拆除的建筑砖石结构拆除方案可以做道路基层吗

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道路边坡砌护
张天锋 任虎奎主编
陕西出版传媒集团
陕西科学技术出版社
主编:张天锋 任虎奎
编写组成员:张天锋 任虎奎 晁荣斌 高芸韵 侯玉萍 史 建 杨 帆(排名不分先后)
本书是按照陕西省职业技能鉴定指导中心发布的《道路边坡砌护鉴定考核技术规范》,结合农民工实际情况,将与道路边坡砌护相关的理论知识和技能知识汇编在一起,内容包括道路工程、路基边坡防护、砌筑等基本知识,施工质量以及安全生产管理等。本书以促进就业为导向,内容实用、浅显易懂。本书可以作为道路边坡砌护人员的培训教材,也可作为施工企业的岗位参考用书。
&张天锋,陕西耀州区人,高级工程师。毕业于长安大学(原西安公路学院),从事公路交通方面的科研、咨询、管理等工作20多年,现就职于陕西省交通运输厅。
任虎奎,1986年7月毕业于西安矿业学院(西安科技大学)采矿工程专业,研究生学历;高级工程师,陕西省职业技能鉴定专家委员会副主任。从事工程技术、管理和职业技能鉴定工作30年,参与国家重点工程建设和全省重、特大矿山事故处理数十项(起);发表专业论文数十篇,论文获得省级一等奖1次,获得厅局级一等奖3次;主持和参与研发省级专项职业技能鉴定考核技术规范82个,其中18个被国家人力资源和社会保障部确定为国家级专项职业技能鉴定考核技术标准在全国推广应用;出版专著2部;有3项技术成果获得国家专利。2011年1月至2012年2月赴意大利萨兰托大学进修学习。
道路工程基本知识********************************************1
道路的基本概念*******************************************1
道路基本组成*********************************************2
路基工程基本知识*****************************************3
路基边坡防护************************************************8
边坡的分类***********************************************8
路基边坡坡面防治****************************************10
路基边坡工程防护****************************************16
砌筑基本知识***********************************************24
砌体结构和注意事项**************************************24
常用砌筑工具********************************************27
道路砌筑识图********************************************35
砌筑测量************************************************42
砌筑材料***************************************************47
石砌体工程*************************************************60
& &第一节&
毛石砌体************************************************60
&& 第二节&
料石砌体************************************************62
&& 第三节&
石砌体工程质量验收**************************************65
砌块砌体工程***********************************************67
&& 第一节&
边坡用砌块的一般形式************************************67
&& 第二节&
砌块骨架护坡施工****************************************68
施工管理与作业计划*****************************************72
&& 第一节&
砌体工程施工方案****************************************72
&& 第二节&
施工进度计划编制****************************************74
&& 第三节&
质量标准与安全生产管理**********************************75
附录1:道路边坡砌护鉴定考核技术规范********************************80
附录2:道路边坡砌护专项(操作)鉴定考核试题************************83
附录3:试题1*******************************************************85
附录4:试题2*******************************************************89
附录5:道路边坡砌护考核复习题**************************************90
参考文献***********************************************************94
第一章&&&&&
&道路工程基本知识
第一节&&&&
&道路的基本概念
一、道路的定义
道路是供各种无轨车辆和行人通行的线性基础设施,根据不同功能,一般分为公路与城市道路。城市总体规划区以内的以车辆通行为主的道路为城市道路,城市总体规划区以外的道路为公路,并相应地建立了两套法律体系和管理体系。
公路是指联接城市之间、城乡之间、乡村与乡村之间、以及工矿基地之间,按照国家规定的技术标准修建的,由公路主管部门验收认可的道路。包括高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路,主要供汽车行驶并具备一定技术标准的设施。
一般按照公路所适应的年平均昼夜交通量及其使用任务和性质,将公路分为若干技术等级。交通运输部2014年发布了《》(JTGB01-2014),将公路分为五个技术等级。
1.高速公路
高速公路为专供汽车分方向、分车道行驶,全部控制出入的多车道公路。高速公路的年平均日设计交通量宜在15000辆小客车以上。
2.一级公路
一级公路为供汽车分方向、分车道行驶,可根据需要控制出入的多车道公路。一级公路的年平均日设计交通量宜在15000辆小客车以上。
3.二级公路
二级公路为供汽车行驶的双车道公路。二级公路的年平均日设计交通量宜为辆小客车。
4.三级公路
三级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道公路。三级公路年平均日设计交通量宜在辆小客车。
5.四级公路
四级公路为供汽车、非汽车交通混合行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路年平均日设计交通量在2000辆小客车以下;单车道四级公路年平均日设计交通量宜在400辆小客车以下。
三、城市道路
城市道路是指在城市范围内具有一定技术条件和设施的道路。根据道路在中的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能,我国目前将城市道路分为四类:快速路、主干路、次干路及支路。
快速路在或大城市中设置,是用中央分隔带将上、下行车辆分开,供汽车专用的快速干路,主要联系市区各主要地区、市区和主要的近郊区、、联系主要的对外出路,负担城市主要客、货运交通,有较高车速和大的通行能力。
主干路是的骨架,联系城市的主要工业区、、港口、机场和车站等货运中心,承担着城市主要交通任务的交通干道。主干路沿线两侧不宜修建过多的行人和车辆出入口,否则会降低车速。
次干路为市区内普通的交通干路,配合主干路组成城市干道网,起联系城市各部分和集散交通作用,分担主干路的交通负荷。次干路兼有服务功能,允许两侧布置吸引人流的公共建筑,并应设停车场。
支路是次干路与街坊路的连接线,以服务的交通功能为主。
第二节& 道路的基本组成
道路主要由几何线形、路基路面、排水及跨越结构物、支档与特殊构造物和附属设施等五部分组成。
一、几何线形
道路的几何线形是道路在空间的几何形状和尺寸,简称路线。常用路线平面线形、纵断面线形和道路横断面来表示。
平面线形指的是道路中线在水平面上的投影形状。平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线3种线形构成,通常称为“平面线形三要素”。
各要素视地形情况和人的视觉、心理、道路技术等级来确定。
道路纵断面线形指道路中线在垂直水平面方向上的投影,它反映道路竖向地走向、高程、纵坡的大小,即道路起伏情况。道路纵坡指道路中心线(纵向)坡度,坡长则指道路中心线上某一特定纵坡路段的起止长度。
横断面是垂直于道路中心线方向的断面。公路与城市道路横断面的组成有所不同。公路横断面的主要组成有:车行道(路面)、路肩、边沟、边坡、绿化带、分隔带、挡土墙等;城市道路横断面的组成有:车行道(路面)、人行道、路缘石、绿化带、分隔带等。在高路堤和深路堑的路段,还包括挡土墙。
二、路基路面
道路路基是行车部分的基础,它是按照位置和一定技术要求修筑的带状土石,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载。路基工程应具有足够的强度、稳定性和耐久性。
根据路基的填挖形成方式,路基可分为路堤、路堑和半填半挖三种形式。当路线高于自然地面时,路基填筑形成路堤形式;当低于自然地面时,路基挖成路堑形式;当一部分填筑、一部分开挖时,形成半填半挖路基。
路面是指用筑路材料铺在路基顶面,供车辆直接在其表面行驶的一层或多层的道路结构层。路面具有承受车辆重量、抵抗车轮磨耗和保持道路表面平整的作用。
路面按其力学性质分为刚性路面和柔性路面两大类。刚性路面在行车荷载作用下能产生板体作用,具有较高的抗弯强度,主要有水泥混凝土路面。柔性路面抗弯强度较小,主要靠抗压强度和抗剪强度抵抗行车荷载作用,在重复荷载作用下会产生,如、碎石路面。
三、排水及跨越结构物
道路排水系统分为纵向排水系统和横向排水系统。纵向排水系统主要有边沟、街沟、截水沟和排水沟等。公路一般采用边沟等明式,城市道路一般采用暗管排水;横向排水系统主要用桥涵、路拱、过水路面等设施。
道路跨越大小不同的河流、沟谷以及其他障碍物,一般采用桥梁、涵洞等结构物。单孔跨径大于等于5米或多孔跨径大于等于8米时称为桥梁,否则称为涵洞。桥梁按跨径和桥长可分为小桥、中桥、大桥和特大桥4种形式。
道路穿越地下的结构物称为隧道。公路隧道的主体建筑物一般由洞身、衬砌和洞门组成,在洞口容易坍塌的地段,还加建明洞。隧道的附属构筑物有防水和排水设施、通风和照明设施、交通信号设施以及应急设施等。公路隧道设计通常先进行方案设计,然后进行隧道的平面和纵断面、净空、衬砌等具体设计。
四、支挡构造物
在自然坡面较陡的山地或丘陵地区修建道路,会形成较高或者较陡的边坡,为了防止水流冲刷、路基变形或支挡路基本身,以保证路基稳定性,用来加固路基边坡的构造物通常称为支挡构造物。常用支挡构造物类型有各种挡土墙、护面墙、护脚墙、垄石、填石、石垛等具有承重作用的构造物。
五、沿线设施
为了提高行车安全水平,改善路容、路貌,根据实际需要设置的一些附属设施,主要有交通安全设施、管理设施、服务设施、环保设施等。
第三节& 路基工程基本知识
路基是按照位置和一定要求修筑的作为路面基础的带状。它是道路与自然地面接触的最基本的部分,是路面的基础,承受路面结构自重以及由路面传递下来的行车荷载和自然因素的作用。从材料上分,路基可分为土路基,石路基,土石路基三种。路基工程数量大,涉及面广,投资高。
一、路基的类型与构造
由于地形的变化和填挖高度的不同,路基横断面也各不相同。路基横断面的基本形式有路堤、路堑、半填半挖及零填零挖等四种类型,如图1-1所示。
图1-1& 路基横断面基本形式
a)路堤;b)路堑;c)半填半挖路基;d)零填零挖路基
高于原地面的填方路基称路堤。路床以下的路堤分上下两层。路面底面以下80~150cm范围内的填方部分为上路堤;上路堤以下的填方部分为下路堤。路基高于天然地面,一般通风良好,易于排水,路基经常处于干燥状态;路堤为人工填筑,对填料的性质、状态和密实度可以按要求加以控制。因此,路堤病害少,强度和稳定性较易保证,是经常采用的路基形式。
低于原地面的挖方路基成为路堑。典型路堑为全挖断面,路基两边均需要设置边沟。路堑低于原自然地面,通风和排水不畅;路堑是在天然地面上开挖而成,其土石性质和地址构造取决于原自然地面,通风和排水不畅;路堑是在天然地面上开挖而成,其土石性质和地质构造取决于所处地的自然条件;路堑的开挖破坏了原地层的天然平衡状态。所以,路堑的病害比路堤多,设计和施工是,除要特别注意做好路堑的排水工作外,还应对其边坡的稳定性予以充分注意。
3.半填半挖路基
在一个断面内,一部分是路堤,另一部分为路堑的路基称为半填半挖路基。它的特点是移挖作填,节省土方石,如果处理得当,可以使路基稳定可靠,是一种比较经济的断面形式。因此半挖半填路基兼有路堤和路堑的设置要求。
4.零填零挖路基
在干旱的平原区和丘陵区,山岭区的山脊线路段,原地面与路基高程基本相同,构成了零填零挖路基断面形式。
这种形式的路基
,虽然节省土石方,但对排水非常不利,容易发生水淹、雪埋等病害,只适用于干旱的平原区、地下水位较低的丘陵区、山岭区的山脊线以及过城镇街道和受地形限制处。
二、对路基的基本要求
1.具有足够的强度和刚度
行驶在路面上的车辆,通过车轮把荷载传给路面,再由路面传给路基,在路基结构内部产生应力、应变及位移。如果路基的强度和抗变形成能力不足以抵抗这些应力、应变及位移,将出现断裂、沉陷、波浪或车辙等病害,导致路况恶化。
路基应具有足够的强度以抵抗车轮荷载在路基中产生的各种应力,保证不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏。同时路基应具有足够的刚度,使得在车轮荷载作用下不发生过量的变形,保证不发生车辙、沉陷或波浪等各种病害。
2.具有足够的水温稳定性
路基每时每刻都要受到大地温度、降水与湿度变化的影响,填料的物理力学性质也将随之发生变化,处于不稳定的状态。要求修筑的路基在这些变化条件下,能保持工程设计所要求的几何形态及物理力学性质。例如,在雨季,路基含水量大大增加,其强度必然下降,但下降后的强度仍应达到设计所要求的强度。为此,应多方面采取措施,例如,加强排水、正确选择填料等,避免或减少雨水对路基的影响,以减小路基强度变化的幅度,即使路基强度的变化能稳定在我们要求的范围之内。
气温周期性的变化对路基稳定性影响也很大。例如北方冰冻地区,在低温冰冻季节,路基中的水将结冰,产生体积膨胀,此时,结冰的路基土强度很高,但到了春融季节,气温上升,冰将融化为水,此时,由于冰的体积膨胀而只是内部空隙增加,并被融化的冰水充斥,强度下降,在行车作用下将导致“冻胀翻浆”,路基将出现严重破坏。
3.具有足够的整体稳定性
路基修建后,改变了原地面的天然平衡状态。在工程地质不良的地区,修建路基可能加剧原地面的不平衡状态,从而导致路基发生种种破坏现象。因此,为了防止路基结构在行车荷载及自然因素的作用下,不致发生过大的变形或破坏,必须因地制宜地采取一定的措施来保证路基整体结构的稳定性。
三、路基施工的基本程序与内容
1.施工前的准备工作
施工前的准备工作是保证施工顺利进行的基本前提。按规定,如果施工前的准备工作经监理工程师审核后而未达到合同规定的要求,则不予批准开工。因此,必须认真按规定做好准备工作。准备工作的内容主要包括:组织准备、物资准备、技术准备和现场准备四方面。
2.修建小型构造物
小型构造物包括小桥、涵洞、挡土墙、盲沟等。这些工程通常与路基施工同时进行,但要求构造物先行完工,以利于路基工程不受干扰地全线展开,并避免路基填筑之后开挖修建涵洞、盲沟等构造物。
在现场施工中要关注这些程序的基本要求,在施工顺序的安排和进度上要妥善解决好。
3.路基土石方工程
该项工程包括路堤填筑、路堑开挖、路基压实、整平路基表面(有横坡要求)、修建排水设施及防护加固设施等。
此程序中包括的工程量最大,构造物的种类繁多,且又互相关联制约,并涉及周边环境,应严格按照施工组织设计的规定和监理工程师的指令精心开展工作。必须明白,这些工程是保质保量、保工期、保费用和节省投资及降低成本的关键所在。
4.路基工程的竣工检查与验收
竣工检查与验收应按竣工验收规范规定进行。其检查与验收的主要项目有:路基及其有关工程的位置、高程、断面尺寸、压实度或砌筑质量、相关的原始记录、图纸及其他资料,要求其应满足规定的要求。
这里要特别强调指出:除竣工检查与验收外,在施工过程中,对每一道工序、分项工程、分部工程、单位工程均应进行检查与验收,并需获得监理工程师的认可。例如第一道工序完成后,必须进行自检,在请监理工程师进行检查验收,在未获得其检查验收认可之前,不得进行下一道工序的施工。特别是对隐蔽工程,更应特别关注,以保证工程有效和不留后患。
《公路工程质量检验评定标准》(JTGF8&-2012)(以下简称《质评标准》)规定:“公路工程质量检验评分以分项工程评定单元,采用100分制评分方法进行评分。在分项评分的基础上,逐级计算各相应分部工程、单位工程评分值、建设项目的单位工程优良率和评分值。”而作为基本单元的分项工程是多个工序施工过程完成的,因此,只有每一道工序合格后才谈得上分项工程合格。因此,施工人员必须熟悉《质评标准》的规定、要求,并按其规定和施工规范的规定,首先做好每道工序的施工,使其达到规定质量标准,掌握好这关键的一环。
第二章 路基边坡防护
第一节& 边坡的分类
道路工程中边坡的存在形态多种多样,边坡分类与边坡的稳定性分析、设计及综合治理等方面密切联系,可根据边坡形成的形式、构成边坡的介质材料、边坡的用途等方面进行分类。
根据边坡的成因、岩性、坡高等分类依据,边坡分类如表1-1所示。在公路边坡工程中,往往是同时按多个方法分类,如岩质高边坡、失稳土质边坡等。相对于其他用途的边坡而言,公路边坡根据路面与天然地面的相对位置,将路基边坡划分为路堤边坡和路堑边坡。当路基面高于天然地面时,用土石方填筑起来的路基斜坡称为路堤边坡;当路基面低于天然地面时,将天然地面挖开形成的路基斜坡称为路堑边坡。
边坡分类表
由自然地质作用形成地面具有一定斜坡的地段,按地质作用可细分为剥蚀边坡、侵蚀边坡、堆积边坡
由人工开挖、回填形成地面具有一定坡度的地段
由岩石构成
由土质构成
岩质边坡高大于50m,土质边坡高大于40m
岩质边坡高30~50m,土质边坡高20~40m
岩质边坡10~30m,土质边坡高8~20m
岩质边坡高小于10m,土质边坡高小于8m
坡长100~300m
坡长小于100m
坡度小于15°
坡度15°~30°
坡度30°~60°
坡度60°~90°
稳定条件好,不会发生破坏
稳定条件差或已发生局部破坏,必须处理才能稳定
已发生明显的破坏
一、土质边坡
土质边坡是公路建设过程中开挖或回填形成的,以当地土壤类型为主的边坡类型,其土质特征由当地土壤决定。根据我国的土壤分类系统,可将主要土壤类型分为红壤、棕壤、褐土、黑土、栗钙土、漠土、潮土(灌淤土)、水稻土、湿土(草甸、沼泽土)、盐碱土、岩性土和高山土12个系列。公路土质边坡分类主要依据土壤的黏性和胀缩性划分为五种类型,包括黄土边坡、砂性土边坡、黏性土边坡、软土边坡、膨胀土边坡。
1.黄土边坡
黄土一般呈棕黄色或淡黄色,具多孔性,孔隙比一般为40%~50%,成分为粉粒为主,质地均一,无层理、柱状节理和垂直节理发育,天然状态下含水甚少,干燥时甚坚固。直立边坡遇水容易剥落或遭受侵蚀。
2.砂性土边坡
砂性土边坡是只主要由砂或砂性土组成的边坡,以结构较疏、粘聚力低为特点,作为工程边坡,一般透水性较大,饱和含水的均砂土边坡,在振动力作用下,易于液化产生液化边坡。
3.黏性土边坡
黏性土边坡是指主要由黏土组成的边坡。黏土以颗粒细密为其主要特征,但由于生成环境的不同,各类黏土的组织结构、物理力学特性等差别较大,对边坡稳定性的影响也不一样,但一般都具有干时坚硬开裂,遇水膨胀分解呈软塑性状的特点。
4.软土边坡
软土边坡是指由淤化、泥变、淤泥质土以及其他抗剪强度极低的土组成的边坡。软土由于其抗剪强度极低,流变特征显著,对边坡稳定性极为不利。
5.膨胀土边坡
膨胀土具有特殊的物理力学特性,因土中富含蒙脱石等易膨胀矿物,干湿效应特别明显。
二、石质边坡
在各种开挖的公路边坡工程中,多以岩土混合类边坡和岩石类边坡最为常见,岩石类边坡的主要分类标准见表2-2。
表2-2& 石质边坡分类表
岩浆类边坡
由岩浆岩构成,可细分为侵入岩边坡及喷出岩边坡
沉积岩边坡
由沉积岩构成,可细分为碎屑沉积边坡、碳酸盐岩边坡、粘土岩边坡、特殊岩(夹有岩盐、石膏等)边坡
变质岩边坡
由变质岩构成,可细分为正在变质岩边坡、副变质岩边坡
块状结构边坡
边坡岩体呈块状结构,岩体较完整,有岩浆岩体、厚层或中厚层沉积岩或变质岩结构
层状结构边坡
边坡岩体呈层状结构,由层状或薄层状沉积岩或变质岩构成
碎裂结构边坡
边坡岩体呈碎裂结构,由强风化或强烈构造运动形成的破碎岩体构成
散体结构边坡
边坡岩体呈散体结构,由全风化或大断层形成的极破碎岩体构成
岩层走向、倾向于坡面走向、倾向的关系
两者基本一致
两者的走向基本一致,但倾向反向
两者的走向呈较大角度(>45°)相交
第二节& 路基边坡坡面防治
路基边坡的破坏形式分为边坡失稳和边坡坡面冲刷,因此,边坡防治相应地分为边坡稳定支护和边坡坡面防护。
坡面冲刷防护&&&
骨架植物防护
锚杆混凝土框架植物防护
抹面、捶面(适应于坡面较干燥、未经严重风化的各种易分化岩石边坡,高速公路路基边坡不宜采用封捶面)
挡土墙(重力式、悬臂式、扶壁式、加筋土、锚杆、锚定板)
锚固[预应力锚杆(索)、非预应力锚杆(系统锚杆)]
稳定支挡防护&&&
棚洞与明洞
图2-1& 边坡防护的分类
一、边坡稳定支护
1.改变边坡的几何要素
放缓边坡减小下滑力,如某红砂岩切方边坡比为1:0.75时,边坡稳定性差,可放缓路堑边坡坡比,提高边坡稳定系数,降低边坡的危险值。通过改变边坡的几何要素,为边坡稳定提供基本条件,同时为边坡防护和绿化奠定良好的基础。实践证明,边坡放缓是必要的,既节省工程造价,又控制施工工期。因此,在边坡设计时,应通过技术经济分析,边坡坡比尽量采用稳定坡比。
2.改善边坡外部或内部的排水条件
水是路堑边坡产生破坏的主要条件,滑坡的发生和发展多受水文地质条件控制。地表水冲刷、地下水活动、暴雨激发等往往是诱发滑坡的主要因素。降雨雨水渗入边坡岩体,岩体软化速度加快,因此,加强地表排水,防止雨水直接渗入边坡岩体是整治溜坍、滑坡的基本措施之一。
3.排除地表水
边坡坡顶以上有超过8m的顺坡坡面,在路堑边坡顶设置截水沟,隔断坡面汇水,防止外来地表水冲刷边坡区内。截水沟的断面尺寸,应根据山坡沟间汇水面积、径流和土质等因素来决定,截水沟到坡顶部位应封闭。
设置排水明沟:边坡坡面应设置急流槽,骨架护坡应与排水设施相结合,地下水位较高的切方边坡,加深切方边沟和加大沟底纵坡等。
4.排除地下水
若边坡渗水严重,应设置边坡支撑渗沟或泄水管。泄水管通常是在边坡体内钻φ10cm平孔,孔内放置透水软管PVC花管,管内充填粗砂或卵石。当边坡面采用锚喷、喷浆及土钉墙防护时,必须设置排水管,以防止雨水或裂隙水长期在边坡内浸泡,尤其要防止侵蚀边坡坡脚,避免坡脚软化,抗滑力降低。
支撑渗沟是一种沿边坡方向成排布置的重力式排水结构物,它即可稳定边坡,又可疏排坡面露出的局部水流。主渗沟之间由支渗沟连接构成坡面支护与排水系统。利用渗沟疏排裂隙水,其主次骨架间坡面表层回填耕植土植草可防止大气降雨入渗,对边坡内部土体进行“保湿防渗”。支撑渗沟适应于富含裂隙水、容易局部坍塌的边坡,且施工简便,布置灵活,效果明显。
支撑渗沟+坡脚挡墙结构设计图见图2-1。边坡中部设带排水沟宽1.5m的浆砌片石台阶,支撑渗沟沿坡主轴线布置,沟底为台阶形,每级台阶高2m,宽4m;渗沟横断面尺寸
支撑渗沟+坡脚挡墙结构设计图(尺寸单位:cm)
为深2m、宽2m,除沟底、顶面采用浆砌片石封闭以外,另有三面设置反滤层,一面为排水通道;主沟间间距为8m,在下边坡中部及上边坡风化破碎带处分别布设1m宽的支沟;坡脚用仰斜式重力挡土墙加固,墙身与边沟连成整体,总墙高3m,埋深1.5m,除支撑渗沟与墙背直接连接处外(设20cm&20cm泄水孔排水),其余部分墙背均填筑0.5厚碎石反滤层,用于疏干排水和削减墙背膨胀力的作用;墙锺处设排水渗沟,沟底放置φ15cmPVC管;四周用透水无纺土工布包裹碎石,用C15的混凝土现烧封底。在主、次沟布置之外的坡面超挖20cm,其间回填耕植土并种草。
改变边坡或滑坡体内在物理力学性质的方法较多,如排水,另外就是采用注浆包括高压注浆等方法来改善和提高边坡体滑动面或滑动带土壤的力学性质,提高抗剪切程度。该方法适用于小型滑坡,边坡高度不超过20m,确切掌握滑动面的特性及高程,滑动带地下水丰富,滑面土体综合内摩擦角较低的部位。
5.边坡抑制工程技术
边坡采用抑制工程来进行支挡防护,边坡支挡结构类型很多,一般按支挡结构的材料、结构形式、设置位置、设置地区等进行划分。
按结构形式划分有:重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙及加筋陡坡、锚杆挡土墙、抗滑桩及桩板墙、锚固[预应力锚杆(素)、非预应力锚杆(系统锚杆)、土钉墙、棚洞与明洞等。
按支挡结构的材料划分有:浆砌片石支挡结构(如浆砌片石挡土墙)、混凝土支挡结构(如混凝土挡土墙、抗滑桩及桩板墙、棚洞与明洞)、土工合成材料支挡结构(如包裹式加筋土挡土墙)、复合型支挡结构(如托盘式、卸荷板式及桩基托梁式挡土墙,土钉墙,预应力锚索,锚索桩等)。
表2-3& 挡土墙支撑结构适用条件表
重力式挡土墙
适用于一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程,墙高不宜超过12m,干砌挡土墙的高度不宜超过6m;高速公路、一级公路不应采用干砌挡土墙
半重力式挡土墙
适用于不宜采用重力式挡土墙的地下水位较高或较软弱的地基上,墙高不宜超过8m
悬臂式挡土墙
宜在石料缺乏、地基承载力较低的填方路段采用,墙高不宜超过5m
扶壁式挡土墙
宜在石料缺乏,地基承载力较低的填方路段采用,墙高不宜超过15m
锚杆挡土墙
宜用于墙高较大的岩质路堑地段,可用作抗滑挡土墙,可采用助柱式或板壁式单级墙活多级墙,每级墙高不宜大于8m,多级墙的上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台
锚定板挡土墙
宜使用在缺少石料地区的路肩墙或路堤式挡土墙,但不应建筑于滑坡、坍塌、软土及膨胀土地区。可采用助柱式或板壁式,墙高不易超过10m。助柱式锚定板挡土墙可采用单级墙或双级墙。每级墙高不宜大于6m,上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台。上下两级墙的肋柱宜交错布置。
加筋土挡土墙
用于一般地区的路肩式挡土墙、路堤式挡土墙,但不应修建在滑坡、水流冲刷、崩塌等不良地质低端。高速公路、一级公路墙高不宜大于12m,二级及二级以下公路不宜大于20m。当采用多级墙时,每级墙高不宜大于10m,上、下级墙体之间应设置宽度不小于2m的平台
桩板式挡土墙
用于表土及强风化层较薄的均质岩石地基,挡土墙高度可较大,也可用于地震区的路堑或路堤支挡或滑坡等特殊地段的治理
棚洞与明洞
为了减少边坡的开挖,保护自然环境,利用棚洞与明洞提供支挡
高边坡根据其使用年限和保护对象的重要性,应是安全可靠的。高度30m以下的边坡原则上以放缓坡率为主,大于30m的边坡,放缓边坡可能增加大量弃方、破坏大量植被、增大征地量,于环保不利,应采取较陡的坡率增加支挡加固工程以减小边坡高度。同时,大于40m的边坡应与隧道方案进行必选,可以采用浅埋隧道来替代高边坡。
由于坡脚应力和地下水集中,加固工程应贯彻“固脚强腰”的原则,“固脚”即加强坡脚1、2或3级边坡的支撑力,“强腰”则是防止高边坡的局部失稳,既要保整体稳定,也要保局部稳定。
高边坡设计应有完善的地表和地下排水系统,减少水对边坡稳定的影响。
高边坡设计应充分考虑环境保护,美化环境。为了减少边坡的开挖,保护自然环境,可有效利用棚洞与明洞提供支挡。
支挡防护工程是山岭区公路常见结构物,在路基边坡支挡防护工程形式选择方面,应注意:
在自然环境中,高大混凝土或浆砌工程结构尤显突兀,应尽量避免。在岩土结构稳定,满足安全要求的前提下,以选择刚性结构与柔型结构相结合,多层防护与生态植被防护相结合的方法进行边坡治理为优。
上边坡切忌采用高挡墙、进行大段落防护,可以不设挡墙的一定不设。
对于自然裸露的稳定岩体(如孤石),只要对行车安全没有影响,可不作任何处理(其本身可构成风景)。对于地表土体裸露、无法绿化,但地质结构基本稳定,对路基及行车安全不构成威胁的边坡,可采用“封”的办法进行遮挡(移栽乔木和灌木遮挡)。
路线经过居民区路段的挡墙防护,应与当地居民的建筑风格相一致。使构造物与沿线建筑融为一体,风格一致,不喧宾夺主。总之要给人以恰如其分,视而不见的感觉。
在边坡处治设计时,应注意边坡的岩体类别和稳定性,采用合适的支挡与防护形式,在路基边坡坡面防护工程材质的选择方面,防护材质的选择应以当地材料为主。一般情况下,尽可能采用片块石材料干砌挡墙,避免采用光亮的材料,以使构造物表面贴近自然。
部分边坡支挡结构类型有:
浆砌片石挡土墙。目前,公路边坡较多采用了这种结构进行边坡稳定性防护。根据分析及实验,软质岩及土质边坡坡脚增设挡土墙,可有效改善边坡坡脚应力集中和雨水冲刷。
锚杆挡土墙。采用坡脚和坡中双锚杆挡土墙进行加固,即强腰固脚,增加了边坡的稳定性,阻止了边坡下滑破坏,技术经济效果良好。
锚杆(索)及框架梁防护。当软质岩边坡风化程度较严重,裂隙相当发育,表层严重松散时,采用锚杆(索)及框架梁进行防护是行之有效的办法。锚杆框架梁护坡属非全封闭型护坡工程,由长度大于风化影响层的锚杆和混凝土框架梁组合而成,可以起到支挡作用。某高速公路主线边坡,表层风化严重,深度约2m,岩块较为松散,边坡高度约30m,采用锚杆(索)框架进行防护,大大提高了支挡工程的防护效率。框架梁中间采用植草防护,又使用边坡得到了绿化。
锚杆框架梁护坡优点:
自上而下分层施工,可及时控制边坡变形,遏制土体膨胀与强度衰减。锚杆框架梁属全封闭型结构,允许土体有一定的胀缩和应力释放,可避免全封闭护坡因膨胀力集聚而开裂。②施工较简单,能缩短工期。③框架梁外观美。框架内植草皮后,可绿化环境。④工程造价相对较低。
对地表外露的危岩,如果易于清除,应尽快清除,对悬空危岩应采用嵌补等加固措施。对危岩较集中,又不易清楚的,可在边坡下部的缓坡段修建拦石墙,用以拦截崩塌落石,防止灾害发生。
二、边坡坡面防护
根据边坡变形破坏机理的分析,对路堑边坡,即使边坡的稳定系数较高,其危险性只有Ⅰ或者Ⅱ级,也应进行坡面冲刷防护,坡面防护可保护坡面免受雨水冲刷,减缓温度及湿度变化的影响,防止软质岩进一步风化及雨水对边坡的影响,防止和延缓软弱岩土表面的风化、开裂、剥蚀演变的进程,提高边坡的稳定性;另一方面是为了防止水土流失,保护环境,改善环境景观(公路与自然环境的协调),维护生态平衡。
路堑边坡坡面防护可分为植物防护、骨架植物防护、喷浆防护、圬工防护、柔性防护网五类(见图2-3),从经济、美学和环境保护角度看,构造物护坡不如植物护坡好。
湿式喷洒适用于土质、强风化岩石坡率缓于1:0.5的边坡
客土喷薄适用于风化岩石、养分较少的土壤、硬质土壤
植草&&&&&&&&&&&&
三维网(垫)植草适用于砂性土、土夹石及风化岩石,且坡率缓于1:0.75的边坡土工格室植草
铺草皮适用于需要快速绿化边坡,且坡率缓于1:1的土质边坡和强风化软质岩边坡
植树适用于坡率缓于1:1.5的边坡
浆砌片石(混凝土)骨架植物适用于缓于1:0.75的土质和全风化岩石边坡
多边形混凝土空心块植物适用于坡度缓于1:0.75的土质和全强风化岩石边坡
锚杆混凝土框骨架植物适用于土质和坡体中无不良结构面的风化破碎岩石边坡
喷掺砂水泥土
喷浆&&&&&&&&&&&
适用于坡率缓于1:0.5、易风化,但未遭强风化的岩石边坡
喷射混凝土&&&&&&&&&&&
锚杆网喷浆(混凝土)适于坡面为破碎结构的硬质岩石或层状结构的不连续地层以及坡面岩石与基岩分开并有可能下滑的挖方边坡
干砌片石护坡适用于坡度缓于1:1.25的土(石)质路堑边坡
护坡&&&&&&
浆砌片石护坡适用于坡度缓于1:1的易风化岩石和土质路堑边坡
水泥混凝土预制块护坡适用于石料缺乏地区的路基边坡防护
实体式护面墙边坡不宜陡于1:0.5
浆砌片石护面墙&&&&
窗孔式护面墙边坡不应陡于1:0.75
拱式护面墙适用于缓于1:0.5的边坡,下部岩层较完善而上部需防护的路段
柔性防护网
骨架植物防护
图2-3& 路堑边坡坡面防护
圬工防护按砌筑材料构造形式、外观形状可形成多种形式的防护方案。
1.浆砌片石护面墙
浆砌片石护面墙可分为窗孔式、满铺实体式和拱式护面墙,窗式护面墙又分为人字形、菱形等图案,中间植草。
浆砌片石及水泥混凝土预制块护面墙主要适用于易风化的岩质和土质边坡。但该类型结构笨重,外观欠美观,边坡绿化困难。护面墙、护坡的顶部应封闭,以免雨水侵入边坡内,产生破坏。
3.水泥混凝土喷浆防护
水泥混凝土喷浆防护分为水泥混凝土挂网喷浆和水泥混凝土素喷两种基本形式。水泥混凝土挂网喷浆一般适用于中风化岩石边坡,素喷水泥混凝土适应强度较好的整体状和块状结构岩石边坡、矮小边坡以及多级边坡的顶部。边坡水泥混凝土(挂网)喷浆防护时,必须注意设置泄水孔,排出边坡内地下水,同时可采用彩色水泥以改善景观。
4.植物防护与骨架植物防护
在路堑边坡基本稳定的前提下,凡是满足植物生长条件的土质边坡,或通过特殊处理后的岩石边坡应全部采用植物防护。路堑边坡若采用植草防护,植被覆盖坡面,其根系可固定坡面表层土,调节边坡土的温湿状况,防止边坡面岩石进一步风化而产生水土流失,减弱水流对坡面的冲刷,防止风对坡面的吹蚀,固结表土,从而提高边坡浅层稳定性,并满足边坡美观、环保等方面的需要。
根据工程实际情况,可采用浆砌片石(或多边形混凝土空心块植物、锚杆混凝土框骨架、现浇混凝土)骨架与植草结合进行防护。骨架护坡可稳定边坡、排泄地表水、防止坡面剥落。骨架护坡可为浆砌片石或混凝土结构,在骨架内将原土、岩层更换20~30cm厚的客土,然后喷草或种草,可产生很好的防护效果。浆砌石片(或混凝土)骨架可采用人字形、方形、拱形、菱形等多种形式,用不同的骨架图式以适应环境变化,增加防护的外观效果。
骨架排水沟,可有效地解决边坡冲刷和渗透的问题,与植草结合又保证了边坡绿化。若边坡开挖时,表面不规则整齐,边坡岩体破碎,采用混凝土骨架,混凝土可与边坡岩体很好地结合,防止骨架脱落;另一方面,土体的湿度给混凝土的养生创造了条件,使混凝土骨架出现裂缝少。
5.柔性防护网
柔性防护系统是利用柔性金属网(钢丝绳网、特种钢丝格栅、铁丝格栅)为主要构成部分,以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型,防护崩塌落石、浅层滑坡、溜坍、风化剥落、泥石流等斜坡坡面地质灾害,以及岸坡冲刷、爆破飞石和雪崩等柔性安全防护系统技术和产品。该技术于20世纪50年代由瑞士研制开发并组建推广应用,进入80年代后,广泛应用于欧美各国交通、市镇和水电建设的边坡防护,并自90年代以来,在经济发达和较发达的日本、中国香港、中国台湾、韩国等亚洲国家地区也得到了广泛推广应用。自1995年引入中国内地以来,在短短的几年时间里,已成功地应用于国内铁路、公路、水电站、矿山和市政工程的大量工程。柔性防护系统与以圬工结构为代表的传统方法的主要差别在于系统本身具有柔性和高强度,更能适应于抗击集中荷载和高冲击荷载。
第三节& 路基边坡工程防护
一、挡土墙
挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力,防止墙后土体坍塌和增加其稳定性的建筑物。在道路工程中,可用以支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口,防止水流冲刷路基,同时也常被用于处理路基边坡滑坡崩塌等路基病害。尤其在山区公路中,挡土墙的运用更为广泛。
常用的挡土墙按其设置位置可分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等类型。路肩墙或路堤墙设在高填路堤或陡坡路堤的下方,可以收缩路堤坡脚,减少填方数量,减少拆迁和占地面积,防止路基边坡或基地滑动,保证路堤稳定。路堑墙设置在堑坡底部,主要用于支撑开挖后不能自行稳定的边坡,可降低挖方边坡的高度,减少挖方数量,防止陡坡路堤下滑,避免山体坍滑。山坡挡土墙设在堑坡上部,用于支挡山坡上可能坍塌的覆盖层或破碎岩层,有的兼有拦石作用。
选择挡土墙设计方案时,应与其他方案进行技术经济比较,通过移动路线位置、放缓边坡、增大路基土石方工程、拆迁妨碍路基的建筑物等方法,以求达到工程经济合理、安全、稳定的目的。
1.挡土墙的构造
挡土墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等几部分构成。
墙身包括墙背、墙面、强顶和护栏四部分。石砌挡土墙的墙背,常见的有仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡式等形式。墙面一般为平面,其坡度与墙背坡度相配合,同时,还应结合墙趾处的地面横坡合理选择,宜采用垂直面或仰斜1:0.05~1:0.20,但一般不缓于1:0.30,以免过多增加墙高。强顶的最小宽度,浆砌挡墙不小于50cm,干砌不少于60cm。护栏是为保证交通安全,在地形陡峻地段或过高过长的路肩墙墙顶设置(一般墙顶高出地面6m以上或连续长度大于20m的路肩挡土墙)。
挡土墙基础是挡土墙质量的关键,实践证明,挡土墙的破坏,大多是由基础处理不当而引起的。
绝大部分挡土墙,都直接修筑在天然地基上。当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时,为减少基底压力,并增加基底的抗倾覆稳定性,通常采用扩大基础的方法。墙趾处伸出不少于20cm宽的台阶,台阶的高宽比,可采用3:2或2:1.如果地基承载力不足,为避免台阶太大和过厚,可采用钢筋混凝土基座。地基为软弱土层(如淤泥、软粘土等)时,可采用砾石、碎石、矿渣或灰土等质量较好的材料换填,以扩散基底压力。当地面陡峻面地基为完整坚实的岩石时,基础可做成台阶,以减少基挖和节省圬工。台阶的尺寸,按具体的地形地质条件确定,台宽不宜少于0.5m,台阶的高宽比一般不应大于2:1。如地基局部地段较软弱、挖基困难或需要跨越沟涧时,可采用拱形基础。但应注意土压力不宜过大,以免横向推力导致拱圈开裂。设计时,对拱圈应作验算。
挡土墙的基础埋设深度应按地基的性质、承载力要求、冻胀影响和水文地质等条件确定。设置在土质地基上的挡土墙,基底应埋在天然地面以下至少1.0m,受水冲刷时应在冲刷线以下至少1.0m。受冻胀影响时,应在冻胀线以下0.25m。碎石、砾石、砂类基础,不考虑冻胀影响,基础埋设深度不宜少于0.5(击实时)~1.0m(疏松时)。岩石地基应清除表面松散的风化层,基础嵌入基岩深度不少于0.15~0.60m(按岩层的坚硬程度和抗风化能力选定)。
挡土墙应设置排水设备,以疏干墙后填料中的水分,防止墙后积水致使墙身承受额外的静水压力等。挡土墙的排水是十分重要的,要求在墙身的适当高度处,设置一排或数排泄水孔。泄水孔尺寸视泄水量的大小而定,一般为截面尺寸5cm&10cm、10cm&10cm、15cm&20cm的方孔或直径为5~10cm的圆孔。泄水孔间距一般为2~3m,上下排水孔交错布置。为保证顺利泄水和避免墙外水流倒灌,泄水孔应向外倾斜,最下一排泄水孔的出水口应高出地面或排水沟及积水地区常水位以上0.3m。下排泄水孔进水口底部,应铺设30cm厚的黏土隔水层,以防止水分渗入基础。进水口周围还应用具有反滤作用的粗颗粒材料覆盖,以免孔道淤塞。干砌挡土墙可不设泄水孔。
为了防止地基不均匀沉陷而引起墙身开裂应设置沉降缝;为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度变化作用而产生裂缝需设置伸缩缝。沉降缝和伸缩缝是设在一起的。一般每隔10~15m设置一道,缝宽2~3cm。自墙顶做到基底,缝内可用胶泥填塞,也可采用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具有弹性的材料,沿墙的内、外、顶三侧填塞,填塞的深度均为15cm。干砌挡土墙可不设沉降缝与伸缩缝。
2.挡土墙的布置
挡土墙的布置,应根据路基横断面图、纵断面图及墙趾纵断面图,并考虑地形、地质与水文地质情况、材料供应及施工技术水平等条件,选择和确定挡土墙类型、位置和长度。
路堑挡土墙大多数设在边沟旁,山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处;路肩墙应保证路基宽度布设;路堤墙应与路肩进行技术经济比较,以确定墙的合理位置;沿河挡土墙要结合河流的水文地质情况及河道工程布置,注意设墙后仍能保持水顺畅。
挡土墙纵向布置应在墙趾纵断面图上进行,布置并绘制挡土墙正面图,布置的内容为:确定挡土墙的起点桩号和墙长、选择挡土墙与路基或其他结构物的连接方式。按地基和地形情况进行分段,确定沉降缝和伸缩缝的位置。布置好各段挡土墙的基础。挡土墙的基础底宜做成不大于5%的纵坡;若大于5%时,应做成台阶。但地基为岸石时,纵坡不大于5%,为减少开挖,也可在纵向做成台阶,台阶的尺寸随地形变动,但起高宽比不宜大于1:2。确定泄水孔的位置,包括数量、间隔和尺寸等。
绘制起点、墙高最大处、墙身断面和基础形式变异处,以及其他有关桩号的挡土墙断面图。图上应按计算结果布置墙身断面,确定基础形式和埋置深度,布置排水设备等。
在平面图上,应标示出挡土墙与路线的平面位置、地貌和地物(特别是与挡土墙有干扰的建筑物)等情况。此外,还应附有如下说明:
采用标准图的编号;选用挡土墙设计参数的依据;所需的工程材料数量;其他有关材料及施工的要求和注意事项等。
3.挡土墙的施工
(1)填料选择
为保证挡土墙既能安全正常工作,又减少其断面尺寸,降低工程造价,其墙后填料的选择也是一项重要任务。
由于压力理论指导,填土重度越大,土压力也越大;填土的内摩擦角越大,土压力则越小。因此,墙后应选择重度小,而内摩擦角又大的填料,一般以块石、砾石为好。这样的填料透水性叶强,抗剪强度稳定,易排水。
因粘性土的压实性和透水性都交叉,并且又常具有吸水膨胀性和冻胀性,易产生侧向膨胀压力,影响挡土墙的稳定性。当不得不采用粘性土作墙后填料。对季节性冻土地区,不能用冻胀性材料作为填料。填土必须分层夯实,达到要求强度,保证质量。
另外,为降低工程造价,选择填料时,宜就近取材,充分利用挖方减载的弃土,必要时可对弃土进行改善处理,以满足墙后填料的需要。
(2)墙身材料选择
墙身材料的选择应与挡土墙的结构形式相适应。
对于重力式挡土墙,墙身材料一般采用条、块石或块石混凝土或素混凝土。条石或块石应质地坚实,微风化,风化程度弱,强度较高,一般应选择MU30号以上的条石或块石;采用混凝土时,混凝土强度等级一般不应低于C15。
对于锚杆式挡土墙、板桩式挡土墙、竖向预应力锚杆式挡土墙等形式,其墙身材料最好采用混凝土或钢筋混凝土,混凝土强度等级不宜低于C20。对于预应力锚杆的锚固区域,其混凝土等级不宜低于C30,锚固区域的大小应通过计算合理确定,防止施加预应力时锚固区域被压坏。
对于加筋土挡土墙,其墙身材料一般采用级配良好的砂卵石或级配良好的碎石土作为加筋体部分的填料,筋带最好采用钢塑复合带,加筋挡土墙的面板宜采用钢筋混凝土面板。
挡土墙应尽可能在滑坡变形前设置,或在坡脚土体未全面开挖前,以较陡的临时边坡分段开挖设置。根据施工过程中建筑物的受力情况,施工时采取“步步为营”,分段、跳槽、马口开挖,并及时进行挡土墙的修建。一般跳槽开挖的长度不得超过总长的20%。切忌中途停工或冒进。在雨季施工时要有切合实际的防范措施,防止雨水的侵蚀加剧滑坡的发展。对于变形剧烈的滑坡,宜从两端向中间分段施工,阻断稳定滑坡,减少滑坡规模,控制滑坡运动。要防止大面积开挖(尤其在坡脚)而造成土体滑动,加剧滑坡体运动,影响抗滑的稳定性,甚至破坏已修建的挡土墙。
在滑坡地段修建挡土墙前,应事先作好排水系统,合理编制施工组织设计,集中施工力量,做好施工准备,尽量缩短施工工期。
注意掌握施工季节,尽可能避免雨季滑坡正在积聚发展时在滑坡脚开挖坑基和修建建筑物。由于开挖填土而使地形有相当大的变化,因此要充分注意排出地表水,也应注意排除地下水,以防水的直流;同时,对施工用水也应特别注意。
施工时应先对滑坡体上(后)部进行挖方减载,以减少滑坡体产生的下滑力。刷方减载应按自上而下的原则进行。对刷方减载的弃土可作为挡土墙后的填料或挡土墙前的亚载体。若滑坡体前缘极为松散,有时需要将其清除,在这种下,也应采用自上而下的原则进行施工。
当地下水丰富时,除按设计要求做好主体工程的施工外,对辅助工程,如墙后排水沟、墙身泄水孔等,也应切实注意其施工质量,防止墙后积水。
对墙后的回填土必须分层夯实,达到设计要求。
墙体施工时,必须保证施工质量,对浆砌条石挡土墙或浆砌块石挡土墙,砌筑时,砂浆必须饱满,砂浆强度必须符合设计要求,保证墙体的整体性和其刚度。
施工时,应保证基础埋置到最深的可能滑动面一下的稳定岩(土)中,并满足设计深度。挡土墙的基底面的倒坡应符合设计要求。
二、护面墙
护面墙是采用浆砌片石结构,覆盖在各种软岩质和较破碎的挖方边坡,使之免受大气影响而修建的墙体,以防止坡面继续风化。在缺乏石料的地区,也可以采用现浇水泥混凝土或用预制混凝土块砌筑。混凝土强度不应低于C15,砌筑用砂浆强度不应低于M15,寒冷地区不应低于M7.5。护面墙除自重外,不担负其他荷载,也不考虑承受墙后的土压力;护面墙除防护边坡外,也能增加路堑美观。因此,护面墙所建地段必须符合边坡稳定要求,其基础应置于稳定的地基上。
1.干砌片石防护
对于土质、软岩及易风化、破坏较严重的路堑边坡,宜选干砌片石防护,以防雨、雪水冲刷,这不仅为了节省投资,且能适应冻胀严重和边坡的较大变形。在干砌片石防护应设置厚10~15cm的砂砾或碎石反滤垫层。
2.浆砌片石防护
浆砌片石防护是公路路堑边坡防护中常用的工程防护方法。此方法材料易得,施工简单,坚固耐用,常用于高速公路边坡防护。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满,使砌石成为一个整体,以保护坡面不受外界因素的侵蚀,所以比干砌片石有更高的强度和稳定性。干砌或浆砌片石防护在不适于植物防护或者有大量开山石料可以利用的地段最为适合。在石料缺乏地区,路堑边坡可采用水泥混凝土预制块防护,如混凝土板,方形、菱形或六角形混凝土空心块等,混凝土宜选C15~C25。
三、工程与植被结合防护
近年来,随着绿色环保理念的不断加强,与植被相结合的防护措施得到了广泛应用。这类方法既减少了水土流失,又优化了路侧的景观效果。
1.空心六棱砖植草
在平整后的坡面铺满并浆砌预制的空心六棱砖,然后在空心六棱转内植土填草。该技术使回填客土有很强的稳定性,能抵抗雨水的冲刷,适用于岩质边坡地。六棱砖植草技术主要用于低矮路堤边坡的植被防护,一般边坡率不超过1:1.0,高度不超过10m;否则,易引起空心砖的滑塌,造成植被防护的失败。施工流程为平整坡面、回填覆土、六棱砖铺设、铺营养土(含植物种子、肥料等)、覆盖、浇水养护。
图2-4& 常见生态砖规格图(尺寸单位:cm)
2.生态砖护面技术
生态砖由带漏孔的反口凹形上砖体和框架板型下砖体组成,下砖体与至少一个上砖体配合,下砖体上有与上面砖体边缘配合的沟槽,上砖体上面的漏孔可以是圆孔、方孔或异性孔,下砖体可呈田字形、目字形或田字格形。知无从下砖体的框架内空间生长,并钻出上砖体的框架内空间生长,并钻出上砖体的漏孔,使原坡面表层与生态砖回填土后的土壤表层的水气相通,从而绿化坡面,美化环境,可减少路面扬尘和热辐射,适用于低矮稳定的土质边坡且与路基有一定空间的边坡生态防护工程,部分土石边坡经处理后也可应用。生态砖实用方便,绿化和美化效果明显,可作小型的道路两侧绿化措施。
图2-5& 生态砖施工典型设计图
3.骨架护坡技术
路基边坡使用混凝土或浆砌片石形成的框架式构筑物,框架中间植草防护,实现工程措
施与生态措施的紧密结合。边坡框架加固具有布置灵活、框架形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点,并且框格内视情况可挂网(钢筋网、铁丝网或土工网)、植草、喷射混凝土进行防护、也可用现浇混凝土(钢筋混凝土或素混凝土)板进行加固。根据框架采用的材料不同,框架可分为浆砌块石框架、现浇钢筋混凝土框架和预设混凝土框架(又称PC框架)。其中PC框架在日本应用较为广泛,并有较为完善的设计施工规范。目前,我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现浇钢筋混凝土框架,框架的常用形式有4种。见图2-6。
图2-6& 框架梁结构的几种形式
方形:指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状框架。框架水平间距对于浆砌块石应小于3.0m,对于现浇钢筋混凝土框架应小于5.0m
菱形:沿平整边坡坡面斜向内设置框架。框架间距对于浆砌块石框架应小于3.0m,对于现浇钢筋混凝土框架应小于5.0m。
人字形:按顺边坡倾向设置浆砌块石条带,沿条带之间向上设置人字形浆砌块石拱或钢筋混凝土拱。框架横向或水平间距对于浆砌块石框架应小于3.0m,对于现浇钢筋混凝土框架应小于4.5m。
弧形:按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带,沿条带之间向上设置弧形浆砌块石拱或钢筋混凝土拱。框架横向或水平间距对于浆砌块石框架应小于3.0m,对于现浇钢筋混凝土框架应小于4.5m。
第三章& 砌筑基本知识
第一节& 砌体结构和注意事项
一 、砌体结构的概念
砌体结构是指由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱、基础等,作为建(构)筑物主要受力构件的结构,是砖砌体、砌块砌体和石砌体的统称。砌体结构原称砖石结构,随着建筑材料的改革和发展,原名称已不能确切表达砌体结构的含义。
按照块体材料的不同及是否配筋,砌体结构分位以下几个种类:
砌砖体:块体主要有烧结普通砖(黏土、页岩、煤石)、烧结多孔砖、烧结空心砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖。
砌块砌体:块体主要有蒸压加气混凝土砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、普通混凝土小型空心砌砖。
石砌体:块体主要有毛石、毛料石、粗料石、细料石。
配筋砌体:主要形式有网状配筋砌体(柱)、砖和钢筋混凝土层面(或钢筋砂浆面层)组合砌体(柱、墙)、砖和钢筋混凝土构造柱组合砌体(墙)、水平配筋砌体(墙)、配筋砌块砌体(墙)。
砌体中作为黏结材料的砌筑砂浆,其种类主要有水泥砂浆和水泥石灰混合砂浆,而石灰砂浆和黏土砂浆一般只用于受力较小及临时性的工程。
二 、砌体结构的特点
我国砌体结构的发展可追溯到原始时代,而烧结黏土砖的生产和使用也有3000余年的历史。这种传统的砖石结构尽管具有就地取材方便、保温、隔热、耐火等良好性能,且节约钢材和水泥,不需大型施工机械,施工组织简单优点;但是,随着经济与技术的发展,其缺点也逐渐显示出来,且这种缺点是非常严重的。
传统砖石结构的缺点主要有:自重大,抗拉,抗弯,抗剪强度及抗震性能低,手工操作为主,砌筑工作繁重,生产效率低;另外,烧制黏土砖破坏大量农田,尤其我国人口多、耕地少,这一缺点更加突出。因而,采用新型墙体材料代替普通黏土砖,改善砌体施工工艺,已经成为砌体工程改革与发展的重要方向。
新型墙体材料主要有:蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、混凝土小型空心砌砖、轻骨料混凝土小型空心砌块、蒸压加气混凝土砌块,及各种轻质墙板等。
三、砌体工程注意事项
1.冬季施工一般规定
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。气温根据当地气象资料确定。日平均气温是当日2时、8时、14时、20时四个时刻气温的平均值。冬期施工期限以外,当日最低气温低于0℃时,也应按冬期施工有关规定进行施工。
为了保证冬期施工的质量,在选择砌体工程施工方法和拟定施工措施时,必须遵循下列原则:
确保工程质量,经济合理,使增加的措施费用最小;所采用的热源及材料有可靠的来源,并使消耗的能源最少;工期能满足规定要求。
为落实好各项冬期施工措施,必须做好冬期施工准备工作:
收集当地气象资料,作为选择冬期施工技术措施的依据。
编制冬期施工方案,内容包括:冬期施工任务部署,施工方法,物资、材料、设备计划,劳动力计划,进度计划,质量控制要点,安全措施,测温计划,现场布置等。
进行技术交底和业务培训。
与当地气象部门保持联系,密切关注气象预报,防止寒流突袭。
落实保温材料、外加剂和机具设备进场,搭建保温棚、锅炉房等。
落实冬期施工砂浆配合比的试配工作。
落实安全与防火工作,如防烫伤、防中毒、防腐蚀、防积雪、防滑、防火、电气安全有关工作等。
必要时,会同设计单位核对是否存在不适合冬期施工要求的内容,以便提出修改意见。
冬期施工所用材料应符合下列规定:
石灰膏、电石膏等应止受冻,如遭冻结,应经融化后方可使用。
拌制砂浆所用的砂,不得含有冰块和大于10mm的冻结块。
烧结普通砖、烧结多孔砖、混凝土多孔砖、混凝土实心砖、蒸压灰砂砖、蒸压加气混凝土砌块在砌筑前,应清除表面污物、冰雪等,不得使用遭水侵冻的块体。
拌和砂浆时,水的温度不得超过80℃,砂的温度不得超过40℃,砂浆黏度宜较常温适当增大。
冬期施工。砌筑工艺宜采用“三一”砌砖法。每日砌筑后,应及时在砌体表面进行保护性覆盖,砌体表面不得留有砂浆。在继续砌筑前,应扫净砌体表面。
烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、烧结空心砖、吸水率较大的轻骨料混凝土小型空心砌块在气温高于0℃条件下砌筑时,应浇水湿润。在气温低于或等于0℃条件下砌筑时,可不浇水,但必须增大砂浆黏度。抗震设防烈度为9度的建筑物,烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压粉煤灰砖、烧结空心砖无法浇水湿润时,如无特殊措施,不得砌筑。
砂浆试块的留置,除应按常温规定要求外,尚应增加不少于1组与砌体同条件养护的试块,用于检验转入常温28d的强度。如有特殊需要,可另外增加相应龄期的同条件养护的试块。
地基土有冻胀性时,应在未冻的地基上砌筑,并应防止在施工期间和回填土前地基受冻。
2.雨季施工一般规定
(1)雨期施工的工作面不宜过大,应逐段、逐区域地分期施工。
(2)雨期施工前,应对施工场地原有排水系统进行检修疏通或加固,必要时应增加排水措施,保证水流畅通;另外,还应防止地面水流入场地内;在傍山、沿河地区施工,应采取必要的防洪措施。
(3)基础坑边要设挡水埂,防止地面水流入。基坑内设集水坑并配足水泵。坡道部分应备有临时接水措施(如草袋挡水)。
(4)基坑挖完后,应立即浇筑好混凝土垫层,防止雨水泡槽。
(5)基础护坡桩距既有建筑物较近时,应随时测定位移情况。
(6)控制砌体含水率,不得使用过湿的砌块,以避免砂浆流淌,影响砌体质量。
(7)确实无法施工时,可流接槎,但应做好接缝的处理工作。
(8)施工过程中,考虑足够的防雨应急材料,如人员配备雨衣、电气设备配置挡雨板、成型后砌体的覆盖材料(如油布、塑料薄膜)等。尽量避免砌体被雨水冲刷,以免砂浆被冲走,影响砌体的质量。
3.暑期施工一般规定
(1)在平均气温高于5℃时,砖使用前应该浇水湿润,夏季更要注意砖的浇水湿润。水的渗入量应达到20mm左右。
(2)砂浆的拌制。使用砂浆的稠度要适当增大,一般采用稠度为80-100mm的砌筑砂浆;砌筑施工时,如果最高气温超过30℃,对拌制好的砂浆应控制在2h内完成。
(3)砌体养护。砌体应交浇水养护,一般上午砌筑的砌体下午就应该养护,用水适当淋浇,或者用湿草帘遮盖养护。
第二节 常用砌筑工具
一、小型工具
瓦刀又称泥刀,是个人使用及保管的工具,用于涂抹、摊铺砂浆、砍削砖块、打灰条及发碹,如图3-1所示。
图3-1& 瓦刀
大铲用于铲灰、铺灰和刮浆的工具,也可以在操作中用它随时调和砂浆。大铲以桃形居多,也有长三角形和长方形的。它是实施“三一”(一铲灰、一块砖、一揉挤)砌筑法的关键工具,如图3-2所示。
图3-2& 大铲
刨锛是用以打砍砖块的工具,也可当做小锤与大铲配合使用。为了便于打“七分头”(3/4),有的操作者在刨锛手柄上刻一凹槽线为记号,使凹口到刨锛刃口的距离为3/4砖长。
手锤俗称小榔头,作敲凿石料和开凿异型砖之用。
钢凿又称錾子,可用45号或60号钢锻造,一般直径为20~28mm,长150~250mm。与小锤配合用于打凿石料,开剖异型砖等。其端部有尖头和扁头两种,如图3-3所示。
图3-3& 钢凿
摊灰尺用不易变形的木材制成。操作时放在墙上作为控制灰缝及铺剖砂浆用,如图3-4所示。
溜子又称灰匙、勾缝刀,一般用Φ8钢筋打扁制成,并装上木柄,通常用于清水墙勾缝,如图3-5所示。用0.5-1mm厚的薄钢板制成的较宽的溜子,则用于毛石墙的勾缝。
摊灰尺&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图3-5& 溜子
灰板又称托灰板,用不易变形的木材制成,在勾缝时,用它承托砂浆,如图3-6所示。
用0.8-1mm厚的钢板制成,并铆上执手,安装木柄成为工具,可用于石墙的抹缝、勾缝,如图3-7所示。
灰板&&&&&&&&&&&&&&
图3-7& 抿子
二.其他工具
筛子主要用来筛砂。筛孔直径有4mm、6mm、8mm等数种。勾缝需用细砂时,可利用铁窗纱钉在小木框上制成小筛子,如图3-8所示。
图3-8& 筛子
铁锹分尖头和方头两种,用于挖土、装车、筛砂等工作。市场上有成品出售,如图3-9所示。
图3-9& 铁锹
手推车容量约为0.12 m³,轴轮总宽度应小于900mm,以便于通过室内洞口,用于运输砂浆、砖和其他散装材料。
砖夹是施工单位自制的夹砖工具,可用Φ16钢筋锻造,一次可以夹起四块标准砖,用于装卸砖块。
砖笼是采用塔吊施工时调运砖块的工具。施工时,在底板上先码好一定数量的砖,然后把砖笼套上并固定,再起吊到指定地点,如此周转使用。
灰槽用1~2mm厚的黑铁皮制成,供砖瓦工存放砂浆用。
三、质量检测工具
钢卷尺有1m、2m、3m、5m及30m、50m等几种规格。砖瓦工操作宜使用2m的钢卷尺。钢卷尺应选用有生产许可证的厂家生产的产品。钢卷尺主要用来测量轴线尺寸、位置及墙长、墙厚,还有门窗洞口的尺寸、留洞位置尺寸等。
拖线板又称靠尺板,用于检查墙面垂直和平整度。由施工单位用木材自制,长1.2~1.5m,也有铝制商品,如图1-26所示。
线坠吊挂垂直使用,主要与托线板配合使用,如图3-10所示。
图3-10& 托线板与线坠
塞尺与托线板配合使用,来测定墙、柱的垂直、平整度的偏差。塞尺上每一格表示厚度方向1mm(图3-11)。使用时,托线板一侧紧贴于墙面或柱面上,由于墙面或柱面的平整度不够,必然与托线板产生一定的缝隙,用塞尺轻轻塞进缝隙,塞进格数就表示墙面或柱面偏差的数值。
图3-11& 塞尺和水平尺
水平尺用铁和铝合金制成,中间镶嵌玻璃水准管,用来检查砌体水平位置的偏差,如图3-11所示。
准线指砌墙时拉的细线,一般使用直径为0.5~1mm的小白线、麻线、尼龙线和弦线,用于砌体砌筑时拉水平用,另外也用来检查水平缝的平直度。
百格网是用于检查砌体水平缝砂浆饱满度的工具,可用铁丝编制锡焊而成,也有在机械玻璃上划格而成,其规格为一块标准砖的大面尺寸。将其长宽方向各分成10格,画成100个小格,故称为百格网,如图1-28(a)所示。
用木材制成边长为200mm的直角尺,有阴角和阳角两种,分别用于检查砌体角的方正程度,如图1-28(b)、(c)所示。
a)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
b)&&&&&&&&&&&
图3-12& 百格网和方尺
&a)百格网;b)阴角方尺;c)阳角方尺
龙门板是在房屋定位放线后,砌筑时定轴线、中心线的标准。如图3-13所示。施工定位时一般要求顶部的高程即为建筑物的相对标高。在板上划出轴线位置,以画“中”字示意,
图3-13& 龙门板
板顶面还要钉一根20~25mm长的钉子。当在两个相对的龙门板之间拉上准线时,该线就表示为建筑物的轴线。有的在“中”字的两侧还分别划出墙身宽度位置线和大放脚排底宽度位置线,以便于操作人员检查核对。施工中严禁碰撞和踩踏龙门板,也不允许坐人。建筑物基础施工完毕后,把轴线标高等标志引测到基础墙上后,方可拆除龙门板、龙门桩。
皮数杆是砌筑砌体在高度方向的基准。皮数杆分为基础用和地上用两种。
(1)基础用皮数杆比较简单,一般使用30mm&30mm的小木杆,由现场施工员绘制。一般在进行条形基础施工时,先要在立皮数杆的地方预埋一根小木桩,到砌筑基础墙时,将画好的皮数杆钉到小木桩上。皮数杆顶应高出防潮层的位置,杆上要画出砖皮数、地圈梁、防潮层等的位置,并标出高度和厚度。皮数杆上的砖层还要按顺序编号。画到防潮层底的标高处,砖层必须是整皮数。如果条形基础垫层表面不平,可以在一开始砌砖时就用细石混凝土找平。
(2)地上用皮数杆,也称为大皮数杆。一般由施工人员经过计算排画,经质检人员检验合格后方可使用。皮数杆的设置,要根据房屋大小和平面复杂程度而定,一般要求转角处和施工段分界处设立皮数杆。当为一道通长墙身时,皮数杆的间距要求不大于20m。如果房屋构造比较复杂,皮数杆应该编号,并对号入座。皮数杆四个面的画法如图3-14所示。
图3-14& 皮数杆
四、砂浆搅拌机与垂直运输设备
砂浆搅拌机
砂浆搅拌机是砌筑工程中常用的机械,用来制备砌筑和抹灰用的砂浆。常用规格是0.2 m³和0.325 m³,台班产量为18~26
操作要求如下:
机械的安装应平稳、牢固,地基应夯实、平整。
移动式砂浆搅拌机的安装,其行走轮应离开地面,机座要高出地面一定距离,以便于出料。
开机前应先检查电气设备的绝缘和接地是否良好,皮带轮和齿轮必须有防护罩,并对机械需润滑的部位加油润滑,并检查机械各部件是否正常。
工作时先空载转动1min,检查其传动装置工作是否正常,在确保正常状态后再加料搅拌。搅拌时要边加料边加水,要避免过大粒径的颗粒卡住叶片。
加料时,操作工具(如铁锹)不能碰撞搅拌叶片,更不能在转动时把工具伸进机内扒料。
工作完毕必须把搅拌机清洗干净。
机器应设置在工作棚内,以防雨淋日晒,冬期还应有挡风保暖设施。
五、脚手架
木脚手架采用剥皮杉杆作为杆材,用8号镀锌铁丝绑扎塔设。因铁丝容易生锈,故此类脚手架适用于北方气候干燥地区。
竹脚手架采用生长期三年以上的毛竹为材料,并用竹篾绑扎塔设,凡青嫩、橘黄、黑斑、虫蛀、裂纹连通两节以上的均不能使用。竹脚手架一般都搭双排。
钢管脚手架沿建筑物外围从地面搭起。其主要形式有多立杆式、框式、桥式等。多立杆式应用最为广泛。
多立杆式脚手架主要有立柱、纵向水平杆(大横杆)、横向水平杆(小横杆)、脚手板、栏杆、抛撑等组成,如图3-18所示。其特点是每步架高可根据施工需要灵活布置。多立杆式脚手架分双排是和单排式两种。双排式如图1-34(b)所示,沿墙外侧设两排立杆,小横杆二端支承在内外二排立杆上,多、高层房屋均可采用,当房屋高度超过50m时,需专门设计。单排式如图1-34(c)所示沿墙外侧仅设一排立杆,其小横杆与大横杆连接,另一端支承在墙上,仅适用于荷载较小,高度较低(&25m),墙体有一定强度的多层房屋。
图3-18& 多立杆式脚手架
a)立面;b)侧面(双排式);c)侧面(单排式)
1-立柱;2-大横杆;3-小横杆;4-脚手板;5-栏杆;6-抛撑;7-斜撑;8-墙体
多立杆式脚手架由钢管(Φ48X3.5)和扣件(图3-19)组成,采用扣件连接,既牢固又便于装拆,还可以重复周转使用,因而得到广泛应用。
图3-19& 扣件形式
a)回转扣件b)直角扣件c)对接扣件
多立杆式外脚手架的一般构造要求简表1-6。
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多立杆式外脚手架的一般构造要求&&&&&&&&&&&&&
结构脚手架
装修脚手架
脚手架里端立杆离墙面的距离
0.35~0.50
0.35~0.50
小横杆里端墙面的距离或插入墙体的长度
0.30~0.50
0.10~0.15
0.30~0.50
0.15~0.20
小横杆外墙伸出大横杆外的长度
双排脚手架内外立杆横距
单排脚手架立杆与墙面距离
1.35~1.80
1.00~1.50
1.15~1.50
0.15~1.20
1.00~2.00
1.50~2.00
大立杆间距(步高)
第一步架步高
一般为1.60~1.80,且≤2.00
小横杆间距
15~18m高度段内铺板层和作业层的限制
铺板层不多于六层,作业层不超过两层
不铺板时,小横杆的部分拆除
每步保留、相间抽拆,上下两部错开,抽拆后的距离为:结构架子≤1.50;装修架子≤3.00
沿脚手架纵向两端和转角处,每隔10m左右设置一组,斜杆与地面夹角为40°~60°,并沿全高度布置
与结构拉结(连墙杆)
每层设置,垂直距离≤4.0,水平距离≤6.0.且在高度段的分界面上必须设置
水平斜拉杆
设置在与连墙杆相同的水平面上
视需要设置
护身栏杆和挡脚板
设置在作业层,栏高1.00,挡脚板高0.40
杆件对接或搭接位置
上下或左右错开,设置在不同的(步架和纵向)网格内
注:高层脚手架当采用分段搭设时,每段的脚手架分别支承在托架上,每段搭设高度不宜超过25m。
第三节& 道路砌筑识图
一、道路识图基本知识
图样既然是工程界的共同语言,就必然有统一的规定。即“没有规矩,不成方圆”。
工程图是重要的技术资料,是施工的依据。为使工程图样图形准确,图面清晰,符合生产要求,便于技术交流和利于存档,就要做到工程图样基本统一,对图幅大小、图线的线性、粗细尺寸标注、图例、字体等都必须有统一的规定。
工程制图所用图纸的幅面尺寸,图幅大小均应按国家标准的规定,见图3-20。
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(a)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图3-20& 图纸幅面划分及格式
a)图纸幅面的划分;b)幅面格式
为合理使用图纸和便于装订管理,在选用图幅时,应以一种规格为主,尽量避免大小幅面掺杂使用。一般A0~A3图纸以横式使用,必要时也可立式适用;A4图纸只能立式适用。
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图幅及图框尺寸(mm)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
& 图幅代号
图纸幅面边长尺寸是一系列,即 ,且A0号图纸幅面的面积为1
,A1号图纸幅面时A0号幅面长边的对裁,A2号幅面长边的对裁,其他负面以此类推。如A0号幅面经反复对裁长边,可得8张A3幅面。
根据需要,图纸幅面的长边可以加长,但短边不得加宽,长边加长的尺寸应符合表2-2的规定。
图纸长边加长后尺寸&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
长边加长后尺寸
会签栏绘制在图框外右下角,如图2-3所示。会签栏外框线线宽宜为0.5mm,内分隔线线宽宜为0.25mm。
图框内右下角应绘图纸标题栏,简称图标,《国标》规定的格式有三种,如图3-21所示。
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图3-21& 图标(尺寸单位:mm)
会签栏绘制在图框外右下角,如图3-22所示。会签栏外框线线宽宜为0.5mm,内分格线线宽宜为0.25mm。
会签栏(尺寸单位:mm)&&&&&&&&&&
图3-23& 角标(尺寸单位:mm)
图纸不论装订与否均需在图幅以内按表3-2的规定尺寸画出图框。A及C分别表示图框线到图纸幅面线的距离。
图框线和标题栏线的线宽可采用表3-4的线宽。
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图框线和标题栏线的宽度&&&&&&&&&&&&&
图标外框线
图标内格线
A2、A3、A4
工程图是由不同线型、不同粗细的线条所构成,这些突显可表达图样的不同内容,以及分清图中的主次,《国标》对线型及线宽作了规定。
工程的图线线型有实线、虚线、点画线、折断线、波浪线等,其画法和用途见表3-5。
表3-5& 图线线性的画法和用途
可见轮廓线、钢筋线
较细的、可见轮廓线、钢筋线
尺寸线、剖面图、引出线、图例线等
1.4b~2.0b
图框线、路面设计线、地平线等
地下管线或建筑物
不可见轮廓线
中心线、对称线、轴线等
假想轮廓线
图线的宽度应根据图的复杂程度及比例大小,从下列规定的线宽系列中选取:0.18、o.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4、2.0(mm)。工程图一般使用三种线宽,且互成一定比例,即粗线、中粗线、细线的比例规定为b:0.2b:0.35b。因此先确定基本图线(粗实线)的宽b,中粗线及细线的宽度也就随之确定,成为一个线宽组,如图表3-6所列。
绘制比较简单的图或比例较小的图,可以只用两种线宽,其线宽比规定b:0.35b,即不用中粗线。
表3-6& 线宽组合
线宽系列(mm)
在工程图中除了选用各种线形绘出物体的形状外,还需要用数字表明其大小,用文字说明其施工的技术要求。因此文字与数字是工程图的重要组成部分。
若字体潦草,各写一套,导致辨认困难,或被误认为其他,容易造成工程事故,给生产带来损失,同时也影响图面整洁美观。因此要求图纸上的字体端正、笔画清晰、排列整齐、标点符号清楚正确;而且要求采用规定的字体和按规定的大小书写。
汉字应用国家公布使用的简化汉字,从左向右,横向书写,并采用挺秀端正、粗细均匀地长仿宋体。长仿宋体的字高和字宽之比为3:2(见图3-24)汉字的高度。国家标准规定应不小于3.5mm,其字高系列及字高与字宽关系见表2-6.字体的高度即为字体大小的号数。&&&
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图3-24& 长仿宋字体的宽高关系
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长仿宋体字的高宽关系&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
字高(即字号)
数字、字母的笔画宽度宜为字高的1/10。大写字母的字宽宜为字高的2/3,小写字母的高度应以b、f、h、p、g为准,字宽宜为字高的1/2.a、m、n、o、e的字宽宜为上述小写字母高度的2/3。
数字与字母的字体可采用直体或斜体。数字与字母要与汉字同行书写,其字高应比汉字的高小一号。
当图纸中有需要说明的事项时,宜在每张图的右下角图标上方处加以叙述。该部分文字应采用“注”字标明,字样“注”应写在叙述事项的右上角,每条注的结尾应标以句号。说明事项需要划分层次时,第一、二、三层次的编号应分别用阿拉伯数字、带括号的阿拉伯数字及带圆圈的阿拉伯数字标注。图纸中文字说明不宜用符号代替名称。当表示数量时,应采用阿拉伯数字书写。如叁仟零伍拾毫米就写成3050mm,三十二小时写成32h。分数不得用数字与汉字混合表示,不够整数位的小数数字,小数点前应加0定位。
图3-25& 数字和字母示例
图形一般尽可能按实际大小画出,以便读者有直观印象。但是建筑物的实体比图纸大得多,而精密仪器的零部件往往又很小,为了方便绘图及读图,也要用缩小或放大的比例在图纸上绘制。
图样中图形与实物相应线性尺寸之比,成为比例。比例大小即为比值大小,如1:50大于1:100。
例如某个构造物的长度是60米,而在图纸上它相应的长度只为0.6米,那么它的比例是:
比例=图样上线段长度/实物上相应线段长度=0.6/60=1/100
比例尺上的各个刻度就是根据上述方法标刻出来的。
绘图比例的选择,应根据图面布置合理、匀称、美观的原则,按图形大小即图面复杂程度确定,一般优先选用表3-8中的常用比例。
表3-8& 绘图所用的比例
比例应采用阿拉伯数字表示,标注在图名的下方或右侧,比例字体高比图名字体小一号或二号。当用给一张图纸中高的比例完全相同时,可在图标中注明,也可以在图纸中适当位置采用标尺标注。当竖直方向与水平方向的比例不同时,可以用V表示竖直方向比例,用H表示水平方向比例。
当采用一定比例画图时,图样上标注的尺寸数字是结构物的实际尺寸,而与所采用的比例无关。
比例尺的应用
(1)比例尺上的刻度数字均是米,尺面上标刻为m。使用比例尺时首先要记住各个比例尺的最小刻度所标示的实际尺寸,例如1:200的比例尺上的每五个小格代表实际尺寸为1m,每一小格代表实际尺寸为0.2米。再比如:1:500的比例尺上的每两个格代表实际尺寸1米,每一小格代表实际尺寸0.5米。
(2)比例尺的换算。绘图或读图时可能遇到比例尺尺面上没有比例,如1:20、1:15、1:30等等,这就需要换算一下比例尺刻度的读数,如图3-26所示的长度在1:500时读数为25米即25000毫米。由上述变化可以看出,当比例的后项减少一位数时,刻度数字所代表的实际长度也减少一位数;当比例的后项增加一位数时,则比例刻度的读数也增加一位数。由上述的变化还可以看出,当比例后项增加一倍时,刻度的读数也增加一倍。这样经过换算用一个比例尺可以画出各种不同比例图形。
图3-26& 比例尺的用法
表3-9& 比例关系表
5000cm(50m)
2000cm(20m)
50cm(0.5m)
1000cm(10m)
为了表示地区的方位和离线的走向,地形图尚需画出指北针或坐标网格。图纸上指北针标志的绘制如图3-27所示,圆的直径应为D
=24毫米,指针尾部的宽度为3毫米,需要用较大直径绘制指北针时吗,指针尾部宽度为直径的1/8。
(a)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图3-27& 坐标网格及指北针的绘制
a)指北针的绘制;b)坐标网格及标线
为确定平面位置而用网格表示坐标,坐标网格应用细实线绘制,南北方向轴线代号为x轴,向北为坐标值增大方向;东西方向轴线代号为y轴,向东为坐标值增大方向。坐标网格一也可用十字代替,坐标值的标注应靠近被标注点,书写方向应平行于对应的网格线,或在其延长线上。坐标之前应标注坐标轴代号,无坐标轴代号时,图纸上应绘制指北针标志。
当需要标注的控制坐标点不多时,宜采用引出线的形式标注。水平线上、下分别标注x轴y轴的代号及数值,如图3-28所示。当需要标注的控制坐标点较多时,图纸上可仅标注点的代号,坐标数值可在适当位置列表表示出。
图3-28& 控制点坐标的标注
坐标数值的计量单应采用m,并精确到小数点后三位。当坐标数值数位较多时,可将前面相同数字省略,但应在图纸中说明。坐标数值也可采用间隔标注。
8.尺寸标注
&图形只能表示物体的形状,其大小及各组成部分的相对位置是通过尺寸标注来确定的。
图样上标注尺寸,由尺寸界线、尺寸线、尺寸起止符号和尺寸数字四部分组成,如图3-33所示:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
(a)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图3-29& 尺寸要素的标注
(1)图上所有尺寸数字是物体的实际大小数值,与图的比例无关。
(2)在道路工程图中,线路的里程桩号以厘米为单位;钢筋和钢材以厘米为单位;钢筋和钢材断面以毫米为单位。图上尺寸数字之后不必注写单位,但在注解及技术要求中要注明尺寸单位。
第四节& 砌筑测量
砌筑施工测量就是利用测量仪器和工具,把施工图上设计的结构物,按照要求,以一定的精度测设到工程现场,并在施工过程中指导施工,使工程严格按照设计的要求进行。砌筑工需要掌握的测量工作主要是抄平和建筑物细部测设。施工测量贯穿工程施工测量的全过程,总的原则是“由整体到局部,先控制后细部”,即在施工前,先建立控制网,再进行建筑物定位、基础放线、结构细部等施工测量工作。施工测量工作的主要内容是测设,也就是放线或放样。为此,应该首先确定建筑物的特征点与与控制点之间的角度、距离和高程的关系,然后将这些特征点测设到现场并标识。
一、水准仪和水准测量
水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线,读取水准标尺上的数字,根据读数计算所求点的高程。为了工作方便,常用相对高程来确定建筑物的竖向位置。
水准仪是建立视线测定地面两点间高差的。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差。主要部件有、(或补偿器)、垂直轴、、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、和数字水准仪(又称)。
微倾水准仪是借助于微倾螺旋获得水平视线的一种常用水准仪。作业时先用将仪器粗略整平,每次读数前再借助微倾螺旋,使符合水准器在竖直面内俯仰,直到符合水准气泡精确居中,使视线水平。微倾的精密水准仪同普通水准仪比较,前者管水准器的分划值小、灵敏度高,望远镜的放大倍率大,明亮度强,仪器结构坚固,特别是望远镜与管水准器之间的联接牢固,装有光学测微器,并配有精密水准标尺,以提高读数精度。生产的微倾式精密水准仪,其望远镜放大倍率为40倍,管水准器分划值为10&P/2毫米,光学测微器最小读数为0.05毫米,望远镜照准部分、管水准器和光学测微器都共同安装在防热罩内。
水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。
安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。
首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。
粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中。具体方法:用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大拇指运动的方向一致。
瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。
首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。再松开固定螺旋,旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋,使水准尺的清晰地落在十字丝平面上,再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。
精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气泡两端,折射到镜管旁的符合水准观察窗内,若气泡居中时,气泡两端的象将符合成一抛物线型,说明视线水平。若气泡两端的象不相符合,说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合,仪器便可提供一条水平视线,以满足水准测量基本原理的要求。注意:气泡左半部分的移动方向,总与右手大拇指的方向不一致。
用十字丝,截读水准尺上的读数。水准仪多是倒象望远镜,读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数,后报出全部读数。注意,水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行,不能颠倒,特别是读数前的符合水泡调整,一定要在读数前进行。
二、经纬仪和角度测量
角度测量就是测定或的工作。水平角是一点到两个目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。竖直角是一点到目标的方向线和一特定方向之间在同一竖直面内的夹角。角度测量主要使用经纬仪。测角时安置经纬仪,使仪器中心与测站标志中心在同一铅垂线上,利用照准部上的水准器整平仪器后,进行水平角或竖直角观测。
图3-31& 光学经纬仪构造图
1-脚螺栓;2-水平度盘;3-光学对点器;4-读书显微镜;5-目镜;6-反光镜;
7-对光螺旋;8-竖直度盘;9-瞄准器;10-望远镜;11-竖直制动板手;
12-竖直微动螺旋;13-水平微动螺旋;14-水平制动扳手;
15-复测器;16-圆水准仪
经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。测量时,将经纬仪安置在三脚架上,用垂球或光学对准器将仪器中心对准地面测站点上,用水准器将仪器定平,用望远镜瞄准测量目标,用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪;按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪;按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。此外,有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪;可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪;利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪;具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪;将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。
经纬仪仪的使用包括:水准仪的安置脚架、对中、调平、瞄准、读数等。
使用时,先将三脚架调成等长并适合操作者身高,将仪器固定在三脚架上,使仪器基座面与三脚架上顶面平行。将仪器舞摆放在测站上,目估大致对中后,踩稳一条架脚,调好光学对中器目镜(看清十字丝)与物镜(看清测站点),用双手各提一条架脚前后、左右摆动,眼观对中器使十字丝交点与测站点重合,放稳并踩实架脚。伸缩三脚架腿长整平圆水准器。将水准管平行两定平螺旋,整平水准管。平转照准部90度,用第三个螺旋整平水准管。检查光学对中,若有少量偏差,可打开连接螺旋平移基座,使其精确对中,旋紧连接螺旋,再检查水准气泡居中。
光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、测微装置、读数显微镜等几个部分。水平度盘和垂直度盘上的度盘刻划的最小格值一般为1°或30&,在读取不足一个格值的角值时,必须借助测微装置,DJ6级光学经纬仪的读数测微器装置有测微尺和平行玻璃测微器两种。
在读数显微镜的视场中设置一个带分划尺的分划板,度盘上的分划线经显微镜放大后成像于该分划板上,度盘最小格值(60&)的成像宽度正好等于分划板上分划尺1°分划间的长度,分划尺分60个小格,注记方向与度盘的相反,用这60个小格去量测度盘上不足一格的格值。量度时以零刻度线线为指标线。
单平行玻璃板测微器的主要部件有:单平行板玻璃、扇形分划尺和测微轮等。这种仪器度盘格值为30&,扇形分划尺上有90个小格,格值为30&/90=20&P。 
  测角时,当目标瞄准后转动测微轮,用双指标线夹住度盘分划线影像后读数。整度数根据被夹住的度盘分划线读出,不足整度数部分从测微分划尺读出。
三、钢尺和距离测量
距离测量是指测量地面上两点连线长度的工作。通常需要测定的是水平距离,即两点连线投影在某水准面上的长度。它是确定地面点的平面位置的要素之一。是测量工作中最基本的任务之一。距离测量的精度用相对误差(相对精度)表示。即距离测量的误差同该距离长度的比值,用分子为1的公式1/n表示。比值越小,距离测量的精度越高。距离测量常用的方法有量尺量距、视距测量、视差法测距和电磁波测距等。
在工程测量中一般常用钢尺直接测定两点间距离。钢尺是用薄钢带制成,长20米、30米或 50 米。所量距离大于尺长时
,需先标定直线再分段测量。钢尺量距的精度一般高于
1/1000。因瓦基线尺是用温度膨胀系数很小的因瓦合金钢制造的线状尺或带状尺。常用的线状尺长24米,钢丝直径1.65毫米
,线尺两端各连接一个有毫米刻划的分划尺 ,分划尺刻度为80毫米。量距时用10千克重锤通过引张,使尺子成悬链线形状,线尺两端分划尺上同名刻划线间的,即悬链线的,是线尺的工作长度。因瓦基线尺受温度变化影响极小,量距精度高达
1/1000000,主要用于丈量其他高精度的边长。
第四章 砌筑材料
一、砌筑砂浆的组成与种类
砌筑砂浆是由胶结料(水泥、石灰)、细骨料(砂)、水以及根据需要掺入的掺加料和外加剂,按一定比例(一般为质量比)混合后搅拌而成的。砌筑砂浆在砌体中得作用是使块材与砂浆接触表面产生粘结力和摩擦力,从而把块材凝结成为整体以承受荷载。
砌筑砂浆的种类主要有水}

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