完整升级版精品课教案模版.docx

完整升级版精品课教案模版.docx

《完整升级版精品课教案模版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整升级版精品课教案模版.docx（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

完整升级版精品课教案模版

（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！

）

建筑系建筑工程技术专业课程名称：

《建筑施工技术》任课教师：

学时数：

授课内容

情境一土方工程

教学要求

通过本章课程的学习，了解土方工程的分类，土的工程性质，熟悉土方机械化施工，熟悉土坡失稳的原因和产生流砂的原因，掌握土石方工程量的计算，土方填筑与压实的方法，土方工程质量检测的技术。

教学重点

掌握土方的调配和土方量的计算方法。

土方填筑与压实的方法，土方工程质量检测的技术。

教学难点

掌握土方的调配和土方量的计算方法。

要求掌握的

知识点和

技术技能

知识点：

建筑施工课程的研究对象和方法，建筑施工规范、规程。

 土的工程性质，土的工程分类，土方机械化施工，土方回填、压实，土方工程质量检测。

技能点：

能根据施工图纸和施工实际条件，选择和制定常规土方工程合理的施工方案，查找资料和完成土方施工中遇到的一些必要计算，能根据建筑工程质量验收方法及验收规范进行常规土方工程的质量检验。

教学方法

与辅助手段

1、典型项目图纸驱动教学。

2、根据校内和校外施工实训场进行土方工程的质量检验，工学结合，联系实际，突出重难点，加深学生的理解。

3、利用多媒体课件，进行施工机械的虚拟演示。

教学内容

与教学设计

（教授思路，板书设计，重点如何突出难点如何解决，师生互动等）

1、根据本图纸项目工程土方工程施工需要选择相关施工技术知识。

2、根据建筑施工事前控制、事中控制、事后控制对施工技术的要求，选择和制定该项目土方工程合理的施工方案，查找资料和完成该工程土方施工中遇到的一些必要计算，编写该工程土方工程施工技术交底。

3、根据校内和校外施工实训场进行土方工程的质量检验,锻炼和提高学生的职业能力，做到“干中学，学中干”。

作业

课后习题，实训报告。

课后总结

情境一土方工程

任务1.1概述

了解建筑施工课程的研究对象和方法，建筑施工规范、规程；熟悉土方工程分类及施工特点；掌握土的工程性质，土的工程分类。

1.1.1建筑施工课程的研究对象和方法

建筑施工分为建筑施工技术、建筑施工组织、建筑工程预算三个部分。

建筑施工技术是一门研究建筑工程施工中各主要工种工程的施工工艺、技术和方法的学科，它包括：

土方工程、桩基础工程、砌筑工程、钢筋混凝土工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程等。

1.1.2建筑施工规范、规程

建筑施工规范和规程是我国建筑界常用的标准。

由国务院有关部委批准颁发，作为全国建筑界共同遵守的准则和依据，它分为国家、专业、地方、企业四级。

建筑施工方面的规范，工业与民用建筑部分有：

《土方与爆破工程施工及验收规范》、《地基与基础工程施工及验收规范》、《砌体工程施工及验收规范》、《混凝土结构工程施工及验收规范》、《钢结构工程施工及验收规范》等这些作为国家级标准代号为GB×××。

如目前使用的钢筋混凝土工程施工验收规范为《混凝土工程施工及验收规范》GB。

1.1.3土方工程分类及施工特点

工业与民用建筑工程中土方工程一般分为四类：

1、场地平整

2、基坑（槽）及管沟开挖

3、地下工程大型土方开挖

4、土方填筑

土方工程的特点：

（1）面广量大、劳动繁重

（2）施工条件复杂

土方工程多为露天作业，施工受当地气候条件影响大，且土的种类繁多，成分复杂，工程地质及水文地质变化多，也对施工影响较大。

1.1.4土的工程性质

1、土的密度

（1）天然密度：

是指土在天然状态下单位体积的质量，用ρ表示，即

（式1.1-1）

    G1——含水状态下土的质量V——土的总体积。

   土的密度一般用环刀法测定，用一个体积已的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。

（2）土的干密度：

指单位体积土中固体颗粒的质量，用ρd表示，即

（式1.1-2）

G2——土中固体颗粒的质量。

   土的干密度用击实实验测定。

 2、土的含水量

土的含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。

G1- G2 

       w=  ——— ×100%  （式 1.1-3）

G2         

G1—— 含水状态土的质量     

    G2——烘干后土的质量（土经105°C烘干后的质量）

土的含水量测定方法：

把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～105°C），直至重量不在减少为止，称量。

第一次称量为含水状态土的质量G1，第二次称量为烘干后土的质量G2，利用公式可计算出土的含水量。

土的含水量表示土的干湿程度，土的含水量在5%以内，称为干土；土的含水量在5～30%以内，称为潮湿土；土的含水量大于30%，称为湿土。

3、土的渗透性

土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中孔隙的难易程度。

土的渗透性是用渗透性系数K表示。

1.1.5土的可松性

  自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积，这种性质，称为土的可松性。

工程意义：

对土方平衡调配，基坑开挖时留弃土方量及运输工具的选择有直接影响。

土的可松性的大小用可松性系数表示。

分为最初可松性系数和最终可松性系数。

①最初可松性系数KS

自然状态下的土，经开挖成松散状态后，其体积的增加，用最初可松性系数表示。

（式1.1-4）

V1——土在自然状态下的体积

V2——土经开挖成松散状态下的体积

②最终可松性系数K/S

自然状态下的土，经开挖成松散状态后，回填夯实后，仍不能恢复到原自然状态下体积，夯实后的体积与原自然状态下体积之比，用最终可松性系数表示。

（式1.1-5）

V1——土在自然状态下的体积；

V3——土经回填压实后的体积

各类土的可松性系数参见表1.1-1。

表1.1—1  土的可松性系数

土的类别

KS

KS/

土的类别

KS

KS/

一类土

1.08~1.17

1.01~1.03

四类土

1.26~1.45

1.06~1.20

二类土

1.14~1.24

1.02~1.05

五类土

1.30~1.50

1.10~1.30

三类土

1.24~1.30

1.04~1.07

六类土

1.45~1.50

1.28~1.30

1.1.6土的工程分类

土的种类繁多，其工程性质直接影响土方工程施工方法的选择，劳动量的消耗和工程费用。

土的分类方法很多，作为建筑工程地基的土，根据土的颗粒大小可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。

其中，以上各类土又可进行更详细的分类，见《土方与爆破工程施工及验收规范》。

在后续课程《土力学与地基基础》中详细介绍。

我们主要学习掌握与我们建筑施工技术课联系较大的，根据土的开挖难易程度，在现行预算定额中，将土分为松软土、普通土、坚土等八大类。

任务1.2土方工程量计算

了解临时性挖方边坡值。

三棱柱法计算土方量，边坡土方量计算方法；悉影响土方边坡的稳定的因素及土方边坡的形式，场地设计标高的调整方；掌握基坑（基槽）土方量计算公式，场地平整的基本原则和计算步骤及方法。

 1.2.1土方边坡

土方边坡的稳定，主要是由于土体内土颗粒间存在摩阻力和粘结力，从而使土体具有一定的抗剪强度，当下滑力超过土体的抗剪强度时，就会产生滑坡。

    土方边坡坡度以其挖方深度H与边坡底宽B之比来表示。

（式1.2-1）

    m=b/

    V1、V2、……、Vn—各分段的土方量（m3）

  若该段内基槽横截面形状、尺寸不变时，其土方量即为该段横截面的面积乘以该段基槽长度。

V=A·L　（式1.2-4）

1.2.3场地平整

 1、什么叫场地平整?

根据建筑设计要求,将拟建的建筑物场地范围内,高低不平的地形整为平地,即为场地平整。

2、场地平整的基本原则：

总挖方=总填方（式1.2-5）

即场地内挖填平衡，场地内挖方工程量等于填方工程量。

3、计算步骤及方法

（1）初步确定场地设计标高

假定整平后场地是水平的，不考虑边坡、泄水坡，利用平整前总土方量=平整后总土方量的原则，初步计算场地设计标高。

如图1—10所示，当场地设计标高为H0时，挖填方基本平衡，可将土石方移挖作填，就地处理；当设计标高为H1时，填方大大超过挖方，则需从场外取土回填；当设计标高为H2时，挖方大大超过填方，则要向场外大量弃土。

如何确定平整后的场地标高H0呢？

方法：

首先将场地地形图，根据要求的精度划分为长10～40米的方格网。

图1.2—2 场地不同设计标高的比较

    然后求出各方格角点的地面标高。

地形平坦时，可根据地形图相邻两等高线的标高，用插入法求得；地形不平坦时，用插入法有较大误差，可在地面上用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。

根据挖填平衡的原则：

图1.2—3场地设计标高计算示意图   （a）地形地图方格网（b）计标高示意图

    1—等高线；2—自然地面；3—设计地面

（式1.2-6）

H1—为一个方格仅有的角点标高；

    H2—为二个方格共有的角点标高；

    H3—三个方格共有的角点标高；

    H4—为四个方格共有的角点标高；

    平整后土方量

V后=H0a2n（式1.2-7）

     H0——平整后的场地标高；

n——方格数；

平整前土方量=平整后土方量：

（式1.2-8）

（2）场地设计标高的调整

按上述公式计算的场地设计标高H0系一理论值，还需要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，按理论计算的H施工，填土回有剩余，为此要适当提高设计标高。

理论计算标高                   调整设计标高

图1.2—4 设计标高调整计算简图

 如图1.2—4所示，设Δh为土的可松性引起的设计标高增加值，则设计标高调整后的总挖方体积

V应为V/w = Vw -Fw·Δh                 （式1.2-9）

    总填方体积为：

V/T=V/w ·K/s=（Vw-Fw·Δh） K/s     （式1.2-10）

由于设计标高H0的提高而需要增加的填方体积为：

ΔhFT=V/T-VT   =（VW-FWΔh）K/S-VT（式1.2-11）

     因为VT= VW   

所以ΔFT=（VW-FWΔh）K/S-VW（式1.2-12）

考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为：

H/0=H0+Δ =Hij—Hn（式1.2-14）

——该角点自然地面标高。

也就是地形图上，各方格角点实际标高，当地形平坦时，按地形图用插入法求的，当地面坡度变化起伏较大时，用经纬仪测出。

    ②计算零点标出零线

    当同一方格的四个角点的施工高度全为“+”或全为“—”时，说明该方格内的土方则全部为填方或全部为挖方，如果一个方格中一部分角点的施工高度为“+”，而另一部分为“—”时，说明此方格中的土方一部分为填方，而另一部分为挖方，这时必定存在不挖不填的点，这样的点叫零点，把一个方格中的所有零点都连接起来，形成直线或曲线，这道线叫零线，即挖方与填方的分界线。

    计算零点的位置，是根据方格角点的施工高度用几何法求出，如图（图1.2—7）所示，D点为挖方，C点为填方，则：

    ΔAOC∽ΔDOB    

式中：

相邻两断面间的距离依次为：

L1、L2、L3……Ln，则所求土方体积为：

（5）边坡土方量计算

图1.2—14是场地边坡的平面示意图，从图中可以看出，边坡的土方量可以划分为两种近似的几何形体进行计算，一种为三角形棱锥体（如图中①②③ ……）另一种为三角棱柱体（如图中的④）

 A、三角形棱锥体边坡体积

图1.2-14中①其体积为    

式中：

L1——边坡①的长度（m）；    

F1——边坡①的端面积（m2）；

    h2——角点的挖土高度；

    m——边坡的坡度系数。

    B、三角棱柱体边坡体积  

如图中④其体积为    

当两端横断面面积相差很大的情况下：

L——边坡④的长度（m）；

F3、F5、F0——边坡④的两端及中部横短面面积。

图1.2—14场地边坡平面图

（6）场地平整土方量计算例题

某建筑场地地形图如图1—23所示，方格网a=20m，土质为中密的砂土，设计泄水坡度ix=3%，iy=2%,不考虑土的可松性对设计标高的影响，试确定场地各方格角点的设计标高，并计算挖填土方量。

图1.2—15某建筑场地地形图

    1）计算角点地面标高

根据地形图上所标的等高线，假定两等高线间的地面坡度按直线变化，用插入法求出各方格角点的地面标高，如图1.2—15中等高线44.0~44.5间角点4的地面标高H4,计算方法如图1.2—15：

hX——计算的角点与等高线上A点的高差（米）；

    HA——等高线A的标高（米）；

    HB——等高线B的标高（米）；

    x——所求角点沿方格边线到等高线A的距离（米）；

    L  ——沿该角点所在的方格边线，等高线A、B之间的距离（米）。

用比例尺在图1.2—16上量出角点4的x、L值代入上述公式，

       x=15.5m     L =22.9m    

图1.2—16

 用这种方法计算很繁琐，通常采用图解法求出各角点的地面标高，如图1.2—17，用一透明纸，上面画出六根等距离的平行线（线要尽量画细，否则影响读数），把该透明纸放到标有方格网的地形图上，将六根平行线的最外两根分别对准A点与B点，这时六根等距离的平行线，将AB之间0.5米的高差，分成五等分，于是便可直接读出角点4的地面标高H4=44.34米，其余各角点标高，均用此法求出。

图1.2—17

    2）计算场地设计标高H0 

3）场地设计标高的调整

本例不考虑土的可松性，不考虑借土弃土的影响，主要考虑泄水坡度的影响。

以场地中心点8为H0，其余各角点设计标高为：

其余角点设计标高均可用同样方法求出见图1.2—18。

    4）计算各方格角点施工高度

    其余角点施工高度见图1.2—18。

图1.2—18

 5）计算零点，标出零线

首先计算零点，零点在相邻两角点为一挖一填的方格边线上，在图1—26中，角点2为填方，角点3为挖方，角点2、3之间必定存在零点。

 如图1.2—19所示：

图1.2—19

同理求出7、8、14、15、13、8之间的零点，把所有零点求出标在图上，零点连线即为零线见图1.2—20。

用这种方法计算很繁琐，通常采用图解法直接求出零点的位置，如图1.2—20，方法是用尺在各角上标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。

这种方法可避免计算出现的错误。

6）计算土方量

①四棱柱法

图1.2—20

 A、全挖全填方格

B、方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方时，其挖方或填方体积分别为：

 C、方格三个角点为挖方，另一个角点为填方时

 总挖方量=17.91+117+270+0.03+35.28+234.04=674.26m3

总填方量=136+25.9+263+214.03+40.3+0.038=679.27m3

    ②边坡土方量计算

    首先确定边坡坡度，因场地土质系中密的砂土，且地质条件较差，挖方区边坡坡度采用1：

1.25，填方区边坡坡度采用1：

1.50，场地四个角点的挖填方宽度为：

    角点5挖方宽度  0.93×1.25=1.16米

    角点15挖方宽度  0.38×1.25=0.48米

    角点1挖方宽度  0.39×1.5=0.59米

    角点11挖方宽度  0.97×1.5=1.46米

    按照场地的四个控制角点的边坡宽度,绘出边坡平面轮郭尺寸图见图1.2—21。

图1.2-21边坡土方量计算示意图

按上述公式计算：

    挖方区边坡土方：

挖方区边坡土方合计：

 24.11立方米

    填方区边坡土方量：

填方区边坡土方量合计：

33.05立方米

场地及边坡土方量总计：

挖方  674.26+24.11=698.37m3

                    填方  679.27+33.05=712.32m3

两者相比填方比挖方大13.95立方米,除考虑土的可松性,填土尚可满足一部分外,其余不足部分,可以场外解决,如有困难可将H适当降低,如从43.71米降为43.70米（每降低0.01米,相当于挖方量增加40×80×0.01=32立方米）

   任务1.3土方工程施工准备与基坑槽的开挖

了解深层搅拌法水泥土桩挡墙施工工艺，钢筋水泥桩排桩挡墙的形式，单锚钢板桩常见的工程事故及其原因，支护结构的破坏形式，土层锚杆施工工艺；熟悉地下连续墙施工工艺原理，钢板桩类型及施工工艺。

掌握基槽支撑的形式，土层锚杆的构造、类型。

 土壁支撑根据基坑（槽）的宽度及深度大小采用不同形式表1-3。

1.3.1深层搅拌法水泥土桩挡墙

深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。

深层搅拌法利用的固化剂为水泥浆或水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的 7％～15％，水泥砂浆的配合比为1：

1或 1：

2。

  1、深层搅拌机

它是深层搅拌水泥土桩施工的主要机械。

目前国内外应用的有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式。

前者的输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根管子输出，不影响搅拌均匀度，可适用于多种固化剂；后者是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出，使水泥浆与土体混合较均匀，适用于大直径叶片和连续搅拌，但因喷浆孔小易堵塞，它只能使用纯水泥浆而不能采用其它固化剂。

 2、深层搅拌水泥土桩挡墙的施工工艺流程如图1.3—1。

（1）定位

用起重机悬吊搅拌机到达指定桩位，对中。

（2）预拌下沉

待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。

（3）制备水泥浆

待深层搅拌机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中。

（4）提升、喷浆、搅拌

待深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基，且边喷浆、边搅拌，同时按设计确定的提升速度提升深层搅拌机。

图1.3—1施工工艺流程

（a）定位；（b）预搅下沉；（c）喷浆搅拌上升；

（d）重复搅拌下沉；（e）重复搅拌上升；（f）完毕

（5）重复上下搅拌

为使土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计深度后再提升出地面。

桩体要互相搭接200毫米，以形成整体。

（6）清洗、移位

向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清除全部管路中残存的水泥浆，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

移位后进行下一根桩的施工。

    C、深层搅拌水泥土桩挡墙，宜用425号水泥，掺灰量应不小于10%，以12~15%为宜，横截面宜连续，形成封闭的实体（图1.3—2）或格状结构（图1.3—3）。

图1.3—2   深层搅拌水泥土桩挡墙（格状连续壁）

图1.3—3  深层搅拌水泥土桩挡墙（块状连续壁）

D、提高深层搅拌水泥土桩挡墙支护能力的措施

    深层搅拌水泥土桩挡墙属重力式支护结构，主要由抗倾覆、抗滑移和抗剪强度控制截面和入土深度。

目前这种支护的体积都较大，为此可采取下列措施：

（1）卸荷

如条件允许可将顶部的土挖去一部分，以减少主动土压力。

（2）加筋

可在新搅拌的水泥土桩内压入竹筋等，有助于提高其稳定性。

但加筋与水泥土的共同作用问题有待研究。

（3）起拱

浆水泥土挡墙作成拱行，在拱脚处设钻孔灌注桩，可大大提高支护能力，减小挡墙的截面。

或对于边长大的基坑，于边长中部适当起拱以减少变形。

目前这种型式的水泥土挡墙已在工程中应用。

（4）挡墙变厚度

对于矩行基坑，由于边脚效应，在角部的主动土压力有所减小。

为此于角部可将水泥土挡墙的厚度适当减薄，以节约投资。

2、旋喷桩挡墙

又叫高压喷射注浆法

旋喷桩挡墙是利用工程钻机钻孔至设计标高后，将钻杆从地基深处逐渐上提，同时利用安装在钻杆端部的特殊喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在地基中形成直径均匀的圆柱体。

该固化后的圆柱体称为旋喷桩。

桩体相连形成帷幕墙，用作支护结构。

 1.3.2非重力式支护墙类型

1、H型钢支柱挡板支护挡墙

这种支护挡墙支柱按一定间距打入土中，支柱之间设木挡板或其它挡土设施（随开挖逐步加设），支护和挡板可回收使用，较为经济。

它适用于土质较好地下水位较低的地区，国外应用较多，国内亦有应用。

如北京京城大厦深23.5m的深基坑即用这种支护结构，将长27m的488mm×300mm的H型钢按1.1m间距打入土中，用三层土锚拉固。

2、钢板桩

（1）槽形钢板桩

 这是一种简易的钢板桩支护挡墙，由槽钢正反扣搭接组成。

槽钢长6~8M，型号由计算确定。

由于其抗弯能力较弱，用于深度不超过4M的基坑，顶部设一道支撑或拉锚。

（2）热轧锁口钢板桩

图1.3—4常用钢板桩截面形式

（a）Z型；（b）U型；（c）一字型；（d）组合型

常用者为U型和Z型两种，基坑深度很大时才用组合型。

一字型在建筑施工中基本上不用，在水工等结构施工中有时用来围成圆形墩隔墙。

U型钢板桩可用于开挖深度5~10米的基坑，目前在上海等地区广泛使用。

由于一次性投资较大，多以租赁方式租用，用后拔出归还。

在软土地基地区钢板桩打设方便，有一定挡水能力，施工迅速，且打设后可立即开挖，当基坑深度不太大时往往是考虑的方案之一。

1.3.3地下连续墙

地下连续墙施工工艺原理：

地下连续墙施工工艺，即在工程开挖土方之前，用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下每次开挖一定长度（一个单元槽段）的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，将在地面上加工好的钢筋骨架（一般称为钢筋笼）用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇筑混凝土，由于混凝土是由沟槽底部开始逐渐向上浇筑，所以随着混凝土的浇筑即将泥浆置换出来，待混凝土浇至设计标高后，一个单元槽即施工完毕。

各个单元槽之间由特制的接头连接，形成连续的地下钢筋混凝土墙，图1.3—5。

图1.3—5 接头管接头的施工程序

（a）开挖槽段；（b）吊放接头管和钢筋笼；（c）浇筑混凝土； （d）拔出接头管；（e）形成接头1一导墙；2一已浇筑混凝土的单元槽段；3一开挖的槽段；4一未开挖的槽段；5—接头管；6—钢筋笼；7一正浇筑混凝土的单元槽段；8—接头管拔出后的洞。