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建筑施工技术
什么是建筑？
通常认为是建筑物和构筑物的总称。
建筑物：供人们生活、学习、工作、居住以
及从事生产和各种文化活动的房屋
称为建筑物。
构筑物：水池、水塔、支架、烟囱等间接为
人们提供服务的设施称为构筑物。
悉尼歌剧院
卢浮宫
北京国家体育场（鸟巢）
北京T3 航站楼
武汉天兴洲长江大桥
某住宅小区
什么是建筑施工？
建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程。它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等。施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”，也叫工地。
建筑剖面图
某户型图（130m2）
施工现场
项目一 土方工程
主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、施工辅助工作、土方机械化施工及土方工程质量验收。
学习重点：土的工程性质及其对施工的影响，土壁支护与边坡，以及降低地下水位的方法。
学习要求:
1. 了解土方工程的施工特点，熟悉土的工程性质及其对施工的影响，掌握土方的种类和鉴别方法。
2．熟悉土方调配原则和土方调配方案的编制，掌握基坑、基槽土方量的计算方法，能够用方格网法或断面法正确计算土方工程量。
3．熟悉集水井降水法工艺要求，掌握轻型井点降水井点布置、施工工艺。
4．熟悉土壁塌方的原因、影响土方边坡的因素和土壁支撑方法。
5．掌握常用土方施工机械的性能、特点、适用范围及提高生产率的方法，能够根据土方开挖方式合理选择施工机械。
6．正确选择地基回填土的填方土料及填筑压实方法，能分析填土压实的影响因素。
1. 土的分类
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）中关于土的分类原则，对粗颗粒土，考虑了其结构和颗粒级配；对细颗粒土，考虑了土的塑性和成因，并且给出了岩石的分类标准。它将天然土分为岩石、碎石土、砂类土、粉土、黏性土和人工填土6大类。
任务1 土方的种类鉴别
1.1土的种类鉴别
1）岩石
岩石是颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。它作为建筑场地和建筑地基可按下列原则分类：
（1）按成因不同可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
（2）按岩石的坚硬程度即岩块的饱和单轴抗压强度frk可分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩5类，如表1.1。
（3）按岩土完整程度可划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎5类，如表1.2。
（4）按风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化5种。其中微风化或未风化的坚硬岩石为最优良地基。强风化或全风化的软岩石，为不良地基。
2）碎石类土
粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土。
根据颗粒形状和粒组含量，碎石土又可细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾6种，如表1.3。
常见的碎石类土，强度高、压缩性低、透水性好，为优良地基。
3）砂类土
粒径大于2mm的颗粒含量不超过全部质量的50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全部质量50%的土，称为砂类土。砂类土根据粒组含量的不同又细分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂5种，如表1.4。
砂土的密实度标准详见表1.5。其中，密实与中密状态的砾砂、粗砂、中砂为优良地基；稍密状态的砾砂、粗砂、中砂为良好地基；密实状态的细砂、粉砂为良好地基；饱和疏松状态的细砂、粉砂为不良地基。
4）粉土
粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全部质量的50%，且塑性指数IP≤10的土，称为粉土。粉土的性质介于砂类土和黏性土之间，粉土的密实度一般用天然孔隙比来衡量，如表1.5。其中，密实的粉土为良好地基；饱和稍密的粉土在振动荷载作用下，易产生液化，为不良地基。
5）黏性土
塑性指数IP＞10，且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全部质量50%的土，称为黏性土。黏性土又可细分为黏土和粉质黏土（亚黏土）两种，如表1.6。
黏性土的工程性质与其密实度和含水量的大小密切相关。密实硬塑的黏性土为优良地基；疏松流塑状态的黏性土为软弱地基。
6）人工填土
由人类活动堆填形成的各类堆积物，称为人工填土。人工填土一句其组成物质可细分为4种，如表1.7。
通常人工填土的工程性质不良，强度低，压缩性大且不均匀。压实填土相对较好，杂填土工程性质最差。
除了上述6大类岩土，自然界中还分布着许多具有特殊性质的土，如淤泥、淤泥质土、红黏土、湿陷性黄土、膨胀土、冻土等。他们的性质与上述6大类岩土不同，需要区别对待。
（1）淤泥和淤泥质土
这类土在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成。其中，天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土称为淤泥；天然含水量大于液限，而天然孔隙比小于1.5但大于1.0的黏性土或粉土，称为淤泥质土。
这类土，压缩性高，强度低，透水性差，是不良地基。
（2）膨胀土
黏粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩变形特性，自由膨胀率大于或等于40%的黏性土，称为膨胀土。
这类土虽然强度高，压缩性低；但遇水膨胀隆起，失水收缩下沉，会引起地基的不均匀沉降，对建筑物危害极大。
（3）红黏土和次生红黏土
红黏土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性黏土，其液限一般大于50%。红黏土经再搬运后仍保留其基本特征，但液限大于45%的土为次生红黏土。
以上3类特殊土均属于黏性土的范畴。
1.2土的工程分类及鉴别方法
土的种类繁多，其分类的方法也很多。在建筑施工中，根据土的开挖难易程度(即硬度系数大小)，将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石等八类。前四类属一般土，后四类属岩石。土的这八种分类方法及现场鉴别方法见表1.8。由于土的类别不同，单位工程消耗的人工或机械台班不同，因而施工费用就不同，施工方法也不同。所以，正确区分土的种类、类别，对合理选择开挖方法、准确套用定额和计算土方工程费用关系重大。
表1.8 土的工程分类与现场鉴别方法
土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法
KS K’s
一类土
(松软土) 砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥) 1.08～1.17 1.01～1.03 能用锹、锄头挖掘
二类土
(普通土) 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 1.14～1.28 1.02～1.05 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松
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 要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍
四类土
(砂砾坚土) 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，软泥灰岩及蛋白石 1.26～1.32 1.06～1.09 整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤
土的分类 土 的 名 称 可松性系数 现场鉴别方法
KS K’s
五类土
(软石) 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，软的石炭岩 1.30～1.45 1.10～1.20 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法
六类土
(次坚石) 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 1.30～1.45 1.10～1.20 用爆破方法开挖,部分用风镐
七类土 (坚石) 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾
岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.30～1.45 1.10～1.20 用爆破方法开挖
八类土 (特坚硬石) ) 安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩 1.45～1.50 1.20～1.30 用爆破方法开挖
（1）土的天然密度: 在天然状态下，单位体积土的质量。它
与土的密实程度和含水量有关。
土的天然密度按下式计算：
1.土的天然密度和干密度
式中?ρ——土的天然密度，kg/m3；
? m ——土的总质量，kg；
? V — 土的体积，m3。
(1.1)
在土方运输中，汽车载重量折算体积时，采用天然密度。
土的工程性质
（2）干密度: 土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式
表示：
式中?ρd——土的干密度，kg/m3；
? mS ——固体颗粒质量，kg；
? V — 土的体积，m3。
在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。
(1.2)
2. 土的可松性系数
土的可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。
土的可松性用可松性系数表示，即：
式中 KS、KS′——土的最初、最终可松性系数；
? V1?——土在天然状态下的体积，m3；
? V2?——土挖出后在松散状态下的体积，m3；
? V3?——土经压(夯)实后的体积，m3。
(1.3)
(1.4)
土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。
3. 土的含水量
式中：m湿——含水状态土的质量，kg；
? m干——烘干后土的质量，kg；
? mW ——土中水的质量，kg；
? mS—固体颗粒的质量，kg。
土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。
(1.1)
测定方法：先称取原土样质量m，再将土样放入烘箱（105℃）烘干。
最佳含水量：在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度。
例题
有一填坑，其土方量为1000m3，使用斗容量3m3的汽车运土，每车运费10元，请问填满夯实此坑需多少运费？（Ks＝1.25， Ks′＝1.1）
解： V2＝ Ks· V1 ＝ Ks· V3/ Ks′
＝1.25×1000/1.1 ＝1136.4 m3
W＝ 10×1136.4/3 ＝ 3788 元
土的最初可松性系数Ks是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；
土的最终可松性系数Ks′是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表1.1所示。
4. 土的渗透性
土的渗透性：指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。
渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表1.2所示。
表1.2 土的渗透系数参考表
土的名称 渗透系数(m/d) 土的名称 渗透系数(m/d)
粘土 ＜0.005 中砂 5.00～20.00
亚 粘 土 0.005～0.10 均质中砂 35～50
轻亚粘土 0.10～0.50 粗砂 20～50
黄土 0.25～0.50 圆 砾 石 50～100
粉砂 0.50～1.00 卵石 100～500
细砂 1.00～5.00

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