高層建筑施工課件

緒

論●

0.1基礎工程施工技術的發(fā)展

樁基技術——尤其混凝土灌注樁，能適用于任何土層、承載力大、施工對環(huán)境影響小，因而發(fā)展最快，目前已形成擠土、部分擠土和非擠土三類、數(shù)十種樁和成樁工藝，最大直徑達3m，最深達l00m左右。樁基承載力的檢驗，已開發(fā)應用了動態(tài)測試技術。

我國對支護結構計算方法、施工機械和施工工藝均進行了研究和開發(fā)，取得了較顯著的效果。例如北京京城大廈23.76m的深基坑，采用H型鋼板樁、3道預應力土層錨桿，比日方提出的設5道土層錨桿，節(jié)約工程費用約1/3?！?/p>

0.2模板工程施工技術的進步(1)20世紀70年代末研制開發(fā)的組合小鋼模，在一段時間內(nèi)成為使用面積最廣的一種模板。其優(yōu)點是模板成本較低，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，使用靈活方便；缺點是模板拼縫較多，給裝修帶來極大困難，在結構表面往往要刮多道膩子，既費工又拖延工期。(2)20世紀70年代中期研制開發(fā)的全鋼大模板，用4～6mm厚鋼板作面板，8號槽鋼作龍骨，焊接而成。其優(yōu)點是模板整體剛度好，不易損壞，澆筑成的墻面平整；缺點是自重和用鋼量大，使用不靈活，且不能實現(xiàn)“一模多用”。

組合小鋼模拼制成大模板，用腳手架鋼管作骨架，其優(yōu)點是投資少、成本低；缺點是整體剛度差、板面拼縫多、給墻面裝修帶來極大困難等。(3)爬模工藝20世紀70年代末在上海開始用于外墻和電梯井筒施工，目前已發(fā)展到內(nèi)外墻模板同時爬升。(4)20世紀80年代中期，在滑動模板工藝的基礎上，又派生出滑框倒模工藝。另外，將現(xiàn)澆墻體的大模板與澆筑樓板的模板結合在一起，組合對拼成整間的半隧道模，亦在個別工程中得到嘗試?！?/p>

0.3粗鋼筋連接方法的突破(1)20世紀70年代末研制開發(fā)的組合小鋼模，在一段時間內(nèi)成為使用面積最廣的一種模板。其優(yōu)點是模板成本較低，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，使用靈活方便；缺點是模板拼縫較多，給裝修帶來極大困難，在結構表面往往要刮多道膩子，既費工又拖延工期。(2)20世紀70年代中期研制開發(fā)的全鋼大模板，用4～6mm厚鋼板作面板，8號槽鋼作龍骨，焊接而成。其優(yōu)點是模板整體剛度好，不易損壞，澆筑成的墻面平整；缺點是自重和用鋼量大，使用不靈活，且不能實現(xiàn)“一模多用”。●

0.4混凝土工程施工技術的發(fā)展(1)預拌混凝土可以避免出現(xiàn)施工現(xiàn)場砂石堆放困難、混凝土攪拌噪聲大、混凝土強度不穩(wěn)定等問題。(2)混凝土外加劑已成為現(xiàn)代混凝土材料和技術中不可缺少的部分。(3)進入20世紀90年代，我國高強、高性能混凝土發(fā)展很快。(4)大模板工藝的“內(nèi)澆外預”，預制外墻板裝飾混凝土有花紋、線條或有面磚；在北方地區(qū)可以結構、保溫、裝飾三合一，即混凝土巖棉(或其他保溫材料)復合外墻板，并可承重，厚18～25cm，其保溫性能均優(yōu)于49cm厚磚墻?！?/p>

0.5高效鋼筋和現(xiàn)代化預應力技術的應用為解決配筋稠密、鋼筋用量大、造價高的問題，研制開發(fā)了400MPa的新Ⅲ級鋼筋，比原來370MPa的Ⅲ級鋼筋性能優(yōu)良。另外，引進生產(chǎn)了20世紀70年代國外發(fā)展起來的新型鋼筋——冷軋帶肋鋼筋，這種鋼材強度高、韌性好且錨固性能強，已成為冷拔低碳鋼絲和熱軋光圓鋼筋的代換品。在現(xiàn)代預應力混凝土技術方面，高強度低松弛鋼絞線的強度已達到國際先進水平(1860MPa)。近幾年，我國預應力技術在特大跨度鋼結構建筑中(如北京西站45m跨鋼桁架門樓)，對節(jié)約鋼材和提高結構剛度，均發(fā)揮了重要作用?！?/p>

0.6腳手架技術的進步從竹木腳手架和鋼管腳手架并存轉(zhuǎn)變?yōu)橐凿摴苣_手架為主，并出現(xiàn)包括扣件式、門架式、碗扣式等的多種新型腳手架；特別是爬架，由于它能沿著建筑物攀升和下降，不受建筑物高度的限制，即可用于結構施工，又可用于外裝飾作業(yè)。腳手架的功能多樣化，腳手架的搭設、安裝和設計計算也逐步趨向規(guī)范化。●

0.7裝飾工程施工技術水平的提高

裝飾材料及對應的施工技術翻新很快，包括花崗巖、大理石、釉面磚、變色釉面磚、大型瓷磚、玻璃錦磚、彩色玻璃面磚、不透明飾面玻璃、玻璃大理石、裝飾鋁板、不銹鋼板、彩色壓型鋼板、多層樹脂采光壁板、耐擦洗耐水涂料、復層花飾涂料(含地面涂料)、塑料地板、塑料壁紙墻布、塑料裝飾板以及鈣塑板、鋁塑吊頂裝飾板、各種用途的膠黏劑(用于瓷磚、大理石、塑料地板、塑料壁紙等，不含甲醛)、輕鋼龍骨紙面石膏板隔墻、輕鋼龍骨或鋁合金龍骨與裝飾石膏板以及各類裝飾吸聲板和鋁合金裝飾板吊頂(組合形式有明龍骨、暗龍骨和敞開式等)、玻璃或非玻璃透明材料采光屋頂。

花崗巖以干掛最理想，可以解決長期存在的石材表面變色問題；且銷釘式掛件改為卡片式掛件。外墻面磚由于黏結層配比(有的含膠料)不準確、攪拌不均、粘貼不飽滿，會出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，可以考慮在以下方向改進：黏結層用膠粉、粘貼工藝嚴格要求、保證養(yǎng)護期、分格消減熱脹冷縮?！?/p>

0.8防水工程施工技術水平的發(fā)展

高層建筑的屋面、樓層和基礎地下室防水工程，從熱作業(yè)逐步向冷作業(yè)發(fā)展。在地下水位較深的工程中，廣泛采用在混凝土中加UEA等膨脹劑的做法，或在密實自防水混凝土外側涂刷聚氨酯。從20世紀90年代中期開始，對重要工程的屋面和地下工程都實行多道設防的防水措施，包括材料防水、自防水和構造防水等多種做法，大大減少了屋面和地下工程的滲漏現(xiàn)象?！?/p>

0.9施工機械化水平的提高

進入20世紀80年代，塔吊需求日益增多，噸位日漸增大，如1300～2500kN·m。塔吊的形式基本上可分為兩種：一種是“內(nèi)爬塔”，另一種是“外立塔”。“外立塔”在高度較低(40m左右)時可以行走，超高后就必須與建筑物拉結固定。內(nèi)爬塔則可隨建筑物升高，且造價低，高度不限，但是拆塔難度較大；在上海、廣州等地廣泛使用“內(nèi)爬塔”，香港更為普遍。

隨著預拌混凝土的發(fā)展，大型自動上料由計算機控制的攪拌設備發(fā)展迅猛，與之配套的攪拌車、混凝土泵車(帶布料桿)和固定式混凝土泵以及樓層上使用的移動式小型混凝土布料桿等，已普遍推廣應用，并且這類機械一般都能在國內(nèi)自行生產(chǎn)。在裝飾工程中，電動小機具有了飛速的發(fā)展，諸如石材切割機、瓷片切割機、雙速沖擊電鉆、電錘、電動攻絲機、電動螺絲刀、電(氣)動拉鉚槍、射釘槍、電剪刀、角向磨光機、混凝土磨刨機以及木裝修使用的手提式電鋸、木電刨等；這類機具已由國外引進逐步轉(zhuǎn)向國內(nèi)自行生產(chǎn)。●

0.10其他相關技術的水平采用激光技術作導向?qū)χ泻蜏y量，使施工的精確度得以提高。目前鋼結構已包括高層和超高層建筑鋼結構、大跨度空間鋼結構、輕型鋼結構(包括輕型房屋子鋼結構和門式鋼網(wǎng)架結構)和鋼—混凝土組合結構(包括勁性混凝土和鋼管混凝土結構)等，其連接技術已發(fā)展采用高強螺栓聯(lián)接、焊接、螺柱焊和自攻螺紋聯(lián)接，從設計、制造、施工等方面形成了比較成熟的成套技術，某些領域還處于領先地位近十多年來，我國建成的大跨度大空間結構，其結構構件安裝技術復雜，難度大，施工技術已達到世界先進水平。在鋼結構施工中，應用磁粉探傷(MT)、滲透探傷(PT)和超聲波探傷(UT)等無損檢測技術，檢驗其焊接質(zhì)量，亦已取得成功。從20世紀80年代初期開始，圍繞以節(jié)約建筑能耗為核心，對建筑物圍護結構和采暖(空調(diào))系統(tǒng)(包括改革和廢除多年來使用的傳統(tǒng)黏土磚)進行了研究和工程試點。

高層建筑施工測量

●

1.1建筑物的定位放線建筑物的定位放線，根據(jù)設計給定的定位依據(jù)和定位條件進行。

當定位依據(jù)是原有建(構)筑物時，要會同建設單位和設計單位到現(xiàn)場，對定位依據(jù)的建(構)筑物的邊、角、中線、標高等具體位置，進行明確的指定和確認，必要時進行拍照，以便查證和存檔.

當定位依據(jù)是規(guī)劃紅線、道路中心線或測量控制點時，在同建設單位和設計單位在現(xiàn)場當面交樁后，要根據(jù)各點的坐標值、標高值校算其間距、夾角和高差，并實地校測各樁位是否正確，若有不符，應請建設單位妥善處理。

●1.1.1根據(jù)原有建(構)筑物定位

如圖1.1所示，ABCD為原有建筑物，MNQP為新建高層建筑，M‘N’Q‘P’為該高層建筑的矩形控制網(wǎng)(在基槽外，作為開挖后在各施工層上恢復中線或軸線的依據(jù))。根據(jù)原有建(構)筑物定位，常用的方法有三種：延長線法、平行線法、直角坐標法。而由于定位條件的不同，各種方法又可分成兩類情況：一類情況是如圖1.1(a)類，它是僅以一棟原有建筑物的位置和方向為準，用各(a)圖中所示的y、x值確定新建高層建筑物位置；另一類情況則是以一棟原有建筑物的位置和方向為主，再加另外的定位條件，如各(b)圖中G為現(xiàn)場中的一個固定點，G至新建高層建筑物的距離y、x是定位的另一個條件。(a)(b)(b)(a)(a)(b)圖1.1根據(jù)原有建筑物定位1.延長線法

如圖1.1(1)所示，是先根據(jù)AB邊，定出其平行線A‘B’；安置經(jīng)緯儀在B‘，后視A’，用正倒鏡法延長A‘B’直線至M‘；若為圖(a)情況，則再延長至N‘，移經(jīng)緯儀在M’和N‘上，定出P’和Q‘，最后校測各對邊長和對角線長；若為圖(b)情況，則應先測出G點至BD邊的垂距yG，才可以確定M‘和N’位置。一般可將經(jīng)緯儀安置在BD邊的延長點B‘，以A’為后視，測出∠A‘B’G，用鋼尺量出B'G的距離，則yG=B'G×sin(∠A'B'G―90°)。2.平行線法

如圖1.1(2)，是先根據(jù)CD邊，定出其平行線C'D'。若為圖(a)情況，新建高層建筑物的定位條件是其西側與原有建筑物西側同在一直線上，兩建筑物南北凈間距為x。則由C‘D’可直接測出M‘N’Q‘P’矩形控制網(wǎng)；若為圖(b)情況，則應先由C‘D’測出G點至CD邊的垂距和G點至AC延長線的垂距，才可以確定M‘和N’位置，具體測法基本同前.3.直角坐標法如圖1.1(3)，是先根據(jù)CD邊，定出其平行線C'D'。若為圖(a)情況，則可按圖示定位條件，由C'D'直接測出M'N'Q'P'矩形控制網(wǎng)；若為圖(b)情況，則應先測出G點至BD延長線和CD延長線的垂距和，然后即可確定M'和N'位置。

●1.1.2根據(jù)規(guī)劃紅線、道路中心線或場地平面控制網(wǎng)定位

常用的定位方法有以下四種

1直角坐標法2極坐標法3交會法4綜合法1.直角坐標法

如圖1.2為某飯店定位情況。它是由城市規(guī)劃部門給定的廣場中心正點起，沿道路中心線向西量y=123.300m定S點，然后由S點逆時針轉(zhuǎn)90°定出建筑群的縱向主軸線——X軸，由S點起向北沿X軸量x=84.200m，定出建筑群的縱軸(X)與橫軸(Y)的交點O。

圖1.2某飯店直角坐標法定位圖(單位：m)2.極坐標法如圖1.3為五幢25層運動員公寓，1～4號樓的西南角正布置在半徑R=186.000m的圓弧形地下車庫的外緣。定位時可將經(jīng)緯儀安置在圓心O點上，用0°00‘00″后視A點后，按1～5號點的設計極坐標數(shù)據(jù)(極角、極距)，由A點起依次定出各幢塔樓的西南角點1、2、3、

4、5，并實量各點間距作為校核。圖1.3建筑物極坐標法定位圖3.交會法如圖1.4為某重要路口北側折線形高層建筑MNQP，其兩側均為平行道路中心線，間距為d。定位時，先在規(guī)劃部門給出的道路中心線上定出1、2、3、4點，并根據(jù)d值定出各垂線上的1'、2'、3'、4'點，然后由1‘2’與4‘3’兩方向線交會定出S‘點，最后由S’點和建筑物四廓尺寸定出矩形控制網(wǎng)M'S'N'Q'R'P'。圖1.4建筑物交會法定位圖4.綜合法以圖1.5某小區(qū)高層MNQP為例，其定位條件是：M點正落在AB規(guī)劃紅線上，MN平行BC規(guī)劃紅線，且距G為8.000m。為了定位，首先要確定MN相對于BC邊的位置。因此，先在B點上安置經(jīng)緯儀，測出∠ABC和∠GBC，并量出BG間距；算出MN至BC的垂直距離MM1=8.000m＋BGsin∠GBC和M1B=MMlcot(180°00＇00″－∠ABC)。當求出MMl和M1B后，以BC邊為準，用直角坐標法、極坐標法或交會法等測定矩形控制網(wǎng)M'N'Q'P'，并用所給定位條件進行檢測。圖1.5建筑物綜合法定位圖(單位：m)基礎驗線時的允許偏差如下

:

長度L≤30m，允許偏差±5mm。

30m＜L≤60m，允許偏差±10mm。

60m＜L≤90m，允許偏差±15mm。

90m＜L，允許偏差±20mm。軸線的對角線尺寸的允許偏差應為邊長偏差的倍；外擴軸線夾角的允許偏差應為±1??！豆こ虦y量規(guī)范》(GB50026－1993)之7.3.5條專門對于建筑物施工放線作出了精度要求(表1-1)；施工測量應符合表1-1關于中誤差的限值，并可方便地應用《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3－2002，J186－2002)關于測量允許偏差檢查、驗收測量成果?！豆こ虦y量規(guī)范》(GB50026－1993)條文說明指出：“目前，我國高層建筑施工放樣的精度要求尚無統(tǒng)一規(guī)定”，這可以理解為該狀況為GB50026－1193的7.3.5條出現(xiàn)之前的狀況。

表1-1建筑物施工放樣的主要技術要求

建筑物結構特征測距相對中誤差測角中誤差(″)在測站上測定高差中誤差(mm)根據(jù)起始水平面在施工水平面上測定高程中誤差(mm)豎向傳遞軸線點中誤差(mm)金屬結構、裝配式鋼筋混凝土結構、建筑物高度100～120m或跨度30～36m1/20000516415層房屋、建筑物高度60～100m或跨度18～30m1/10000102535～15層房屋、建筑物高度15～60m或跨度6～18m1/5000202.542.55層房屋、建筑物高度15m或跨度6m以下1/300030332木結構、工業(yè)管線或公路鐵路專用線1/2000305--土工豎向整平1/10004510--注：1.對于具有兩種以上特征的建筑物，應取要求高的中誤差值；

2.特殊要求的工程項目，應根據(jù)設計對限差的要求，確定其放樣精度?！?/p>

1.2高層建筑標高測量高層建筑標高測量的允許誤差層間標高測量偏差不應超過±3mm，建筑全高(H)測量偏差不應大于：(1)H≤30m，±5mm；(2)30m<H≤60m，±10mm；(3)60m<H≤90m，±15mm；(4)90m<H≤120m，±20mm；(5)120m<H≤150m，±25mm；(6)150m<H，±30mm。通常，測量允許誤差等于2倍測量中誤差。建筑物標高誤差由測量誤差、施工誤差組成，而建筑物標高誤差的允許值，可查相關結構施工規(guī)范。2.±0.000以下標高測法

為控制基礎和±0.000以下各層的標高，在基礎開挖過程中，應在基坑四周的護坡鋼板樁或混凝土樁(選其側面豎直且規(guī)正者)上各涂一條寬10cm的豎向白漆帶。用水準儀根據(jù)附近棟號的水準點或±0.000水平線，測出各白漆帶上頂?shù)臉烁?；然后用鋼尺在白漆帶上量出?.000以下，各負(－)整米數(shù)的水平線；最后，將水準儀安置在基坑內(nèi)，校測四周護坡樁上各白漆帶底部同一標高的水平線，當誤差在±5mm以內(nèi)時，則認為合格。在施測基礎標高時，應后視兩條白漆帶上的水平線以作校核。3.±0.000以上標高測法引測步驟:

(1)先用水準儀根據(jù)二個棟號水準點或±0.000水平線，在各向上引測處準確地測出相同的起始標高線(一般多測+1.000m標高線)

.(2)用鋼尺沿鉛直方向，向上量至施工層，并畫出正米數(shù)的水平線各層的標高線均應由各處的起始標高線向上直接量取。

(3)將水準儀安置到施工層，校測由下面?zhèn)鬟f上來的各水平線，誤差應在±6mm以內(nèi)。在各層抄平時，應后視兩條水平線以作校核。

為了提高豎向傳遞標高的精度，近些年來使用全站儀加彎管目鏡，直接測得較長豎向高差，取得良好的效果。如圖1.6所示.圖1.6全站儀傳遞標高的原理圖

4.標高施測要點(1)觀測時盡量做到前后視線等長。(2)由±0.000水平線向下或向上量高差時，所用鋼尺應經(jīng)過檢定，量高差時尺身應鉛直并用標準拉力，同時要進行尺長和溫度改正(鋼結構不加溫度改正)。4.標高施測要點(3)采用預制構件的高層結構施工時，要注意每層的高差不要超限，同時更要注意控制各層的標高，防止偏差積累使建筑物總高度偏差超限。(4)為保證竣工時±0.000和各層標高的正確性，應請建設單位和設計單位明確：在測定±0.000水平線和基礎施工時，如何對待地基開挖后的回彈與整個建筑在施工期間的下沉影響；在鋼結構工程中，鋼柱負荷后對層高的影響。不少高層建筑在基礎施工中將總下沉量在基礎墊層的設計標高中預留出來，取得了較好的效果?！?.3高層建筑豎向控制

當高層建筑施工到±0.000后，隨著結構的升高，要將首層軸線逐層向上投測，用以作為各層放線和結構豎向控制的依據(jù)。其中，以建筑物外廓軸線和控制電梯井軸線的投測更為重要。以下軸向應向上投測:建筑物外廓軸線；伸縮縫、沉降縫兩側軸線；電梯間、樓梯間兩側軸線；單元、施工流水段分界軸線。高層建筑軸線的豎向投測，常采用下列兩類方法：

(1)外控法

(2)內(nèi)控法；另外還可用內(nèi)外控綜合法。高層建筑豎向投測允許偏差(正倒鏡投點間距；引自《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3—2002，J186—2002))層間豎向測量偏差不應超過±3mm，建筑全高(H)豎向測量偏差不應大于：H≤30m，±5mm；(2)30m<H≤60m，±10mm；(3)60m<H≤90m，±15mm；(4)90m<H≤120m，±20mm；(5)120m<H≤150m，±25mm；(6)150m<H，±30mm。2.外控法當施工場地比較寬闊時，多使用此法。施測時主要是將經(jīng)緯儀安置在高層建筑附近進行豎向投測，故此法也叫經(jīng)緯儀豎向投測法。由于場地情況的不同，安置經(jīng)緯儀的位置不同，又分為三種投測方法：(1)延長軸線法、(2)側向借線法、(3)正倒鏡挑直法。1)延長軸線法此法適用于場地四周寬闊，能將高層建筑輪廓軸線延長到建筑物的總高度以外，或附近的多層或高層建筑物頂面上，并可在軸線的延長線上安置經(jīng)緯儀，以首層軸線為準，向上逐層投測。如圖1.7所示的甲儀器安置在軸線的控制樁上，后視首層軸線后，抬起望遠鏡將軸線投測到施工層上.圖1.7延長軸線法2)側向借線法此法適用于場地四周較小，高層建筑四廓軸線無法延長，但可將軸線向建筑物外側平行移出，俗稱借線。移出的尺寸應視外腳手架的情況而定，盡量不超過2m。如圖1.7所示的乙儀器和乙‘儀器是先后安置在借線上，以首層的借線點為后視，向上投測并指揮施工層上的人員，垂直視線橫向移動水平尺，以視線為準向內(nèi)量出借線尺寸，即可在施工層上定出軸線位置。3)正倒鏡挑直法此法適用于四廓軸線雖可延長，但不能在延長線上安置經(jīng)緯儀的情況。如圖1.7所示的丙儀器安置在施工層8A上點，向下后視地面上的軸線點8S后，縱轉(zhuǎn)望遠鏡定出8H上點；然后將儀器移到8H上點上，后視8A上點后，縱轉(zhuǎn)望遠鏡，若前視正照準地面上的軸線點8N，則兩次安置儀器的位置就都正在8S8N軸線上。3.內(nèi)控法當施工場地窄小，無法在建筑物之外的軸線上安置儀器施測時，多使用此法。施測時在建筑物的首層測設室內(nèi)控制網(wǎng)，用垂準線原理進行豎向投測，故此法也叫垂準線投測法。由于使用儀器的不同，又分為以下三種投測方法。1)吊線墜法2)天頂準直法3)天底準直法1)吊線墜法

吊線墜法是使用較重的特制線墜懸吊，以首層靠近建筑物輪廓的軸線交點為準，直接向各施工層懸吊引測軸線。使用吊線墜法向上引測軸線中，要特別注意以下幾點:線墜的幾何形體要規(guī)正，質(zhì)量要適當(1～3kg)。吊線要用編織線或沒有扭曲的細鋼絲。(2)懸吊時要上端固定牢固，線中間沒有障礙，尤其是沒有側向抗線。(3)線下端(或線墜尖)的投測人，視線要垂直結構面，當線左、線右投測小于3～4mm時，取其平均位置，兩次平均位置之差小于2～3mm時，再取平均位置，作為投測結果。(4)投測中要防風吹和振動，尤其是側向風吹。(5)在逐層引測中，要用更大的線墜(如5kg)每隔3～5層，由下面直接向上放一次通線，以作校測。(6)若用鉛直塑料管套住吊線，下端用專門的觀測儀器，其精度還可提高。2)天頂準直法

天頂方向是指測站點正上方、鉛直指向天空的方向。天頂準直法就是使用能測設天頂方向的儀器，進行豎向投測，故也叫仰視法。測設天頂方向的儀器有以下五種：配有90°彎管目鏡的經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀激光鉛直儀自動天頂準直儀自動天頂－天底準直儀3)天底準直法

天底方向是指過測站點、鉛直向下所指的方向。天底準直法就是使用能測設天底方向的儀器，進行豎向投測，故也叫俯視法

測設天底方向的儀器，除自動天頂—天底準直儀外，常用的有以下兩種:(1)垂準經(jīng)緯儀(2)自動天底準直儀。4.內(nèi)外控綜合法

由于受場地的限制，在高層建筑施工中，尤其是超高層建筑施工中，多使用內(nèi)控法進行豎向控制，但因內(nèi)控制法所用內(nèi)控網(wǎng)的邊長均較短，一般多在20～50m之間，每次向施工畫上投測后，雖可對內(nèi)控網(wǎng)各邊長及各夾角的自身尺寸進行校測與調(diào)整，但檢查不了內(nèi)控網(wǎng)在施工面上的整體位移與轉(zhuǎn)動。為此近年來，在一些超高層建(構)筑物的施工中，多使用內(nèi)外控互相結合的測法，以互相校核●1.4變形觀測

高層建筑施工從施工準備到竣工后的一段時間，應進行沉降、位移和傾斜等變形觀測，包括兩部分：高層建筑施工對鄰近建筑物和護坡樁的影響、日照對在建建筑物的影響；二.在建建筑物各部位的變形。1.沉降觀測

1)施工對鄰近建(構)筑物影響的觀測2)施工塔吊基座的沉降觀測3)地基回彈觀測4)建筑物的沉降觀測0.150.30等級標高中誤差(m)相鄰點高差中誤差(mm)適用范圍觀測方法往返較差、附合或環(huán)線閉合差(m)一等±0.3±0.1變形特別敏感的高層建筑、高聳構筑物、重要古建筑等參照國家一等水準測量外，尚需雙轉(zhuǎn)點，視線≤15m，前后視距差≤0.3m，視距累積差≤1.5m二等±0.5±0.3變形比較敏感的高層建筑、高聳構筑物、古建筑和重要建筑場地的滑坡監(jiān)測等一等水準測量等級標高中誤差(m)相鄰點高差中誤差(m)適用范圍觀測方法往返較差、附合或環(huán)線閉合差(m)三等±1.0±0.5一般性的高層建筑、高聳構筑物、滑坡監(jiān)測等二等水準測量四等±2.0±1.0觀測精度要求較低的建筑物、構筑物和滑坡監(jiān)測等三等水準測量表1-2沉降觀測的等級、精度要求和觀測方法表

注：n——測站數(shù)。沉降觀測應提供的成果如下:建筑物平面圖。如圖1.8所示，圖上應標有觀測點位置及編號，必要時應另繪竣工時及沉降穩(wěn)定時的等沉線圖。圖1.8正倒鏡挑直法(2)下沉量統(tǒng)計表。這是根據(jù)沉降觀測原始記錄整理而成的各個觀測點的每次下沉量和累積下沉量的統(tǒng)計值。(3)觀測點的下沉量曲線。如圖1.9所示，圖中橫坐標表示時間。圖形分上下兩部分，上部分為建筑荷載曲線，下部分為各觀測點的下沉曲線。圖1.9某觀測點的下沉量曲線2.建筑物的位移觀測

當建筑物在平面位置上發(fā)生位移時，應根據(jù)位移的可能情況，在其縱向和橫向上分別設置觀測點和控制線，用經(jīng)緯儀視準線法或小角度法進行觀測。和沉降觀測一樣，水平位移觀測也分為四個等級，各等級的適用范圍同表1-2，各等級的變形點的點位中誤差分別為：一等為±1.5mm，二等為±3.0mm，三等為±6.0mm，四等為±12.0mm。3.建(構)筑物豎向傾斜觀測

一般要在進行傾斜監(jiān)測的建(構)筑物上設置上、下二點或上、中、下多點觀測標志，各標志應在同一豎直面內(nèi)。用經(jīng)緯儀正倒鏡法，由上而向下投測各觀測點的位置，然后根據(jù)高差計算傾斜量；或以某一固定方向為后視，用測回法觀測各點的水平角及高差，再進行傾斜量的計算。●1.5高層建筑施工常用測量儀器概述

測量儀器在近百年中，大體上走過了四代。20世紀初的前20～30年為第一代；第二次世界大戰(zhàn)前后為第二代，水準儀為微傾式，水準管上方裝有符合折光棱鏡而提高了定平精度經(jīng)緯儀為光學度盤與對中；20世紀60～70年代為第三代，水準儀上的水準管與經(jīng)緯儀豎盤指標水準管均被自動補償機構代替，從此測量儀器走上自動定平的地步；20世紀80年代以后水準儀與經(jīng)緯儀的讀數(shù)為電子數(shù)字化顯示，測量儀器進入了自動化、電子化和數(shù)字化的時代。下面簡要介紹當前高層建筑施工測量常用的儀器。工程水準儀(S3、S2)

望遠鏡放大倍數(shù)24～28倍，微傾氣泡水準儀已被自動補償水準儀所代替，精度為每公里往返測高差平均值的中誤差m為±3～2mm，這是施工現(xiàn)場使用最多的水準儀。圖1.10是北京光學儀器廠生產(chǎn)的ALl26A型(S2級)自動補償水準儀。圖1.10S2級自動補償水準儀2.精密水準儀(N3)

其望遠鏡清澈明麗，放大超過40倍，內(nèi)置平行板測微器可直讀至0.1mm，估讀至0.01mm，升降螺旋有刻度，可測度小豎直角和坡度變化。專供大地一等水準測量、地震變形、沉降觀測等應用，如圖1.11所示。圖1.11N3精密水準儀3.工程經(jīng)緯儀(J6、J2)

J6、J2(如圖1.12所示)是目前施工現(xiàn)場使用最多的經(jīng)緯儀，但逐漸將被數(shù)字化顯示的電子經(jīng)緯儀(如圖1.13所示)所代替。電子經(jīng)緯儀測角后視時可直接置0°00‘00″，前視時則直接顯示角度數(shù)值，而不用測微估讀，因之實測中，無論精度速度均比同精度的光學經(jīng)緯儀效果好，并可自動記錄、貯存數(shù)據(jù)。

圖1.12J6、J2光學經(jīng)緯儀

圖1.13電子經(jīng)緯儀

4.光電測距儀

在測線的一端安置光電測距儀，另一端安置反射棱鏡，儀器照準棱鏡后開機，通過棱鏡反射回的電磁波信號即可精確測量測線兩端點間的斜距離(D)，然后經(jīng)過豎直角的改正而得到兩端點間的水平距離(H)與高差(y)。建筑施工中多使用測程為1.4～2.0km的測距儀，工程定位時，可用Ⅱ級精度的測距儀。

將光電測距儀安裝在光學經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀上，就組成組合式的半站儀(如圖1.14所示)，但近些年來逐漸為整體式的全站儀(如圖1.15所示)所代替。圖1.14半站儀

圖1.15全站儀

7.垂準經(jīng)緯儀

如圖1.17所示，垂準經(jīng)緯儀配有90°彎管目鏡。該儀器既能使望遠鏡仰視向上指向天頂，又能使望遠鏡俯視向下，使視線通過直徑20mm的空心豎軸指向天底。施測前應將儀器水平轉(zhuǎn)動一周，若視線向上或向下一直指在一點上，說明視線方向正處于鉛直。此儀器一測回(即正倒鏡各觀測一次取平均位置)垂準觀測中誤差不大于±6″，即100m高差處平面誤差為±3mm(約±1/30000)。此儀器可專門用作施測垂準方向，也可作一般經(jīng)緯儀使用。圖1.16配有90°彎管目鏡的經(jīng)緯儀

圖1.17DJ6-C6垂準經(jīng)緯儀

8.激光經(jīng)緯儀

如圖1.18所示，激光經(jīng)緯儀在望遠鏡筒上裝半導體激光器。為了測量時觀測目標的方便，激光束進入發(fā)射系統(tǒng)前設有遮光轉(zhuǎn)換開關，遮去發(fā)射的光束，即可在目鏡(或通過彎管目鏡)處觀測目標，而不必關閉電源。和前述配有90°彎管目鏡的經(jīng)緯儀一樣施測前將物鏡指向天頂方向時，水平轉(zhuǎn)動儀器一周，激光點(或視線)一直指在一點上，說明激光束(或視線)方向正處于鉛直。此儀器也可用作一般經(jīng)緯儀使用。圖1.18DJJ型激光經(jīng)緯儀9.激光鉛直儀

此種專用儀器有水準氣泡定平和自動定平兩種。如圖1.19所示為北京市建筑工程研究院研制的自動激光鉛直儀。圖1.19自動激光鉛直儀10.自動天頂準直儀

圖1.20(a)為瑞士徠卡廠生產(chǎn)的ZL型自動天頂準直儀。安置后只要定平圓水準器，儀器就可自動給出天頂方向，精度為±1〞(±1/200000)，但望遠鏡為20倍。若配上激光目鏡，則可給出同樣精度的鉛直激光束。圖1.20自動天頂－天底準直儀11.自動天底準直儀

圖1.20(b)為瑞士徠卡廠生產(chǎn)的NL型自動天底準直儀，它與ZL自動天頂準直儀外形和精度基本一樣。安置儀器定平圓水準器后，通過目鏡即可自動給出天底方向。此類ZL型與NL型儀器精度高，價格昂貴，適用于超高層建筑或鋼結構工程施工測量12.自動天頂－天底準直儀

圖1.21為瑞士徠卡廠生產(chǎn)的ZNL型自動天頂—天底準直儀。儀器上部可由基座上取出，上下調(diào)轉(zhuǎn)，如圖1.21(a)、圖1.21(b)所示。當物鏡向上安置時，目鏡就可觀測天頂方向；當物鏡向下安置時目鏡就可觀測天底方向，精度均為±6〞(±1/30000)。圖1.21自動天頂－天底準直儀

大體積混凝土施工●

3.1大體積混凝土的溫度裂縫

●

3.1.1裂縫種類

按產(chǎn)生原因一般可分為(1)荷載作用下的裂縫(約占10%)(2)變形作用下的裂縫(約占80%)(3)耦合作用下的裂縫(約占10%)按裂縫有害程度分(1)有害裂縫、(2)無害裂縫按裂縫出現(xiàn)時間分為(1)早期裂縫(3～28天)、(2)中期裂縫(28～180天)(3)晚期裂縫(180～720天，最終20年)。按深度一般可分為(1)表面裂縫、(2)淺層裂縫、(3)深層裂縫(4)貫穿裂縫圖3.1溫度裂縫

●

3.1.2裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結果，一方面是混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應力和應變，另一方面是結構的外約束和混凝土各質(zhì)點間的內(nèi)約束阻止這種應變，一旦溫度應力超過混凝土所能承受的抗拉強度，就會產(chǎn)生裂縫。1.水泥水化熱

水泥的水化熱是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源，由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。2.外界氣溫變化3.約束條件結構在變形時會受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱“約束”，大體積混凝土由于溫度變化產(chǎn)生變形，這種變形受到約束才產(chǎn)生應力。在全約束條件下，混凝土結構的變形：式中：——混凝土收縮時的相對變形；——混凝土的溫度變化量；——混凝土的溫度膨脹系數(shù)。(3-1)4.混凝土收縮變形

●

3.2.1大體積混凝土溫度應力特點●

3.2大體積混凝土的溫度應力

混凝土的溫度取決于它本身環(huán)境有溫差存在，而結構物四周又不可能做到完全絕熱，因此，在新澆筑的混凝土與其四周環(huán)境之間，就會發(fā)生熱能的交換。模板、外界氣候(包括溫度、濕度和風速)和養(yǎng)護條件等因素，都會不斷改變混凝土所貯備的熱能，并促使混凝土的溫度逐漸發(fā)生變動。因此，混凝土內(nèi)部的最高溫度，實際上是由澆筑溫度、水泥水化熱引起的絕對溫升和混凝土澆筑后的散熱溫度三部分組成。

●3.2.2大體積混凝土溫度應力計算1.大體積混凝土溫度計算1)最大絕熱溫升(二式取其一)(3-2)式中：——混凝土最大絕熱溫升(℃)；——混凝土中水泥(包括膨脹劑)用量(F——混凝土活性摻合料用量()；)；C——混凝土比熱，取0.97]；——混凝土密度，取2400(e——為常數(shù)，取2.718；t——混凝土的齡期(d)；m——系數(shù)，隨澆筑溫度改變，查表3-2。)；水泥品種水泥強度等級水化熱Q()

3d7d28d硅酸鹽水泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥32.5180256334表3-1不同品種、強度等級水泥的水化熱表3-2系數(shù)m澆筑溫度(℃)51015202530m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.4062)混凝土中心計算溫度——t齡期混凝土中心計算溫度(℃)；——混凝土澆筑溫度(℃)；——t齡期降溫系數(shù)，查表3-3同時要2)混凝土中心計算溫度(3-3)

式中：考慮混凝土的養(yǎng)護、模板、外加劑、摻合料的影響。表3-3降溫系數(shù)澆筑層厚度(m)齡期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.243)混凝土表層(表面下50～100mm處)溫度(1)保溫材料厚度(或蓄水養(yǎng)護深度)——保溫材料厚度(m)；——所選保溫材料導熱系數(shù)[]查表3-4。(3-4)式中:表3-4幾種保溫材料導熱系數(shù)材料名稱密度()導熱系數(shù)λ[材料名稱密度()導熱系數(shù)λ[]建筑鋼材780058礦棉，巖棉110～2000.031～0.065鋼筋混凝土24002.33瀝青礦棉氈100～1600.033～0.052水0.58泡沫塑料20～500.035～0.047木模板500～7000.23膨脹珍珠巖40～3000.019～0.065木屑0.17油氈0.05草袋1500.14膨脹聚苯板15～250.042瀝青蛭石板350～4000.081～0.105空氣0.03膨脹蛭石80～2000.047～0.07泡沫混凝土0.10——混凝土表面溫度(℃)；——施工期大氣平均溫度(℃)；——混凝土導熱系數(shù)，取2.33；——計算的混凝土最高溫度(℃)；計算時可取=15～20℃，=20～25℃；——傳熱系數(shù)修正值，取1.3～2.0，查表3-5。表3-5傳熱系數(shù)修正值保溫層種類K1K21僅由容易透風的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂子)2.63.02由易透風材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風材料2.02.33在易透風保溫材料上鋪一層不透風材料1.61.94在易透風保溫材料上下各鋪一層不易透風材料1.31.55僅由不易透風材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合板)1.31.5注：值—一般刮風情況(風速小于4)；

值—刮大風情況。(2)如采用蓄水養(yǎng)護，蓄水養(yǎng)護深度。(3-5)式中：——養(yǎng)護水深度(m)；x——混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時間，即蓄水養(yǎng)護時間(h)；M——混凝土結構表面系數(shù)()，F(xiàn)——與大氣接觸的表面積(V——混凝土體積()；)；——般取20℃～25℃；——傳熱系數(shù)修正值；700——折算系數(shù)[]；——水的導熱系數(shù)，取0.58[]。(3)混凝土表面模板及保溫層的傳熱系數(shù)。(3-6)式中：——混凝土表面模板及保溫層等的傳熱系數(shù)[]；——各保溫層材料厚度(m)；——各保溫層材料導熱系數(shù)[]；——空氣層的傳熱系數(shù)，取23[]。(4)混凝土虛厚度。

(3-7)式中：——混凝土虛厚度(m)；——混凝土導熱系數(shù)，取2.33[]k——折減系數(shù)，取2/3；(5)混凝土計算厚度。(3-8)式中：H——混凝土計算厚度(m)；h——混凝土實際厚度(m)。(3-9)(6)混凝土表層溫度。式中：——混凝土表面溫度(℃)；——施工期大氣平均溫度(℃)；——混凝土虛厚度(m)；——混凝土中心溫度(℃)H——混凝土計算厚度(m)；4)混凝土內(nèi)平均溫度。(3-10)2.大體積混凝土溫度應力計算1)地基約束系數(shù)(1)單純地基阻力系數(shù)()，查表3-6。表3-6單純地基阻力系數(shù)()土質(zhì)名稱承載力(推薦值軟黏土80～1500.01～0.03砂質(zhì)黏土250～4000.03～0.06堅硬黏土500～8000.06～0.10風化巖石和低強度素混凝土5000～100000.60～1.00C10以上配筋混凝土5000～100001.00～1.50(2)樁的阻力系數(shù)。(3-11)式中：Q——樁產(chǎn)生單位位移所需水平力(當樁與結構鉸接時當樁與結構固接時

——樁的阻力系數(shù)(N/mm3)；)；E——樁混凝土的彈性模量(I——樁的慣性矩()；)；——地基水平側移剛度，取D——樁的直徑或邊長(mm)；F——每根樁分擔的地基面積()。2)大體積混凝土瞬時彈性模量(3-12)式中：——t齡期混凝土彈性模量()；——28d混凝土彈性模量()e——常數(shù)，取2.718；t——齡期(d)。3)地基約束系數(shù)(3-13)式中：——t齡期地基約束系數(shù)()；h——混凝土實際厚度(mm)；——單純地基阻力系數(shù)()；——樁的阻力系數(shù)()；——t齡期混凝土彈性模量()4)混凝土干縮率和收縮當量溫差混凝土干縮率式中：——t齡期混凝土干縮率；

——標準狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取

——各修正系數(shù)，查表3-7。(3-14)、

收縮當量溫差(3-15)式中：——t齡期混凝土收縮當量溫差(℃)；——混凝土線性膨脹系數(shù)，(1/℃)。5)結構計算溫差(一般3d劃分一區(qū)段)(3-16)式中：——i區(qū)段結構計算溫度(℃)；——i區(qū)段平均溫度起始值(℃)；——i區(qū)段平均溫度終止值(℃)；——i區(qū)段收縮當量溫差終止值(℃)；——i區(qū)段收縮當量溫差起始值(℃)6)各區(qū)段拉應力(3-17)式中：——i區(qū)段混凝土內(nèi)拉應力()；——i區(qū)段平均彈性模量()；——i區(qū)段平均應力松弛系數(shù)，查表3-8表3-8松弛系數(shù)S(t)齡期t(d)369121518212427300.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327——i區(qū)段平均地基約束系數(shù)；L——混凝土最大尺寸(mm)；ch——雙曲余弦函數(shù)。到指定期混凝土內(nèi)最大應力(3-18)7)安全系數(shù)3.大體積混凝土平均整澆長度(伸縮縫間距)式中：K——大體積混凝土抗裂安全系數(shù)，應≥1.15；——到指定期混凝土抗拉度設計值()。1)混凝土極限拉伸值(3-19)式中：——混凝土極限拉伸值；——混凝土抗拉強度設計值()；——配筋率(%)，

d——鋼筋直徑(mm)；——以e為底的對數(shù)；t——指定期齡期(d)；——鋼筋截面積()；——混凝土截面積()。2)平均整澆長度(伸縮縫間距)(3-20)式中：h——混凝土厚度mm)；E(t)——指定時刻的混凝土彈性模量(N/mm2)；——地基阻力系數(shù)()，；——反雙曲余弦函數(shù)；——指定時刻的累計結構計算溫差(℃)?！骄麧查L度(伸縮縫間距)(mm)；●3.2.3混凝土熱工計算1.混凝土熱導率計算

混凝土熱導率，是指在單位時間內(nèi)熱流通過單位面積和單位厚度混凝土介質(zhì)時，混凝土介質(zhì)兩側為單位溫差時熱量的傳導率。它是反映混凝土傳導熱量難易程度的系數(shù)?；炷恋臒釋室韵率奖硎?3-21)式中：——混凝土熱導率()；Q——通過混凝土厚度為的熱量(J)；——混凝土厚度(m)；——溫度差(℃)；t——測試時間(h)。A——混凝土的面積()；2.混凝土比熱計算單位重量的混凝土，其溫度升高1℃所需的熱量稱為混凝土的比熱，可按式(3-23)計算 (3-23)、、、、

式中：分別為混凝土、水泥、砂、石子、

水的比熱()3.混凝土熱擴散系數(shù)計算混凝土的熱擴散系數(shù)(又稱導溫系數(shù))是反映混凝土在單位時間內(nèi)熱量擴散的一項綜合指標。熱擴散系數(shù)愈大，愈有利于熱量的擴散?；炷恋臒釘U散系數(shù)一般通過試驗求得或按式(3-24)計算(3-24)式中：a——混凝土的熱擴散系數(shù)()；——混凝土的重度()，普通混凝土的重度一般之間，鋼筋混凝土的重度之間。在2300～2450在2450～2500●3.2.4混凝土拌和溫度和澆筑溫度計算1.混凝土拌和溫度計算混凝土的拌和溫度，是指組成混凝土的各種材料經(jīng)攪拌形成均勻的混凝土出料后的溫度，又稱為出機溫度，可按式(3-25)表示(3-25)式中：——混凝土的拌和溫度(℃)；m——混凝土組成材料的重量(kg)；C——混凝土組成材料的比熱()；——混凝土組成材料溫度(℃)。若考慮混凝土攪拌時設置攪拌棚相對混凝土出機溫度的影響，則混凝土的出機溫度為一混凝土出機溫度(℃)；—混凝土攪拌棚溫度(℃)。(3-26)式中：2.混凝土澆筑溫度計算混凝土的澆筑溫度一般可按式(3-27)計算―

(3-27)●

3.3大體積混凝土溫度裂縫的控制措施●3.3.1混凝土材料1.選擇水泥品種

混凝土溫升的熱源是水泥水化熱，故選用中低熱的水泥品種，可減少水化熱，使混凝土減少升溫。例如，優(yōu)先選用等級為32.5、42.5的礦渣硅酸鹽水泥，因其與同等級的礦渣水泥和普通硅酸鹽水泥相比，3d的水化熱可減少28%。2.減少水泥用量由于水泥水化熱而導致的溫度應力是地下室墻板產(chǎn)生裂縫的主要原因，且混凝土的強度、抗?jié)B等級越高，結構產(chǎn)生裂縫的概率也越高。在地下室外墻施工中，除了在保證設計要求的條件下盡量降低混凝土的強度等級以減少水化熱外，還應該充分利用混凝土的后期強度。實驗數(shù)據(jù)表明，每立方米的混凝土水泥用量每增(減)l0kg，水泥水化熱使混凝土的溫度相對升(降)達1℃。3.選擇外加劑1)減水劑2)粉煤灰3)膨脹劑4)選擇粗、細骨料(1)含泥量(2)骨料粒徑。(3)砂率和細度模數(shù)?！?.3.2外部環(huán)境1.混凝土澆筑與振搗

對于地下室墻體結構的大體積混凝土澆筑，除了一般的施工工藝以外，應采取一些技術措施，以減少混凝土的收縮，提高極限拉伸，這對控制溫度裂縫很有作用。改進混凝土的攪拌工藝對改善混凝土的配合比、減少水化熱、提高極限拉伸有著重要的意義。2.混凝土澆筑溫度適當?shù)叵拗苹炷恋臐仓囟?，一般情況下，建議混凝土的最高澆筑溫度應控制在40℃以下。3.混凝土出機溫度

為了降低大體積混凝土總溫升和減小結構的內(nèi)外溫差，控制出機溫度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比熱較小，但其在每立方米混凝土中所占的質(zhì)量較大。水的比熱最大，但它在混凝土中占的質(zhì)量卻最小。4.混凝土養(yǎng)護

地下室外墻澆筑以后，為了減少升溫階段的內(nèi)外溫差，防止因混凝土表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，應對混凝土進行適當?shù)某睗耩B(yǎng)護；為了使水泥順利進行水化，提高混凝土的極限拉伸和延緩混凝土的水化熱降溫速度，防止產(chǎn)生過大的溫度應力和溫度裂縫，應加強對混凝土進行保濕和保溫養(yǎng)護。5.防風和回填外部氣候也是影響混凝土裂縫發(fā)生和開展的因素之一，其中，風速對混凝土的水分蒸發(fā)有直接的影響，不可忽視，地下室外墻混凝土應盡量封閉門窗，減少對流。土是最佳的養(yǎng)護介質(zhì)，地下室外墻混凝土施工完畢后，在條件允許的情況下應盡快回填?！?.3.3約束條件1.后澆帶后澆帶的構造有平接式、T字式、企口式等三種，如圖3.2所示。后澆帶的寬度應考慮施工方便，避免應力集中，寬度可取700～1000mm。當?shù)厣?、地下都為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構時。在設計中應標明后澆帶的位置，并應貫通地上和地下整個結構，但鋼筋不應截斷。(a)平接式(b)T字式(c)企口式圖3.2后澆帶構造2.應力釋放帶正常情況下后澆帶的間距為20～30m，但在許多實際工程中，由于設計、施工條件的制約，后澆帶的間距往往超過這個范圍。例如，在澆筑地下室外墻時，當?shù)叵率彝鈮荛L或是環(huán)狀全封閉結構時，其水平方向的約束應力相當大，若無處釋放，就很容易產(chǎn)生豎向裂縫，因此在這類地下室外墻板上合理布置應力釋放帶，有目的地給予誘導釋放,可以有效地減少或防止豎向裂縫的發(fā)生。3.構造設汁地下室墻體結構設計時應注意構造配筋的重要性，它對結構抗裂性能的影響很大，但目前國內(nèi)外對此都不夠重視。對連續(xù)板不宜采用分離式配筋，應采用上下兩層的連續(xù)配筋；對轉(zhuǎn)角處的樓板宜配上下兩層放射筋，其直徑為8～14mm，間距約為200mm，同時應盡可能采用小直徑、小間距。在孔洞周圍、變截面轉(zhuǎn)角處，由于溫度變化和混凝土收縮會產(chǎn)生應力集中而導致裂縫，因此，可在孔洞四周增配斜向鋼筋、鋼筋網(wǎng)片；在變截面處做局部處理，使截面逐步過渡，同時增配抗裂鋼筋，防止裂縫。4.滑動層由于邊界條件在約束下才會產(chǎn)生溫度應力，因此，在與外約束的接觸面上設置滑動層可以大大減弱外約束?？稍谕饧s束兩端各1/4～1/5的范圍內(nèi)設置滑動層；對約束較強的接觸面，可在接觸面上直接設滑動層。滑動層的做法有鋪設一層刷有兩道熱瀝青的油氈，或鋪設10～20mm厚的瀝青砂，或鋪設50mm厚的砂或石屑層。5.緩沖層在高、低底板交接處和底板地梁等處，用30～50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料做垂直隔離層，如圖3.3所示，以緩沖基礎收縮時的側向壓力。(a)高、低底板交接處(b)底板地梁處圖3.3緩沖層示意圖6.跳倉施工

一般分倉間歇時間7～10天。上海萬人體育場，周長1100m，直徑300余米，采用分塊跳倉澆筑，取消伸縮縫，只有施工縫，C25混凝土利用后期強度，優(yōu)選配合比和外加劑，嚴格養(yǎng)護，最后只有輕微無害裂縫，經(jīng)處理使工程完全滿足正常使用要求。與北京工人體育場相比較(24條永久伸縮縫)，避免了留設伸縮縫造成的滲漏缺陷?！?.3.4預應力技術

由于高強度等級的混凝土和預拌混凝土的大量應用，使混凝土的裂縫控制變得越來越困難?；炷恋拇罅鲃有缘忍匦耘c混凝土的抗裂性有著一定的矛盾。外加劑的應用雖然可以在保持一定優(yōu)良工作性能的同時降低水化熱，但往往是改善了一方面又影響了另一方面，也無法從根本上解決問題?；A的特點決定著它會受到較大的約束，盡管在施工過程中所采用的后澆帶或應力釋放帶的確是一種有效的方法，但是也帶來了施工的另一些困難。比如，后澆帶本身的處理比較復雜，如果措施不當，就很可能會成為滲漏水的突破口；后澆帶或應力釋放帶的有效設置間距比較小(20～30m)，在一些長墻施工中過多的設置會影響工期等等?！?.4大體積混凝土施工泌水的防治

為此，在結構四周側模的底部開設排水孔，使多余的水分從孔中自然排走；利用正式設計的集水坑或人為的“水潭”，將多余水分集中后用專門的軟軸泵或隔膜泵抽水排出?！?.5大體積混凝土施工算例

【例3.1】高層建筑大體積混凝土底板，平面尺寸為×，厚為，混凝土，混凝土澆筑量為3235，施工時平均氣溫為26℃，所用材料為42.5號普通水泥，混凝土水泥用量為400，中砂、碎石、混凝土的配合比為水泥∶砂∶石子=l∶1.688∶3.12，水灰比為0.45，另摻1%的JMIII。經(jīng)測試，水泥、砂、石子的比熱水的比熱,各種材料的溫度分別為25℃28℃，15℃,施工方案確定采用保溫法以防止水泥水化熱可能引起的溫度裂縫。試選擇保溫材料及所需的厚度。解現(xiàn)場測定砂石的含水率分別為5%，1%表3-12混凝土拌合溫度計算表材料名稱重量(1)比熱(2)熱當量/℃)(3)=(1)×(2)材料溫度/℃(4)(5)=(3)×(4)水泥砂子石子砂中含水量5%石子含水量l%拌和水合計4006751248341213425030.840.840.844.24.24.23365671048l42.850.4562.82900252825151515840015876262002l42756844266834

(2)混凝土的出罐溫度?；炷猎诂F(xiàn)場用二階式攪拌站攪拌，敞開棚式，則(1)混凝土的拌合溫度。根據(jù)已知條件可用表格法來求出混凝土的拌合溫度，見表3-12。則 =23.05℃23.05℃若采用商品混凝土，可參考封閉棚式計算結果。(3)混凝土的澆筑溫度。根據(jù)施工方案，混凝土澆筑每個循環(huán)過程中：裝卸轉(zhuǎn)運3次，運輸時間3，平倉、振搗至混凝土澆筑完畢共60則用自卸開敞式汽車運輸，查表3-9，=23.9℃(4)混凝土的絕熱溫升?；炷猎跐仓?～5d時水化熱溫度最大，因此，3d的混凝土絕熱溫升，可用(3-2)式的第二式計算：查表3-2得；查表3-1得=51.8℃(5)混凝土內(nèi)部最高溫度。澆筑層厚度為2.5m，齡期為3d時，查表3-3得=57.57℃(6)混凝土的表面溫度。施工方案中采用18mm厚的多層夾板模板，選用20mm厚的草袋進行保溫養(yǎng)護，大氣溫度①混凝土的虛鋪厚度：式中：查表3-4可得成為空氣的傳熱系數(shù)，取為②混凝土的計算厚度：③混凝土的表面溫度：=36.57℃【例3.2】現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎底板，厚度為0.8m，配置直徑16帶肋鋼筋，配筋率0.35%，混凝土強度等級采用C30，地基為堅硬黏土，施工條件正常(材料符合質(zhì)量標準、水灰比準確、機械振搗、混凝土養(yǎng)護良好)。試計算早期(15d)不出現(xiàn)貫穿性裂縫的允許間距。計算結果表明：混凝土的中心最高溫度與表面溫度差為=21℃＜25℃；混凝土表面溫度與大氣溫度差為=10.57℃。因此，采用在混凝土表面覆蓋20mm厚的草袋作為保溫養(yǎng)護措施的方案是可行的。解考慮施工條件正常，由表3-7查得：,混凝土經(jīng)過15d的收縮變形(由式3-14)為收縮當量溫差：混凝土上、下面溫升為15℃，由于時間短，養(yǎng)護較好，氣溫差忽略不計，混凝土的水化熱溫差經(jīng)計算為25℃，則計算溫差為混凝土的極限拉伸，由式(3-19)代入，為15d混凝土的彈性模量伸縮縫的最大允許間距由式(3-20)為由計算知，板的最大允許伸縮縫間距為26m。當板的縱向長度小于26m時，可以避免裂縫出現(xiàn)。否則則需在中部設置伸縮縫或“后澆縫”。當板下有樁基礎時，計算阻力系數(shù)Cx時，應考慮樁基對基礎底板的約束阻力?！纠?.3】大型設備基礎底板長90.8m、寬31.3m、厚2.5m，混凝土為C20，采用60d后期強度配合比，用32.5礦渣水泥，水泥用量mc=280kg/m3,混凝土澆筑入模溫度Tj=28℃，為25℃，結構物周圍用鋼模板，在模板和混凝土上表面外包兩層草袋保溫，混凝土比熱施工時平均氣溫混凝土密度試計算總降溫產(chǎn)生的最大溫度拉應力及安全系數(shù)。解(1)計算絕熱溫升值，按式為簡單計只計算3d、7d、28d的值。(2)混凝土中心溫度計算，按式計算如下(3)混凝土表層溫度。兩層草袋保溫按6cm計，則保溫層傳熱系數(shù)混凝土虛厚度混凝土計算厚度混凝土表層溫度(5)混凝土干縮率和當量溫差，按式則(6)結構計算溫差，按式(7)計算各齡期的混凝土彈性模量，按式(8)地基約束系數(shù)，按式(9)各區(qū)段拉應力，按式各區(qū)段平均彈性模量各區(qū)段平均應力松弛系數(shù)各區(qū)段平均地基約束系數(shù)只計算拉應力(10)混凝土內(nèi)最大應力，按式混凝土抗拉強度設計值取1.1N/mm2，則安全系數(shù) 滿足抗裂條件，故知不會出現(xiàn)裂縫?！?.6習題大體積混凝土基礎底板，厚度為2.5m，在3d混凝土內(nèi)部中心溫度52℃，實測混凝土表面溫度為25℃，大氣溫度為15℃，混凝土導熱系數(shù)為，試求表面所需保溫材料的厚度。2.大型設備基礎底板長50m、寬10m、厚1m，混凝土為C20，采用60d后期強度配合比，用32.5礦渣水泥，水泥用量mc=280kg/m3混凝土澆筑入模溫度Tj=28℃，施工時平均氣溫為25℃，結構物周圍用鋼模板，在模板和混凝土上表面外包兩層草袋保溫，混凝土比熱混凝土密度,試計算總降溫產(chǎn)生的最大溫度拉應力及安全系數(shù)。

基坑工程●

2.1基坑工程概述

●

2.1.1基坑工程概念及現(xiàn)狀基坑工程是為保護基坑施工、地下結構的安全和周邊環(huán)境不受損害而采取的支護、基坑土體加固、地下水控制、開挖等工程的總稱，包括勘察、設計、施工、監(jiān)測、試驗等。

導致基坑工程事故的主要原因如下:

設計理論不完善。許多計算方法尚處于半經(jīng)驗階段，理論計算結果尚不能很好反映工程實際情況。(2)設計者概念不清、方案不當、計算漏項或錯誤。(3)設計、施工人員經(jīng)驗不足。實踐表明，工程經(jīng)驗在決定基坑支護設計方案和確保施工安全中起著舉足輕重的作用。

●

2.1.2支護結構的類型

支護結構由擋土結構、錨撐結構組成。當支護結構不能起到止水作用時，可同時設置止水帷幕或采取坑內(nèi)外降水。1.基坑支護結構的分類1)樁、墻式支護結構2)實體重力式支護結構2.常用的支護結構形式1)擋土結構的常用形式如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1擋土結構的類型圖2.2支撐結構的常用形式●

2.1.3基坑工程特點

1.綜合性強

2.臨時性和風險性大

3.地區(qū)性

4.環(huán)境條件要求嚴格●

2.1.4

基坑工程設計內(nèi)容1.基坑支護結構設計的極限狀態(tài)基坑支護結構設計應滿足兩種極限狀態(tài)的要求。1)承載能力極限狀態(tài)基坑工程的承載能力極限狀態(tài)要求不出現(xiàn)以下各種狀況。支護結構的結構性破壞——擋土結構、錨撐結構折斷、壓屈失穩(wěn)，錨桿的斷裂、拔出，擋土結構地基基礎承載力不足等使結構失去承載能力的破壞形式。(2)基坑內(nèi)外土體失穩(wěn)——基坑內(nèi)外土體整體滑動，坑底隆起，結構傾倒或踢腳等破壞形式。(3)止水帷幕失效——坑內(nèi)出現(xiàn)管涌、流土或流砂。2)正常使用極限狀態(tài)基坑的正常使用極限狀態(tài)，要求不出現(xiàn)以下各種狀況?；幼冃斡绊懟诱Ｊ┕ぁ⒐こ虡懂a(chǎn)生破壞或變位；影響相鄰地下結構、相鄰建筑、管線、道路等正常使用。(2)影響正常使用的外觀或變形。(3)因地下水抽降而導致過大的地面沉降。2.基坑支護結構的設計內(nèi)容(1)支護結構體系的選型及地下水控制方式。(2)支護結構的強度和變形計算。(3)基坑內(nèi)外土體穩(wěn)定性計算。(4)基坑降水、止水帷幕設計。(5)基坑施工監(jiān)測設計及應急措施的制定。(6)施工期可能出現(xiàn)的不利工況驗算。

軟土地區(qū)的深基坑坑底以下土層較軟，加固坑內(nèi)被動區(qū)土體，可減小支護樁入土深度、基坑變形。加固范圍由計算或類似工程經(jīng)驗確定。加固的方法常用噴射注漿、深層攪拌。深層攪拌局部加固的形式如圖2.3所示。圖2.3深層攪拌局部加固的形式●

2.1.5基坑工程設計依據(jù)基坑工程設計時，首先應掌握以下設計資料(即設計依據(jù))。

(1)巖土工程勘察報告。區(qū)別基坑工程的安全等級進行專門的巖土工程勘察，或與主體建筑勘察一并進行，但應滿足基坑工程勘察的深度和要求。區(qū)別基坑工程的規(guī)模和地質(zhì)環(huán)境條件復雜程度進行分階段勘察和施工勘察。具體要求詳見有關章節(jié)。(2)建筑總平面圖、工程用地紅線圖、地下工程的建筑、結構設計圖。(3)鄰近建筑物的平面位置，基礎類型及結構圖、埋深及荷載，周圍道路、地下設施、市政管道及通信工程管線圖、基坑周圍環(huán)境對基坑支護結構系統(tǒng)的設計要求。在基坑工程的設計中，支護結構、降水井、觀測井及止水帷幕、錨拉系統(tǒng)等構件，均不得超越工程用地紅線范圍?！?.1.6支護結構設計計算方法綜述

實體重力式支護結構按重力式擋土墻的設計原則計算，主要涉及支承擋墻自重的地基承載力及穩(wěn)定驗算，而穩(wěn)定驗算以條分法為主。樁、墻式支護結構必須按土與支護結構共同作用的原則進行設計計算，即結構內(nèi)力與支護結構的剛度、巖土體變形有關。按土與支護結構共同作用的原則進行分析是一個較難的課題，即使采用有限元法(考慮因素多，如模擬開挖過程；得到的結果也多，如可得到坑周土位移)，由于土性是復雜多變的，選擇完全符合工程特