建设工程技术与计量笔记.docx
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1、建设工程技术与计量笔记第一章工程地质第一节工程地质对建设工程的影响1、建设工程对地基及地层的要求?要求地基及地层有一定的强度;刚度;稳固性;抗渗性。2、工程地质对工程选址的影响?要紧表达:工程缺陷对工程安全的影响;工程缺陷对工程技术经济的影响。(1)中小型工程选址:要关注工程建设一定范围内的地质构造与地层岩性大型工程的选址:除工程所在地外还要考虑区域地质构造与地质岩性特殊重要工程选址:要窗度重视地区的地震烈度(4)地下工程选址:要关注区域稳固性-重点指深大断裂交汇地段;活动断层地段;构造运动强烈地段;工程走向与岩层走向交角太小甚至平行的构造。(5)道路选线:要重点躲开边坡-指断层裂谷边坡,特别
2、不稳固边坡;顺向坡-指岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡,特别岩层倾角小于坡面倾角的顺向坡;路线与裂隙发育方向平行,特别裂隙倾向与边坡倾向一致;大型滑坡体、不稳固岩堆与泥石泥地段及其下方。3、工程地质对建筑结构的影响?工程地质对建筑结构的影响,要紧是指地质缺陷与地下水造成地基稳固性、承载力、抗渗性、沉降问题,具体包含下列四个方面:对建筑结构选型与建筑材料选择的影响:对基础选型与结构尺寸的影响;对结构尺寸与钢筋配置的影响;为了应对地质缺陷造成的受力与变形问题,有的时候要加大承载与传力结构的尺寸,提高钢筋混凝土的配筋率。地震裂度对建筑结构与构造的影响。工程所在区域的地震烈度越高,构造柱与圈梁等抗震结构
3、的布置密度、断面尺寸与配筋率要相应增大。4、工程地质对工程造价的影响?选择工程地质条件有利的路线,对工程造价起着决定作用;勘察资料的准确性直接影响工程造价;施工中对特殊不良工程地质问题认识不足可导致的工程造价增加。5、工程地质问题与防治?松散土层与软弱土层:不满足承载力的松散土层,可挖除(浅)换土,或者使用固结灌浆、预制桩(深)或者灌注桩、地下连续墙或者沉井等加固;对不满足抗渗要求的,可灌水泥浆或者水泥黏土浆,或者地下连续墙防渗;对影响边坡稳固的,可喷射混凝土或者土钉支护。此外,不满足承载力的软弱土层,挖除(浅),使用振冲方法用砂、砂砾、碎石或者块石置换。风化岩层与破碎岩层:风化岩层通常在地表
4、,可挖除换土;破碎岩层可浅可深,浅的挖除,深的可使用灌浆加固或者防渗:风化岩层与破碎岩层位于边坡影响稳固时,可喷混凝土或者挂网喷混凝土罩面,必要时配合注浆与锚杆加固。裂隙发育岩层:关于影响地基承载力与抗渗要求的,使用水泥注浆加固或者防渗;关于影响边坡稳固的,使用锚杆加固。(4)断层、泥化软弱夹层:断层可浅可深。浅的清除回填,深的注水泥浆;泥化夹层可浅可深。浅的清除回填,深的泥化夹层不影响承载力;断层、泥化软弱夹层位于基础或者边坡滑动操纵面时,使用锚杆、预应力锚索、抗滑桩进行抗滑处理。岩溶与土洞:挖填-采取挖除洞内软弱物回填石料或者混凝土;不能挖填时,采取长梁式、桁架式基础或者大平板跨越洞顶;可
5、对岩溶进行裂隙钻孔注浆;对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾,或者桩处理。(6)地下水发育地层:采取导水、排水,降低地下水位。滑坡体:与水有关系,因水降低了滑动操纵面的磨擦系数与黏聚力,采取上截下排(即:滑坡体上方修截水设施,下方筑排水设施);操纵滑坡分为通过论证与未经论证。经论证的可上部刷方减重,未经论证的不要轻易扰动滑坡体;在滑坡脚使用挡土墙、抗滑桩等支挡措施;使用固结灌浆改善滑动面与滑坡体抗滑性能。(8)地下工程围岩:使用支撑、支护与衬砌。支撑多使用柱体、钢管排架、钢筋或者型钢拱架;支护多使用土钉、锚杆、锚索与喷射混凝土等联合支护方式;衬砌多用混凝土与钢筋混凝土,也可使用钢板衬砌。第二节地质岩性
6、1、岩石矿物特性?物理特性是鉴别矿物的要紧根据。矿物的三项物理特性:指颜色、光泽、硬度。2、岩石的物理性质?岩石的重量-有比重与重度(也称容重)两个指标来表示岩石的孔隙性-用孔隙度这一指标表示岩石的吸水性-用吸水率这一指标表示(4)岩石的软化性-用软化系数(用极限抗压强度比来反映)表示,其值越小,表示岩石的强度与稳固性受水作用的影响越大。软化系数接近于1,是弱软化的岩石;软化系数小于0.75的岩石,是软化性较强的岩石。岩石的抗冻性-用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。抗压强度降低率小于25%的岩石是抗冻的;抗压强度降低率大于25%的岩石是非抗冻的。3、岩石的力学性质?岩石的变形-在弹性变
7、形范围内(这是前提)有弹性模量与泊松比两个指标表示,因岩石不是一个理想的弹性体,因此提供的弹性模量与泊松比是在一定条件下的平均值。岩石的强度-指岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度。岩石的抗压强度:是指岩石在单向压力作用下抵抗压碎的能力,是岩石最基本最常用的力学指标。岩石的抗拉强度:远小于抗压强度,故当岩层受挤压形成褶皱时,常在弯曲变形较大的部位受拉破坏,产生张性裂隙。岩石的抗剪强度:(要区分抗剪断强度与抗剪强度)岩石在被剪断时,剪破面上的最大剪应力是抗剪断强度,其值通常都比较高;岩石裂隙或者软弱面等发生剪切滑动时的指标是岩石的抗剪强度。三项强度中,岩石的抗压强度最高,抗剪强度居中,抗拉强度最小
8、。抗剪强度约为抗压强度的10%-40%,抗拉强度仅是抗压强度的岩石越坚硬,其值相差越大,软弱岩石的差别较小。岩石的抗压强度与抗剪强度,是评价岩石(岩体)稳固性的要紧指标,是对岩石(岩体)的稳固性进行定量分析的根据之一。4、岩石成因类型及其特征?f.岩浆岩(即:火成岩)岩石按成因分类J 沉积岩(即:水成岩)II变质岩喷出岩:喷出地表形成的岩浆岩深成岩(深5 km)侵入岩新浅成岩(深 5 km)按地表面积,沉积岩所占陆地面积最大;按质量计算,则岩浆岩占地壳质量最大。5、土的工程性质土是由颗粒(固相)、水溶液(液相)与气(气相)所构成的三相体系。碎石上与砂土为无黏性上,紧密状态是判定其工程性质的重要
9、指标。颗粒小于粉砂的是黏性土,箱性土的工程性质受含水量的影响特别大。黏性土由一种稠度状态转变为另一状态,对应转变点的含水量称之界限含水量,也称之稠度界限,是黏性土的重要特性指标。黏性土的界限含水量,有缩限、塑限与液限。土的力学性质要紧指土的压缩性与抗剪强度。湿陷性黄土:在天然含水量时通常呈坚硬或者硬塑状态,但遇水浸湿后,强度迅速降低。红黏土不具有湿陷性。素填土:通常密实度较差,具有不均匀性。但若堆积时间较长,由于土的自重压密作用,也能达到一定的密实度,如堆填时间超过10年的黏性土、超5年的粉土、超2年的砂土,均具有一定的密实度与强度,可作为通常建筑的天然地基。素填土地基具有不均匀性,防止建筑物
10、不均匀沉降是填土地基的关键。杂填土:通常不宜作建筑物地基。由建筑垃圾与工业废料构成的杂填土,采取适当的措施处理后可作通常建筑物地基。应当注意其不均匀性、工程地质随堆填时间而变化、含腐殖质及水化物问题。第三节地质构造1、四大地质构造?水平构造:指未经构造变动的沉积岩层,形成时的原始产状是水平的,先沉积的老岩层在下,后沉积的新岩层在上。单斜构造:指原先水平构造的岩层,在受到地壳运动的影响后产状发生变动,岩层向同一个方向倾斜。褶皱构造:是构成地壳的岩层受构造力的强烈作用,使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造,它是岩层产生的塑性变形。褶皱在层状岩层中最明显,在块状岩体中则很难见到。断裂构造:
11、是构成地壳的岩体受力作用发生变形,当变形达到一定程度后,使岩体的连续性与完整性遭到破坏,产生各类大小不一的断裂。根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况,可将断裂分为裂隙与断层两类。断层有四个要素构成:断层面与破碎带;断层线;断盘;断距。断层分成三种基本类型:正断层;逆断层;平推断层。正断层:是上盘沿断层相对下降,下盘相对上升的断层;逆断层:是上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。它通常是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用,使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向通常与岩层走向或者褶皱轴的方向近于一致,与压应力作用的方向垂直。断层对工程的影响:公路工程路线应尽量躲开大的断层破碎带;在断层发育地
12、带修建隧道时,当隧道轴线与断层走向平行时,应尽量避免与断层的破碎带接触。2、地震的震级与烈度?震源:是指地壳震动的发源地。地震的震中:震源在地面上的垂直投影称之震中。震中区受破坏最大,距震中越远破坏程度越小。地震的震级可分为五级微震轻震强震烈震大灾震(微轻强烈大)地震的烈度,是指某一地区的地面与建筑物受一次地震破坏的程度。可分为三种基本烈度、建筑场地烈度、设计烈度。基本烈度代表一个地区的最大地震烈度建筑场地烈度也称之小区域烈度设计烈度通常可使用国家批准的基本烈度,可调整使用。震级与烈度的关系:通常情况下,震级越高、震源越浅,距震中越近,地震烈度就越高。一次地震只有一个震级,但震中周围地区的破坏
13、程度,随距震中距离的加大而逐步减小,形成多个不一致的地震烈度区。关于地震,工程建设不可因地质条件与建筑物性质进行调整的是:震级、震源深度与基本烈度。第四节岩体特征1、岩体与岩石是不一致的两概念?岩石是矿物的集合体,岩石的特征可用岩块来表征。岩体是由一种岩石或者多种岩石的组合体。工程岩体能够分为三类:地基岩体;边坡岩体:地下洞室围岩。2、岩体结构的分类?四类整体块状结构;层状结构:碎裂结构;散体结构。整体块状结构:具有良好的工程地质性质,往往是较理想的各类工程建筑地基岩体、边坡岩体及洞室围岩。层状结构:其强度与变形特性均具有各向异性,工程地质条件较好。碎裂结构:岩体的变形模量、承载能力均不高,镶
14、嵌结构岩体工程地质条件尚好,碎裂结构工程地质性质较差。散体结构:可按碎石土类考虑。3、岩体的力学特征?要紧指岩体的变形、流变与强度特征。岩体的变形特征:是设计人员特别关注的特征,由变形模量或者弹性模量来反映。岩体的流变特征:岩石与岩体均具有流变性。岩体的强度特征:岩体的强度既不等于岩块岩石的强度,也不等于结构面的强度,而是二者共同影响表现出来的强度。但在某些情况下,能够用岩石或者结构面的强度来代替。4、地下水的分类?埋三条包气带水位于地表面下列潜水位以上的包气带岩土层中,水量受大气降水的影响潜水位于地表下列第一层较稳固的隔水层以上具有自由水面的重力水,水量受气候、地质、地形等自然因素的操纵件承
15、压水位于地表下列充满两个稳固隔水层之间具有一定压力的重力水,水量不受气候的影响。向斜构造与单斜构造宜形成承压水禽水层的孔隙孔隙水裂隙水分化裂隙水分布在风化裂隙中,相互连通,要紧受大气降水补给,常以泉水形式排于河流中成岩裂隙水在成岩时产生的裂隙中存在的潜水构造裂隙水可存在于相互连通(层状)或者不连通(脉状)的张开性构造裂隙中岩溶水存在于可溶岩的溶隙与溶洞中5、地下水对建设工程的影响?动水压力产生流砂与潜蚀;承压水对基坑作用;地下水位的下降可引起软土地基沉降;地下水的托浮力作用;地下水对钢筋混凝土的腐蚀。6、地下洞室围岩稳固性?地下洞室围岩要特别重视其稳固性,要防止围岩掉块、片帮乃至塌方事件。围岩
16、的稳固性受下列多方面影响:区域稳固性;山体稳固性;地形;岩性;地质构造;地下水;地应力。7、影响边坡稳固性的因素?(有内在因素与外在因素两个方面)。内在因索常对边坡稳固性起着要紧操纵作用,具体包含四个方面:构成边坡岩土体的性质(即:地层岩性):地质构造;岩体结构;地应力。外部因素具体包含六个方面:地表水与地下水的作用;地震;风化作用;人工挖掘;爆破;工程荷载。8、地下水对边坡的影响要紧有下列五个方面?(绝大多数滑坡都与地下水有关)地下水会使岩石软化或者溶蚀,导致上覆岩体塌陷,继而发生倒塌或者滑坡。地下水产生静水压力或者动水压力,促使岩体下滑或者崩倒。地下水增加了岩体重量,可使下滑力增大。在严寒
17、地区,渗入裂隙中的水结冰,产生膨胀压力,促使岩体破坏倾倒。地下水产生浮托力,使岩体有效重量减轻,稳固性下降。9、不一致类型的地层岩性对边坡稳固性的影响?地层岩性对边坡稳固性影响很大,软硬相间并有夹层时,最易造成边坡失稳。侵入岩、沉积岩与片麻岩、石英岩等构成的边坡,通常稳固程度较高。喷出岩,特别是柱状节理发育时,易形成直立边坡并易发生倒塌。含有黏土质的沉积岩边坡,最易发生顺层滑动,或者因下部蠕动而造成上部倒塌。千枚岩、板岩及片岩,常出现顺层(或者片理)滑坡。黄土浸水后易崩解湿陷。倒塌堆积、坡积及残积层地区,其下伏基岩面常常是一个倾向河谷的斜坡面。极易形成滑动面,从而使上部松散堆积物形成滑坡。10
18、、不稳固边坡防治措施?(共有下列七种措施)防渗与排水;削坡;支挡建筑;锚固措施;喷混凝土护面;注浆;改善滑动带土石的力学性质。防渗与排水措施:在滑坡体外围布置截水沟槽,以截断流至滑坡体上的水流;在大的滑坡体上布置排水沟,同时整平坡面,防止有积水的坑洼,以利于降水迅速排走;针对已渗入滑坡体的水,使用地下排水廊道;使用垂直钻孔打穿滑坡体不透水层进行排水。锚固措施:有锚杆(或者锚索)与混凝土锚固桩两种类型。关于岩体边坡与不稳固岩块可使用预应力锚索或者锚杆;关于浅层或者中厚层滑动坡体可使用锚固桩(或者称抗滑fi)o它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或者大口径钻孔,然后浇灌钢筋混凝土垂直于滑动方向布置一排或
19、者两排,桩径通常为ITm,深度通常要求滑动面下列桩长占全桩长的l4-l3o第二章工程构造第一节工业与民用建筑工程1、建筑物按使用性质分类:生产性建筑,包含工业建筑与农业建筑;非生产性建筑-民用建筑,包含居住建筑与公共建筑。2、工业建筑的分类?按厂房层数分:单层厂房、多层厂房、混合层数厂房;按工业建筑用途分:生产厂房、生产辅助厂房、动力厂房、仓储建筑、运输用建筑、其他建筑;生产厂房指进行产品的备料、加工、装配等要紧工艺流程的厂房,如机械制造厂中有铸工车间、电镀车间、热处理车间、机械加工车间与装配车间等。生产辅助厂房指为生产厂房服务的厂房,如机械制造厂房的修理车间、工具车间等。按厂房跨度的数量与方
20、向分:单跨厂房、多跨厂房、纵横相交厂房;按厂房跨度尺寸分:小跨度(小于等于12米,以砌体结构为主)、大跨度(12米以上单层工业厂房)其中15-30米以钢筋硅结构为主,36米及以上以钢结构为主;按车间生产状况分:冷加工车间、热加工车间、恒温湿车间、洁净车间、其他特种状况车间。3、单层工业厂房的结构构成?通常分为两种,墙体承重结构与骨架承重结构;厂房的骨架由下列构件构成,墙体仅起围护作用:屋盖结构;吊车梁:柱子:基础;外墙围护系统;支撑系统。柱子是厂房的要紧承重构件,它承受着屋盖、吊车梁、墙体上的荷载,与山墙传来的风荷载,并把这些荷载传给基础。支承系统包含柱间支撑与屋盖支撑两大部分,其作用是加强厂
21、房结构的空间整体刚度与稳固性,要紧传递水平风荷载与吊车间产生的冲切力。4、民用建筑分类?按建筑物的规模与数量分:大量性建筑;大型性建筑;按建筑物的层数与高度分:低层建筑1-3层:多层建筑4-6层;中高层建筑7-9层;高层建筑10层及10层以上。单层与多层建筑,高度不大于24米的建筑;高层建筑,高度大于24米。超高层建筑:100米以上的建筑物。按要紧承重结构分类:木结构;破木结构;砖混结构;钢筋混凝土结构;钢结构。按结构的承重方式分:墙承重结构、骨架承重结构;内骨架承重结构;空间结构(如鸟巢的建筑结构)。按施工方法分:现浇、现砌式;部分现砌、部分装配式;部分现浇、部分装配式:全装配式。部分现浇、
22、部分装配式,内墙使用现浇钢筋混凝土墙体,而外墙、楼板及屋面均使用预制构件。5、民用建筑的构造构成?通常都由基础、墙与柱、楼地面、楼梯、屋顶与门窗六大部分构成。门窗是房屋围护结构的一部分;内墙起分隔、构成房间、隔声作用。6、地基分类及地基与基础的关系?基础是建筑物的地下部分,是墙、柱等上部结构的地下延伸,是建筑物的一个构成部分,它承受建筑物的荷载,并将其传给地基。地基是指基础下列的土层,承受由基础传来的建筑物荷载,地基不是建筑物的构成部分。地基分为天然地基与人工地基两大类。人工地基处理方法有:压实法;换土法;化学处理法;打桩法。7、基础类型?按受力特点及材料性能可分为刚性基础与柔性基础;按构造的
23、方式分为独立基础、条形基础、柱下十字交叉基础、片筏基础、箱形基础等。刚性基础分为:受刚性角限制的基础称之刚性基础。构造上通过限制刚性基础理论宽高比来满足刚性角的要求。包含:砖基础(适于干燥地区);灰土基础;三合土基础(不宜在水中使用);毛石基础;混凝土基础;毛石混凝土基础(具有耐水性,可在地下水位较高地区使用)。基础刚性角的大小要紧取决于,基础材料的力学性质。柔性基础指钢筋混凝土基础,断面可做成锥形,最薄处不小于200mm;不受刚性角的限制,可做成阶梯形,每踏步高300-50Onlnl为宜。在相同条件下,使用柔性基础比刚性基础埋深更浅,可节约大量的混凝土材料与挖土工程量。8、基础埋深?从室外设
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