当前位置:首页 >> 工学 >>

《建筑施工技术》课件


主讲:王耀乾

甘肃广播电视大学定西分校临洮工作站

第一章

土方工程

本章提要: 本章内容包括土方规划、土方工程施工的要点, 土方工程机械化施工。在土方规划中,涉及了土 的工程分类和性质、土方边坡、土方量计算、场 地设计标高的确定和土方调配等问题。在土方工 程施工要点中,重点论述了土壁稳定、施工排水、 流砂防治和填土压实,是土方工程施工的关键。 在土方工程机械化施工中,着重阐述常用土方机 械的类型、性能及提高生产率的措施。

第一节 土的工程分类及工程物理性质
一:土石方工程的施工特点
土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一,它包括 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、施工排水、降水和土壁支 护等准备与辅助工作。 土石方施工的特点: 1:土石方施工工程量大、面广。 2:施工条件极为复杂。 3:劳动强度较大



二:土的工程分类

1:土的种类繁多,分类方法也较多,根据土的颗粒级配或塑性 指数可分为碎石类土(漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾 土、角砾土)、砂土(砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂)和粘性土 (粘土、亚粘土、轻亚粘土); ?2:根据土的沉积年代,粘性土可分为老粘性土、一般粘性土、 新近沉积粘性土; 3:根据土的工程特性,又可分出特殊性土,如软土、人工填土、 黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土、冻土等。不同的土,其物理、 力学性质也不同,只有充分掌握各类土的特性及其对施工过程的 影响,才能选择正确的施工方法。 4:开挖难易程度 将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、 坚石、特坚石八类,称为土的工程分类。前四类属一般土,后四 类属岩石,土的分类法及其现场鉴别方法见表1-1。

土的分类 一类土 (松软土) 二类土 (普通土)

土 的 名 称 砂、亚砂土,冲积砂土,种植土、泥炭(淤泥) 亚粘土,潮湿的黄土,夹有碎石、卵石的砂,种 植土、填筑土及亚砂土

开挖方法 能用锹、锄头挖 掘 用锹、锄头挖掘, 少许用镐翻 松 主要用镐,少许 用锹、锄头, 部分用撬棍 用镐、撬棍,然 后用锹挖掘, 部分用楔子 及大锤 用镐或撬棍、大 锤,部分使 用爆破

可松性系数 KS 1.08~1.17 1.14~1.28 KS′ 1.01~1.04 1.02~1.05

三类土 (坚土)

软及中等密实粘土,重亚粘土,粗砾石,干黄土 及含碎石、卵石的黄土、亚粘土,压实的填 筑土

1.24~1.30

1.04~1.07

四类土 (砂砾坚土) 五类土 (软石)

重粘土及含碎石、卵石的粘土,粗卵石,密实的 黄土、天然级配砂石,软的泥灰岩及蛋白石

1.26~1.37

1.06~1.09

硬石炭纪粘土,中等密实的页岩、泥灰岩,白垩 土,胶结不紧的砾岩,软的石灰岩

1.30~1.45

1.10~1.20

六类土 (次坚石)
七类土 (坚石)

泥岩,砂岩,砾岩,坚实的页岩、泥灰岩,密实 的石灰岩,风化花岗岩、片麻岩
大理岩,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

用爆破方法,部 分用风镐
用爆破方法

1.30~1.45
1.30~1.45

1.10~1.20
1.10~1.20

八类土 (特坚石)

玄武岩,花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长 岩、石英岩、辉绿岩

用爆破方法

1.45~1.50

1.20~1.30

三:土的工程性质
土的工程性质对土方工程的施工有直接影响,其中基本的工程性质有:土的质 量密度、可松性、压缩性、含水量、渗透性等。 1.土的质量密度 分天然密度和干密度。土的天然密度,指土在天然状态下单位体积的质量;它 影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度,指单位体积土中固 体颗粒的质量;它是用以检验填土压实质量的控制指标。 2.土的可松性 土具有可松性。土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后组织被破坏,其 体积因松散而增大,以后虽经回填压实也不能恢复其原来体积的特性。由于 土方工程量是以自然状态的体积来计算的,所以在土方调配、计算土方机械 生产率及运输工具数量等的时候.必须考虑土的可松性。土的可松性程度用可 松性系数表示,即:



式中 KS——最初可松性系数; KS′——最后可松性系数; V1——土在天然状态下的体积(m3); V2——土经开挖后的松散体积(m3); V3——土经回填压实后的体积(m3); 在土方工程中,KS是计算土方施工机械及运土 车辆等的 重要参数,KS′是计算场地平整标高及填方时所需挖土 量等的重要参数。不同类型土的可松性系数可参照表1 -1。 3.土的压缩性 移挖作填或取土回填,松土经填压后会压缩,一般松土 的压缩率见表1-2。在松土回填时应考虑土的压缩率, 一般可按填方断面增加10%~20%计算松土方数。

土的压缩率

表1-2

土的类 别

土的 名称

1m3松散土 土的压 压实后的 缩率(%) 体积(m3)

土的 类别

土的名称

土的压 1m3松散土 缩率 压实后的 (%) 体积(m3)

种植 土

20

0.80

天然湿度 黄土

12~17

0.85

一、二 类土

一般 土

10

0.90

三类 土

一般土

5

0.95

砂 土

5

0.95

干燥坚实 黄土

5~7

0.94

4.土的含水量 土的含水量W是土中所含的水与土的固体 颗粒间的质量比,以百分数表示:

式中 G1——含水状态时土的质量; G2——土烘干后的质量。 土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和 回填土的质量,如土的含水量超过25%~30%,则机 械化施工就困难,容易打滑、陷车;回填土则需有最 佳含水量,方能夯压密实,获得最大干密度。土的最 佳含水量和最大干密度参考值见表1-3。

土的最佳含水量和最大干密度

表1-3

土的种类

最佳含水量 (质量 比)(%)

最大干密度(g/cm3)

最佳含水量 土的种类 (质量 比)(%)

最大干密度 (g/cm3)





8~12

1.80~1.88

重亚粘土 粉质亚粘 土

16~20

1.67~1.79





16~22

1.61~1.80

18~21

1.65~1.74

亚 砂 土
亚 粘 土

9~15
12~15

1.85~2.08
1.85~1.95





19~23

1.58~1.70

5.土的渗透性

土的渗透性是指水在土体中渗流的性能,一般以渗透系数K表示。从达西公式 V=KI可以看出渗透系数的物理意义:当水力坡度I等于1时的渗透速度v即为 渗透系数K。 渗透系数K值将直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性,一般应 通过抽水试验确定,表1-4所列数据可供参考。 表1-4 土的种类 含粘土的中砂及纯细砂 含粘土的细砂及纯中砂 纯粗砂 粗砂夹砾石 砾石 K(m/d) 20~25 35~50 50~75 100~200

土的渗透系数参考值 土的种类 K(m/d) 亚粘土、粘土 <0.1 亚粘土 0.1~0.5 含亚粘土的粉砂 0.5~1.0 纯粉砂 1.5~5.0 50~100 含粘土的细砂 10~15

第二

节基坑的土方开挖

一:土方边坡 1:放坡开挖 土方边坡坡度以其高度H与其底宽B之比表示。边 坡可做成直线形、折线形或踏步形(图1-1)

式中 m=B /H,称为坡度系数。

(a)直线形

(b)折线形

(c)踏步形

图1-1 土方边坡 二:土石方工程量的计算 土方工程施工前应进行挖、填方的平衡计算,综合考虑 土方运距最短、运程合理和各个工程项目的合理施工顺 序等,做好土方平衡调配,减少重复挖运。同时,土方 平衡调配应尽可能与城市规划和农田水利相结合将余土 一次性运送到指定弃土场,做到文明施工。

土石方量计算的基本方法 土石方量计算的基本方法主要有平均高度法和 平均断面法两种。 1.平均高度法 (1) 四方棱柱体法。 四方棱柱体法,是将施工区域划分为若干个边长 为a的方格网,每个方格网的土方体积V等于底面 积a2乘四个角点高度的平均值(图1-18),即

图1-18 四方棱柱体法
若方格四个角点部分是挖方,部分是填方时,可按表1-9中 所列的公式计算。

方格类别

计算图形

计算公式

全挖(全填)

半挖半填

三挖一填 (三填一挖)

三个角挖(或填)

注:①表中a为方格边长,b、c为计算图形相应的两个边长; ②h1、h2、h3、h4分别为方格各角点的施工高度; ③Σ h为各计算图形相应的挖方或填方的施工高度总和,用绝对值代入; ④V为挖方或填方的体积(m3)。

(2):三角棱柱体法。 三角棱柱体法,是将每一个方格顺地形的等高线沿对角线划分成 两个三角形,然后分别计算每一个三角棱柱体的土方量。

(a)全挖或全填

b)有填有挖 图1-19 三角棱柱体法

当三角形为全挖或全填时〔图1-19(a)〕:

当三角形有填有挖时〔图1-19(b)〕,则其零线将三角形 分成两部分, 底面为三角形的锥体:

底面为四边形的楔体:

简化计算:

) a (? H 填(挖) V填(挖) = 4 ?H
2 2

2.平均断面法
平均断面法(图1-20),可按近似公式和较精确的公式进行计算。

(1)近似计算:

图1-20 平均断面法

(2)较精确计算:
式中 V——土方体积(m3); F1,F2——两端的断面面积(m2) F0——L/2处的断面面积(m2)。

三:场地平整 1.场地设计标高H0的确定 场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据,也是总图 规划和竖向设计的依据。合理地确定场地的设计标高,对减少土 方量和加速工程进度均具有重要的意义。 如图1-23所示,当场地设计标高为H0时,填挖方基本平衡, 可将土方移挖作填,就地处理; 当设计标高为H1时,填方大大超过挖方,则需要从场外大量取 土回填;当 设计标高为H2时,挖方大大超过填方,则需要向场外大量弃土。 因此,在确定场地设计标高时,应结合现场的具体条件反复进行 技术经济比较,选择其中一个最优的方案。其原则是: (1)应满足生产工艺和运输的要求; (2)充分利用地形,分区或分台阶布置,分别确定不同的设计标 高; (3)使挖填平衡,土方量最少; (4)要有一定泄水坡度(≥2‰),使能满足排水要求; (5)要考虑最高洪水位的影响。

图1-23

场地不同设计标高的比较

如场地设计标高无其他特殊要求时,则可根据填挖土方量平衡的 原则加以确定,即场地内土方的绝对体积在平整前和平整后相等。 其步骤如下 :

(1)在地形图上将施工区域划分成边长为10~ 50m的若干个 方格网(图1-24)。 (2)确定各小方格角点的高程,其方法:可用水准仪测量;或根 据地形图上相邻两等高线的高程,用插入法求得;也可用一条透 明纸带,在上面画6根等距离的平行线,把该透明纸带放到标有 方格网的地形图上,将6根平行线的最外两根分别对准A点和B点, 这时6根等距离的平行线将A、B之间的0.5m或1m(等高线的高差) 分成五等分,于是便可直接读得H13点的地面标高,如图1-25 所示,H13=251.70。

图1-24 场地 设计标高计算 图

(3)按填挖方平衡确定设计标高H0

场地设计标高计算简图 a)地形图上划分方格; b)设计标高示意图 1—等高线;2—自然地面;3—设计标高平面;
4—自然地面与设计标高平面的交线(零线)

因为场地平整前后,土方量相等

式中:H0——场地设计标高的初步计算值(m); a——方格边长(m); N——方格个数; H11……H22——任一方格的四个角点的标高。 从图1-24中可知,H11系一个方格的角点标高,H12和H21均系
两个方格公共角点,它们分别在上式中要加一次、二次、

四次。因此,上式直接可改写成下列形式

2.场地设计标高H0的调整
原计划所得的场地设计标高H0仅为一理论值,实际上,还需考虑 以下因素进行调整。

(1):土的可松性影响。 由于土具有可松性,一般填土会有多余,需相应地提 高设计标高。设Δh为土的可松性引起设计标高的增加 值,则设计标高调整后的总挖方体积VW'应为 (2): 场内挖方和填方的影响。 由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土 方,以及从经济观点出发,将部分挖方就近弃于场外, 将部分填方就近取土于场外等,均会引起挖填土方量 的变化。必要时.亦需调整设计标高。 为了简化计算,场地设计标高的调整值H0?,可按下列 近似公式确定, (3):泄水坡度的影响。 ? 当按调整后的同一设计标高H0'进行场地平整时,则 整个地表面均处于同一水平面;但实际上由于排水的 要求,场地表面需有一定的泄水坡度。因此,还得根 据场地泄水坡度的要求(单面泄水或双面泄水),计算 出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。

第三节
一:填土的要求

土方的填筑与压实

最好采用同类土壤填筑 填方土料应符合设计要求,如设计无要求时,应符合下列规定: 1)碎石类土、砂土和爆破石渣(粒径不大于每层铺厚的2/3)可 用于表层下的填料; 2)含水量符合压实要求的粘性土,可用作各层填料; 3)碎块草皮和有机质含量大于8%的土,仅用于无压实要求的填 方; 4)淤泥和淤泥质土一般不能用作填料,但在软土或沼泽地区, 经过处理使含水量符合压实要求后,可用于填方中的次要部位; 5)有水溶性硫酸盐大于5%的土,不能用作回填土,在地下水作 用下,硫酸盐会逐渐溶解流失,形成孔洞,影响土的密实性。 6)冻土、膨胀性土等不应作为填方土料。

二:填土的压实方法 1:填土压实方法有碾压、夯实和振动三种(图1-45)。

1):填土压实方法(a)碾压 b)夯实 c)振动

a)碾压法。 (1) 碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动 的碾压机具,如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。 (2)碾压法主要用于大面积的填土,如场地平整、路基、堤坝等工程。平滚碾适 用于碾压粘性和非粘性土壤;羊足碾只能用来压实粘性土壤;气胎碾对土壤 压力较为均匀,故其填土质量较好。 (3)按碾轮重量,平滚碾又分为轻型(重5t以下)、中型(重8t以下)和重型(重10t) 三种。轻型滚碾压实土层的厚度不大,但土层上部变得较密实,当用轻型滚 碾初碾后,再用重型滚碾碾压,就会取得较好的效果。如直接用重型滚碾碾 压松土,则由于强烈的起伏现象,其碾压效果较差。 (4) 用碾压法压实壤土时,铺土应均匀一致,碾压遍数要一样,碾压方向应从填 土区的两边逐渐压向中心,每次碾压应有15~20cm的重叠。

b) 夯实法。 (1) 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 小面积的回填土。夯实机具的类型较多,有木夯、石硪、蛙式 打夯机、火力夯以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机 等。其中蛙式打夯机轻巧灵活,构造简单,在小型土方工程中 应用最广。 (2) 夯实法的优点是,可以夯实较厚的土层,如重锤夯的夯实厚度 可达1~1.5m,强力夯可对深层土壤夯实。但对木夯、石硪或 蛙式打夯机等机具,其夯实厚度则较小,一般均在20cm以内。 c) 振动法。 (1) 振动法是将重锤放在土层的表面或内部,借助于振动设备使 重锤振动,土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。此法用于 振实非粘性土壤效果较好。 (2) 近年来,又将碾压和振动法结合起来而设计和制造了振动平碾、 振动凸块碾等新型压实机械。振动平碾适用于填料为爆破碎石 渣、碎石类土、杂填土或轻亚粘土的大型填方;振动凸块碾则 适用于亚粘土或粘土的大型填方。当压实爆破石渣或碎石类土 时,可选用重8~15t的振动平碾,铺土厚度为0.6~1.5m,先 静压、后碾压,碾压遍数由现场试验确定,一般为6~8遍。

三:影响填方压实效果的主要因素 影响土壤压实效果的因素主要有:含水量、压实功、每层铺土 厚度。 1.含水量 土中含水量对压实效果的影响比较显著。回填土含水量过大、过 小都难以夯压密实。为此,要求回填土应有最佳的含水量,也就 是当土壤在这种含水量的条件下压实时,能获得最大的密实度, 而且所需的夯击能最小。所以,当回填土过湿时,应先晒干或掺 入干土及其他吸水材料;过干时,则应洒水进行湿润,尽可能使 土壤保持在最佳含水量的范围内。 土的最佳含水量时的最大干密度,可由击实试验取得,也可查经 验表确定。 2.压实功 压实功(指压实工具的重量、碾压遍数或锤落高度、作用时间 等)对压实效果的影响。 3.每层铺土厚度 铺土过厚,下部土体所受压实作用力小于土体本身的粘结力和摩 擦力,土颗粒不能相互移动,无论压实多少遍,填方也不能被压 实;铺土过薄,则下层土体压实次数过多,而受剪切破坏,所以 规定了一定的铺土厚度。最优的铺土厚度应能使填方压实而机械 的功耗费最小。

第四节
?

土方工程的机械化施工

土方工程施工机械的种类繁多,有推土机、铲运机、平土机、松 土机、单斗挖土机及多斗挖土机和各种碾压、夯实机械等。在建 筑工程施工中,以推土机、铲运机和挖掘机应用最广,也具有代 表性。现将这几种机械的性能、适用范围及施工方法予以介绍。 一:推土机 1: 推土机是土方工程施工的主要机械之一,是在履带式拖拉机 上安装推土板等工作装置而成的机械。常用推土机的发动机功率 有45、75、90、120(kW)等数种。推土板有索式和液压操纵 两种。图示是液压操纵的推土机外形图。液压操纵推土板的推土 机除了可以升降推土板外,还可调整推土板的角度,因此具有更 大的灵活性。

液压操纵推土机外形图

2:推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面较小、行驶速度快、 能爬30°左右的缓坡,因此应用范围较广

3:推土机作业以切土和推运土为主,切土时应根据土质情况 尽量采用最大切土深度在最短距离(6~10m)内完成,以便缩短低
低速行进的时间,然后直接推运到预定地点。上下坡度不得

超过35°,横坡不得超过10°。几台推土机同时作业时, 前后距离应大于8m

3:推土机经济运距在100m以内,效率最高的运距为60m。为提高 生产率,可采用下述方法: (1)槽形推土。推土机多次在一条作业线上工作,使地面形成一 条浅槽,以减少从铲刀两侧散漏。这样作业可增加推土量10%~ 30%。槽深以1m左右为宜,槽间土埂宽约0.5m。在推出多条槽 后,再将土埂推入槽内,然后运出。 (2)下坡推土。在斜坡上方顺下坡方向工作。坡度不宜大于15°, 以免后退时爬坡困难。 (3)并列推土。在大面积场地平整时,可采用多台推土机并列作 业。通常两机并列推土可增大推土量15%~30%,三机并列推土 可增加30%~40%。并列推土的运距宜为20~60m

槽形推土

下坡推土法

并列推土

二:铲运机 铲运机是一种能综合完成全部土方施工工序(挖土、装土、运土、 卸土和平土)的机械。按行走方式分为自行式铲运机和拖式铲运 机两种。常用的铲运机斗容量为2m3、5m3、6m3、7m3等数种, 按铲斗的操纵系统又可分为钢丝绳操纵和液压操纵两种。

C3-6型自行式铲运机外形图 1:铲运机操纵简单,不受地形限制,能独立工作,行驶速度快, 生产效率高。

2:铲运机适于开挖一类至三类土,常用于坡度20°以内的大面积 土方挖、填、平整、压实,大型基坑开挖和堤坝填筑等。 3:铲运机运行路线和施工方法视工程大小、运距长短、土的性质 和地形条件等而定。其运行路线可采用环形路线或8字路线。其 中托式铲运机的适用运距为80~800m,当运距为200~350m时 效率最高。而自行式铲运机的适用运距为800~1500m。采用下 坡铲土、跨铲法、推土机助铲法等,可缩短装土时间提高土斗装 土量,以充分发挥其效率。

(a)环形路线

(b)大环形路线 1-铲土;2-卸土

8字形路线

三:挖掘机 挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式两种。按传动方式分为机 械传动和液压传动两种。斗容量有0.2m3、0.4m3、1.0m3、 1.5m3、2.5m3等多种,工作装置有正铲、反铲、抓铲,机械传 动挖掘机还有拉铲。使用较多的是正铲与反铲。挖掘机利用土斗 直接挖土,因此也称为单斗挖土机。 1:正铲挖掘机。 正铲挖掘机外形如图示。挖土特点是:前进向上,强制切土。它适 用于开挖停机面以上的土方,且需与汽车配合完成整个挖运工作。 正铲挖掘机挖掘力大,适于开挖含水量小于27%的一类土至四类 土和经爆破的岩石及冻土。 1):正铲挖掘机外形 正铲的开挖方式根据开挖路线与汽车相对位置的不同分为:正向 开挖、侧向装土以及正向开挖、后方装土两种,前者生产率较高。 正铲的生产率主要决定于每斗的装土量和每斗作业的循环延续时间。 为了提高其生产率,除了工作面高度必须满足装满土斗的要求之 外,还要考虑开挖方式和与运土机械配合的问题,尽量减少回转 角度,缩短每个循环的延续时间。

2:反铲挖掘机。 1):反铲适用于开挖一类至三类的砂土或粘土。挖土特点是: 后退向下,强制切土。主要用于开挖停机面以下的土方,最大 挖土深度4~6m,经济合理的挖土深度为2~4m。反铲也需配 备运土汽车进行运输,其外形如图示。 2):反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法,即反铲停于沟端, 后退挖土,向沟一侧弃土或装汽车运走,也可采用沟侧开挖法, 即反铲停于沟侧,沿沟边开挖,它可将土弃于距沟较远的地方, 如装车则回转角度也小,但边坡不易控制。

3:拉铲挖掘机。 1):适用于一类至三类的土,可开挖较大基坑(槽)和沟渠, 挖取水下泥土,也可用于填筑路基、堤坝等。挖土特点是:后 退向下,自重切土,其挖土深度和挖土半径都很大。拉铲能开 挖停机面以下的土方,其工作状况如图示。 2): 拉铲挖土时,依靠土斗自重及拉索拉力切土,卸土时斗 齿朝下,利用惯性,较湿的粘土也能卸净。它的开挖方式也有 沟端开挖和沟侧开挖两种。

正铲挖掘机外形

(a)正向挖土、 反向卸土
正铲挖土机卸土方式

(b)正向挖土、侧 向卸土

反铲挖掘机外形

(a)沟端开挖

(b)沟侧开挖

? ?

?

抓铲挖掘机。 抓铲适用于开挖较松软的土。挖土特点是:直上直下,自重切 土,挖土力较小。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用 抓铲可取得理想效果。抓铲还可用于挖取水中淤泥,装卸碎石、 矿碴等松散材料。抓铲的传动方式主要有机械传动和液压传动 两种。 抓铲挖土时,通常立于基坑一侧进行,对较宽的基坑则在两侧 或四侧抓土。挖淤泥时抓斗易被淤泥“吸住”,应避免起吊用 力过猛,以防翻车。

拉铲工作状况

抓铲工作状况

四:土方机械的选择与合理配置 1:土方机械的选择 土方机械的选择,通常应根据工程特点和技术条件提出几种可行 方案,然后进行技术经济分析比较,选择效率高、综合费用低的 机械进行施工,一般选用土方施工单价最小的机械。在大型建设 项目中,土方工程量很大,而当时现有的施工机械的类型及数量 常常有一定的限制,此时必须将现有机械进行统筹分配,以使施 工费用最小。一般可以用线性规划的方法来确定土方施工机械的 最优分配方案。 2:前面叙述了主要的挖土机械的性能和适用范围,现综合介绍选 择土方施工机械的要点如下: 1)当地形起伏不大、坡度在20°以内、挖填平整土方的面积较 大、土的含水量适当、平均运距短(一般在1km以内)时,采用铲 运机较为合适;如果土质坚硬或冬季冻土层厚度超过100~ 150mm时,必须由其他机械辅助翻松再铲运。当一般土的含水 量大于25%或粘土含水量超过30%时,铲运机要陷车,必须将水 疏干后再施工。

2)地形起伏大的山区丘陵地带,一般挖土高度在3m以上,运输 距离超过1000m,工程量较大且集中,一般可采用正(反)铲挖掘 机配合自卸汽车进行施工,并在弃土区配备推土机平整场地。当 挖土层厚度在5~6m以上时,可在挖土段的较低处设置倒土漏斗, 用推土机将土推入漏斗中,并用自卸汽车在漏斗下装土并运走。 漏斗上口尺寸为3.5m左右,由钢框架支承,底部预先挖平以便装 车,漏斗左右及后侧土壁应加以支护。也可以用挖掘机或推土机 开挖土方并将土方集中堆放,再用装载机把土装到自卸汽车上运 走。 3: 开挖基坑时,如土的含水量较小,可结合运距、挖掘深度, 分别选用推土机、铲运机或正铲(或反铲)挖掘机配以自卸汽车进 行施工。当基坑深度在1~2m、基坑不太长时,可采用推土机; 长度较大、深度在2m以内的线状基坑,可用铲运机;当基坑较 大、工程量集中时,可选用正铲挖掘机。如地下水位较高,又不 采用降水措施,或土质松软,可能造成机械陷车时,则采用反铲、 拉铲或抓铲挖掘机配以自卸汽车施工较为合适。移挖作填以及基 坑和管沟的回填,运距在60~100m以内时可用推土机。

五:土方机械与运土车辆的配合 1:当挖掘机挖出的土方需用运土车辆运走时,挖 掘机的生产率不仅取决于本身的技术性能,而且 还决定于所选的运输机具是否与之协调。由于施 工现场工作面限制、机械台班费用等原因,一般 应以挖土机械为主导机械,运输车辆应根据挖土 机械性能配套选用。 2:为了使主导机械挖掘机充分发挥生产能力,应 使运土车辆的载重量与挖掘机的斗容量保持一定 的倍数关系,需有足够数量的车辆以保证挖掘机 连续工作。从挖掘机方面考虑,汽车的载重量越 大越好,可以减少等车待装时间,运土量大;从 汽车方面考虑,载重量小,台班费便宜,然而数 量增加;载重量大,台班费贵,但车辆数量小。 一般情况下载重量宜为每斗土重的3~5倍。

第五节

人工降低地下水位

土方开挖的过程中,当基坑的底面标高低于地下水位时,由于土 的含水层被切断,地下水会不断渗入坑内。雨季施工时,地面水 也会流入坑内。所以必须采取措施做好降水和排水工作,降低坑 内的水位。 降低地下水位的方法有:集水坑降水法,井点降水法。 一:集水坑降水法 1:集水坑降水法是在基坑开挖过程中,在坑底设置集水坑,并在坑 底的周围或中央开挖排水沟,使水流入集水坑,然后利用水泵抽 水。 2:集水坑的设置 3:水泵的选用 4:流砂及其防治

二:井点降水 1:将点降水是在基坑开挖前。与先在基坑周围埋设一定的滤水管, 利用抽水设备从中抽水,使地下水位降到坑底以下,在基坑开挖 过程中仍不断抽水,施瓦的土始终保持干燥状态,从根本上防洪 治流砂发生。 2:方法 轻型井点 喷射井点 管井井点 深井井点 电渗井点

第二章

桩基础工程

1:桩基础是用承台或梁将沉入土中的桩联系起来,以承受上部结 构的一种常用的基础形式。当天然地基土质不良,不能满足建筑 物对地基变形和强度方面的要求时,常常采用桩基础将上部建筑 物的荷载传递到深处承载力较大的土(岩)层上,以保证建筑物的 稳定和减少其沉降量。同时,当软弱土层较厚时,采用桩基础施 工,可省去大量的土方开挖、支撑、排(降)水设施,一般均能获 得良好的经济效果。因此,桩基础在建筑工程中应用广泛。 2:按桩的传力和作用性质,桩可分为端承桩和摩擦桩两种。 1):端承桩是穿过上部软弱土层而达到下部持力层(岩石、砾石 层、砂层或坚硬土层)上的桩,上部结构荷载主要是由桩尖阻力 来平衡。 2):摩擦桩是把建筑物的荷载传布在桩四周土中及桩尖下土中的 桩,其大部分荷载靠桩四周表面与土的摩擦力来支承。

(a)端承桩

(b)摩擦桩

桩的分类
1-桩;2-承台;3-上部结构;4-软弱土层;5-下卧硬土层 3:按桩身的材料来分有木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、预应 力钢筋混凝土桩和钢桩等。

4:按桩的截面形状分为:实心桩和空腹桩。 5:按桩的施工方式可分为预制桩和灌注桩两大类。 1):预制桩是在工厂或施工现场制成的各种材料和形式的桩,然 后用沉桩设备将桩沉入(打、压、振)土中。钢筋混凝土预制桩(含 预应力钢筋混凝土桩)施工速度快,适用于穿透中间层较软弱或 夹有不厚的砂层、持力层埋置深度及变化不大、地下水位高、对 噪声及挤土影响无严格限制的地区; 2):灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔,然后在孔 内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。灌注桩适用于严格限制噪声、 振动、挤土影响、持力层起伏较大的地区。

第一节

预制桩施工

一:刚劲混凝土预制桩 1:钢筋混凝土预制桩(简称预制桩)是运用比较多的一种桩型, 具有制作方便、质量可靠、材料强度高、耐腐蚀性强、承载力 高、价格低等特点,但桩在施工时,对土的挤密压紧作用较严 重,穿过厚沙层或硬土层较困难,桩截面有限且截桩困难。 2:预制桩常用的截面形式有混凝土方形实心截面、圆柱体空心 截面以及预应力混凝土管形截面。预制混凝土实心桩大多做成 方形截面,边长通常为250~500mm。单根桩的最大长度根据 打桩架的高度而定,一般在27m以内。如需打30m以上的桩, 或者受运输条件所限,则将桩分为几段,在打桩过程中逐段接 长。较短的桩多在预制厂生产,较长的桩一般在现场附近或打 桩现场就地预制。

钢筋混凝土方桩 1-主筋;2-钢箍;3-钢筋网
3:桩的预制 预制桩在制作时,桩内应设纵向钢筋或预应力筋 (或丝)和横 向钢筋(或箍),以便承受桩在运输、起吊和下沉时产生的弯曲 应力和冲击力。

预制时应保证钢筋位置正确,纵向主筋长度不够时,应采用对焊。 同一钢筋的两个接头距离应大于30倍主筋直径,但不小于 500mm,主筋接头在同一截面内的数量不应超过50%。 桩身混凝土强度不应小于C30,混凝土的粗骨料应用粒径为5~ 40mm碎石或碎卵石,桩混凝土应用搅拌机拌制、机械振捣,由 桩顶向桩尖连续浇筑,一次完成。养护时间不得少于7d。 现场预制桩多采用叠浇法间隔制作,预制场地应平整、坚实,不 得产生不均匀沉降。桩与桩之间应涂刷隔离剂,以保证桩起吊时 不互相粘结。桩的叠浇层数,应根据地面允许荷载和施工条件确 定,但不宜超过四层。上层桩或邻桩的浇筑,须在下层桩或邻桩 的混凝土达到设计强度等级的30%后方可进行。 预制桩的质量,除要满足规范的允许偏差外,还应符合以下条件: 桩的表面应平整、密实,掉角的深度不应超过10mm,局部蜂窝 和掉角的缺损总面积不得超过该桩全部表面积的0.5%,且不得 过分集中;混凝土的收缩裂缝,其深度不得大于20mm,宽度不 得大于0.25mm,横向裂缝长度不得超过边长的一半;桩顶和桩 尖处不允许有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。 4:桩的起吊 预制桩达到设计强度等级的70%后方可起吊,达到设计强度的 100%后才可以运输和沉桩。

?

如要提前起吊和沉桩,必须采取必要的措施并经验算合格后方可 进行。起吊时应用吊索按设计规定的吊点位置进行吊运。如无吊 环且设计又未作规定时,吊点的位置应满足起吊弯矩最小的原则, 如图所示。钢丝绳与桩之间应加衬垫,以免损坏棱角。起吊时应 平稳提升,避免摇晃、撞击和振动。

(a)一个吊点;(b)二个吊点;(c)三个吊点;(d)四个吊点 吊点的合理位置

5:桩的运输 打桩前,需将桩从预制厂(场)运至施工现场堆放或直接运至桩架 前。一般情况下,应根据打桩顺序和速度随打随运,可以避免二 次搬运。运到施工现场的桩或在施工现场预制的桩,应有质量合 格证,并按规定进行检查编号。如要长距离运输,可采用平板拖 车、轻轨平台运输车等。长桩搬运时,桩下要设置活动支座。经 过搬运的桩,还应进行质量复查。

用平台车运桩 1-铁轨;2-平台车;3-桩

6:桩的堆放 桩堆放时,场地必须平整、坚实,桩按规格、桩号分类分层叠置, 堆放层数不宜超过四层,支承点应设在吊点处,各垫木应在同一 垂直线上,最下层垫木适当加宽。 7:锤击法沉桩 1): 锤击法沉桩也称打桩,是利用桩锤下落到桩顶产生的冲击 能而使桩沉入土中。在沉桩施工前,必须做好地基勘测与环境调 查工作、编制预制桩沉桩的施工组织设计、清除施工现场障碍物、 施工现场的场地平整以及施工现场的定位放线等准备工作。 2): 打桩设备主要有桩锤、桩架以及动力装置三部分。 (1)桩锤。 桩锤是对桩施加冲击力,把桩沉入土中的主要机具。桩锤 有落锤、汽锤(单动和双动)、柴油锤、液压锤和振动锤等。 a:落锤:为一铸铁块,质量一般为1~2t,用卷扬机提起桩锤, 用脱钩装置或松开卷扬机刹车使其自由下落到桩顶上,利用锤重 下降冲击桩顶,使桩沉入土中,如图所示。落锤构造简单,使用 方便,冲击力大,能随意调整落距。但打桩速度慢,每分钟6~ 12次,效率低。落锤主要适用于打设木桩以及细长的混凝土桩, 在一般土层及含砾石的土层均可使用。

落锤

单动汽锤

双动汽锤

柴油锤

1-进汽孔;2-排汽孔;3-活塞;4-汽孔 5-燃油泵;6-桩帽;7-桩

b:汽锤:利用蒸汽或压缩空气的动力进行锤击。根据其工作情况 又分为单动汽锤和双动汽锤。 单动汽锤的冲击体在上升时消耗动力,下降时靠自重,这种锤冲 击力大,结构简单,落距小,对设备和桩头的损伤较小,适用于 打设各种类型的桩,常用锤质量为1.5~10t,每分钟锤击次数为 25~30次。 双动汽锤的冲击体升降均由动力推动,其冲击频率高,每分钟为 100~200次,冲击力大,但设备笨重,移动较为困难,适用于 打设各种桩,特别适用于打斜桩和拔桩,也可用于水下打桩,其 锤质量为0.6~6t。 C:柴油锤:利用汽缸内的燃油爆炸时的能量推动冲击部分(活塞等) 向上运动,丧失速度后具有势能的冲击部分回落击桩。柴油锤需 有桩架、动力等设备,但不需外界能源,机架轻、移动方便、打 桩速度快,适用于打设钢板桩以及在软弱地基上打设混凝土桩, 但不适用于在松软土或硬土中打桩。

桩锤适用范围
桩锤 种类
落 锤 单 动 汽 锤 双 动 汽 锤 柴 油 锤 振 动 桩 锤

适用范围
1.宜打各种桩; 2.土、含砾石的土和一般土层 均可使用。 适于打各种桩。

优缺点
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。 构造简单、落距短,对设备和桩头 不易损坏,打桩速度及冲击力较落 锤大,效率较高。 冲击次数多、冲击力大、工作效率 高,可不用桩架打桩,但需锅炉或 空压机,设备笨重,移动较困难。 附有桩架、动力等设备,机架轻、 移动便利、打桩快、燃料消耗少, 有重量轻和不需要外部能源等优点。 沉桩速度快,适应性大,施工操作 简易安全,能打各种桩并帮助卷扬 机拔桩。

附注

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。 利用蒸汽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。 利用蒸汽或压缩空气的压力将锤 头上举及下冲,增加夯击能量。

1.宜打各种桩,便于打斜桩; 2.用压缩空气时可在水下打桩 ; 3.用于拔桩。 1.宜用于打木桩、钢板桩; 2.适于在过硬或过软的土中打 桩。 1.宜于打钢板桩、钢管桩、钢 筋混凝土和土桩; 2.用于砂土,塑性粘土及松软 砂粘土; 3.卵石夹砂及紧密粘土中效果 较差。

利用燃油爆炸,推动活塞,引起 锤头跳动。 利用偏心轮引起激振,通过 刚性连接的桩帽传到桩上。

实践证明:当桩锤重大于桩重的1.5~2倍,能取得较好的效果。 桩锤的类型选择应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件 来选择。桩锤类型选定后,还要确定桩锤的质量。 1)计算法选择锤质量。按桩锤的冲击能初选锤质量: E≥0.025P 式中 E——桩锤的一次冲击动能(kN· m); P——单桩设计荷载(kN)。 在按上式选择桩锤时,还应按所要打设桩的质量,用以下经验公式复核后决定:

式中 M——锤质量(t); C——桩质量(t),包括送桩、桩帽和桩垫质量; K——适用系数,落锤K≤2.0;单动汽锤K≤3.5;双动汽锤和柴油锤K≤5.0。 2)按施工经验选择锤质量。采用锤击沉桩时,为了防止桩受到过大的冲击能而产生过大 的应力,导致桩顶破碎,应采用重锤低击的原则选择锤质量,通常可以按表2-1进行 选用。 锤质量与桩质量比值表(锤重/桩重) 桩类别 锤类别 木 桩 钢筋混凝土桩 钢 管 桩 落 锤 2.00~4.00 0.35~1.50 1.00~2.00 单动汽锤 2.00~3.00 0.45~1.40 0.70~2.00 双动汽锤 1.50~2.50 0.60~ 1.80 1.50~2.50 柴 油 锤 2.50~3.50 1.00~1.50 2.00~2.50 注:①锤质量系指锤体 总质量; ②桩质量系指除桩质量外还应包括桩帽质量; ③桩长度一般不超过20m; ④土质较软时建议采用下限值,土质较坚硬时建议采用上限值。

(2)桩架。 桩架的主要作用是在沉桩过程中保持桩的正确位置和在打桩过程 中引导锤、桩的方向并保证桩锤按所要求的方向冲击桩体。常用 的桩架有滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架,见图。

桩架示意 1-柴油桩锤;2-立桩;3-回转平台; 4-撑杆;5-司机室;6-平衡重;7-底盘

桩架在选择时应考虑下列因素:桩的材料、材质和截面形状、 尺寸;是单节桩或多节桩,桩的连接形式与数量;施工场地条件、 作业环境和空间;选定的锤型、锤质量和尺寸;施工进度要求等。 桩架的高度H应满足: H≥h1+h2+h3+h4 式中 h1——桩长; h2——滑车组高度; h3——桩锤高度; h4——起锤所需的工作富余高度(1~2m)。 (3):打桩施工。 1)打桩顺序。 由于打桩对土体的挤密作用,使先打的桩因受水平推挤而造 成 偏移和变位,或被垂直挤拔造成浮桩,而后打入的桩因土体 挤密,难以达到设计标高或入土深度,或造成土体隆起和挤压, 截桩过大。因此,进行群桩打入施工时,为了保证打桩工程质量, 防止周围建筑物受土体挤压的影响,打桩前应根据桩的密集程度、 桩的规格、长短和桩架的移动方便等因素来正确选择打桩顺序。

当桩较稀疏时(桩中心距大于4倍桩边长或桩径),可采用上述两 种打桩顺序,也可采用由一侧向另一侧单一方向施打的方式(即 逐排打设),或由两侧同时向中间施打,如图 (a)、(b)所示。在 采用逐排打设时,桩架单方向移动,打桩效率高。但打桩前进方 向一侧不宜有防侧移、防振动的建筑物、构筑物、地下管线等, 以防止受土体挤压破坏。

(a) 逐排打设

(b) 从两侧向中间打设

(c)自中部向四周打设

(d)由中间向两侧打设

当桩较密集时(桩中心距小于或等于4倍桩边长或桩径),应由中 间向两侧对称施打或由中间向四周施打,如图(c)、(d)所示。这 样,打桩时土体由中间向两侧或四周均匀挤压,易于保证施工质 量。当桩数较多时,也可采用分区段施打。 当桩规格、埋深、长度不同时,宜按先大后小、先深后浅、先长 后短的方式进行施打。在实际施工过程中,不仅要考虑打桩顺序, 还要考虑桩架的移动是否方便。如果自然地面标高接近桩顶的设 计标高,而持力层的标高不尽相同,预制桩不可能根据持力层标 高的不同而设计各种尺寸和长度的桩,这样,打桩完毕后,其桩 顶会高于地面,当桩顶高于桩架底面高度时,桩架不能向前移动 到下一个桩位继续打桩,只能后退打桩,这就是所谓的“退打”, 此时,桩不能预先布置在场内,只能采用随打随运。在打桩后, 桩顶标高低于桩架底面高度,桩架可以向前移动来打桩,称为 “顶打”,此时,只要场地允许,预制桩可以预先布置在场地内 以便施工,同时可避免桩的二次搬运。 2)吊桩就位。 按既定的打桩顺序,先将桩架移动至设计所定的桩位处并用缆风 绳等稳定,然后将桩运至桩架下,用桩架上的滑轮组,由卷扬机 将桩提升为直立状态。对准桩位中心,缓缓放下插入土中。桩插 入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩就位后,在桩顶安上桩帽, 然后放下桩锤轻轻压住桩帽。桩锤、桩帽和桩身

中心线应在同一垂直线上。在桩的自重和锤重的压力下,桩便会沉入一定深度, 等桩下沉达到稳定状态后,再一次检查其平面位置和垂直度,校正符合要求 后,即可进行打桩。为了防止击碎桩顶,应在混凝土桩的桩顶和桩帽之间、 桩锤与桩帽之间放上硬木、麻袋等弹性衬垫作缓冲层。 3)打桩。 (1):打桩开始时,应先采用小落距(0.5~0.8m)轻击桩顶,使桩正常沉入土中 1~2m后,检查桩身垂直度以及桩尖偏移,当符合要求后,再逐渐增大至规定 落距,直至将桩沉到设计要求的深度。 (2):打桩的方法有重锤低击和轻锤高击两种。轻锤高击所获得的动量小,冲击 力大,其回弹也大,桩头易损坏,在实际工程中一般不用;重锤低击获得的 动量大,桩锤对桩顶的冲击小,其回弹也小,桩头不易损坏,大部分能量都 用以克服桩周边土壤的摩阻力而使桩下沉。正因为桩锤落距小,频率高,对 于较密实的土层,如砂土或粘土也能容易穿过,一般在工程中采用重锤低击, 其落距为:落锤小于1.0m,单动汽锤小于0.6m,柴油锤小于1.5m。 4)接桩。 (1)方法: 当设计的桩较长,但由于打桩机高度有限或预制、运输等因素,只 能采用分段预制、分段打入的方法,需在打桩现场的打入过程中将桩接长。 接长预制钢筋混凝土桩的方法有焊接法、法兰盘连接法和浆锚法三种。

a: 焊接法接头有角钢绑焊接头〔图(a)〕和钢板对焊接头〔图 (b)〕,其连接强度容易保证,接头承载力大,能适用于各种土 层,但焊接时间长,沉桩效率低。接桩时,必须在上下节桩对准 并垂直无误后,用点焊将拼接角钢连接固定,再次检查位置正确 后,才进行焊接。预埋铁件表面应保持清洁,上下节桩之间的间 隙应用铁片填实焊牢;采用对角对称施焊以减少节点不均匀焊接 变形,焊缝要连续饱满。

(a)角钢绑焊接头 (b)钢板对焊接头 (c)法兰盘接头 钢筋混凝土预制桩接头

(d)浆锚法接头

b: 法兰盘接头主要是在两节桩分别预埋法兰盘,用螺栓连接〔图 (c)〕。上下节桩之间宜用石棉或纸板衬垫,螺栓拧紧后应锤击数 次,再拧紧一次,使上下两节桩端部紧密结合,并将螺帽焊牢, 这种方法操作时间短,接桩沉桩效率高,但耗钢量大。 c: 浆锚法〔图(d)〕常用硫磺胶泥锚固接头。上节桩下端伸出4根 锚筋,长度为锚筋直径的15倍,布置在桩的四角,锚筋直径在锤 击沉桩时为22~25mm,静力压桩时为16~18mm;下节桩顶部 预留锚筋孔,锚筋孔呈螺纹状,孔径为锚筋直径的2.5倍,一般 内径为50mm,孔深应比锚筋长50mm,锚筋和锚筋孔的间隙填 满硫磺胶泥。接桩时,首先对下节桩的锚筋孔进行清洗,除去孔 内杂物、油污和积水;吊运上节桩对准下节桩,使4根锚筋插入 锚筋孔,下落上节桩身,使其结合紧密;然后将桩上提约20mm, 安设施工夹箍(由4块木板,内侧用人造革包裹40mm厚的树脂海 绵块而成),将熔化的硫磺胶泥(温度控制在145℃左右)注满锚筋 孔和接头平面上(灌注时间不得超过2min),然后将上节桩下落。 当硫磺胶泥冷却并拆除施工夹箍后,即可继续沉桩施工。浆锚法 接桩可节约钢材,操作简便,接桩时间比焊接法大为缩短,但不 宜用于坚硬土层中。硫磺胶泥冷却时间的要求见表。

硫磺胶泥冷却时间的要求
不同气候下的停歇时间(min)

项次

桩断面

0~10℃

11~20℃

21~30℃

31~40℃

41~50℃

打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 400mm? 400m m 450mm? 450m m 500mm? 500m m

1

6

4

8

5

10

7

13

9

17

12

2

10

6

12

7

14

9

17

11

21

14

3

13



15



18



21



24



(4)质量要求 沉桩的质量主要是看能否满足贯入度或设计标高的要求以及 打入后桩的偏差是否在规定的范围内。质量控制的原则是: 1)桩尖位于坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的沙土或 风化岩等持力层时,以贯入度控制为主,以桩尖进入持力层的深 度或桩尖标高作为参考; 2)贯入度已达到要求而桩尖标高未达到要求时,应继续锤击三阵, 其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值; 3)桩尖位于其他软土层时,以桩尖设计标高为主,贯入度作为参 考; 4)打桩时,如控制指标已符合要求,而其他指标与要求相差较大 时,应会同有关单位研究处理; 5)贯入度应通过试桩确定,或做打桩试验与有关单位确定。

二:静力压桩 1: 静力压桩是利用静压力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。静 力压桩机工作原理是在预制桩的压入过程中,以桩机重力(自重 和配重)作为作用力,克服压桩过程中桩身周围的摩擦力和桩尖 阻力,将桩压入土中。静力压桩适用于软土地区的桩基施工。 2:特点: 静力压桩法与锤击沉桩法相比,具有如下的特点: (1)锤击沉桩需要在桩顶产生很大的锤击应力,才能使桩身克服 各种摩阻力而沉入土中,因而在预制桩时,其混凝土的强度等级 不应低于C30,在使用过程中,混凝土强度等级不需要C30,有 部分材料不能充分发挥其作用。静力压桩,免去锤击应力,只需 要满足吊桩弯矩、压桩和使用期间的受力要求,因此,其截面尺 寸、混凝土强度等级及配筋量都可以减少,可节省钢材、混凝土 量和降低施工成本。 (2)使用静力压桩无噪音、无振动,对周围环境的干扰和影响较 小,特别适用于对噪音、振动有特殊要求的区域施工,如扩建工 程、市区内基础工程,精密仪器车间的扩建、改建工程。 (3)锤击沉桩时,桩顶要承受锤击应力,因此桩顶、桩身容易被 打碎,产生质量事故;当打桩顺序不合理时,土体会水平挤动, 其表面严重隆起,严重影响桩基质量。静力压桩,桩顶不会承受 锤击应力,可以避免桩顶破碎和桩身开裂,同时,压入桩所引起

的桩周围土体隆起和水平位移比沉桩小得多,因而对土体结构 的破坏程度和破坏范围要比锤击沉桩小,可以确保施工质量,提 高施工速度。 (4)由于静力压桩的摩阻力与桩的承载力有线性关系,因此,不 需要做试验试桩便可得出单桩承载力。 静力压桩施工中,一般是采用分段预制、分段压入、逐段接长 的方法,其操作程序见图。图中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别为 准备压第一段桩、接第二段桩、接第三段桩、整根桩压平入地面、

采用送桩压桩到设计标高。
1-第一段桩 2-第二段桩 2-第二段桩 3-第三段桩 4-送桩 5-接桩结点

(a)

(b)

(c) (d) (e) 压桩程序示意图

三:水冲沉桩 1:水冲沉桩是在桩旁插入一根与之平行的射水管,利用高压水 流冲刷桩尖下的土体,以减少桩表面与土体间的摩阻力和桩尖下 端土的阻力,使桩在自重或锤击作用下沉入土中。水冲法适用于 砂土、砾石或其他较坚硬土层,特别适于沉入较重的钢筋混凝土 方桩。但在附近有建筑物或构筑物时,由于水的冲刷将会引起它 们的沉陷,在未采取有效措施前不得采用此法。施工中常用水冲 法与锤击或振动法联合使用。 2:水冲沉桩的设备除桩架、桩锤外,还需要高压水泵和射水管。 施工时,应使射水管的末端处于桩尖下0.3~0.4m处,射水管射 出的压力为0.4MPa,当桩沉到接近设计标高(至少1.0m)时,应停 止射水,并将射水管拔出,并用锤击或振动将桩沉至设计标高, 否则,桩尖土质被压力水冲松后,会影响桩的承载力。 水冲沉桩 1-桩锤;2-桩帽;3-桩 4-卡具;5-射水管;6-高压软管 7-轨道

第三章

砌筑工程

砌筑工程是指普通粘土砖、硅酸盐类砖、石块和各种砌块的施工。 砖石建筑历史悠久,当前在建筑工程中仍占有相当的比重。这种 结构虽然取材方便,施工简单,成本低廉,但它的施工仍以手工 操作为主,劳动强度大、生产率低,而且烧制粘土砖占用大量农 田,因而采用新型砌体材料、改善砌体施工工艺是砖筑工程改革 的重点。

第一节

砌筑材料

一:砌筑用砖 1:分类: 1):砖砌体用砖,从使用原料的不同可分为普通粘土砖、粉煤 灰砖、炉渣砖等; 2):从构造形式的不同又可分为实心砖、空心砖等。 2:要求: 砖的品种、强度等级应符合要求,规格一致,无翘曲、断裂现象。 用于清水墙、柱表面的砖,应边角整齐,色泽均匀。有冻胀环 境和条件的地区,地面以下或防潮层以下的砌体,不宜采用多孔 砖。 (1)普通粘土砖。普通粘土砖的规格为 240mm?115mm?53mm。 烧结普通粘土砖按力学性能分为MU7.5、MU10、MU15和MU20 四个强度等级。普通粘土砖根据强度等级、耐久性和外观质量分 为特等品、一等品和二等品。

(2)烧结粘土空心砖。烧结粘土空心砖的长度有190、240、 290mm;宽度有140、180、190mm;高度有90、115、190mm。 粘土空心砖按力学性能分为MU5、MU3和MU2三个强度等级。 粘土空心砖根据密度分为800、900、1100三个密度等级。 粘土空心砖根据孔洞及其排数、尺寸偏差、外观质量分为优等品、 一等品和合格品。 (3)粉煤灰砖。粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺和适 量石膏和骨料,压制而成的实心砖。 粉煤灰砖的规格为240mm?115mm?53mm。 粉煤灰砖按其力学性能分为MU20、MU15、MU10和MU7.5四个 强度等级。 (4)小型砌块。砌块按形状分有实心砌块和空心砌块两种。按制 作材料分为混凝土砌块、加气混凝土砌块、粉煤灰砌块、轻骨料 砌块等。

二:砌筑砂浆 1:分类: 砌筑砂浆按材料组成不同分为水泥砂浆(水泥、砂、水)、混合砂 浆(水泥、砂、石灰膏、水)、石灰砂浆(石灰膏、砂、水)、石灰 粘土砂浆(石灰膏、粘土、砂、水)、粘土砂浆(粘土、水)、微沫 砂浆(水泥、砂、石灰膏、微沫剂)等。 1):水泥砂浆可用于潮湿环境中的砌体,其他砂浆宜用于干燥 环 境中的砌体。 2): 砌筑砂浆所用水泥应保持干燥,出厂日期超过3个月(快硬硅 酸盐水泥超过1个月)时应经试验鉴定后方可使用。不同品种的水 泥,不得混合使用。砂宜用中砂,并应过筛,不得含有草根等杂 物。 3):生石灰熟化成石灰膏时,应用孔洞不大于3mm?3mm滤网过 滤,熟化时间不得少于7d。严禁使用脱水硬化的石灰膏。 4):砂浆的配料应准确。水泥、微沫剂的配料精确度应控制在±2 %以内;其他材料的配料的精确度应控制在±5%以内。 在水泥砂浆和混合砂浆中掺用微沫剂时,其用量应通过试验确定, 一般为泥用量的0.5/10000~1/10000。微沫剂宜用不低于70℃的 水稀释至5%~10%的浓度。 5):砂浆应用机械搅拌,且应搅拌均匀,拌合时间(自投料完算起) 应符合下列规定:

(1)水泥砂浆和水泥混合砂浆不得少于2min; (2)水泥粉煤灰砂浆和掺用外加剂的砂浆不得少于 3min; (3)掺用有机塑化剂的砂浆,应为3~5min。 6):砂浆应随拌随用,水泥砂浆和水泥混合砂浆应分别在 3h和4h内使用完毕;当施工期间最高气温超过30℃时, 应分别在拌成后2h和3h内使用完毕。对掺用缓凝剂的砂 浆,其使用时间可根据具体情况延长。砂浆经运输、储 放后如有泌水现象,就应砌筑前再次拌和。 7):砂浆的强度等级是以体积为 7.07cm?7.07cm?7.07cm的试块,在标准养护(温度 20±3℃及正常湿度条件下的室内不通风处)条件下养护 28d的试块平均抗压强度为准。砂浆强度等级分为M15、 M10、M7.5、M5、M2.5、M1和M0.4七个等级。各强度 等级相应的抗压强度值应符合表5-1的规定。

砌筑砂浆强度等级 表5-1 龄期28d抗压强度(MPa) 强 度 等 级 M15 M1O 每组平均值不小于 15 10

最小一组平均值不小 于
11.25 7.5

M7.5
M5 M2.5 M1 MO.4

7.5
5 2.5 1 0.4

5.63
3.75 1.88 0.75 0.3

砂浆试块应在搅拌机出料口随机取样、制作。一组试样应在同一 盘砂浆中取样,同盘砂浆只能制作一组试样。一组试样取6块。 砂浆的抽样频率应符合下列规定: (1)每一工作班每台搅拌机取样不得少于一组。 (2)每一楼层的每一分项工程取样不得少于一组。 (3)每一幢楼或250m3砌体中同强度等级和品种的砂浆取样不 得少于3组。基础砌体可按一个楼层计。 同品种、同标号砂浆各组试块的强度平均值应大于或等于设计标 号,任意一组试块的强度应大于或等于设计标号的75%。

第二节

砖墙砌体施工

在基础完成后,即可进行砖墙砌筑。砌筑砖墙前应用水泥砂浆对 基础顶面进行找平,并校核基础顶面的标高和轴线。砌筑用砖使 用前1~2d应浇水湿润,这样能避免过多吸收砂浆中的水分而影 响粘结力,并能除去砖表面的粉尘,但浇水过多则会产生跑浆现 象,使砌体走样或滑动。烧结普通砖、多孔砖含水率宜为10%~ 15%;灰砂砖、粉煤灰砖含水率宜为5%~8%。一般要求砖润湿 到半干湿(水浸入的深度不小于15mm)较为适宜。同时不得在脚 手架上浇水,如砌筑时砖块干燥操作困难,可用喷壶适当补充水 分。

1:砖砌体的组砌形式。 用普通粘土砖砌筑的砖墙,按其墙面组砌形式不同,有一顺一 丁、三顺一丁、梅花丁等。 1)一顺一丁。由一皮顺砖、一皮丁砖间隔相砌而成,上下皮之 竖向灰缝都错开1/4砖长,是一种常用的组砌方式,其特点是 一皮顺砖(砖的长边与墙身长度方向平行的砖),一皮丁砖(砖的 长面与墙身长度方向垂直的砖)间隔相砌,每隔一皮砖,丁顺相 同,竖缝错开。这种砌法整体性好,多用于一砖墙

一顺一丁

三顺一丁

梅花丁

二平一侧

2)三顺一丁。这是最常见的组砌形式,由三皮顺砖、一皮丁砖组 砌而成,上下皮顺砖搭接半砖长,丁砖与顺砖搭接1/4砖长,因 三皮顺砖内部纵向有通缝,故整体性较差,且墙面也不易控制平 直。但这种组砌方法因顺砖较多,砌筑速度快。 3)梅花丁。这种砌法又称沙包式,是每皮中顺砖与丁砖间隔相砌, 上下皮砖的竖缝相互错开1/4砖长。这种砌法内外竖缝每皮都能 错开,整体性较好,灰缝整齐,比较美观,但砌筑效率较低,多 用于清水墙面。 4)二平一侧。二平一侧又称18墙,其组砌特点为,平砌层上下皮 间错缝半砖,平砌层与侧砌层之间错缝1/4砖。此种砌法比较费 工,效率低,但节省砖块,可以作为层数较小的建筑物的承重墙。 5)全顺法。此法仅用于砌半砖厚墙。 6)全丁法。此种砌法主要用于砌筑砖烟囱、砖水塔。

全顺砌法 2:砖墙的砌筑工艺 砖墙的砌筑工艺一般为:抄平→放(弹)线→立皮数杆→ 摆砖样(排脚、铺底)→盘角(砌头角)→挂线→砌筑→勾 缝→楼层轴线标高引测及检查等。 1)抄平、放线。为了保证建筑物平面尺寸和各层标高的 正确,砌筑前,必须准确地定出各层楼面的标高和墙柱 的轴线位置,以作为砌筑时的控制依据。

放线示意 轴线放出并经复查无误后,再将轴线引测到外墙面上,画上特定的

符号,以作为引测到楼层轴线时的依据。还应在建筑物四角外墙面 上引测±0.000标高,画上符号并注明,作为楼层标高引测时的 依据。轴线和标高引测到墙面上以后,龙门桩、龙门板就可以拆除

②楼层放线。为了保证各楼层墙身轴线的重合,并与基础定位轴 线一致,可利用经纬仪或铅垂球,把底层的控制轴线引测到各层 的楼板边缘或墙上。轴线的引测是楼层放线的关键,故引测后, 一定要用钢尺丈量各线间距,经校核无误后,再弹出各分间的轴 线和墙边线,并按设计要求定出门窗洞口的平面位置。 ③楼层标高的传递及控制。房屋建筑施工中,由下层向上层传递 标高,可以用皮数杆传递,也可以用钢尺沿某一墙角的标高标志 起向上直接丈量。每层楼的墙体砌到一定高度(一般为1.5m)后, 在各内墙面分别进行抄平,并在墙面上弹出离楼地面500mm的 水平线,这条标高线可作为该层地面和室内装修施工时掌握标高 的依据。 2)摆砖样。按选定的组砌方式,在墙基顶面用砖块试摆,以便对 灰缝进行调整,使灰缝均匀,减少砍砖。摆砖样是指在基础墙顶 面上,按墙身长度和组砌方式先用砖块试摆,核对所弹的门洞位 置线及窗口、附墙垛的墨线是否符合所选用砖型的模数,对灰缝 进行调整,以使每层砖的砖块排列和灰缝均匀,并尽可能减少砍 砖,在砌清水墙时尤其重要。摆砖样的工作相当重要,应由有经 验的师傅进行。 3)立皮数杆。皮数杆是一种方木标志杆。立皮数杆的目的是用于 控制每皮砖砌筑时的竖向尺寸,并使铺灰、砌砖的厚度均匀,保 证砖缝水平。

皮数杆上除划有每皮砖和灰缝的厚度外(一般每1m画16块),还 画出了门窗洞、过梁、楼板等的位置和标高,用于控制墙体各部 位构件的标高。 皮数杆长度应有一层楼高(不小于2m),一般立于墙的转角处, 内外墙交接处,每隔10~15m立一根。采用外脚手架时,皮数杆 一般立在墙内侧;采用里脚手时,皮数杆应立在墙外侧。立皮数 杆时,应使皮数杆上的±0.000线与房屋的标高起点线相吻合。 4)盘角(砌头角)、挂线。皮数杆立好后,即可根据皮数杆拉线砌筑, 但通常是先按皮数杆砌墙角(盘角),然后将准线挂在墙角上,拉 线砌中间墙身。每砌一皮砖,线绳向上移动一次。一般三七厚以 下的墙身砌筑单面挂线即可,更厚的墙身砌筑则应双面挂线。墙 角是确定墙身的主要依据,其砌筑的好坏,对整个建筑物的砌筑 质量有很大影响。 5)墙体砌筑、勾缝。砖砌体的砌筑方法有“三一砌法”、挤浆法、 刮浆法和满口灰法等。一般采用一块砖、一铲灰、一挤揉的“三 一砌法”。其优点是灰缝容易饱满、粘结力好、墙面整洁。

砌筑时水平灰缝的厚度一般为8~12mm,竖缝宽一般为10mm。 为了保证砌筑质量,墙体在砌筑过程中应随时检查垂直度,一般 要求做到三皮一吊线,五皮一靠尺。 为减少灰缝变形引起砌体沉降,一般每日砌筑高度不宜超过1.8m。 当施工过程中可能遇到大风时,应遵守规范所允许自由高度的限 制。 砌砖工程当采用铺浆法砌筑时,铺浆长度不得超过750mm;施 工期间气温超过30℃时,铺浆长度不得超过500mm。 6)楼层轴线引测。为了保证各层墙身轴线的重合和施工方便,在 弹墙身线时,应根据龙门板上标注的轴线位置将轴线引测到房屋 的墙基上。二层以上各层墙的轴线,可用经纬仪或线锤引测到楼 层上去,同时还根据图上轴线尺寸用钢尺进行校核。各楼层外墙 窗口位置亦应用线锤校核,检查是否在同一铅直线上。 3:砖砌体的质量要求。 砖砌体总的质量要求是:横平竖直,砂浆饱满,错缝搭接,接槎 可靠。 1)横平竖直。砖砌体的抗压性能好,而抗剪性能差。为使砌体 均匀受压,不产生剪切水平推力,砌体灰缝应保证横平竖直,否 则,在竖向荷载作用下,沿砂浆与砖块结合面会产生剪应力。竖 向灰缝必须垂直对齐,对不齐而错位,称游丁走缝,影响墙体外 观质量。

2)砂浆饱满。为保证砖块均匀受力和使砌块紧密结合,要求水平 灰缝砂浆饱满,厚薄均匀,否则,砖块受力后易弯曲而断裂。水 平灰缝的砂浆饱满度不得小于80%;竖向灰缝不得出现透明缝、 瞎缝、和假缝。 3)上下错缝。为了提高砌体的整体性、稳定性和承载力,砌块排 列的原则应遵循内外搭砌、上下错缝的原则,避免出现连续的垂 直通缝。错缝搭接的长度一般不应小于60mm,同时还要考虑到 砌筑方便和少砍砖。 4)接槎可靠。接槎是指先砌砌体和后砌砌体之间的接合方式。接 槎方式合理与否,对砌体质量和建筑物的整体性有极大的影响, 特别在地震区将会影响到建筑物的抗震能力。砖墙转角处和交接 处应同时砌筑,严禁无可靠措施的内外墙分砌施工。对不能同时 砌筑而又必须留置的临时间断处,应砌成斜槎,斜槎水平投影长 度不应小于高度的2/3。非抗震设防及抗震设防烈度为6度、7度 地区的临时间断处,当不能留斜槎时,除转角处外,可留直槎, 但直槎必须做成凸槎。留直槎处应加设拉结钢筋,拉结钢筋的数 量为每120mm墙厚放置1φ6拉结钢筋(120mm厚墙放置2φ6拉结 钢筋),间距沿墙高不应超过500mm,埋入长度从留槎处算起每 边均不应小于500mm,对抗震设防烈度6度、7度地区,不应小 于1000mm;末端应有90°弯钩,如图所示。

(a)斜槎 接槎示意图 4:砖柱、砖拱、钢筋砖过梁 1)砖柱。 砖柱分独立柱与带壁柱(砖垛)两种

(b)直槎

独立砖柱组砌时,不得采用先砌四周后填心的包心方法

成排砖柱应拉通线砌筑。 砖柱上不得留脚手眼, 每日砌筑高度不宜超过1.8m。 带壁柱应与墙身同时砌筑,轴线应准确,成排带壁柱应在外边缘 拉通线砌筑。 2)砖拱。 ①砖平拱。砖平拱是用普通砖整砖侧砌而成。拱的高度有240、 300、365mm,拱的厚度等于墙厚。 砖平拱应用不低于MU7.5的砖与不低于M5的砂浆砌筑。砌筑时, 在拱脚下面应伸入墙内不小于20mm,并砌成斜面,斜面的斜度 为1/4~1/6。在拱底处支设模板,模板中部应有1%的起拱。在 模板上画出砖及灰缝的位置和宽度,侧砌砖的块数应为单数。砌 筑时应从两边向中间砌,每块砖应对准模板上的画线,正中一块 应挤紧。竖向灰缝应砌成上宽下窄的楔形缝。在拱底的灰缝宽度 不应小于5mm,拱顶灰缝宽度不小于15mm。
?

砖平拱又称平拱式过梁,一般用于门窗宽度不大于1.2m时。

(a)外观

砖平拱的砌法

(b)支模方法

②砖弧拱。砖弧拱的构造与砖平拱基本相同,只是外形呈弧形。 砖过梁底部的模板,应在灰缝砂浆强度不低于设计强度的50%时 方可拆除

3)钢筋砖过梁。钢筋砖过梁是用普通粘土砖和砂浆砌成,底部配 有钢筋的砌体,一般用于门窗宽度不大于1.5m的情况下。在过梁 的作用范围内(不少于6皮砖的高度或过梁宽度的1/4高度范围内), 砖的强度等级不低于MU7.5,砂浆的强度等级不低于M5。 钢筋的设置应符合设计及规范要求,其直径不小于6mm,每半 砖放一根。钢筋水平间距不大于120mm,钢筋两端应弯成直角 钩,伸入墙内的长度不小于240mm。

砌筑时,在过梁底部支设模板,模板中部应有1%的起拱。 在模板上铺设1:3水泥砂浆,厚度不小于30mm,然后,将钢筋埋 入砂浆中,钢筋弯钩要向上,两头伸入墙内的长度应一致,钢筋 弯钩应

(a)外形

b)支模方法

砌筑时,在过梁底部支设模板,模板中部应有1%的起拱。在模 板上铺设1:3水泥砂浆,厚度不小于30mm,然后,将钢筋埋入砂 浆中,钢筋弯钩要向上,两头伸入墙内的长度应一致,钢筋弯钩 应置于竖缝内。钢筋上的第一皮砖应丁砌,然后逐层向上砌砖, 在过梁范围内用一顺一丁砌法,与两侧砖墙同时砌筑。砂浆强度 达到50%以上时,方可拆模。 4):砖挑檐和窗台板的砌法。 (1) 砖挑檐有一皮一挑、二皮一挑和二皮与一皮间隔挑等,挑 层的下面一皮砖应为丁砖。挑出宽度每次不大于60mm,总的挑 出宽度应小于墙厚。砌筑时应靠挑檐外边每一挑层底角处拉线, 依线砌筑,以使挑头齐平。水平灰缝宜使挑檐外侧稍厚,内侧稍 薄。挑层中竖向灰缝必须饱满。

(a) 一皮一挑

(b) 二皮一挑

(c) 间隔挑

砖挑檐形式

(2) 砖砌窗台分不抹面的清水窗台和有抹面的混水窗台两种。 砌筑时先在距墙面60mm处拉通线,然后量出窗台宽度(两边应 伸入窗边墙半砖)。计算所需砖块和估计灰缝的大小。考虑到排 水的要求,在砌筑时应使窗台砖表面有一斜度,一般里面比外面 高出20mm。

窗台砌法

第三节

毛石砌体施工

一:砌筑用石 1:砌筑用石材应质地坚实,无风化剥落和裂纹。用于清水墙、柱 表面的石材,应色泽均匀。 1):毛石。 (1):毛石分为乱毛石和平毛石两种。 乱毛石是指形状不规则的石块;平毛石是指形状不规则,但有 两个平面大致平行的石块。 毛石的强度等级是以70mm边长立方体试块的抗压强度表示(取3 个试块的平均值)。毛石的强度等级分为MU100、MU80、MU60、 MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。 2)料石 料石按其加工面的平整度分为细料石、半细料石、粗料石和毛料 石。 细料石是指通过细加工,外形规则,叠砌面凹入深度不应大于 10mm,截面的宽度、高度不应小于200mm,且不小于长度的 1/4。

半细料石是指通过细加工,外形规则,叠砌面凹入深度不大于 15mm,截面的宽度、高度不小于200mm,且不小于长度的1/4。 粗料石是指通过细加工,外形规则,叠砌面凹入深度不大于 20mm,截面的宽度、高度不宜小于200mm,且长度不宜大于厚 度的4倍。 毛料石是指外形尺寸大致方正,一般不加工或仅稍加修整,截面 的宽度、高度不小于200mm,叠砌面凹入深度不大于25mm。 (2)石砌体一般用于两层以下的居住房屋及挡土墙等,一般采用 水泥砂浆或混合砂浆砌筑,砂浆稠度30~50mm,二层以上石墙 的砂浆标号不小于MU2.5。 二:砌筑工程施工 1:毛石基础施工。砌筑毛石基础所用的毛石应质地坚硬、无裂纹, 尺寸在200~400mm,质量约为20~30kg左右,强度等级一般为 MU20以上,采用M2.5或M5水泥砂浆砌筑,灰缝厚度一般为20~ 30mm,稠度为5~7cm,但不宜采用混合砂浆

1):砌筑毛石基础的第一皮石块应坐浆,选大石块并将大面向下, 然后分皮卧砌,上下错缝,内外搭砌; 2):每皮高度为300mm,搭接不小于80mm; 3):毛石基础扩大部分,如做成阶梯形,上级阶梯的石块应至少 压砌下级阶梯的1/2,每阶内至少砌两皮,扩大部分每边比墙宽 出100mm,二层以上应采用铺浆砌法; 4):毛石每日可砌高为1.2m,为增加整体性和稳定性,应大、中、 小毛石搭配使用,并按规定设置拉结石,拉结石长度应超过墙厚 的2/3,毛石砌到室内地坪以下5cm,应设置防潮层,一般用 1:2.5的水泥砂浆加适量防水剂铺设,厚度为2cm。 2:毛石墙。 1):毛石墙是用乱毛石或平毛石与水泥砂浆或混合砂浆砌筑而成。 毛石墙的转角可用平毛石或料石砌筑。毛石墙的厚度不应小于 350mm。 2):施工时根据轴线放出墙身里外两边线,挂线每皮(层)卧砌,每 层高度200~300mm。砌筑时应采用铺浆法,先铺灰后摆石。毛 石墙的第一皮、每一楼层最上一皮、转角处、交接处及门窗洞口 处用较大的平毛石砌筑,转角处最好应用加工过的方整石。毛石 墙砌筑时应先砌筑转角处和交接处,再砌中间墙身,石砌体的转 角处和交接处应同时砌筑。对不能同时砌筑而又必须留置的

临时间断处,应砌成斜搓。砌筑时石料大小搭配,大面朝下,外 面平齐,上下错缝,内外交错搭砌,逐块卧砌坐浆。灰缝厚度不 宜大于20mm,保证砂浆饱满,不得有干接现象。石块间较大的 空隙应先堵塞砂浆,后用碎石块嵌实。为增加砌体的整体性,石 墙面每0.7m2内,应设置一块拉结石,同皮的水平中距不得大于 2.0m,拉结长度为墙厚。 3):石墙砌体每日砌筑高度不应超过1.2m,但室外温度在20℃以 上时停歇4h后可继续砌筑。 4):石墙砌至楼板底时要用水泥砂浆找平。 5):门窗洞口可用粘土砖作砖砌平拱或放置钢筋混凝土过梁。

(a)砖石墙转角砌筑示意

(b)砖石墙交接砌筑示意

6):石墙与实心砖的组合墙中,石与砖应同时砌筑,并每隔4~6 皮砖用2~3皮砖与石砌体拉结砌合,石墙与砖墙相接的转角处和 交接处应同时砌筑。 7):砌筑料石砌体时,料石应放置平稳。砂浆铺设厚度略高于规 定灰缝厚度,其高出厚度:细料石、半细料石宜为3~5mm,粗 料石、毛料石宜为6~8mm。 3:毛石挡土墙。 1):毛石挡土墙是用平毛石或乱毛石与水泥砂浆砌成。毛石挡土 墙的砌筑要点与毛石基础基本相同。 2):石砌挡土墙除按石墙规定砌筑外还需满足下列要求: (1)毛石挡土墙的砌筑,要求毛石的中部厚度不宜小于20cm; 每砌3~4皮毛石为一个分层高度,每个分层高度应找平一次; (2)外露面的灰缝宽度不得大于40mm,上下皮毛石的竖向灰 缝应相互错开80mm以上; (3)应按照设计要求收坡或退台,并设置泄水孔。泄水孔当设 计无规定时,施工中应符合下列规定:①泄水孔应均匀布置,在 每米高度上间隔2m左右设置一个泄水孔;②泄水孔与土体间铺 设长宽各为300mm、厚200mm的卵石或碎石作疏水层。在砌筑 挡土墙时,还应按规定留设伸缩缝。料石挡土墙宜采用同皮内丁 顺相间的砌筑形式。当中间部分用毛石填砌时,丁砌料石伸入毛 石部分的长度不应小于200mm。如图所示。

毛石挡土墙立面图

第四节

砌块砌体施工

一:砌块代替粘土砖做墙体材料是墙体改革的一个重要途径。砌筑 砌块前,应绘制砌块排列图。排列和砌筑砌块时应注意: 1:尽量使用主规格砌块。 2:内外墙应同时砌筑,纵横墙交错搭砌。 3:中型砌块应错缝搭砌,搭砌长度不得小于砌块高的1/3,且不应 小于150mm。小型砌块应对孔错缝搭砌。

第五节

补充材料

一:砖砌体冬期施工 1:《砌体工程施工质量验收规范规范》GB50203-2002规定:当 室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时,砌体工程应采取冬期施 工措施。冬期施工期限以外,当日最低气温低于0℃时,也应采 取冬期施工措施。气温应根据当地气象资料确定。 2:冬期施工时,砖在砌筑前应清除表面污物、冰雪等。普通砖、多 孔砖和空心砖在气温>0℃条件下砌筑时,应浇水湿润。在气温 ≤0℃条件下砌筑时,可不浇水,但必须增大砂浆稠度。抗震设 防烈度为9度的建筑物,普通砖、多孔砖和空心砖无法浇水湿润 时,如无特殊措施,不得砌筑。砌筑时,不得使用无水泥配制的 砂浆,所用水泥宜采用普通硅酸盐水泥;石灰膏、粘土膏等不应 受冻;砂不得有大于1cm的冻结块;为防止砂浆受冻,拌合前, 水和砂可预先加热,但水温不得超过80℃,砂的温度不得超过 40℃,每日砌筑后,应在砌体表面覆盖保温材料。 3:砖石工程冬期施工常用方法有掺盐砂浆法和冻结法

1):掺盐砂浆法 (1):掺盐砂浆法是在砂浆中掺入一定数量的氯化钠(单盐)或氯化钠 加氯化钙(双盐),以降低冰点,使砂浆中的水分在低于0℃一定 范围内不冻结。 (2):这种方法施工简便、经济、可靠,是砖石工程冬期施工广泛采 用的方法。掺盐砂浆的掺盐量应符合表规定。 (3):当设计无要求,且最低气温≤-15℃时,砌筑承重砌体砂浆强 度等级应按常温施工提高1级。 2):冻结法 (1):冻结法是采用不掺外加剂的水泥砂浆或水泥混合砂浆砌筑砌体, 允许砂浆遭受冻结。砂浆解冻时,当气温回升至0℃以上后,砂 浆继续硬化,但此时的砂浆经过冻结、融化、再硬化以后,其强 度及与砖石的粘结力都有不同程度的下降,且砌体在解冻时变形 大,对于空斗墙、毛石墙、承受侧压力的砌体、在解冻期间可能 受到振动或动力荷载的砌体、在解冻期间不允许发生沉降的砌体 (如筒拱支座),不得采用冻结法。 (2):冻结法施工,当设计无要求且日最低气温>-25℃时,砌筑承 重砌体砂浆强度等级应较常温施工提高1级;当日最低气温≤- 25℃时,应提高2级。砂浆强度等级不得小于M2.5,重要结构砂 浆强度等级不得小于M5。 (3):为保证砌体在解冻时正常沉降,尚应符合下列规定:每日砌筑

高度及临时间断的高度差,均不很大于1.2m;门窗框的上部应留 出不小于5mm的缝隙;砌体水平灰缝厚度不宜大于10mm。留置 在砌体中的洞口和沟槽等,宜在解冻前填砌完毕;解冻前应清除 结构的临时荷载。 (4):在冻结法施工的解冻期间,应经常对砌体进行观测和检查,如 发现裂缝、不均匀下沉等情况,应立即采取加固措施。 二:砌筑工程质量通病及安全技术 1:砌筑工程常见的质量通病 砌筑工程施工中常见的质量通病及主要原因如下: (1)砂浆标号达不到设计要求。其主要原因是:配合比有误或计 量不准;砂浆搅拌不均匀;塑化材料掺量过多等。 (2)砂浆和易性不好、保水性差。其主要原因有:水泥用量过少, 砂子间摩擦力较大;砂子过细;砂浆中塑化材料(石灰膏)质量差, 不能起到很好地改善砂浆和易性的作用;拌好的砂浆存放时间过 久。 (3)灰缝砂浆不饱满。造成砖缝砂浆不饱满的主要原因:砂浆和 易性差;干砖上墙,砖过多吸收砂浆中的水分;用推尺铺灰法砌 筑,由于铺灰过长,砌筑跟不上,砂浆中的水分被砖吸收。 (4)墙体留置阴槎,接槎不严,拉结筋遗漏。

(5)清水墙面游丁走缝。出现的现象是清水墙面出现丁砖竖缝歪 斜、宽窄不匀,丁不压中。造成清水墙面游丁走缝的主要原因是: 砖的尺寸误差过大;灰缝厚度不一致。 (6)砌体内部的砌块与砂浆之间的粘结力不够,其主要原因有: 砂浆标号不够,干砖上墙及砌块表面有粉尘。 (7)砖的标号达不到设计要求。 (8)墙体垂直度达不到规范要求。 (9)毛石基础、毛石挡墙、砖柱采用“包心砌法”。 (10)墙上任意留置脚手眼。 (11)毛石挡墙泄水孔遗漏或堵塞。 2:砌筑工程安全施工技术 为了确保砌筑工程的施工安全,在施工中应注意以下问题: (1)在操作之前必须检查操作环境是否符合安全要求,道路是否 通畅,机具是否完好牢固,安全设施和防护用品是否齐全。 (2)砌基础时,应注意坑壁有无崩裂现象。堆放砖石材料应离坑 边1m以上。 (3)严禁站在墙顶上画线、刮缝、清扫墙面及检查等。 (4)砍砖时应面向内打,以免碎砖落下伤人

(5)在楼层(特别是预制板)上施工时,堆放机具、砖块 等物品不得超过使用荷载。如超过使用荷载时,必须经 过验算并采取有效加固措施后,方可进行堆放和施工。 (6)脚手架必须有足够的强度、刚度和稳定性。 (7)脚手架的操作面必须满铺脚手板,不得有探头板。 (8)脚手架堆料量不得超过规定荷载,堆砖高度不得超 过3皮侧砖,同一块操作板上的操作人员不得超过2人。 (9)用于垂直运输的吊笼、绳索等,必须满足负荷要求, 牢固无损。吊运时不得超载,并经常检查,发现问题及 时处理。 (10)井架、龙门架不得载人。 (11)进入现场必须戴好安全帽。 (12)必须有完善的安全防护措施,按规定设置安全网、 安全护栏。

第六节

砌筑用脚手架

脚手架是土木工程施工必备的重要设施,它是为保证高处作业 安全、顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道。 过去我国的脚手架主要利用竹、木材料。以后发展出现了钢管 扣件式脚手架、各种钢制工具式脚手架。20世纪80年代以后,随 着土木工程的发展,又开发出一系列新型脚手架,如升降式脚手 架等。

一:分类 1:按其搭设位置分为外脚手架和里脚手架两大类; 2:按其所用材料分为木脚手架、竹脚手架与金属脚手架; 3:按其构造形式分为多立杆式、框式、桥式、吊式、挂式、升降 式等; 4:按其搭设位置分为外脚手架、里脚手架; 1):外脚手架按搭设安装的方式有四种基本形式,即落地式脚手 架、悬挑式脚手架、吊挂式脚手架及升降式脚手架。 2):里脚手架如搭设高度不大时一般用小型工具式的脚手架,如 搭设高度较大时可用移动式里脚手架或满堂搭设的脚手架。 二:要求 对脚手架的基本要求是: 工作面满足工人操作、材料堆置和运输的需要;结构有足够的强度、 稳定性,变形满足要求;装拆简便,便于周转使用。 目前脚手架的发展趋势是采用高强度金属材料制作、具有多种功用 的组合式脚手架,可以适用不同情况作业的要求。

三:扣件式钢管脚手架 1:扣件式钢管脚手架由立杆、大横杆、小横杆、斜撑、脚手板等 组成。 2:它可用于外脚手架,也可作内部的满堂脚手架,是目前常用的 一种脚手架。 3:扣件式钢管脚手架的特点是:通用性强;搭设高度大;装卸方 便;坚固耐用。 4:基本构造 1):钢管杆件 钢管杆件一般采用外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管或无缝钢 管,也有外径50~51mm,壁厚3~4mm的焊接钢管或其他钢管。 用于立杆、大横杆、斜杆的钢管最大长度不宜超过6.5m,最大重 量不宜超过250N,以便适合人工搬运。用于小横杆的钢管长度 宜在1.5~2.5m,以适应脚手板的宽度。 2):扣件 扣件用可锻铸铁铸造或用钢板压制,其基本形式有三种: a:供两根成垂直相交钢管连接用的直角扣件 b:供两根成任意角度相交钢管连接用的回转扣件 c:供两根对接钢管连接用的对接扣件

在使用中,虽然回转扣件可连接任意角度的相交钢管,但对直角 相交的钢管应用直角扣件连接,而不应用回转扣件连接。 3):脚手板 脚手板一般可用厚2mm的钢板压制而成,长度2~4m,宽度 250mm,表面应有防滑措施。也可采用厚度不小于50mm的杉木 板或松木板,长度3~6m,宽良200~250mm,或者采用竹脚手 板。 4):连墙件 当扣件式钢管脚手架用于外脚手架时,必须设置连墙件。连墙件 将立杆与主体结构连接在一起,可有效地防止脚手架的失稳与倾 覆,常用的连接形式有刚性连接与柔性连接两种 a: 刚性连接一般通过连墙杆、扣件和墙体的预埋件连接。这种 连接方式具有较大的刚度,其既能受拉,又能受压,在荷载作用 下变形较小。 b: 柔性连接则通过钢丝或小直径的钢筋、便撑、木楔等与墙体上 的预埋件连接,其刚度机小,只能用于高度24m以下的脚手架。 5):底座 底座一般采用厚8mm,边长150~200mm的钢板作底板,上焊 150mm高的钢管。底座形式有内插式和外套式两种

四:门式脚手架 1: 门式脚手架是一种工厂生产、现场组拼的脚手架,是当今国 际上应用最普遍的脚手架之一。 2: 它不仅可作为外脚手架,也可作为移动式里脚手架或满堂脚 手架。 3:门式脚手架因其几何尺寸标准化,结构合理、受力性能好, 施工中装拆容易,剥全可靠、经济实用等特点,广泛应用于建筑、 桥梁、隧道、地铁等工程施工,剖在门架下部安放轮子,也可以 作为机电安装、油漆粉刷、设备维修、广告制作湖活动工作平台。 4:通常门式脚手架搭设高度限制在45m以内,采取一定措施后可 达到80m左右。设计的施工荷载为:均布荷载1.8kN/m2,或作 用于脚手板跨中的集中荷载2kN。 5:基本构造 门式脚手架基本单元是由2个门式框架、2个剪刀撑、1个水平梁架 和4个连接器组合而成。若干基本单元通过连接器在竖向叠加, 组成一个多层框架。在水平方向,用加固杆和水平梁架使相邻单 元连成整体,加上斜梯、栏杆柱和横杆组成上下步相通的外脚手 架。

五:升降式脚手架 1: 升降式脚手架是沿结构外表面满搭的脚手架,它通过脚手架 构件之间或脚手架与墙体之间互为支承、相互提升,可随结构施 工逐渐提升,用于结构施工;在结构完成后,又可逐渐下降,作 为装饰施工脚手架。 2:近年来在高层建筑及筒仓、竖井、桥墩等施工中发展了多种形 式的升降式脚手架,其中常用的有自升降式、互升降式、整体升 降式三种类型。 3:升降式脚手架主要优点有: 1):脚手架不需沿建(构)筑物全高搭设(一般搭设3~4层高); 2):脚手架不落地,不占施工场地; 3):可用于结构与装饰施工。 4):但这种脚手架一次性投资较大,因此设计时

六:里脚手架 1:里脚手架搭设于建(构)筑物内部,其使用过程中装拆较频繁,故 要求轻便灵活,装拆方便。通常将其做成工具式的,结构形式有 折叠式、支柱式和门架式。 2:角钢折叠式里脚手架 其架设间距,砌墙时不超过2m,粉刷时不超过2.5m。根据施工 层高,沿高度可以搭设两步脚手,第一步高约1m,第二步高约 1.65m。 3:套管式支柱 它是支柱式里脚手架的一种,将插管插入立管中,以销孔间距调 节高度,在插管顶端的凹形支托内搁置方木横杆,横杆上铺设脚 手架。架设高度为1.5~2.1m。 4:门架式里脚手架 1): 由两片A形支架与门架组成。其架设高度为1.5、2.4m,两 片A形支架间距2.2~2.5m。 对高度较高的结构内部施工,如建筑的顶棚等可利用移动式里 脚2):手架,如作业面大、工程量大,则常常在施工区内搭设 满堂脚手架,材料可用扣件式钢管、毛竹等。

第四章

钢筋混凝土工程

钢筋混凝土工程在建筑施工中无论是人力物力的消耗还是对工期 的影响都占有非常重要的地位。钢筋混凝土结构工程包括现浇整 体式和预制装配式两大类。前者结构的整体性和抗震性能好,结 构件布置灵活,适应性强,施工时不需大型起重机械,所以在工 业与民用建筑中得到了广泛应用。但传统的现浇钢筋混凝土结构 施工时劳动强度大、模板消耗多、工期相对较长,因而出现了工 厂化的预制装配式结构。预制装配式混凝土结构可以大大加快施 工速度、降低工程费用、提高劳动效率,并且为改善施工现场的 管理工作和组织均衡施工提供了有利条件,但也存在整体性和抗 震性能较差等缺陷。现浇施工和预制装配这两个方面各有所长, 应根据实际技术条件合理选择。近年来商品混凝土的快速发展和 泵送施工技术的进步,为现浇整体式钢筋混凝土结构的广泛应用 带来了新的发展前景。本章着重介绍现浇钢筋混凝土工程的施工 技术。现浇钢筋混凝土工程包括模板工程、钢筋工程和混凝土工 程三个主要工种工程,由于施工过程多,因此要加强施工管理统 筹安排、合理组织,以保证工程质量,加快施工进度,降低施工 费用,提高经济效益。

第一节

模板工程

混凝土结构的模板工程是混凝土结构构件成型的一个十分重要 的组成部分。现浇混凝土结构用模板工程的造价约占钢筋混凝土 工程总造价的30%,总用工量的50%。因此,采用先进的模板技 术,对于提高工程质量,加快施工速度,提高劳动生产率,降低 工程成本和实现文明施工,都具有十分重要的意义。 一、模板系统的组成和基本要求 1:组成 模板系统是由模板和支撑两部分组成。 1):模板是使混凝土结构或构件成型的模型。搅拌机搅拌出的混 凝土是具有一定流动性的混凝土,经过凝结硬化以后,才能成为 所需要的,具有规定形状和尺寸的结构构件,所以需要将混凝土 浇灌在与结构构件形状和尺寸相同的模板内。模板作为混凝土构 件成型的工具,它本身除了应具有与结构构件相同的形状和尺寸 外,还要具有足够的强度和刚度以承受新浇混凝土的荷载及施工 荷载。

2):支撑是保证模板形状、尺寸及其空间位置的支撑体系。支撑 体系既要保证模板形状、尺寸和空间位置正确,又要承受模板传 来的全部荷载。 2:模板及其支撑系统必须符合下列基本要求: 1)保证土木工程结构和构件各部分形状尺寸和相互位置正确; 2) 具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受新浇混凝土 的重量和侧压力,以及施工过程中所产生的荷载): 3 )构造简单,装拆方便,并便于钢筋的绑扎与安装、混凝土的 浇筑及养护等工艺要求; 4)模板接缝不应漏浆。 二:模板分类 (一)按材料分类 模板按所用的材料不同,分为木模板、钢木模板、钢模板、钢竹 模板、胶合板模板、塑料模板、玻璃钢模板、铝合金模板等。 1:木模板的树种可按各地区实际情况选用,一般多为松木和杉木。 由于木模板木材消耗量大、重复使用率低,为节约木材,在现浇 钢筋混凝土结构中应尽量少用或不用木模板。 钢木模板是以角 钢为边框,以木板作面板的定型模板,其优点是可以充分利用短 木料并能多次周转使用。

2:胶合板模板是以胶合板为面板,角钢为边框的定型模板。以胶 合板为面板,克服了木材的不等方向性的缺点,受力性能好。这 种模板具有强度高、自重小、不翘曲、不开裂及板幅大、接缝少 的优点。 钢竹模板是以角钢为边框,以竹编胶合板为面板的定 型板。这种模板刚度较大、不易变形、重量轻、操作方便。 3:钢模板一般均做成定型模板,用连接构件拼装成各种形状和尺 寸,适用于多种结构形式,在现浇钢筋混凝土结构施工中广泛应 用。钢模板一次投资量大,但周转率高,在使用过程中应注意保 管和维护、防止生锈以延长钢模板的使用寿命。 4:塑料模板、玻璃钢模板、铝合金模板具有重量轻、刚度大、拼 装方便、周转率高的特点,但由于造价较高,在施工中尚未普遍 使用。 (二)按结构类型分类 各种现浇钢筋混凝土结构构件,由于其形状、尺寸、构造不同, 模板的构造及组装方法也不同,形成各自的特点。按结构的类型 模板分为:基础模板、柱模板、梁模板、楼板模板、楼梯模板、 墙模板、壳模板、烟囱模板等多种。

(三)按施工方法分类 1.现场装拆式模板 (美国装拆式模板1 2 3) 在施工现场按照设计要求的结构形状,尺寸及空间位 置现场组装的模板,当混凝土达到拆模强度后拆除模板。 现场装拆式模板多用定形模板和工具式支撑。 2.固定式模板 制作预制构件用的模板。按照构件的形状、尺寸在现场 或预制厂制作模板。各种胎模(土胎模、砖胎模、混凝 土胎模)即属固定式模板。 3.移动式模板 随着混凝土的浇筑,模板可沿垂直方向或水平方向移动, 称为移动式模板。如烟囱、水塔、墙柱混凝土浇筑时采 用的滑升模板、提升模板和筒壳浇筑混凝土时采用的水 平移动式模板等。

二:模板设计 1:定型模板和常用的模板拼板,在其适用范围内一般不须进行设 计或验算。但对于一些特殊结构、新型体系的模板,或超出适用 范围的一般模板则应进行设计和验算。 2:模板系统的设计包括选型、选材、配板、荷载计算、结构计算、 拟定制作安装和拆除方案及绘制模板图等。模板及其支架的设计 应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料 供应等条件进行。 3:模板设计原则 1):实用性 主要应保证混凝土结构的质量。具体要求:
?
? ?

接缝严密,不漏浆; 保证构件的形状尺寸及相互位置的正确; 模板构造简单、支拆方便,并便于钢筋的绑扎、安装和混凝土的浇筑、养 护等要求。

2):安全性 保证在施工过程中,模板不变形、不破坏、不倒塌。 设计时,要使模板及支架具有足够的强度、刚度和稳定性,能够 承受新浇混凝土的自重和侧压力,以及在施工生产过程中所产生 的荷载。 3):经济性 针对工程结构构件的具体情况,因地制宜,就地取材, 在确保工期、质量的前提下,尽量减少一次投入,增加模板周转, 减少支拆用工,实现文明施工。

4:设计步骤 1)根据施工组织设计对施工区段的划分、施工工期和流水作业的 安排,应先明确需要配制模板的层段数量。 2)根据工程情况和现场施工条件决定模板的组装方法,如现场是 散装散拆,还是预拼装;支撑方法是采用钢楞支撑,还是采用桁 架支撑等。 3)根据已确定配模的层段数量,按照施工图纸中梁、柱、墙、板 等构件尺寸,进行模板组配设计。 4)进行夹箍和支撑件等的设计计算和选配工作。 5)明确支撑系统的布置、连接和固定方法。 6)确定预埋件的固定方法、管线埋设方法以及特殊部位(如预留孔 洞)的处 理方法。 7)根据所需钢模板、连接件、支撑及架设工具等列出统计表,以 便于备料。 5:荷载及荷载组合 在设计和验算模板及支架时应考虑下列荷载: (1)模板及支架自重标准值 模板及其支架的自重标准值应根据模板设计图纸确定。对肋形楼 板及无梁楼板模板的自重标准值(kN/m3),可按表采用。

(2)新浇筑混凝土自重标准值 对普通混凝土可采用24kN/m3,对其他混凝土可根据实际重力 密度确定。 (3)钢筋自重标准值 钢筋自重标准值应根据设计图纸确定。 对一般梁板结构每立方米钢筋混凝土的钢筋自重标准值可采用下 列数值: 楼板1.1kN/m3;梁1.5kN/m3。 (4)施工人员及设备荷载标准值 1)计算模板及直接支承模板的小楞时,对均布荷载取2.5kN/m2, 另应以集中荷载2.5kN再行验算:比较两者所得的弯矩值,按其 中较大者采用; 2)计算直接支承小楞结构构件时,均布活荷载取1.5kN/m2; 3)计算支架立柱及其他支承结构构件时,均布活荷载取1.0kN/ m2。 注:1.对大型浇筑设备如上料平台,混凝土输送泵等按实际情况计 算;

对模板的设计,由于我国目前还没有临时性工程的设计规范,故 荷载效应组合(荷载折减系数)只能按正式结构设计规范执行。 (1)钢模板及其支架的设计应符合现行国家标准《钢结构设计规范》 的规定,其截面塑性发展系数取1.0;其荷载设计值可乘以系数 0.85予以折减。 (2)采用冷弯薄壁型钢应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术 规》的规定,其荷载设计值不应折减。 (3)木模板及其支架的设计应符合现行国家标准《木结构设计规范》 的规定,当木材含水率小于25%时,其荷载设计值可乘以系数 0.90予以折减。 (4)其他材料的模板及其支架的设计应符合有关的专门规定。 当验算模板及其支架的刚度时,其最大变形值不得超过下列允许 值: (1)对结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400; (2)对结构表面隐蔽的模板,为模板构件计算跨度的1/250; (3)支架的压缩变形值或弹性挠度,为相应的结构计算跨度的/ 1000。 支架的立柱或桁架应保持稳定,并用撑拉杆件固定。当验算模板 及其支架在自重和风荷载作用下的抗倾倒稳定性时应符合有关的 专门规定。

2.混凝土堆集料高度超过100mm以上者按实际高度计算; 3.模板单块宽度小于150mm时,集中荷载可分布在相邻的两块 板上。 (5)振捣混凝土时产生的荷载标准值 对水平面模板可采用2.0kN/m2;对垂直面模板可采用4.0kN/ m2(作用范围在新浇筑混凝土侧压力的有效压头高度范围内)。 (6)新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值 影响新混凝土对模板侧压力的因素很多。如水泥的品种与用量、 骨料种类、水灰比、外加剂等混凝土原材料和混凝土浇筑时的温 度、浇筑速度、振捣方法等外界施工条件以及模板情况、构件厚 度、钢筋用量、钢筋排放位置等,都是影响混凝土对模板侧压力

的因素。
(7)倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值

第二节

钢筋工程

一:钢筋的种类 1:钢筋的种类很多,建筑工程中常用的钢筋按化学成分可分为碳 素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。 1): 碳素钢钢筋按其含碳量多少又可分低碳钢钢筋(含碳量小于 0.25%)、中碳钢钢筋(含碳量为0.25%~0.60%)和高碳钢钢筋 (含碳量大于0.60%,一般不宜用在建筑工程中)。 2):普通低合金钢钢筋是在低碳钢和中碳钢中加入某些合金元 素(如钛、钒、锰等,其含量一般不超过总量的3%)冶炼而成, 可提高钢筋的强度,改善其塑性、韧性和可焊性。 2:钢筋按轧制外形可分为光面钢筋和变形钢筋(螺纹、人字纹及月 牙纹)。 3:按生产加工工艺可分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、冷 轧扭钢筋、冷轧带肋钢筋和精轧螺旋钢筋等。 4:按供应方式,为便于运输,φ6~10的钢筋卷成圆盘,称盘圆钢 筋;大于φ12的钢筋轧成6~12m长一根,称为直条钢筋。 5:钢筋按强度分为I~Ⅳ级,而且级别越高,其强度及硬度越高。

其塑性逐渐降低。为便于识别,在不同级别的钢材端头涂有不同 的油漆。 6: 常用的钢丝有刻痕钢丝、碳素钢丝和冷拔低碳钢丝三类,而冷 拔低碳钢丝又分为甲级和乙级,一般皆卷成圆盘。 钢绞线一般由七根钢丝捻成,钢丝为高强钢丝。 二:钢筋的验收 1:验收内容包含钢筋出厂质量证明,外观检查,并按有关规定取 样进行机械性能试验。 2:钢筋进场应有出厂质量证明书或试验报告单,每捆(盘)钢筋均应 有标牌,并按品种、批号及直径分批验收。每批热轧钢筋重量不 超过60t,钢绞线为20t。 做机械性能试验时应从每批外观尺寸检查合格的钢筋中任选两根, 每根取两个试件分别进行拉力试验(包括屈服强度、抗拉强度和 伸长率的测定)和冷弯或反弯次数试验。如有一项试验结果不符 合规定,则应从同一批钢筋中另取双倍数量的试件重新作上述四 项试验,如果仍有一个试件不合格,则该批钢筋为不合格品,应 不予验收或降级使用。

3:钢筋在加工使用中如发现机械性能或焊接性能不良,还应进行 化学成分分析,检验其有害成分如硫(S)、磷(P)和砷(As)的含量 是否超过规定范围。 4:钢筋进场后在运输和储藏时,不得损坏标志,并应根据品种、 规格按批分别挂牌堆放,并标明数量。 三:钢筋冷加工 为了提高钢筋的强度、节约钢材、满足预应力钢筋的需要,工程 上常采用冷拉、冷拔的方法对钢筋进行冷加工,用以获得冷拉钢 筋和冷拔钢丝。冷拉I级钢筋用于结构中的受拉钢筋,冷拉Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ级钢筋用作预应力筋。 (一):钢筋冷拉 1:冷拉原理。 钢筋的冷拉原理是将钢筋在常温下进行强力拉伸,使拉应力超过 屈服点b,达到图中的k点,然后卸荷。由于钢筋已产生塑性变形, 卸荷过程中应力-应变曲线沿ko1下降至o1点。如再立即重新拉伸, 应力-应变曲线将沿o1kde变化,并在高于k点附近出现新的屈服 点,该屈服点明显高于冷拉前的屈服点b,这种现象叫做“变形 硬化”(冷硬)。其原因是冷拉过程中,钢筋内部结晶面滑移,晶 格变化,因而屈服强度提高,塑性降低,弹性模量也降低。

钢筋冷拉原理图 钢筋冷拉后有内应力存在,内应力会促进钢筋内的晶体组织调整, 经过调整,屈服强度又进一步提高,这种晶体组织调整过程称为 “时效硬化”

2:冷拉控制。 1):钢筋冷拉后强度提高,塑性降低,但仍有一定的塑性,有 明显的流幅,其屈服强度与抗拉强度应保持一定的比值,即使 钢筋有一定的强度储备和保持软钢特性。钢筋的冷拉方法可采 用控制冷拉应力或控制冷拉率的方法。 2):对不能分清炉批号的热轧钢筋,不应采取冷拉率控制的方 法。 3):当采用控制应力的方法时,其冷拉控制应力下的最大冷拉 率应符合规定。 4): 当采用控制冷拉率方法冷拉钢筋时,冷拉率必须由试验确 定。对同炉批钢筋,测定的试件不宜少于4个。 钢筋冷拉的冷拉控制应力和最大冷拉率
钢筋级别 冷拉控制应力(MPa) 最大冷拉率(%)

I级d≤12mm
Ⅱ级

280
450 430 500 700

10.0
5.5 5.0 4.0

d≤25mm d=28~40mm Ⅲ级d=8~40mm Ⅳ级d=10~28mm

3:钢筋冷拉设备 1):冷拉设备主要由拉力装置、承力结构、钢筋夹具及测量装 置等组成。拉力装置一般由卷扬机、张拉小车及滑轮组等组成。 2):当缺乏卷扬机时也可采用普通液压千斤顶、长冲程千斤顶 或预应力用的千斤顶等代替。但用千斤顶冷拉时生产率较低,且 千斤顶容易磨损。 3):承力结构可采用钢筋混凝土压杆;当拉力较小或临时性工程 中,可采用地锚。 4):冷拉长度测量可用标尺,测力计可用电子秤或附有油表的液 压千斤顶或弹簧测力计。 5):测力计一般宜设置在张拉端定滑轮组处,若设置在固定端时, 则应设防护装置,以免钢筋断裂时损坏测力计。 6):为安全起见,冷拉时钢筋应缓缓拉伸,缓缓放松,并应防止斜 拉,正对钢筋两端不允许站人或跨越钢筋。

冷拉设备(四种方案)

1-卷扬机;2-滑轮组;3-冷拉小车;4-夹具;5-被冷拉的钢筋 6-地锚;7-防护壁; 8-标尺;9-回程荷重架;10-连接杆 11-弹簧测力器;12-回程滑轮组;13-传力器; 14-钢压柱 15-槽式台座;16-回程卷扬机;17-电子秤;18-液压千斤顶

(二)钢筋的冷拔 1.钢筋冷拔的特点与应用 (1)钢筋冷拔的特点与应用 冷拔是使直径6~8mm的HPB235钢筋强力通过特制的钨合金拔 丝模孔,使钢筋产生塑性变形,以改变其物理力学性能。钢筋冷 拔后横向压缩纵向拉伸,内部晶格产生滑移,抗拉强度可提高 50%~90%;塑性降低,硬度提高。这种经冷拔加工的钢丝称为 冷拔低碳钢丝。与冷拉相比,冷拉是纯拉伸线应力,而冷拔既有 拉伸应力又有压缩应力。冷拔后冷拔低碳钢丝没有明显的屈服现 象,它分甲、乙两级,甲级钢丝适用于作预应力筋,乙级钢丝适 用于作焊接网,焊接骨架、箍筋和构造钢筋。 (2)钢筋冷拔工艺 钢筋冷拔的工艺流程为轧头→剥皮→拔丝。轧头是用一对轧辊将 钢筋端部轧细,以便钢筋通过拔丝模孔口。剥皮是使钢筋通过 3~6个上下排列的辊子,剥除钢筋表面的氧化铁渣壳,使铁渣不 致进入拔丝模孔口,以提高拔丝模的使用寿命,并消除因拔丝模 孔存在铁渣,使钢丝表面擦伤的现象。剥皮后,钢筋再通过润滑 剂盒润滑,进入拔丝模进行冷拔。 常用的拔丝机有卧式和立式两类,其鼓筒直径一般为450~ 600mm,拔丝速度为0.4~1m/s。常用的润滑剂由生石灰、动植 物油、肥皂、水和石蜡组成。

2.钢筋冷拔质量的控制 1):影响钢筋冷拔质量的主要因素为原材料质量和冷拔总压缩率 (β)。为了稳定冷拔低碳钢丝的质量,要求原材料按钢厂、钢 号、直径分别堆放和使用。甲级冷拔低碳钢丝应采用符合 HPB235热轧钢筋标准的圆盘条拔制。 2):冷拔总压缩率(β)是指:由盘条拔至成品钢丝的横截面缩减 率。若原材料钢筋直径为 d0 ,成品钢丝直径为 d ,则总压缩率 。 总压缩率愈大,则抗拉强度提高愈多,塑性降低愈多。为了保证 冷拔低碳钢丝强度和塑性相对稳定,必须控制总压缩率。通常 φb5由φ8盘条经数次反复冷拔而成,φb3和φb4由φb6.5盘条拔 制。冷拔次数过少,每次压缩过大,易产生断丝和安全事故;冷 拔次数过多,易使钢丝变脆,且降低冷拔机的生产率,因此,冷 拔次数应适宜。根据实践经验,前道钢丝和后道钢丝直径之比约 以1:1.15为宜。

(a)拔丝模构造

(b)拔丝模装在喇叭管内 钢筋冷拔示意图

1-钢筋;2-拔丝模;3-螺母;4-喇叭管 5-排渣孔;6-存放润滑剂的箱壁

四: 钢筋焊接连接 1:钢筋连接有四种常用的连接方法:绑轧连接、焊接连接、冷 压连接和螺旋连接。除个别情况(如不准出现明火)应尽量采用 焊接连接,以保证质量、提高效率和节约钢材。钢筋焊接分为压 焊和熔焊两种形式。压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊;熔 焊包括电弧焊和电渣压力焊。此外,钢筋与预埋件T形接头的焊 接应采用埋弧压力焊等。 2:钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关。可焊性与 含碳量、合金元素的数量有关,含碳、锰数量增加,则可焊性差; 而含适量的钛可改善可焊性。焊接工艺(焊接参数与操作水平) 亦影响焊接质量,即使可焊性差的钢材,若焊接工艺合宜,亦可 获得良好的焊接质量。当环境温度低于-5℃,即为钢筋低温焊接, 此时应调整焊接工艺参数,使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超 过4级时,应有挡风措施。环境温度低于-20℃时不得进行焊接。 (一)对焊 钢筋对焊原理是将两钢筋成对接形式水平安置在对焊机夹钳中, 使两钢筋接触,通以低电压的强电流,把电能转化为热能(电阻 热),当钢筋加热到一定程度后,即施加轴向压力挤压(称为顶 锻),便形成对焊接头。

(二)电阻点焊 钢筋骨架或钢筋网中交叉钢筋的焊接宜采用电阻点焊,其所适用 的钢筋直径和种类为直径6~14mm的热轧HPB235、HRB335钢 筋,直径3~5mm的冷拔低碳钢丝和直径4~12mm的冷轧带肋钢 筋。所用的点焊机有单点点焊机(用以焊接较粗的钢筋)、多头 点焊机(一次焊数点,用以焊钢筋网)和悬挂式点焊机(可得平 面尺寸大的骨架或钢筋网)。现场还可采用手提式点焊机。 (三)气压焊 钢筋气压焊,是采用一定比例的氧气和乙炔焰为热源,对需要连 接的两钢筋端部接缝处进行加热,使其达到热塑状态,同时对钢 筋施加30~40MPa的轴向压力,使钢筋顶锻在一起。该焊接方法 使钢筋在还原气体的保护下,发生塑性流变后相互紧密接触,促 使端面金属晶体相互扩散渗透,再结晶,再排列,形成牢固的焊 接接头。这种方法设备投资少、施工安全、节约钢材和电能,不 仅适用于竖向钢筋的连接,也适用于各种方向布置的钢筋连接。 适用范围为直径14~40mm的HPB235、HRB335和HRB400钢筋 (25MnSi HRB400钢筋除外);当不同直径钢筋焊接时,两钢筋 直径差不得大于7mm。

(四)电弧焊 电弧焊系利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温电弧 (焊条与焊件间的空气介质中出现强烈持久的放电现象 叫电弧),使焊条和电弧燃烧范围内的焊件金属熔化, 熔化的金属凝固后,便形成焊缝或焊接接头。电弧焊应 用范围广,如钢筋的接长、钢筋骨架的焊接、钢筋与钢 板的焊接、装配式结构接头的焊接及其他各种钢结构的 焊接等。 (五)电渣压力焊 钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式,利用 焊接电流通过两钢筋端面间隙,在焊剂层下形成电弧过 程和电渣过程,产生电弧热和电阻热,熔化钢筋,加压 完成连接的一种焊接方法。具有操作方便、效率高、成 本低、工作条件好等特点,适用于高层建筑现浇混凝土 结构施工中直径为14~40mm、种类为HPB235、 HRB335竖向或斜向(倾斜度在4∶1范围内)钢筋的连 接。但不得在竖向焊接之后,再横置于梁、板等构件中 作水平钢筋之用。

五: 钢筋机械连接 钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用 将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。具有施工简便、 艺性有良好、接头质量可靠、不受钢筋焊接性的制约、可全天候施 节约钢材和能源等优点。 常用的机械连接接头类型有:挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、直 纹套筒接头、熔融金属充填套筒接头、水泥灌浆充填套筒接头和受 钢筋端面平接头等。 (一)带肋钢筋套筒挤压连接 带肋钢筋套筒挤压连接是将需要连接的带肋钢筋,插于特制的钢套 内,利用挤压机压缩套筒,使之产生塑性变形,靠变形后的钢套筒 带肋钢筋之间的紧密咬合来实现钢筋的连接。它适用于钢筋直径为 16~40mm的HRB335、HRB400带肋钢筋的连接。 钢筋挤压连接有钢筋径向挤压连接和钢筋轴向挤压连接。 1.带肋钢筋套筒径向挤压连接 带肋钢筋套筒径向挤压连接,是采用挤压机沿径向(即与套筒轴线垂 将钢套筒挤压产生塑性变形,使之紧密地咬住带肋钢筋的横肋,实 两根钢筋的连接(图示)。当不同直径的带肋钢筋采用挤压接头连 时,若套筒两端外径和壁厚相同,被连接钢筋的直径相差不应大于 5mm。

2.带肋钢筋套筒轴向挤压连接 钢筋轴向挤压连接,是采用挤压机和压模对钢套筒及插入的两根 对接钢筋,沿其轴向方向进行挤压,使套筒咬合到带肋钢筋的肋 间,使其结合成一体。 (二)钢筋锥螺纹接头连接 钢筋锥螺纹接头是把钢筋的连接端加工成锥形螺纹(简称丝头), 通过锥螺纹连接套把两根带丝头的钢筋,按规定的力矩值连接成 一体的钢筋接头。适用于直径为16~40㎜的HRB335、HRB400钢

筋的连接。

六:钢筋配料 1:钢筋的配料就是根据施工图纸,分别计算出各根钢筋切断时 的直线长度,也称为下料长度,然后加以编号,分别计算钢筋的 下料长度及根数,填写配料单,申请加工。 2:施工图中注明的钢筋尺寸是钢筋的外轮廓尺寸(即从钢筋的外 皮到外皮量得的尺寸),称为钢筋的外包尺寸,在钢筋制备安装 后,也是按外包尺寸验收。 3:钢筋在制备前是按直线下料,如果下料长度按外包尺寸总和 进行计算,则加工后钢筋的尺寸必然大于设计要求的外包尺寸, 这是因为钢筋在弯曲时,外皮伸长,内皮缩短而中心轴线长度不 变。因此,只有按中心线长度来下料制备,才能使钢筋外包尺寸 符合设计要求。 4:钢筋外包尺寸和中心线长度之间存在一个差值,称作量度差 值。若施工图中的钢筋是直线形,钢筋外包尺寸即等于中心线尺 寸,二者间没有量度差值。 5:因此钢筋的下料长度应为: 钢筋下料长度=外包尺寸+端头弯钩长度-量度差值 当钢筋弯心的直径为2.5d时(d为钢筋直径),半圆弯钩的增加长度 和各种弯曲角度的量度差值计算方法如下:

(1)弯曲90°时的量度差值: 外包尺寸:2.25d+2.25d=4.5d 中心线长度:3.5dπ/4=2.75d 量度差值:4.5d-2.75d=1.75d(实际工作中取2d) 同理,可得其他常用弯曲角度的量度差值,见表。

钢筋弯曲量度差值
90

钢筋弯曲角度
量度差值

30°
0.35d

45°
0.5d

60°
0.85d 2d

° 135°
2.5d

(2)半圆弯钩的增加长度: 弯钩全长: 3d+3.5dπ/2=8.5d 弯钩增加长度(包括量度差值):8.5d -2.25d=6.25d

(a)半圆弯钩 钢筋弯钩及弯曲计算

(b)弯曲90°

箍筋下料长度 箍筋下料长度=箍筋周长+箍筋调整值 (3)箍筋调整值,为弯钩增加长度与弯曲量度差值两项之和。一 般情况下,是按表值增加计算。 箍筋调整值 箍筋量度方法 量外包尺寸 量内包尺寸 箍筋直径(mm) 6 8 50 60 100 120

4~5 40 80

10~12 70
150~170

最后,将钢筋编号、应用部位、规格、数量、形状(简图)、加工 尺寸(下料长度)等汇总,制成钢筋下料通知单,交付给工人使 用。

七:钢筋代换 施工中如供应的钢筋品种和规格与设计图纸不符时,在征得设 计单位同意后,可以进行代换。 1:钢筋代换应注意如下事项: 1)必须充分了解设计意图和代换钢筋的性能; 2)某些重要构件,如吊车梁、薄腹梁、桁架下弦等,不宜用I级 钢筋代替螺纹钢筋。以免使用时裂缝宽度开展过大。 3)梁中纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换,以保证正截面与 斜截面强度。 4)偏心受压、偏心受拉构件的钢筋代换时,不取整截面配筋量 计算,应按受拉或受压钢筋分别代换。 5).同一截面内用不同直径、不同种类钢筋代换时,各钢筋间拉 力差不宜过大,同品种钢筋直径差不大于5mm,以防构件受力不 均。 6)钢筋代换后,应满足构造要求(如钢筋间距、最小直径、最少 根数、锚固长度、对称性等)及设计中提出的特殊要求(如冲击韧 性、抗腐蚀性等)。 7)钢筋代换后,其用量不宜大于原设计用量的5%,亦不低于2%。

2:钢筋代换的方法有以下三种: (1)当结构是按强度控制时,可按强度相等的原则进行代换,称 为“等强代换”,即: 式中 As1、fy1──原设计钢筋的计算面积和设计强度; As2、fy2──拟代换钢筋的计算面积和设计强度。 (2)当构件按最小配筋率控制时,可按钢筋面积相等的原则代换, 称为“等面积代换”,即:

(3)当结构构件按裂缝宽度或抗裂性要求控制时,钢筋的代换需 进行裂缝及抗裂性验算。 钢筋代换后,有时由于受力钢筋直径加大或根数增多而需要增加排 数,则构件截面的有效高度h0减小,截面强度降低,此时需复核

截面强度。

八:钢筋现场加工 钢筋现场加工过程取决于成品种类,一般的加工过程包括:除锈、 调直、剪切、弯曲等。 (一)钢筋除锈 钢筋的除锈,一般可通过以下两个途径:一是通过钢筋加工的其 他工序同时解决除锈,如在钢筋冷拉或钢丝调直过程中除锈,这 是一种最合理、最经济的方法;二是通过机械除锈,其中较普通 的是使用电动除锈机除锈。常用的电动除锈机圆盘钢丝刷直径为 20~30cm,厚度为5~15mm,转速为1000r/min左右,电动机 功率为1.0~1.5kW。为了减少除锈时灰尘飞扬,应装设排尘罩和 排尘管道。 此外,还可采用手工除锈(用钢丝刷、砂轮)、酸洗除锈、喷砂除 锈等。 (二)钢筋调直 盘圆钢筋在使用前必须经过放圈和调直,而以直条供应的粗钢 筋在使用前也要进行一次调直处理,才能满足规范要求的“钢筋 应平直,无局部曲折”的规定。 采用钢筋调直机可同时完成除锈、调直和切断三道工序。调直机 的调直筒内有五个调直块,他们不在同一中心线上旋转,需根据 钢筋性质和调直块的磨损程度调整偏移值大小,以使钢筋能得到 最佳调直效果。调直筒出入两端的两个调直块必须调至位于调直

采用冷拉方法(如卷扬机等)调直钢筋时,Ⅰ级钢筋的冷拉率不宜 大于4%;Ⅱ、Ⅲ级钢筋的冷拉率不宜大于1%。如用于一般受拉 钢筋,不利用其受拉后的强度,冷拉调直时的冷拉率可适当提高, 但Ⅰ级钢筋不宜超过6%,Ⅱ、Ⅲ级钢筋不宜超过2%;对不准采 用冷拉钢筋的结构,钢筋调直冷拉率不得大于1%。 (三)钢筋切断 1:钢筋下料时须按计算的下料长度切断。钢筋切断可采用钢筋 切断机或手动切断器。手动切断器只是用于切断直径小于16mm 的钢筋,钢筋切断机可切断40mm的钢筋。当钢筋直径大于 40mm时,应用氧-乙炔焰或砂轮机切割。 2:在大中型建筑工程施工中,提倡采用钢筋切断机,他不仅生 产效率高,操作方便,而且确保钢筋端面垂直钢筋轴线,不出现 马蹄形或翘曲现象,便于钢筋进行焊接或机械连接。钢筋的下料 长度力求准确,其允许偏差为±10mm。 (四)钢筋弯曲成型 1:钢筋按下料长度切断后,应按弯曲设备特点及钢筋直径、弯 曲角度进行划线,以便弯曲成设计的尺寸和形状。如弯曲钢筋两 边对称时,划线工作宜从钢筋中线开始向两边进行;当弯曲形状 比较复杂的钢筋时,可先放出实样(足尺放样),再进行弯曲。 2:钢筋弯曲宜采用钢筋弯曲机或钢筋弯箍机;当钢筋直径小于 25mm时,少量的钢筋(或箍筋)弯曲,也可以采用人工扳钩弯曲。

九:钢筋的绑扎安装 1.钢筋绑扎的一般要求: (1)钢筋的交叉点应采用20~22号铁丝绑扣,绑扎不仅要牢固可 靠,而且铁丝长度要适宜。 (2)板和墙的钢筋网,除靠近外围两行钢筋的交叉点全部扎牢外, 中间部分交叉点可间隔交错绑扎,但必须保证受力钢筋不产生位 置偏移;对双向受力钢筋,必须全部绑扎牢固。 (3)梁和柱的箍筋,除设计有特殊要求外,应与受力钢筋垂直设置; 箍筋弯钩叠合处,应沿受力钢筋方向错开设置。 (4)在柱中竖向钢筋搭接时,角部钢筋的弯钩平面与模板面的夹角, 对矩形柱应为450角,对多边形柱应为模板内角的平分角;对圆 形柱钢筋的弯钩平面应与模板的切线平面垂直;中间钢筋的弯钩 平面应与模板面垂直;当采用插入式振捣器浇筑小型截面柱时, 弯钩平面与模板面的夹角不得小于150。 (5)板、次梁与主梁交接处,板的钢筋在上,次梁钢筋居中,主梁 钢筋在下; 主梁与圈梁交接处,主梁钢筋在上,圈梁钢筋在下,绑扎时切不 可放错位置。

2.绑扎允许偏差 钢筋绑扎要求位置正确、绑扎牢固,成型的钢筋骨架和钢筋网的 允许偏差,应符合规定。 3.钢筋的绑扎接头 (1)钢筋的接头宜设置在受力较小处,同一受力筋不宜设置两个或 两个以上接头。接头末端距钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径 的10倍。 (2)同一构件中相邻纵向受力钢筋之间的绑扎接头位置宜相互错开。 钢筋绑扎搭接接头连续区段的长度为l.3l1(l1为搭接长度),凡搭接 接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。 同一连接区段内,纵向钢筋搭接接头面积百分率应符合有关规定。 当设计无具体要求时,应符合下列规定: 1)对梁类、板类及墙类构件,不宜大于25%。 2)对柱类构件,不宜大于50%。 3)当工程中确有必要增大接头面积百分率时,对梁类构件,不宜 大于50%,对其他构件,可根据实际情况放宽。 绑扎接头中的钢筋的横向净距,不应小于钢筋直径,且不小于 25mm。

(3)在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内,应按设计要求 配置箍筋。当设计无具体要求时,应符合下列规定: 1)箍筋的直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍; 2)受拉区段的箍筋的间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且 不应大于100mm。 3)受压区段的箍筋的间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍, 且不应大于200mm。 4)当柱中纵向受力钢筋直径大于25mm时,应在搭接接头两个端

外面100mm范围内各设置两个箍筋,期间距宜为50mm。

第三节

混凝土工程

混凝土工程在混凝土结构工程中占有重要地位,混凝土工程质量的 好坏直接影响到砼结构的承载力、耐久性与整体性。混凝土工程 包括混凝土制备、运输、浇筑捣实和养护等施工过程,各个施工 过程相互联系和影响,任一施工过程处理不当都会影响混凝土工 程的最终质量。近年来随着混凝土外加剂技术的发展和应用的日 益深化,特别是随着商品砼如雨后春笋般地篷勃发展,这在很大 程度上影响了混凝土的性能和施工工艺;此外,自动化、机械化 的发展和新的施工机械和施工工艺的应用,也大大改变了混凝土 工程的施工面貌。

混凝土工程包括混凝土的制备、运输、浇筑、养护及质量检查等。 一:混凝土的配料 原材料的选择 水泥砂石水外加剂 二:混凝土配合比的确定 1:混凝土配合比应满足的基本要求 1)保证混凝土的设计强度; 2)满足施工需要的和易性; 3)符合耐腐蚀性、抗冻性和抗渗性等要求; 4)合理使用材料、节约水泥。 2.混凝土试配强度的确定 混凝土是非匀质材料,施工中的混凝土硬化后所能达到的强度也 不稳定,具有较大的离散性。为了保证混凝土的实际强度基本不 低于结构设计要求的强度等级,混凝土的施工配制强度应比设计 的混凝土强度标准值提高一个数值,以达到95%的保证率。

式中 fcu,0——混凝土的施工配制强度(N/mm2); fcu, k——设计的混凝土强度标准值(N/mm2); σ——施工单位的混凝土强度标准差(N/mm2)。 当施工单位具有近期同一品种混凝土强度的统计资料时,σ可按下 式计算:

式中 fcu, i——统计期内第i组试件强度(N/mm2); μfcu——统计期内混凝土n组试件强度的平均值(N/mm2); n——统计期内同一品种混凝土强度等级的试件组数,n≥25。 考虑到目前施工单位的质量管理水平,国家标准《混凝土结构工程 施工质量验收规范》(GB50204-2002)规定了强度标准差计算 值的下限值。当混凝土强度等级为C20和C25时,如果计算得到 的σ<2.5N/mm2,则取σ=2.5N/mm2;当混凝土强度等级

高于C25时,如计算得到的σ<3.0N/mm2,则取σ=3.0N/mm2。 当施工单位无近期统计资料时,σ可按表取值。 混凝土强度标准差σ取值表 混凝土强度等级 σ(MPa) 低于C25 4.0 C25~C35 5.0 高于C35 6.0

混凝土强度等级低于C25C25~C35高于C35σ(MPa)4.05.06.0注:表 中的数值反映了我国施工单位的混凝土施工技术和管理的平均水 平,采用时可根据本单位情况作适当调整。 3:混凝土的和易性 1)混凝土的和易性是指混凝土拌和后既便于浇筑,又能保持其均 质性,不出现离析现象的性能,既具有一定的粘聚性和流动性。 2)混凝土的粘聚性与水泥用量有关,由混凝土的最大水灰比、最 小水泥用量、最大水泥用量来控制。 3)混凝土的流动性有塌落度来表示,与结构的特点、使用部位、 施工方法、气候条件等因素有关。

4.混凝土施工配合比的确定 前述混凝土的配合比指的是实验室配合比,也就是说砂、石等材 料处于完全干燥的状态下。而在现场施工中,砂、石两种材料都 采用露天堆放,不可避免地含有一些水分,其含水量随气候变化 而变化,配料时必须把这部分材料所含水量考虑进去,才能保证 混凝土配合比的准确,从而保证混凝土的质量。因此,在施工时 应及时测量砂、石的含水率,并将混凝土的实验室配合比换算成 考虑了砂石含水率条件下的施工配合比。 若混凝土的实验室配合比为水泥:砂:石:水=1:s:g:w,而现场测 出砂的含水率为Ws,石的含水率为Wg,则换算后的施工配合比 为: 1:s(1+Ws):g(1+Wg):[w-s· Ws-g· Wg] 〔例〕 已知某混凝土的实验室配合比为280:820:1100:199(每m3 混凝土材料用量),现测出砂的含水率为3.5%,石的含水率为1.2 %,搅拌机的出料容积为400L,若采用袋装水泥(一袋50kg),求 每搅拌一罐混凝土所需各种材料的用量。 〔解〕 混凝土的实验室配合比折算为1:s:g:w= 1:2.93:3.93:0.71,将原材料的含水率考虑进去后计算出施工配 合比为:1:3.03:3.98:0.56,每搅拌一罐混凝土水泥用量为: 280?0.4kg=112kg(实际使用两袋水泥,即水泥用量为100kg), 则

搅拌一罐混凝土的砂用量为:100?3.03kg=303kg; 搅拌一罐混凝土的石用量为:100?3.98kg=398kg; 搅拌一罐混凝土的水用量为:100?0.56kg=56kg。 5.配料精度 工地上配制的混凝土配合比应严格按试验室的规定执行,以确 保混凝土的强度达到设计的级别。如前所述,混凝土的强度值对 水灰比的变化十分敏感,根据试验资料表明:如配料时偏差值水 泥量为-2%,水为+2%,混凝土的强度要降低8.9%。因此, C60以下混凝土在现场的配料精度应控制在规定范围内。 施工现场一般用磅秤等配料,应定期对其维修校验,保持准确。 骨料含水量应经常测定,调整用水量,雨天施工应增加测定含水 量次数,以便及时调整。 三:混凝土的拌制 混凝土的拌制就是水泥、水、粗细骨料和外加剂等原材料混合在 一起进行均匀拌和的过程。搅拌后的混凝土要求匀质,且达到设 计要求的和易性和强度

1:混凝土搅拌机的选择 (1)自落式搅拌机 1)自落式搅拌机主要是利用拌筒内材料的自重进行工作,比较 节约能源。由于材料粘着力和摩擦力的影响,自落式搅拌机只适 用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。自落式搅拌机在使用中 对简体和叶片的摩擦较小,易于清洁。由于搅拌过程对混凝土骨 料有较大的磨损,从而对混凝土质量产生不良影响,故自落式正 逐渐被强制式搅拌机所替代。 2)反转出料式搅拌机是一种应用较广的自落式搅拌机,见图。 其拌筒为双锥形,内壁焊有叶片,可带动物料上升到一定高度后, 再利用自重下落,不断循环从而完成搅拌工作。其工作特点是正 转搅拌、反转出料,结构较简单。

(2)强制式搅拌机 强制式搅拌机是利用拌筒内运动着的叶片强迫物料朝着各个方 向运动,由于各物料颗粒的运动方向、速度各不相同,相互之间 产生剪切滑移而相互穿插、扩散,从而在很短的时间内,使物料 拌和均匀,其搅拌机理被称为剪切搅拌机理。强制式搅拌机适用

于搅拌坍落度在3cm以下的普通混凝土和轻骨料混凝土。如图。

2:混凝土的搅拌制度 (1):搅拌机转速 对自落式搅拌机,转速过高,混凝土拌合料会在离心力的作用下 吸附于筒壁不能自由下落;而转速太低,既不能充分拌合,也会 降低生产率。为此,搅拌机的转速n应控制在下式范围内:

式中 R——搅拌筒半径(m)。 对于强制式搅拌机,虽然不受重力和离心力的影响,但其转速 亦不能过大,否则将会加速机械的磨损,同时也易使混凝土拌合 物产生分层离析的现象。因此,强制式搅拌机的转速一般为 30r/min。 (2):混凝土搅拌时间 搅拌时间是指从原材料全部投入搅拌筒时起,到开始卸料时为止 所经历的时间,它与搅拌机类型、容量、混凝土材料以及配合比 有关。搅拌时间过短,不能使混凝土搅拌均匀;搅拌时间过长, 既不经济又易使混凝土产生分层离析现象。为保证混凝土的拌合 质量,规范中规定了混凝土的搅拌最短时间,见表。

混凝土的搅拌最短时间(s)
搅拌机出料容量(L)
混凝土坍落度 (mm) ≤30 >30 搅拌机机型 强制式 自落式 强制式 自落式 < 250 60 90 60 90 250~500 90 120 60 90 >500 120 150 90 120

注:①当掺有外加剂时,搅拌时间应当适当延长; ②全轻混凝土、砂轻混凝土搅拌时间应延长60~90s。 (2):投料顺序 投料顺序应从提高搅拌质量、减少叶片和衬板的磨损、 减少拌合物与搅拌筒的粘结、节约水泥、改善工作环境 等方面综合考虑确定。常用的有一次投料法和两次投料 法。

1):一次投料法是在料斗中先装石子,再加水泥和砂,在一次投 入搅拌机的同时加水。投料时砂压住水泥,不致产生水泥飞扬, 也不易粘在料斗和搅拌筒上。 2):二次投料法是分两次加水,两次搅拌。用这种工艺进行搅拌 时,先将全部的石子、砂和70%的拌合水倒入搅拌机,拌合15s 使骨料湿润,再倒入全部水泥进行造壳搅拌30s左右,然后加入 30%的拌合水,再进行糊化搅拌60s左右即完成。与普通搅拌工 艺相比,用裹砂石法搅拌工艺可使混凝土强度提高10%~20%或 节约水泥5%~10%。推广这种新工艺有巨大的经济效益。 (3):装料容量。 装料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量,又称干 料容量。为保证混凝土得到充分拌合,装料容量为搅拌筒几何容 量的1/3~1/2,而搅拌好的出料容量为装料容量的0.55~0.75(又 称出料系数)。搅拌机不宜超载,若装料超过装料容量的10%, 就会影响混凝土拌合物的均匀性;装料过少又不能充分发挥搅拌 机的效能。 四:混凝土的运输 1.混凝土运输的要求 混凝土自搅拌机中卸出后,应及时运至浇筑地点,为保证混凝土 的质量,对混凝土运输的基本要求是:

(1)在运输过程中应保持混凝土的均匀性,避免分层离析、泌水、 砂浆流失和塌落度变化等现象发生。 (2)应使混凝土在初凝之前浇筑完毕。混凝土从搅拌机卸出后到 浇筑完毕的延续时间不宜超过规定。 (3)当混凝土从运输工具中自由倾倒时,由于骨料的重力克服了 物料间的粘聚力,大颗粒骨料明显集中于一侧或底部四周,从而 与砂浆分离即出现离析,当自由倾倒高度超过2m时,这种现象 尤其明显,混凝土将严重离析。为保证混凝土的质量,应根据施 工实际情况,采取相应预防措施。规范规定:混凝土自高处倾落 的自由高度不应超过2m;否则,应使用串筒、溜槽或振动溜管 等工具协助下落,并应保证混凝土出口的下落方向垂直。串筒的 向下垂直输送距离可达8m。串筒及溜管外形见图。 (4)道路尽可能平坦且运距尽可能短。尽量减少混凝土转运次数, 或不转运。

2.运输机具 (1):一般要求 运输混凝土的工具(容器)应不吸水、不漏浆。容器在使用前应先 用水湿润。天气炎热时,容器应遮盖,以防阳光直射而水分蒸 发。 应按混凝土最大浇筑量和运距来选择运输机具。一般运输机具的 容积是搅拌机出料容积的倍数。 (2):混凝土运输分水平和垂直运输两种情况 1):水平运输机具。 水平运输机具主要有手推车、机动翻斗车、自卸汽车、混凝 土搅拌运输车和皮带运输机。 a): 手推车主要用于短距离水平运输,具有轻巧、方便的特点, 其容量为0.07-0.1m3。 b):混凝土搅拌运输车为长距离运输混凝土的有效工具。它是将 运输混凝土的搅拌筒安装在汽车底盘上,把在预拌混凝土搅拌 站生产的混凝土成品装入拌筒内,然后运至施工现场。在整个 运输过程中,混凝土搅拌筒始终在作慢速转动,从而使混凝土 在长途运输后,仍不会出现离析现象,以保证混凝土的质量。

c):皮带运输机可综合进行水平、垂直运输,常配以能旋转的振 动溜槽,运输连续,速度快,多用于浇筑大坝、桥墩等大体积 混凝土 垂直运输机具。 常用垂直运输机具有塔式起重机和井架物料提升机。 a): 井架主要用于多层或高层建筑施工中混凝土的垂直运输, 由井架、卷扬机、吊盘、自动倾卸吊斗、拔杆和钢丝缆风绳组 成。具有构造简单、安拆方便、投资少的优点,起重高度一般 为25~40m。 b):塔式起重机是高层建筑施工中垂直和水平的主要运输机械, 可直接把混凝土卸入模板中而不需要倒运。把它和一些浇筑用 具配合起来,可很好地完成混凝土的运输任务 3:混凝土泵运输 (1):采用混凝土泵输送混凝土,称为泵送混凝土。混凝土泵的 工作原理就是利用泵体的挤压力将混凝土挤压进管路系统并到 达浇筑地点,同时完成水平运输和垂直运输。

(2):特点: 泵送混凝土具有输送能力大、速度快、效率高、节省人力、连续 输送等特点。 (3)范围: 适用于大型设备基础、坝体、现浇高层建筑、水下与隧道等工 程的混凝土水平或垂直输送。 (4):组成: 泵送混凝土设备 由混凝土泵、输送管和布料装置等组成。 a:混凝土泵 混凝土泵的种类很多,有活塞泵、气压泵和挤压泵等类型,目前 应用最为广泛的是活塞泵,根据其构造和工作机理的不同,活塞 泵又可分为机械式和液压式两种,常采用液压式。与机械式相比, 液压式是一种较为先进的混凝土泵,它省去了机械传动系统,因 而具有体积小、重量轻、使用方便、工作效率高等优点。液压泵 还可进行逆运转,迫使混凝土在管路中作往返运动,有助于排除 管道堵塞和处理长时间停泵问题。其工作原理见图。

活塞式混凝土泵的规格很多,性能各异,一般以最大泵送距离 和单位时间最大输出量作为其主要指标。不同型号的混凝土泵 每小时可输送混凝土为8~60m3(最大可达160m3/h),水平距 离为200~400m(最大可达700m),垂直距离30~65m(最大可 达200m)。目前,混凝土泵的最大运输距离,水平运输可达 800m,垂直运输可达300m。下表为国产液压混凝土柱塞泵工 作性能表。如建筑过高,可以在适当高度楼层处设立中继泵站, 将混凝土继续向上运送。 b:输送管 常用钢管,有直管、弯管、锥形管三种。 直管管径有100,125,150,175,200mm等数种。长度有4,3, 2,lm等数种。一般标准长度为3m,其余长度则为调整布管长 度用。 弯管的角度有150、300、450、600、900五种。用于布管时管道弯 折处使用。 当两种不同管径的输送管连接时,用锥形管过渡,其长度一般为 1m。

C:管道布置 管道布置时应符合“路线短、弯道少、接头密”的原则。布置水平 管道时,应由远到近,将管道布置到最远的浇筑点,然后在浇 筑过程中逐渐向泵的方向拆管。 地面水平管一般是固定的,楼面水平管则需每浇筑一层就重新铺设 一次。 垂直管可以沿建筑物外墙或外柱铺接,也可利用塔吊的塔身设置, 垂直管道应在底部设置基座,以防止管道因重力和冲击而下沉, 并在竖管下部设逆止阀,防止停泵时 混凝土倒流。 一些混凝土泵车上装有可伸缩式或折叠式的布料杆,其末端有一软 管,可将混凝土直接输送到浇筑地点,使用十分方便。 (5):混凝土的可泵性与配合比 用于泵送的混凝土,必须具有良好的输送性能。混凝土在输送 管道中的流动能力称为可泵性。可泵性好的混凝土,与输送管 壁的摩阻力小,泵送过程中不会产生离析现象。为此,对泵送 混凝土原材料和配合比应尽量满足以下要求: 1):水泥用量 因水泥浆起润滑作用,故水泥用量是影响混凝土在管内输送阻 力的主要因素。为了保证混凝土泵送的质量,每立方米混凝土 中水泥用量≮300kg。

2):坍落度 坍落度低,即单位体积混凝土中水泥含量少,泵送阻力就增加,泵 送能力下降。但坍落度过大则易漏浆,并增加混凝土的收缩。 泵送混凝土坍落度不是定值,他与高度有关。如泵送高度30m 以下时坍落度为100~140mm;泵送高度在30~60m时,坍落度 为140~160mm;泵送高度60~100m时,坍落度为160~ 180mm;—超过100m时,坍落度为180mm。 泵送轻骨料混凝土时,受到泵的压力作用,水分被轻骨料吸收,故 应适当增加坍落度。 3):骨料种类 泵送混凝土以卵石和河砂最合适。一般规定,泵送混凝土中碎石最 大粒径不超过输送管径的1/4,卵石不超过管径的1/3。 4):骨料级配和含砂率 骨料粒度和级配对泵送能力有关键性影响,偏离标准粒度曲线过多, 会大大降低泵送性能,甚至引起堵管事故。 含砂率低不利于泵送,应控制在40%~50%。砂宜用中砂,粗砂率 在2.75%左右,0.3mm以下的细砂含量至少在15%以上

(6):泵送混凝土工艺要点 1)必须保证混凝土连续工作,混凝土搅拌站供应能力至少比混凝土 泵的工作能力高出约20%。 2)混凝土泵的输送能力应满足浇筑速度的要求。 3)输送管布置应尽量短,尽可能直,转弯要少、缓(即选用曲率半径 大的弯管)。管段接头要严,少用锥形管,以减少阻力和压力损 失。如管道向下倾斜,应防止混入空气,产生阻塞。 4)泵送前,应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆 润滑输送管内壁。而在混凝土泵送过程中,如需接长输送管,亦 须先用水泥浆或水泥砂浆湿润接长管段,每次接长管段宜为3m, 如接长管段小于3m且管段情况良好,亦可不必事先湿润。 5)开始泵送时,操作人员应使混凝土泵低速运转,并应注意观察泵 的压力和各部分工作情况,待工作正常顺利泵送后,再提高运转 速度、加大行程,转入正常的泵送。正常泵送时,活塞应尽量采 用大行程运转。 6)泵送开始后,混凝土的供应能力应保证混凝土泵连续工作,尽量 避免中途停歇。

7)在泵送过程中,混凝土泵受料斗内的混凝土应保持充满状态,以 免吸入空气,形成堵管。 8)在泵送过程中,应注意坍落度损失。坍落度损失过多,会影响泵 送施工,它与运输时间、水泥品种、气温高低、泵送高度、泵送 延续时间等因素有关。 9)在泵送过程中,受料斗内应具有足够的混凝土,不要把料斗内剩 余的混凝土降低到200mm以下,否则混凝土泵易吸人空气,导 致堵塞。如吸入空气,应立即反泵将混凝土吸回料斗内,除去空 气后再转为正常泵送。 10)混凝土泵或泵车使用完毕应及时清洗。清洗用水不得排入浇筑 的混凝土内。清洗之前一定要反泵吸料,降低管线内的剩余压力。 11)用泵送混凝土浇筑的结构,要加强养护,防止因水泥用量较大 而引起裂缝。 12)高温条件下施工时,需在水平输送管上覆盖两层湿草袋,以防 止阳光直照,并每隔一定时间洒水湿润,这样能使管道中的混凝 土不至于吸收大量热量而失水,导致管道堵塞。

五:混凝土的浇筑成型 ? 混凝土的浇筑成型就是将混凝土拌和料浇筑在符合设计要求的模 板内,加以捣实使其达到设计质量强度要求并满足正常使用要求 的结构或构件。混凝土的浇筑成型过程包括浇筑与捣实,是混凝 土施工的关键,对于混凝土的密实性、结构的整体性和构件的尺 寸准确性都起着决定性的作用。 1:混凝土浇筑前的准备工作 (1)检查模板及其支架,应确保标高、位置尺寸正确,强度、刚 度及严密性满足要求,模板中的垃圾应清除干净。 (2)检查钢筋及预埋件的级别、直径、数量、排放位置及保护层 厚度是否满足设计和规范要求,并做好隐蔽工程验收记录。 (3)做好施工组织和技术、安全交底工作。 2:混凝土浇筑的一般要求 (1)混凝土应在初凝前浇筑,如已有初凝现象,则应进行一次强 力搅拌,使其恢复流动性后,方可入模;如有离析现象,亦须重 新拌和后才能浇筑。 (2)混凝土的自由下落高度。浇筑混凝土时,混凝土自高处倾落 的自由高度不应超过2m,在竖向结构中限制自由倾落高度不宜 超过3m,否则应沿串筒、斜槽、溜管或振动溜管下料,以防止 混凝土因自由下落高度过大而产生离析。

(3)在浇筑竖向结构混凝土前,应先在浇筑处底部填人50~ lOOmm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥浆或水泥砂浆。 (4)混凝土的分层浇筑。混凝土浇筑应分层进行以使混凝土能够 振捣密实,在下层混凝土凝固之前,上层混凝土应浇筑振捣完毕。 混凝土浇筑层的厚度应符合规定 混凝土浇筑层厚度
项次
1 2 捣实混凝土的方法 插入式振捣 表面振动 在基础、无筋梁或配筋稀疏 的结构中 浇筑层的厚度(mm) 振捣器作用长度的1.25倍 200 250 200 150 300 200

3

人工捣固

在梁、墙板、柱结构中 在配筋密集的结构中 插入式振捣器

4

轻骨料混凝土 表面振动(振动时需加荷)

(5) 混凝土浇筑工作应尽可能连续作业,如上、下层混凝土浇筑必 须间歇,其间歇的最长时间(包括运输、浇筑和间歇的全部延续 时间)不得超过规定。 混凝土运输、浇筑和间歇的允许时间(min) 气 温 混凝土强度等级 ≤25℃ ≤C30 210 >C30 180 >25℃ 180 150

(6)施工缝的留设与处理。 如因技术上的原因或设备、人力的限制,混凝土不能连续浇筑, 中间的间歇时间超过允许时间,则应事先确定在适当位置留置施 工缝。由于该处新旧混凝土结合力较差,是构件中的薄弱环节, 故施工缝宜留在结构受力(剪力)较小且便于施工的部位。柱应留 水平缝,梁、板应留垂直缝。

根据施工缝留设的原则 ? 柱子的施工缝宜留在基础顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁 的上面,无梁楼盖柱帽的下面。 ? 高度大于1m的混凝土梁的水平施工缝,应留在楼板底面以下 20~30mm处。 ? 单向板的施工缝,可留在平行短边的任何位置处。 ? 有主次梁的楼板结构,宜顺着次梁方向浇筑,施工缝应留在次梁 跨度的中间1/3范围内。 ? 墙可留在门洞口过梁跨中1/3范围内,也可留在纵横墙的交接处。 I-I、Ⅱ-Ⅱ为施工缝位置 柱子的施工缝位置

有主次梁盖板的施工缝位置

(7)在降雨、雪时不宜露天浇筑混凝土。当需浇筑时应采取有效措施, 确保混凝土质量。 (8)在混凝土浇筑过程中应经常观察模板及其支架、钢筋、埋设件和 预留孔洞的情况。当发现有移位时,应立即停止浇筑,并应在 已浇筑的混凝土初凝前修整完毕。 3:混凝土浇筑方法 (1):框架结构混凝土的浇筑。 框架结构一般按结构层划分施工层和在各层划分施工段分别浇筑。 一个施工段内每排柱子的浇筑应从两端同时开始向中间推进,不可 从一端开始向另一端推进,预防柱子模板逐渐受推倾斜使误差 积累难以纠正。每一施工层的梁、板、柱结构,先浇筑柱子。 柱子开始浇筑时,底部应先浇筑一层厚50~100mm与所浇筑混凝 土内砂浆成分相同的水泥砂浆,然后浇筑混凝土到顶。若柱高 超过3m,断面尺寸小于400mmX400mm,并有交叉箍筋时, 应在柱侧模每段不超过2m的高度开口(不小于30cm高),

装上斜溜槽分段浇筑,也可采用串筒直接从柱顶进行浇筑;随 着柱子浇筑高度的上升,混凝土表面将积聚大量浆水而可能造 成混凝土强度不均匀现象,宜在浇筑到适当的高度时,适量减 少混凝土的配合比用水量。 ? 如柱、梁和板混凝土是一次连续浇筑,则应在柱混凝土浇筑完 毕后停歇1~1.5h,待其初步沉实,排除泌水后,再浇筑梁、 板混凝土。 ? 梁、板混凝土一般同时浇筑,浇筑方法应先将梁分层浇捣成阶 梯形,当达到板底位置时即与板的混凝土一同浇捣;而且倾倒 混凝土的方向与浇筑方向相反。当梁高超过lm时,可先单独浇 筑梁混凝土,水平施工缝设置在板下20~30mm处。 (2):大体积混凝土结构的浇筑。 1)大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于lm以上,施工时必 须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度 差值,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。

大体积混凝土结构的施工特点:一是整体性要求较高,往往不允 许留设施工缝,一般都要求连续浇筑;二是结构的体量较大,浇 筑后的混凝土产生的水化热量大,并聚积在内部不易散发,从而 形成内外较大的温差,引起较大的温差应力。因此,大体积混凝 土的施工时,为保证结构的整体性应合理确定混凝土浇筑方案; 为保证施工质量应采取有效的技术措施降低混凝土内外温差。 1)浇筑方案的选择 为了保证混凝土浇筑工作能连续进行,避免留设施工缝,应在 下一层混凝土初凝之前,将上一层混凝土浇捣完毕。因此,在组 织施工时,首先应按下式计算每小时需要浇筑混凝土的数量亦称 浇筑强度,即: V=BLH/(t1-t2)(m3/h) 式中V——每小时混凝土浇筑量(m3/h); B、L、H——分别为浇筑层的宽度、长度、厚度(m); t1——混凝土初凝时间(h); t2——混凝土运输时间(h)。 根据混凝土的浇筑量,计算所需要搅拌机、运输工具和振动器的 数量,并据此拟定浇筑方案和进行劳动组织。大体积混凝土浇筑 方案需根据结构大小、混凝土供应等实际情况决定 A:方案:一般有全面分层、分段分层和斜面分层三种方案。
?

a全面分层 ? 就是在整个结构内全面分层浇筑混凝土,要求每一层的混凝土 浇筑必须在下层混凝土初凝前完成。此浇筑方案适用于平面尺 寸不太大的结构,施工时宜从短边开始,顺着长边方向推进, 有时也可从中间开始向两端进行或从两端向中间推进。 b分段分层 ? 如采用全面分层浇筑方案,混凝土的浇筑强度太高,施工难以 满足时,则可采用分段分层浇筑方案。它是将结构从平面上分 成几个施工段,厚度上分成几个施工层,混凝土从底层开始浇 筑,进行一定距离后就回头浇筑第二层混凝土,如此依次浇筑 以上各层。施工时要求在第一层第一段末端混凝土初凝前,开 始第二段的施工,以保证混凝土接触面结合良好。该方案适用 于厚度不大而面积或长度较大的结构。 c斜面分层 ? 当结构的长度超过厚度的三倍,宜采用斜面分层浇筑方案。施 工时,混凝土的振捣需从浇筑层下端开始,逐渐上移,以保证 混凝土的施工质量。

(a)全面分层

(b)分段分层

(c)斜面分层

六:混凝土的振捣 混凝土浇筑人模后,内部还存在着很多空隙。为了使混凝土充满 模板内的每一部分,而且具有足够的密实度,必须对混凝土进行 捣实,使混凝土构件外形正确、表面平整、强度和其他性能符合 设计及使用要求。 1:振实原理 匀质的混凝土拌和料介于固态与液态之间,内部颗粒依靠其摩擦 力、粘聚力处于悬浮状态。当混凝土拌和料受到振动时,振动能 降低和消除混凝土拌和料间的摩擦力、提高混凝土其流动性,此 时的混凝土拌和料暂时被液化,处于“重质液体状态”。于是混 凝土拌和料能像液体一样很容易地充满容器;物料颗粒在重力作 用下下沉,能迫使气泡上浮,排除原拌和料中的空气和消除孔隙。 这样一来,通过振动就使混凝土骨料和水泥砂浆在模板中得到致 密的排列和有效的填充。

2:振动设备的选择及操作要点 混凝土的振动机械按其工作方式不同,可分为内部振动器、表面 振动器、外部振动器和振动台等。这些振动机械的构造原理基本 相同,主要是利用偏心锤的高速旋转,使振动设备因离心力而产 生振动。它们各有自己的工作特点和适用范围,需根据工程实际 情况进行选用。

(a)内部振动器 (b) 外部振动器

(c)表面振动器 (d)振动台

1)内部振动器 又称插入式振动器,它由振动棒、软轴和电动机三部分组成。振动 棒是振动器的工作部分,内部装有偏心振子,电机开动后,由于 偏心振子的作用使整个棒体产生高频微幅的振动。振动器工作时, 依靠插入混凝土中的振动棒产生的振动力、使混凝土密实成型。 插入式振动器的适用范围最广泛,可用于大体积混凝土、基础、柱、 梁、墙、厚度较大的板及预制构件的捣实工作。 插入式振动器时的振捣方法有两种:一种是垂直振捣,即振动棒 与混凝土表面垂直,其特点是容易掌握插点距离、控制插入深度 (不得超过振动 棒长度的1.25倍)、不易产生漏振、不易触及钢 筋和模板、混凝土受振后能自然沉实、均匀密实。另一种是斜向 振捣,即振动棒与混凝土表面成一定角度,其特点是操作省力、 效率高、出浆快、易于排除空气、不会发生严重的离析现象、振 动棒拔出时不会形成孔洞。 使用插入式振动器垂直操作时的要点是:“直上和直下,快插与慢 拔;插点要均匀,切勿漏插点;上下要插动,层层要扣搭;时间 掌握好,密实质量佳”。 操作要点中的“快插慢拔”。快插是为了防止先将表面混凝土振实 而无法振捣下部混凝土,与下面混凝土发生分层、离析现象;慢 拔是为了使混凝土填满振动 棒抽出时所形成的空隙。振动过程 中,宜将振动棒上下略为抽动,以使上下混凝土振捣均匀。

振捣时插点排列要均匀,可采用“行列式”或“交错式”的次序移 动,且不得混用,以免漏振。每次移动间距应不大于振捣器作用 半径的1.5倍,一般振动棒的作用半径为30~40cm。振动器与模 板的距离不应大于振动器作用半径的0.5倍,并应避免碰撞模板、 钢筋、芯管、吊环、预埋件或空心胶囊等。

(a)行列式 插点的分布

(b)交错式

?

?

分层振捣混凝土时,每层厚度不应超过振动棒长的1.25倍;在振捣上一层时, 应插入下层50mm左右,以消除两层之间的接缝,同时必须在下层混凝土初凝 以前完成上层混凝土的浇筑。 振动时间要掌握恰当,过短混凝土不易被捣实,过长又可能使混凝土出现离 析。一般每个插入点的振捣时间为20~30s,使用高频振动器时最短不应小于 l0s。而且以混凝土表面呈现浮浆,不再出现气泡,表面不再沉落为准。

2)表面振动器 ? 又称平板式振动器。它是将在电动机转轴上装有左右两个偏心块 的振动器固定在一个平板上而成。电机开动后,带动偏心块高速 旋转,从而使整个设备产生振动,通过平板将振动传给混凝土。 ? 其振动作用深度较小,仅适用于厚度较薄而表面较大的结构,如 平板、楼地面、屋面等构件。 ? 表面振动器在使用时,在每一位置应连续振动一定时间,一般 为25~40s,以混凝土表面出现浆液,不再下沉为准;移动时成 排依次振捣前进,前后位置和排与排间相互搭接应有3~5cm, 防止漏振。表面振动器的有效作用深度,在无筋或单筋平板中约 为200mm,在双筋平板中约为120mm。在振动倾斜混凝土表面 时,应由低处逐渐向高处移动。

3)外部振动器 ? 又叫附着式振动器,它是固定在模板外侧的横档或竖档上,振 动器的偏心块旋转时产生的振动力通过模板传给混凝土,从而使 混凝土被振捣密实。 ? 它适用于振捣钢筋较密、厚度较小等不宜使用插入式振动器的结 构。 ? 使用外部振动器时,其振动作用深度约为250mm左右,当构 件尺寸较大时,需在构件两侧安设振动器同时进行振捣;一般是 在混凝土人模后开动振动器进行振捣,混凝土浇筑高度须高于振 动器安装部位,当钢筋较密或构件断面较深较窄时,也可采取边 浇筑边振动的方法;外部振动器应与模板紧密连接,其设置间距 应通过试验确定,一般为每隔1~1.5m设置一个;振动时间的控 制是以混凝土不再出现气泡,表面呈水平时为准。 4)振动台 ? 振动台是一个支承在弹性支座上的工作平台,平台下面有振动 机构,模板固定在乎台上。振动机构工作时,就带动工作台一起 振动,从而使在工作台上制作构件的混凝土得到振实。振动台主 要用于混凝土制品厂预制构件的振捣,具有生产效率高、振捣效 果好的优点。

七:混凝土的养护 1:混凝土成型后,为保证混凝土在一定时间内达到设计要求的强 度,并防止产生收缩裂缝,应及时作好混凝土的养护工作。养护 的目的就是给混凝土提供一个较好的强度增长环境。混凝土的强 度增长是依靠水泥水化反应进行的结果,而影响水泥水化反应的 主要因素是温度和湿度;温度越高水化反应的速度越快,而湿度 高则可避免混凝土内水分丢失,从而保证水泥水化作用的充分, 当然水化反应还需要足够的时间,时间越长,水化越充分,强度 就越高。因此混凝土养护实际上是为混凝土硬化提供必要的温度、 湿度条件。 2: 方法: 混凝土的养护的常用方法主要有自然养护、加热养护、蓄热养护。 其中蓄热养护多用于冬季施工,而加热养护除用于冬季施工外, 还常用于预制构件的生产。 1)自然养护 自然养护是指在自然气温条件下(平均气温高于5℃),用适当的 材料对混凝土表面进行覆盖、浇水、挡风、保温等养护措施,使 混凝土的水泥水化作用在所需的适当温度和湿度条件下顺利进行。 自然养护又分为覆盖浇水养护和塑料薄膜养护。

(1)覆盖浇水养护 覆盖浇水养护是指混凝土在浇筑完毕后3~12h内,可选用草帘、 芦席、麻袋、锯木、湿土和湿砂等适当材料将混凝土表面覆盖, 并经常浇水使混凝土表面处于湿润状态的养护方法 (2)塑料薄膜养护 塑料薄膜养护就是以塑料薄膜为覆盖物,使混凝土表面与空气隔 绝,可防止混凝土内的水分蒸发,水泥依靠混凝土中的水分完成 水化作用而凝结硬化,从而达到养护目的。塑料薄膜养护有两种 方法 a:薄膜布直接覆盖法 是指用塑料薄膜布把混凝土表面敞露部分全 部严密地覆盖起来,保证混凝土在不失水的情况下得到充分的养 护。其优点是不必浇水,操作方便,能重复使用,能提高混凝土 的早期强度,加速模具的周转。 b:喷洒塑料薄膜养生液法 是指将塑料溶液喷涂在混凝土表面,落 液挥发后在混凝土表面结成一层塑料薄膜,使混凝土表面与空气 隔绝,封闭混凝土内的水分不再被蒸发,从而完成水泥水化作用。 这种养护方法一般适用于表面积大或浇水养护困难的情况。

2):加热养护 自然养护成本低、效果较好,但养护期长。为了缩短养护期,提 高模板的周转率和场地的利用率,一般生产预制构件时,宜采用 加热养护。 加热养护是通过对混凝土加热来加速混凝土的强度增长。常用的 方法有蒸气室养护、热模养护等。 a:蒸气室养护 蒸气室养护就是将混凝土构件放在充满蒸气的养护室内,使混凝 土在高温高湿度条件下,迅速达到要求的强度。 蒸气养护过程分为静停、升温、恒温和降温四个阶段。 b:热模养护 热模养护也属于蒸气养护,蒸气不与混凝土接触,而是将蒸气通 在模板内,热量通过模板与刚成型的混凝土进行热交换进行养护。 此法养护用气少,加热均匀,既可用于预制构件,又可用于现浇 墙体。

八:混凝土的质量检查 混凝土的质量检查包括施工过程中的质量检查和施工后的质量检 查。施工中的检查主要是对混凝土拌制和浇筑过程中材料的质量 及用量、搅拌地点和浇筑地点的坍落度等进行检查,在每一工作 班内至少检查2次;当混凝土配合比由于外界影响有变动时,应 及时检查;对混凝土搅拌时间也应随时进行检查。对于预拌混凝 土,应注意在施工现场进行坍落度检查。 施工后的质量检查主要是对已完工的混凝土进行外观质量检查和 强度检查。对有抗冻、抗渗等特殊要求的混凝土,还应进行抗冻、 抗渗性能检查。 1:混凝土浇筑完毕后的强度检验 检查混凝土质量应通过留置试块做抗压强度试验的方法进行。当 有特殊要求时,还需做混凝土的抗冻性、抗渗性等试验。 (1):试块制作 用于检验结构构件混凝土质量的试件,应在混凝土浇筑地点随机 制作,采用标准养护。标准养护就是在温度(20土3)℃和相对湿 度为90%以上的潮湿环境或水中的标准条件下进行养护。评定强 度用试块需在标准养护条件下养护28d,再进行抗压强度试验, 所得结果就作为判定结构或构件是否达到设计强度等级的依据。

(2):试件组数确定 工程施工中,试件留置的组数应符合下列规定: 1):每拌制100盘且不超过l00m3的同配合比的混凝土,其取样 不得少于一次; 2):每工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盘时,其取样不 得少于一次; 3):对现浇混凝土结构,还应满足:每一现浇楼层同配合比的混 凝土,取样不得少于一次;同一单位工程每一验收项目同配合比 的混凝土,取样不得少于一次。 每次取样应至少留置一组(3个)标准试件,同条件养护的试件组 数,可根据实际需要确定。对于预拌混凝土其试件的留置也应符 合上述规定。 (3):每组试件强度代表值 每组三个试件应在同盘混凝土中取样制作,并按下面规定确定该 组试件的混凝土强度代表值。 1):取三个试件强度的平均值; 2):当三个试件强度中的最大值或最小值之一与中间值之差超过 中间值的15%时,取中间值; 3):当三个试件强度中的最大值和最小值与中间值之差均超过中 间值的15%时,该组试件不应作为强度评定的依据

(4)强度评定 混凝土强度应分批进行验收。同一验收批的混凝土应由强度等级 相同、生产工艺和配合比基本相同的混凝土组成,对现浇混凝土 结构构件,尚应按单位工程的验收项目划分验收批,每个验收项 目应按现行国家标准《建筑安装工程质量检验评定统一标准》确 定。对同一验收批的混凝土强度,应以同批内标准试件的全部强 度代表值来评定。 当对混凝土试件强度的代表性有怀疑时,可采用非破损检验方法 或从结构、构件中钻取芯样的方法,按有关标准的规定,对结构 构件中的混凝土强度进行推定,作为是否进行处理的依据。 2:外观检查及允许偏差 混凝土结构构件拆模后,应从其外观上检查其表面有无麻面、蜂 窝、露筋、裂缝、孔洞等缺陷,预留孔道是否通畅无堵塞,如有 类似情况应加以修正。 1):麻面是构件表面呈现无数的小凹点,而无钢筋外露现象。产 生原因主要是模板表面粗糙、清理不干净、接缝不严密发生漏浆、 或振捣不充分等。蜂窝是指结构构件中出现蜂窝状的窟窿,骨料 间有空隙存在。

2): 孔洞是指混凝土结构构件局部没有混凝土,形成空腔。产生原 因主要是混凝土漏振、混凝土离析、石子成堆、泥块、冰块、杂 物等掺人混凝土中等。 3):裂缝是混凝土结构常见的质量缺陷,产生的原因较复杂,如养护 不当、表面失水过多,温差过大等易产生干缩裂缝或温度裂缝, 地基不均匀沉降造成构件产生贯穿性裂缝,对结构危害极大。 ? 总之,对于影响结构性能的缺陷,应会同设计单位共同研究,制 定出合理、可靠的修补方案。

第五章

预应力混凝土工程

普通钢筋混凝土的抗拉极限应变只有0.0001~0.0015,在正常使 用条件下受拉区混凝土开裂,构件的刚度小、挠度大。要使混凝 土不开裂,受拉钢筋的应力只能达到30Mpa;对允许出现裂缝的 构件,当裂缝宽度限制在0.2~0.3mm时,受拉钢筋的应力也只 能达到200 Mpa 左右。为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和 钢筋不能充分发挥其作用这一矛盾,人们创造了对混凝土施加预 应力的方法。即在结构或构件受拉区域,通过对钢筋进行张拉后 将钢筋的回弹力施加给混凝土,使混凝土受到一个预压应力,产 生一定的压缩变形。当该构件受力后,受拉区混凝土的拉伸变形, 首先与压缩变形抵消,然后随着外力的增加,混凝土才逐渐被拉 伸,明显推迟了裂缝出现时间。

第一节 预应力混凝土及其分类
一:分类 1:先张法和后张法混凝土 2:有粘结和无粘结混凝土 3:全预应力和部分预应力混凝土 二:优点 能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性,可有效地利用 高强度钢筋和高强度等级的混凝土。与普通混凝土相比,在同样 条件下具有截面小、自重轻、质量好、材料省(要节约钢材20

%~40%),并能扩大预制装配化程度。

第二节

先张法

一.张拉设备和机具 (一)、台座 台座是先张法生产中的主要设备之一,要求有足够的强度和稳定 性,以免台座变形、倾复、滑移而引起预应力值的损失。台座按 构造不同,可分为墩式台座和槽式台座两类 1.墩式台座 墩式台座一般用于生产小型构件。生产钢弦混凝土构件的墩式台 座,其长度常为100~150米,这样既可利用钢丝长的特点,张 拉一次可生产多根构件,减少张拉及临时固定工作,又可减少钢 丝滑动或台座横梁变形引起的应力损失。 (1)墩式台座的形式 墩式台座有重力式和构架式两种。重力式台座主要靠自重平衡 张拉力所产生的倾复力矩,构架式台座主要靠土压力来土平衡张 拉力所产生的倾复力矩。

(2)墩式台座的稳定性和强度验算 ? 墩式台座的稳定性包括台座的抗倾覆和抗滑移的能力。墩式台座 抗倾覆和抗滑移验算的计算简图见 ? 墩式台座的抗倾覆能力以台座的倾覆的安全系数K0表示。 ? 考虑到混凝土台墩和混凝土台面相互作用的顶点角部会出现因应 力集中而局部破损的现象,所以,抗倾覆验算的倾覆点应设在台 面以下40 ~ 50 mm处。 ? 墩式台座的强度验算:传力墩的牛腿和外伸台面局部加厚部分, 分别按钢筋混凝土结构的牛腿和偏心受压构件计算;横梁按简支 梁计算。 2.槽式台座 ? 浇筑中小型吊车梁时,由于张拉力矩和倾复力矩都很大。一般多 采用槽式台座,它由钢筋混凝土立柱、上下横梁及台面组成。台 座长度应便于生产多种构件:一般为45米(可生产6根6米长的吊 车梁)或76米(可生产10根6米长的吊车梁,或24米屋架3榀, 或18米屋架4榀)。为便于拆迁移,台座式应设计成装配式。此 外,在施工现场亦可利用条石或已预制好的柱、桩和基础梁等构 件,装配成简易式台座。 (二)夹具

夹具是预应力筋进行张拉和临时固定的工具,要求夹具 工作可靠,构造简单,施工方便,成本低。根据夹具的 工作特点分为张拉夹具和锚固夹具。 1.张拉夹具 张拉夹具是将预应力筋与张拉机械连接起来,进行预 应力张拉的工具。常用的张拉夹具有: (1)偏心式夹具 偏心式夹具是由一对带齿的月牙形偏心块组成的。 (2)楔形夹具 楔形夹具是由锚板和楔块组成的。 2.锚固夹具 锚固夹具是将预应力筋临时固定在台座横梁上的工具。 常用的锚固夹具有: (1)锥形夹具 ? 锥形夹具是用来锚固预应力钢丝的,由中间开有圆锥形 孔的套筒和刻有细齿的锥形齿板或锥销组成。分别称为 圆锥齿板式夹具和圆锥三槽式夹具。
?

圆锥齿板式夹具的套筒和齿板均用45号钢制作。套筒不需作热处 理,齿板热处理后的硬度应达HRC40~50。 ? 圆锥三槽式夹具锥销上有三条半圆槽,依锥销上半圆槽的大小, 可分别锚固一根fb3、fb4或fb5钢丝。套筒和锥销均用45号钢制 作,套筒不作热处理,锥销热处理后的硬度应达HRC40~45。 ? 锥形夹具工作时依靠预应力钢丝的拉力就能够锚固住钢丝。锚固 夹具本身牢固可靠地锚固住预应力筋的能力,称为自锚。 (2).圆套筒三片式夹具 ? 圆套筒三片式夹具是用于锚固预应力钢筋的,由中间开有圆锥形 孔的套筒和三片夹片组成。 ? 圆套筒三片夹式具可以锚固f12或f14的单根冷拉II、III、IV级钢 筋。套筒和夹片用45号钢制作,套筒和夹片热处理后硬度应达 HRC35~40和HRC40~45。 (3).方套筒两片式夹具 ? 方套筒两片式夹具用于锚固单根热处理钢筋。该夹具的特点是操 作非常简单,钢筋由套筒小直径一端插入,夹片后退,两夹片间 距扩大,钢筋由两夹片之间通过,由套筒大直径一端穿出。夹片 受弹簧的顶推前移,两夹片间距缩小,夹持钢筋。
?

(4).镦头夹具 (图示) ? 预应力钢丝或钢筋的固定端常采用镦头锚固。冷拔低碳钢丝可采 用冷镦或热墩方法制作镦头;碳素钢丝只能采用冷镦方法制作墩 头;直径小于22毫米的钢筋可在对焊机上采用热镦方法制作镦头; 大直径的钢筋只能采用热镦方法

(三)张拉机械
先张法施工中预应力筋可单根张拉或多根成组张拉。常用的张拉 机械有: 1.YC-20穿心式千斤顶 YC-20型穿心式千斤顶由偏心式夹具、油缸和弹性顶压头组成。 最大张拉力200kN,张拉行程200毫米,自重19千克。适于张拉 直径12~20毫米的单根预应力钢筋。 张拉预应力钢筋的工作过程——油嘴6进油,油缸向左侧伸出, 由于偏心式夹具夹紧了预应力钢筋,预应力钢筋被张拉。

? ?

?

2.电动螺杆张拉机 ? 电动螺杆张拉机由张拉螺杆、变速箱、拉力架、承力架和张拉夹 具组成。最大张拉力为300~600kN,张拉行程为800毫米,自重 400千克,为了便于转移和工作,将其装置在带轮的小车上。电 动螺杆张拉机可以张拉预应力钢筋也可以张拉预应力钢丝。 ? 电动螺杆张拉机的工作过程:工作时顶杆支承到台座横梁上,用 张拉夹具夹紧预应力筋,开动电动机使螺杆向右侧运动,对预应 力筋进行张拉,达到控制应力要求时停车,并用预先套在预应力 筋上的锚固夹具将预应力筋临时锚固在台座的横梁上。然后开倒 车,使电动螺杆张拉机卸荷。 3.油压千斤顶 ? 油压千斤顶可张拉单根预应力筋或多根成组预应力筋。多根成组 张拉时,可采用四横梁式张拉装置进行。 ? 四横梁式油压千斤顶张拉装置,用钢量较大,大螺丝杆加工困难, 调整预应力的初应力费时间,油压千斤顶行程小,工效较低,但 其一次张拉力大。

二、先张法施工工艺 (一)预应力筋的张拉 预应力筋的张拉应根据设计要求进行 1.张拉控制应力 ? 预应力筋的张拉工作是预应力施工中的关键工序,应严格按设计 要求进行。 ? 预应力筋张拉控制应力的大小直接影响预应力效果,影响到构件 的抗裂度和刚度,因而控制应力不能过低。但是,控制应力也不 能过高,不允许超过其屈服强度,以使预应力筋处于弹性工作状 态。否则会使构件出现裂缝的荷载与破坏荷载很接近,这是很危 险的;此外过大的超张拉会造成反拱过大,预拉区出现裂缝也是 不利的。因此,预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。当施 工中预应力筋需要超张拉时,可比设计要求提高 5%,但其最大 张拉控制应力不得超过下表的规定。 ? 钢丝、钢绞线属于硬钢,冷拉热轧钢筋属于软钢。硬钢和软钢根 据它们是否存在屈服点划分的,由于硬钢无明显屈服点,塑性较 软钢差,所以其控制应力系数较软钢低。

2.张拉程序的确定 ? 预应力筋的张拉程序:0?105%控制应力(持荷2分钟) 控制应 力,或0?103%控制应力。 ? 预应力筋进行超张拉(1.03~1.05控制应力)主要是为了减少松 驰引起的应力损失值。所谓应力松弛是指钢材在常温高应力作用 下,由于塑性变形而使应力随时间延续而降低的现象。这种现象 再张拉后的头几分钟内发展得特别快,往后则趋于缓慢。例如, 超张拉5%并持荷2分钟,再回到控制应力,松弛以完成50%以上。 3.预应力筋的张拉 ? 预应力筋的张拉力根据设计的张拉控制应力与钢筋截面积及超张 拉系数之积而定。 ? 预应力钢丝的应力可利用2CN-1型钢丝测力计或半导体频率记数 测力计进行测定。2CN-1测力计工作构造示意图 (二)混凝土的浇筑和养护 ? 混凝土的浇筑必须一次完成,不允许留设施工缝。混凝土的强度 等级不得小于C30。为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力 损失。在确定混凝土的配合比时,应采用低水灰比,控制水泥的 用量,对骨料采取良好的级配,预应力混凝土构件制作时,必须 振捣密实,特别是构件的端部,以保证混凝土的强度和粘结力。

(三)预应力筋的放张 ? 先张法施工的预应力放张时,预应力混凝土构件的强度必须符合 设计要求。设计无要求时,其强度不低于设计的混凝土强度标准 值的75%。过早放张预应力会引起较大的预应力损失或预应力钢 丝产生滑动。对于薄板等预应力较低的构件,预应力筋放张时混 凝土的强度可适当降低。预应力混凝土构件在预应力筋放张前要 对试块进行试压。 ? 预应力混凝土构件的预应力筋为钢丝时,放张前,应根据预应力 钢丝的应力传递长度,计算出预应力钢丝在混凝土内的回缩值, 以检查预应力钢丝与混凝土粘结效果。若实测的回缩值小于计算 的回缩值,则预应力钢丝与混凝土的粘结效果满足要求,可进行 预应力钢丝的放张。预应力钢丝理论回缩值计算。

第三节
?

后张法

?

后张法是在构件或块体上直接张拉预应力钢筋, 不需要专门的台座。大型构件 可分件制作,运到现场利用预应力钢筋连成整体。 后张法灵活性大,现已逐渐从单个预应力构件发 展到整体预应力结构。

一、锚具及预应力筋的制作 ? 目前常用的预应力筋有单根粗钢筋、钢筋束(刚绞线束)、和钢 丝束三种。这三种钢筋分别适用不同体系的锚具,钢筋的制作工 艺也因锚具的不同而有所差异。下面分别介绍这三种预应力筋所 适用的锚具及预应力筋的制作。 (一)单根预应力筋 1.单根预应力筋的锚具 (1)帮条锚具 ? 由衬板和三根帮条焊接而成,是单根预应力粗钢筋非张拉端用 锚具。帮条采用与预应力钢筋同级别的钢筋,三根帮条应互成 120°,衬板采用3号钢。帮条与衬板相接触的截面应在一个垂直 平面上,以免受力时产生扭曲。帮条的焊接宜在预应力钢筋冷拉 前进行, (2) 螺丝端杆锚具 ? 由螺丝端杆、螺母及垫板组成。是单根预应力粗钢筋张拉端常 用的锚具。 ? 螺丝端杆锚具的特点是将螺丝端杆与预应力筋对焊接成一个整体, 对焊应在预应力钢筋冷拉前进行,以免冷拉强度的损失,同时也 可检验焊接质量。螺丝端杆净截面积应大于或等于所对焊的预应 力钢筋截面面积,其长度一般为320mm。螺丝端杆可采用

与预应力钢筋同级冷拉钢筋制作,也可采用冷拉或热处理45号钢 制作。螺母与垫板均采用3号钢。 (3)精轧螺纹钢筋锚具 ? 由螺母和垫板组成,适用于锚固直径25mm和32mm的高强精轧 螺纹钢筋。 (4)单根钢绞线锚具 ? 由锚环与夹片组成。夹片形状为三片式,斜角为4°。夹片的齿 形为“短牙三角螺纹”,这是一种齿顶较宽,齿高较矮的特殊螺 纹,强度高,耐腐蚀性强。 ? 适用于锚固fj12和fj15钢绞线,锚具尺寸按钢绞线直径而定。 (也可作先张法的夹具使用) (二)预应力钢筋束(钢绞线束) 1.预应力钢筋束(钢绞线束)锚具 (1)KT-Z型锚具 又称可锻铸铁锥形锚具,由锚环与锚塞组成,适用于锚固3~6 根直径12mm的冷拉螺纹钢筋与钢绞线束。锚环和锚塞均采用 KT37-12或KT35-10可锻铸铁铸造成型。 (2)JM型锚具

?

由锚环与夹片组成。JM型锚具的夹片属于分体组合型,组合起来 的夹片形成一个整体截锥形楔块,可以锚固多根预应力钢筋或钢 绞线,因此锚环是单孔的。锚环和夹片均采用45号钢,经机械加 工而成,成本较高。夹片呈扇形,靠两侧的半圆槽锚住预应力筋, 为增加夹片与预应力筋之间的摩擦力,在半圆槽内刻有截面为梯 形的齿痕,夹片背面的坡度与锚环内圈的坡度一致。JM型锚具主 要用于锚固3~6 根直径12mm的四级冷拉钢筋束与4~6根,直径 12~15毫米的钢绞线束。JM型锚具通过实践证明优良好的锚固 性能,预应力筋的滑移比较小,同时具有施工方便的优点。目前 有些地区采用精密铸造及模煅的方法JM型生产铸钢锚具,解决了 加工困难和成本高的问题。为JM型锚具推广开辟了新的途径。

(3) 群锚体系 XM锚具、QM锚具均为群锚体系,即在一块锚板上可锚 固多根钢绞线。 (4)扁锚体系(图示) 它由扁锚头、扁型垫板、扁型喇叭管及扁型管道等组成。

二.张拉设备 张拉设备由液压千斤顶、供油用的高压油泵和外接油管三部分组 成。 (一)、千斤顶 在后张法中,目前常用的千斤顶有拉杆式千斤顶(代号为YL)、 穿心式千斤顶(代号为YC)和锥锚式千斤顶(代号为YZ)。千斤顶 的选择主要依据锚具型式和总张拉力的大小。 1.拉杆式千斤顶 最常用的拉杆式顶是YL600型千斤顶,它主要适用于螺丝端杆锚 具或夹具及镦头锚具或夹具 2.穿心式千斤顶(动画) 穿心式千斤顶是一种适应性较强的千斤顶,它既适用于JM12型、 XM型和KT-Z型锚具,配上撑脚、拉杆等附件后,也可作为拉杆 式千斤顶使用,根据使用功能不同可分为YC型、YC-D型与YCQ 型系列产品

3.锥锚式千斤顶 常用型号有YZ380、YZ600和YZ850,主要适用于钢质锥形锚具。 (二).高压油泵 高压油泵主要为各种液压千斤顶供油,有手动和电动两类。目 前常用的是电动高压油泵,它由油箱、供油系统的各种阀和油管、 油压表及动力传动系统等组成。电动高压油泵技术性能。 三.后张法施工工艺 后张法施工工艺流程图,下面仅对的孔道留设、预应力筋张拉 和孔道灌浆主要工序进行介绍 (一) 孔道留设 孔道的直径一般比预应力筋(束)外径(包括钢筋对焊接头处 外径或必须穿过孔道的锚具外径)大10~15mm,以利于预应力 筋穿入。孔道的留设方法有抽芯法和预埋管法。 1.抽芯法 该方法在我国已有较长的历史,相对价格比较便宜。但此方法也 有一定的局限性。如对大跨度结构,大型的或形状复杂的特种结 构及多跨连续结构等,因孔道密集就难以适应。

抽芯法一般有两种,即钢管抽芯法与胶管抽芯法。 (1)钢管抽芯法 这种方法大都用于留设直线孔道时,预先将钢管埋设在模板内的 孔道位置处。钢管要平直,表面要光滑,每根长度最好不超过 15m,钢管两端应各伸出构件约500mm左右。较长的构件可采用 两根钢管,中间用套管连接。在混凝土浇筑过程中和混凝土初凝 后,每间隔一定时间慢慢转动钢管,不让混凝土与钢管粘牢,等 到混凝土终凝前抽出钢管。抽管过早,会造成坍孔事故;太晚, 则混凝土与钢管粘结牢固,抽管困难。常温下抽管时间,约在混 凝土浇灌后3~6小时。抽管顺序宜先上后下,抽管可采用人工或 用卷扬机,速度必须均匀,边抽边转,与孔道保持直线。抽管后 应及时检查孔道情况,做好孔道清理工作。 (2) 胶管抽芯法 此方法不仅可以留设直线孔道,亦可留设曲线孔道,胶管弹性好, 便于弯曲,一般有五层或七层夹布胶管和钢丝网橡皮管两种。胶 管具有一定弹性,在拉力作用下,其断面能缩小,故在混凝土初 凝后即可把胶管抽拔出来。夹布胶管质软,必须在管内充气或充 水。在浇筑混凝土前,胶皮管中充入压力为0.6~0.8MPa的压缩 空气或压力水,此时胶皮管直径可增大3mm左右,然后浇筑混凝 土,待混凝土初凝后,放出压缩空气或压力水,胶管孔径变小, 并与混凝土脱离,随即抽出胶管,形成孔道。抽管顺序,一般应 为先上后下,先曲后直。

2.预埋管法 预埋管采用一种金属波纹软管,是由镀锌薄钢带经波纹卷管机压 波卷成,具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土 粘结较好等优点。波纹管的内径为50~100mm,管壁厚0.25~ 0.3mm。除圆形管外,近年来又研制成一种扁形波纹管,可用于 板式结构中,扁管的长边边长为短边边长的2.5~4.5倍。 (二)预应力筋张拉 1.混凝土的张拉强度 预应力筋的张拉是制作预应力构件的关键,必须按规范有关规定 精心施工。张拉时构件或结构的混凝土强度应符合设计要求,当 设计无具体要求时,不应低于设计强度标准值对75% 。 2.张拉控制应力及张拉程序 预应力张拉控制应力应符合设计要求及的最大张拉控制应力不能 超过表5—2的规定。其中后张法控制应力值低于先张法,这是因 为后张法构件在张拉钢筋的同时,混凝土已受到弹性压缩,张拉 力可以进一步补足;而先张法构件,是在预应力筋放松后,混凝 土才受到弹性压缩,这时张拉力无法补足。此外,混凝土的收缩、 徐变引起的预应力损失,后张法也比先张法小。

为了减少预应力筋的松弛损失等,与先张法一样采用超张拉法, 其张拉程序为: ? 0 ? 1.05scon 持荷两分钟 scon ? 或0 ? 1.03scon 3.张拉方法 ? 张拉方法有一端张拉和两端张拉。两端张拉,宜先在一端张拉, 再在另一端补足张拉力。如有多根可一端张拉的预应力筋,宜将 这些预应力筋的张拉端分别设在结构的两端。 ? 长度不大的直线预应力筋,可一端张拉。曲线预应力筋应两端张 拉。抽芯成孔的直线预应力筋,长度大于24米应两端张拉;不大 于24米可一端张拉。预埋波纹管成孔的直线预应力筋,长度大于 30米应两端张拉;不大于30米可一端张拉。竖向预应力结构宜采 用两端分别张拉,且以下端张拉为主。 ? 安装张拉设备时,应使直线预应力筋张拉力的作用线与孔道中心 线重合;曲线预应力筋张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线 重合。 4.预应力值的校核
?

张拉控制应力值除了靠油压表读数来控制,在张拉时还应测定预应力筋的实 际伸长值。若实际伸长值与计算伸长值相差10%以上时,应检查原因,修正 后再重新张拉 5.张拉顺序 选择合理的张拉顺序是保证质量的重要一环。当构件或结构有多根预应力筋 (束)时,应采用分批张拉,此时按设计规定进行,如设计无规定或受设备 限制必须改变时,则应经核算确定。张拉时宜对称进行,避免引起偏心。在 进行预应力筋张拉时,可采用一端张拉法,亦可采用两端同时张拉法。当采 用一端张拉时,为了克服孔道摩擦力的影响,使预应力筋的应力得以均匀传 递,采用反复张拉2~3次,可以达到较好的效果。 (三).孔道灌浆 1:预应力筋张拉、锚固完成后,应立即进行孔道灌浆工作,以防锈蚀,增加结 构的耐久性。 2:灌浆用的水泥浆,除应满足强度和粘结力的要求外,应具有较大的流动性和 较小的干缩性、泌水性。应采用标号不低于425号普通硅酸盐水泥;水灰比宜 为0.4左右。对于空隙大的孔道可采用水泥砂浆灌浆,水泥浆及水泥砂浆的强 度均不得小于20N/mm2。为增加灌浆密实度和强度,可使用一定比例的膨胀 剂和减水剂。减水剂和膨胀剂均应事前检验,不得含有导致预应力钢材锈蚀 的物质。建议拌合后的收缩率应小于2%,自由膨胀率不大于5%。
?

3:灌浆前孔道应湿润、洁净。对于水平孔道,灌浆顺序应先灌 下层孔道,后灌上层孔道。对于竖直孔道,应自下而上分段灌注, 每段高度视施工条件而定,下段顶部及上段底部应分别设置排气 孔和灌浆孔。灌浆压力0.5~0.6MPa为宜。灌浆应缓慢均匀地进 行,不得中断,并应排气通畅。不掺外加剂的水泥浆,可采用二 次灌浆法,以提高密实度。 A: 无粘结预应力筋的制作 1:无粘结预应力筋的制作是无粘结后张预应力混凝土施工中的主 要工序。无粘结筋一般由钢丝、钢绞线等柔性较好的预应力钢材 制作,当用电热法张拉时,亦可用冷拉钢筋制作 2:无粘结筋的涂料层应由防腐材料制作,一般防腐材料可以用沥 青、油脂、蜡、环氧树脂或塑料。涂料应具有良好的延性及韧性; 在一定的温度范围内(至少在-20℃至70℃)不流淌、不变脆、 不开裂;应具有化学稳定性,与钢、水泥以及护套材料均无化学 反应,不透水、不吸湿,防腐性能好;油滑性能好,磨擦阻力小, 如规范要求,防腐油脂涂料层无粘结筋的张拉摩擦系数不应大于 0.12,防腐沥青涂料则不应大于0.25。

第六章

结构安装工程

1:结构安装工程是用各种类型的起重机械将预制的结构构件安装 到设计位置的施工过程,是装配式结构工程施工的主导工种工程。 它直接影响装配式结构工程的施工进度、工程质量和成本。 2:装配式结构工程的施工特点是结构构件生产工厂化、现场施工 装配化。这种施工方法可以改善工人的劳动条件,提高劳动生产 率,加快施工进度,降低工程成本。为了充分发挥装配化施工的 优越性,在拟定结构安装工程施工方案时,要根据结构特点、机 械设备条件及施工工期的要求,合理地选择安装机械,确定合理 的构件安装工艺和结构安装方法及起重机开行路线和构件的平面 布置,以达到缩短工期、保证工程质量、降低工程成本的目的。

第一节

起重机械

结构安装工程中常用的起重机械有:桅杆式起重机、自行杆式起 重机和塔式起重机三大类。 一:桅杆式起重机 桅杆式起重机是将桅杆式的起重支杆设立于地面上进行起吊构件 的起重机械。 1:特点 它具有制作简单,装拆方便,起重量较大(可达100t以上),受地 形限制小,能用于其他起重机械不能安装的一些特殊结构设备等 优点;但它的灵活性差,服务半径小,移动困难,需要拉设较多 的缆风绳,故一般只适用于安装工程量比较集中的工程,或无电 源的地方及无大型设备的施工企业。 2:分类 桅杆式起重机按其构造不同,可分为独脚拔杆、人字拔杆、悬臂 拔杆和牵缆式拔杆起重机等。

独脚拔杆 仅由一根拔杆和起重滑轮组、卷扬机、缆风绳和锚碇等组成。使 用时,拔杆应保持不大于10°的倾角,以便吊装的构件不致碰撞 拔杆,底部设置在硬木或钢制的支座上。缆风绳数量一般为6~ 12根,与地面夹角为30°~45°,角度过大则对拔杆产生较大 的压力。拔杆起重能力,应按实际情况加以验算。木独脚拔杆常 用圆木制作,圆木梢径20~32cm,起重高度为15m以内,起重 量10t以下;钢管独脚拔杆,一般起重高度在30m以内,起重量 可达30t;格构式独脚拔杆起重高度达70~80m,起重量可达 100t以上。

(a)木拔杆

(b)格构式金属拔杆

人字拔杆 人字拔杆由两根圆木或钢管或格构式截面的独脚拔杆在顶部相交 成20°~30°夹角,以钢丝绳绑扎或铁件铰接起来,下悬起重滑 轮组,底部设置拉杆或拉绳,以平衡拔杆本身的水平推力。拔杆 下端两脚距离约为高度的1/2~1/3。人字拔杆的优点是侧向稳定 性好,缆风绳较少(一般不少于5根);缺点是构件起吊后活动范 围小,一般仅用于安装重型构件或作为辅助设备以吊装厂房屋盖 体系上的轻型构件。

人字拔杆

悬臂拔杆 在独脚拔杆的中部2/3高度处装上一根起重臂,即成悬臂拔杆。 起重臂可以回转和起伏,可以固定在某一部位,亦可根据需要沿 杆升降。为了使起重臂铰接处的拔杆部分得到加强,可用撑杆和 拉条(或钢丝绳)进行加固。其特点是有较大的起重高度和起重半 径;悬臂起重杆左右摆动角度大(120°~170°),使用方便。但 因起重量较小,故多用于轻型构件的吊装。

(a)一般形式

(b)带加劲杆 悬臂拔杆

(c)起重臂杆可沿拔杆升降

牵缆式拔杆起重机 牵缆式拔杆起重机是在独脚拔杆的下端装上一根可以回转和起伏 的起重臂而组成。整个机身可作360°回转,具有较大的起重半 径和起重量,并有较好的灵活性。该起重机的起重量一般为15~ 60t,起重高度可达80m,多用于构件多、重量大且集中的结构

安装工程。其缺点是缆风绳用量较多。

牵缆式拔杆起重机

二:自行杆式起重机 常用的自行杆式起重机有履带式起重机、汽车式起重机和轮胎式 起重机三种。 1:履带式起重机 履带式起重机的构造及特点。 1)构造 履带式起重机由行走机构、回转机构、机身及起重臂等部分组成。 行走机构为两条链式履带;回转机构为装在底盘上的转盘,使机 身可回转360°。起重臂下端铰接于机身上,随机身回转,顶端 设

相关文章:
建筑施工技术知识课件 20171221_图文.ppt
建筑施工技术知识课件 20171221 - 建筑施工技术知识 编辑整理:卢政学 《建筑施工技术》 《建筑施工技术》是...
《建筑施工技术》课件_图文.ppt
《建筑施工技术》课件_理学_高等教育_教育专区。传播知识,利人利己 (第四版)
建筑施工技术课件ppt_图文.ppt
建筑施工技术课件ppt - 第一章 土方工程 本章提要: 本章内容包括土方规划、土方工程施工的要点,土 方工程机械化施工。在土方规划中,涉及了土的工 程分类和性质...
建筑施工技术课件(最齐全)课件._图文.ppt
建筑施工技术课件(最齐全)课件. - 建筑施工技术 主讲人:孙秀红 2005.1
《高层建筑施工技术》课件_图文.ppt
《高层建筑施工技术》课件_工学_高等教育_教育专区。高层建筑施工技术是高等院校土
新编建筑施工技术PPT(全)_图文.ppt
新编建筑施工技术PPT(全)_建筑/土木_工程科技_专业资料。LOGO 新编建筑施工技术...建筑施工方面的主要规范: 《施工及验收规范GBJ 》 《建筑工程质量验收统一标准 ...
《建筑工程施工技术》教学大纲课件_图文.doc
《建筑工程施工技术》教学大纲课件 - 课程教学大纲基本格式 一、课程基本情况 课
《建筑施工技术》课件_图文.ppt
《建筑施工技术》课件 - 主讲:王耀乾 甘肃广播电视大学定西分校临洮工作站 第一
《建筑施工技术》课件_图文.ppt
《建筑施工技术》课件 - 第一章 土方工程 本章提要: 本章内容包括土方规划、土
建筑施工技术课件_图文.ppt
建筑施工技术课件 - 第一章 土方工程 土方工程包括土的开挖、运输和填筑等施工
建筑工程技术建筑工程系专业介绍(PPT-34)_图文.ppt
建筑工程技术建筑工程系专业介绍(PPT-34)_院校资料_...开发了《建筑 材料》、《建 筑识图与构造》 两门...
建筑施工技术学科课件_图文.ppt
建筑施工技术学科课件 - 《建筑施工技术》学科课件 项目一 土方工程 任务三 基坑(槽)开挖及土方量计算 《建筑施工技术》学科课件 1.土壁支护 在建筑稠密地区或...
建筑施工技术1:土方工程施工课件._图文.ppt
建筑施工技术1:土方工程施工课件. - 学习模块一:土方工程施工 建筑工程技术专业 引例 某建筑为科研所内部办公用房,地上14层,地下2层,总建筑面积29995.66 平方...
建筑施工技术PPT资料_图文.ppt
建筑施工技术PPT资料_中职中专_职业教育_教育专区。建筑施工技术PPT资料 ...施工合同是业主与承包方根据《合同法》、《建筑安装工程 承包合同条例》以及有关...
最新版建筑施工技术优质课课件建筑施工技术_图文.ppt
最新版建筑施工技术优质课课件建筑施工技术_其它课程_高中教育_教育专区。最新版建筑施工技术优质课课件 土木工程类专业系列教材 教学内容 0 绪论 1 土方工程 2 桩...
《建筑施工技术》课程标准.doc
《建筑施工技术》课程标准 - 《建筑施工技术》课程标准 课程名称:建筑施工技术
《建筑施工技术土》-方工程--ppt课件_图文.ppt
《建筑施工技术土》-方工程--ppt课件_其它_高等教育_教育专区。建筑施工技术
结构安装工程《建筑施工技术》_图文.ppt
结构安装工程《建筑施工技术》 - 6 结构安装工程 ? 主要内容: ? 结构安装
2011年建筑工程技术专业《建筑法律法规》课件_图文.ppt
2011年建筑工程技术专业《建筑法律法规》课件 - 建筑工程专业 《法律法规》
《建筑施工技术》第7章高层建筑施工课件_图文.ppt
《建筑施工技术》第7章高层建筑施工课件 - 7 高层建筑施工 ? 本章内容:高层
更多相关标签: