抽动12次以降低张拉摩擦损失。次以降低张拉摩擦损失。无粘结筋在张拉过程中，当有个别钢丝发生滑脱或断裂时，可相应降低张拉力，无粘结筋在张拉过程中，当有个别钢丝发生滑脱或断裂时，可相应降低张拉力，但滑脱或断裂的数量不应超过结构同一截面无粘结预应力筋总量的但滑脱或断裂的数量不应超过结构同一截面无粘结预应力筋总量的2。3)对无粘结筋端部锚头的防腐处理应特别重视。采用钢丝束镦头锚具时，对无粘结筋端部锚头的防腐处理应特别重视。采用钢丝束镦头锚具时，当锚杯被拉出后塑料套筒内产生空隙，必须用油枪通过锚杯的注油孔向套筒内当锚杯被拉出后塑料套筒内产生空隙，必须用油枪通过锚杯的注油
15、孔向套筒内注满防腐油脂，避免长期与大气接触造成锈蚀。采用钢绞线注满防腐油脂，避免长期与大气接触造成锈蚀。采用钢绞线xm型夹片式锚具型夹片式锚具时，张拉端头构造简单，无须另加设施，张拉后端头钢绞线预留长度不小于时，张拉端头构造简单，无须另加设施，张拉后端头钢绞线预留长度不小于150mm，多余部分割掉并将钢绞线散开打弯，埋在混凝土内以加强锚固。，多余部分割掉并将钢绞线散开打弯，埋在混凝土内以加强锚固。3电热法施工电热法施工:是利用钢筋热胀冷缩的原理来实现的。电是利用钢筋热胀冷缩的原理来实现的。电热张拉预应力筋时，采用低压强电流通过钢筋，钢筋热张拉预应力筋时，采用低压强电流通过钢筋，钢筋通电后电能转
16、化成热能使钢筋受热而产生纵向伸长，通电后电能转化成热能使钢筋受热而产生纵向伸长，待预应力筋伸长值达到规定长度时，切断电源并立即待预应力筋伸长值达到规定长度时，切断电源并立即锚固，由于钢筋冷却收缩，使混凝土构件产生预压应锚固，由于钢筋冷却收缩，使混凝土构件产生预压应力，电热法施工具有设备简单、操作方便、施工安全、力，电热法施工具有设备简单、操作方便、施工安全、便于高空作业等优点；同时对冷拉钢筋起到电热时效便于高空作业等优点；同时对冷拉钢筋起到电热时效的作用并且电张时与孔道不存在摩擦损失，对曲线和的作用并且电张时与孔道不存在摩擦损失，对曲线和环状配筋尤为适用。因此，电热法成为施加预应力的环状配筋尤
17、为适用。因此，电热法成为施加预应力的一种有效的施工方法。但电热法具有耗电量大，用钢一种有效的施工方法。但电热法具有耗电量大，用钢筋伸长值来控制预应力值不易准确，成批生产尚需校筋伸长值来控制预应力值不易准确，成批生产尚需校核的缺点。电热法既适用于制作先张法构件又适用用核的缺点。电热法既适用于制作先张法构件又适用用于制作后张法构件，当采用电热法生产后张法构件时，于制作后张法构件，当采用电热法生产后张法构件时，既可以制作有粘结的预应力构件，也可以制作无粘结既可以制作有粘结的预应力构件，也可以制作无粘结预应力构件预应力构件 11.2.4 11.2.4 结构安装工程施工结构安装工程施工结构安装可以分为:
18、1、按单个构件吊装，吊至安装位置后组拼成整体结构；2、地面拼装后整体吊装和特殊安装法。动画11.2.4 11.2.4 结构安装工程施工结构安装工程施工 一、起重机械一、起重机械 塔式起重机的类型起重机施工现场二、卷扬机：不但可用来垂直起吊二、卷扬机：不但可用来垂直起吊,还可平拉还可平拉.斜拉斜拉,不管用作干什么不管用作干什么都的用滑轮来调接其方向都的用滑轮来调接其方向.再解设再解设一下一下,故名思意就是用电动机带动故名思意就是用电动机带动圆滚卷钢丝绳来拉动重物圆滚卷钢丝绳来拉动重物 三、横吊梁三、横吊梁滑轮横吊梁滑轮横吊梁四、提升机：是通过改变势能进行运输的大型机械设备，液压提升机斗式提升机千
19、斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备。按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋千斤顶和顶升重物的轻小起重设备。按结构特征可分为齿条千斤顶、螺旋千斤顶和液压液压千斤顶千斤顶3种。千斤顶是一种起重高度小种。千斤顶是一种起重高度小(小于小于1m)的最简单的起重设备。它有机的最简单的起重设备。它有机械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，械式和液压式两种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式
20、千斤顶结操作费力，一般只用于机械维修工作，在修桥过程中不适用。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升速度慢速度慢。液压液压千斤顶千斤顶螺旋式螺旋式装饰工程装饰工程一、一般抹灰水刷石：人造石料，制作过程是用水泥水刷石：人造石料，制作过程是用水泥石屑、石屑、小石子或颜料等加水拌和，抹在建筑物的表小石子或颜料等加水拌和，抹在建筑物的表面，半凝固后，用硬毛刷蘸水刷去表面的水面，半凝固后，用硬毛刷蘸水刷去表面的水泥浆而使石屑或小石子半露。也叫泥浆而使石屑或小石子半露。也叫汰石子汰石子。水刷石饰
21、面是一项传统的施工工艺，它能水刷石饰面是一项传统的施工工艺，它能使墙面具有天然质感，而且色泽庄重美观，使墙面具有天然质感，而且色泽庄重美观，饰面坚固耐久，不褪色，也比较耐污染，其饰面坚固耐久，不褪色，也比较耐污染，其施工方法如下。施工方法如下。水刷石 水磨石：是指大理石和花岗岩碎片嵌入水泥混合物中。水磨石地面是一种以水泥为主要原材料的一种复合地面材料，其低廉的造价和良好的使用性能，在超大面积公共建筑里广泛地采用。在墙面刮糙的基层上抹上纯水泥浆，撒小石子并用工具将石子压入水泥浆里，做出的装饰面就是干粘石 剁斧石：一种人造石料，制作过程是用石粉，剁斧石：一种人造石料，制作过程是用石粉，水泥等加水拌
22、和抹在建筑物的表面，半凝水泥等加水拌和抹在建筑物的表面，半凝固后，用斧子剁出想经过吸凿的石头那样固后，用斧子剁出想经过吸凿的石头那样的纹理。的纹理。辊涂定义涂定义用辊子将涂料辊涂在被涂物表面的涂装方法。用以替代刷涂法，可提高涂装效率。辊涂用的辊子是直径不大的空心圆柱体，表层通常用合成纤维或羊毛之类吸附性强的材料制成，大致可分为刷辊、布料辊和花样辊三种。最适用于水乳胶漆大面积涂装和建筑物的内外墙装修，也适用于防锈漆、调和漆的涂装施工。11.2.5 11.2.5 钢结构工程施工钢结构工程施工 根据实际情况合理地分割成各种单元体 尽可能多地争取在工厂或预制场地焊接空间网格结构施工 网架施工11.3
23、11.3 现代施工技术现代施工技术基坑支护技术 钢支撑 大体积混凝土施工技术 大体积混凝土基础施工 11.3 11.3 现代施工技术现代施工技术施工管理体系 11.4 11.4 施工组织施工组织施工质量保证体系 11.4 11.4 施工组织施工组织11.5 11.5 施工技术发展展望施工技术发展展望 1、至今仍以手工、半机械或机械作业为主体，劳动效率较低2、现代高科技含量较低。在施工技术中，运用遥感、通讯、智能和控制这样的信息技术还差距很大，对复合材料技术、微处理技术等还很少研究。3、专项施工技术的专业化程度低。在全国各地发展极不平衡，已有的技术成果也没有得到很好的应用。一、我国整体施工技术的主要问题一、我国整体施工技术的主要问题 二、对我国施工技术的发展展望二、对我国施工技术的发展展望 1、分利用现有施工技术成果，进一步扩大技术积累，促进其转化为生产力。2、建立与完善专业技术分包公司，使专项技术得到不断优化，精益求精，并与现代新科技相结合。3、不断开发新的施工技术。4、做到设计与施工一体化5、大力发展与运用集合技术，使现代管理与现代施工技术有机结合起来11.5 11.5 施工技术发展展望施工技术发展展望 课外查阅课外查阅1 1、奥运体育场馆建设中的有关施工的报道。、奥运体育场馆建设中的有关施工的报道。
