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文檔簡介

第1頁第一章工程地質(zhì)一、教材、大綱的說明

今年采用的是2017年版的教材。

二、本科目的試卷結(jié)構(gòu)及基本應(yīng)試技巧

本科目的考試時(shí)間為2.5小時(shí),題型全部采用客觀題形式,共80題。其中單項(xiàng)選擇題60題,每題1分,合計(jì)60分;多項(xiàng)選擇題20題,每題2分,合計(jì)40分。

第一節(jié)巖體的特征

巖體和巖石的概念不同,巖石是礦物的集合體。巖體是由一種巖石或多種巖石甚至可以是不同成因巖石的組合體。

一、巖體的結(jié)構(gòu)

(一)巖體的構(gòu)成

1.巖石

(1)巖石的主要礦物

由于成分和結(jié)構(gòu)的不同,每種礦物都有自己特有的物理性質(zhì),如顏色、光澤、硬度等。物理性質(zhì)是鑒別礦物的主要依據(jù)。

例如,依據(jù)顏色鑒定礦物的成分和結(jié)構(gòu),依據(jù)光澤鑒定風(fēng)化程度,依據(jù)硬度鑒定礦物類別,如表1.1.1。

表1.1.1礦物硬度表硬度12345678910礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石長石石英黃玉剛玉金剛石玻璃約為5.5~6度,鋼刀約為6~7度。(2)巖石的成因類型及其特征

組成地殼的巖石按成因可分為巖漿巖(火成巖)、沉積巖(水成巖)和變質(zhì)巖三大類。

1)巖漿巖

根據(jù)形成條件,巖漿巖分為噴出巖和侵入巖。

根據(jù)形成深度,侵入巖又分為深成巖(形成深度大于5km)和淺成巖(形成深度小于5km)。深成巖常形成巖基等大型侵入體,巖性一般較單一,以中、粗粒結(jié)構(gòu)為主,致密堅(jiān)硬,孔隙率小,透水性弱,抗水性強(qiáng),故其常被選為理想的建筑基礎(chǔ),如花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖;淺成巖如花崗斑巖、閃長玢巖、輝綠巖、脈巖。

噴出巖如流紋巖、粗面巖、安山巖、玄武巖、火山碎屑巖。2)沉積巖

根據(jù)沉積巖的組成成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和形成條件,可分為碎屑巖(如礫巖、砂巖、粉砂巖)、黏土巖(如泥巖、頁巖)、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類(如石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r)等。

3)變質(zhì)巖

如大理巖(堿)、石英巖(酸)等。2.土

(1)土的組成。土是由顆粒(固相)、水溶液(液相)和氣(氣相)所組成的三相體系。

(2)土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。

①單粒結(jié)構(gòu)

②集合體結(jié)構(gòu)

(3)土的分類。

1)根據(jù)顆粒大小及含量分類。土可分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土等。如圖1.1.1所示。

圖1.1.1土的分類與土粒粒徑

2)黏性土是塑性指數(shù)大于10,粉土塑性指數(shù)小于或等于10。

黏性土的界限含水量,有縮限、塑限和液限。液限和塑限的差值稱為塑性指數(shù),它表示黏性土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。塑性指數(shù)愈大,可塑性就愈強(qiáng)。黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比,稱為液限指數(shù)。液限指數(shù)愈大,土質(zhì)愈軟。3.結(jié)構(gòu)面

傾斜巖層的產(chǎn)狀,是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個(gè)產(chǎn)狀要素。

(1)結(jié)構(gòu)面走向,即結(jié)構(gòu)面在空間延伸的方向,用結(jié)構(gòu)面與水平面交線即走向線的方位角或方向角表示。走向線兩端延伸方向均是走向,雖相差180°,但是表示的是同一走向。

(2)結(jié)構(gòu)面的傾向,即結(jié)構(gòu)面在空間的傾斜方向,用垂直走向順傾斜面向下引出的一條射線對水平面投影的指向。

(3)結(jié)構(gòu)面的傾角,即結(jié)構(gòu)面在空間傾斜角度的大小,用結(jié)構(gòu)面與水平面所夾的銳角表示。4.地質(zhì)構(gòu)造

(1)水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造。

(2)褶皺構(gòu)造

褶皺構(gòu)造是組成地殼的巖層受構(gòu)造力的強(qiáng)烈作用,使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造。

對于隧道工程來說,褶曲構(gòu)造的軸部是巖層傾向發(fā)生顯著變化的地方,是巖層受應(yīng)力作用最集中的地方,容易遇到工程地質(zhì)問題,主要是由于巖層破碎而產(chǎn)生的巖體穩(wěn)定問題和向斜軸部地下水的問題。隧道一般從褶曲的翼部通過是比較有利的。

背斜褶曲較老的巖層出現(xiàn)在褶曲的軸部,從軸部向兩翼,依次出現(xiàn)的是較新的巖層。

向斜褶曲在褶曲軸部出露的是較新的巖層,向兩翼依次出露的是較老的巖層。對于深路塹和高邊坡來說,當(dāng)路線垂直巖層走向或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時(shí),對路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的。不利的情況是路線走向與巖層的走向平行,邊坡與巖層的傾向一致,尤其是邊坡的傾角大于巖層的傾角最為不利。

(3)斷裂構(gòu)造

1)裂隙

表1.1.4裂隙發(fā)育程度分級(jí)表發(fā)育程度等級(jí)基本特征附注裂隙不發(fā)育裂隙1~2組,規(guī)則,構(gòu)造型,間距在1m以上,多為密閉裂隙。巖體被切割成巨塊狀對基礎(chǔ)工程無影響,在不含水且無其他不良因素時(shí),對巖體穩(wěn)定性影響不大裂隙較發(fā)育裂隙2~3組,呈X型,較規(guī)則,以構(gòu)造型為主,多數(shù)間距大于0.4m,多為密閉裂隙,少有填充物。巖體被切割成大塊狀對基礎(chǔ)工程影響不大,對其他工程可能產(chǎn)生相當(dāng)影響裂隙發(fā)育裂隙3組以上,不規(guī)則,以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主,多數(shù)間距小于0.4m,大部分為張開裂隙,部分有填充物.巖體被切割成小塊狀對工程建筑物可能產(chǎn)生很大影響裂隙很發(fā)育裂隙3組以上,雜亂,以風(fēng)化型和構(gòu)造型為主,多數(shù)間距小于0.2m,以張開裂隙為主,一般均有填充物。巖體被切割成碎石狀對工程建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重影響注:裂隙寬度:密閉裂隙<1mm;微張裂隙為1~3mm;張開裂隙為3~5mm;寬張裂隙>5mm。根據(jù)裂隙的成因。將其分為構(gòu)造裂隙和非構(gòu)造裂隙兩類。

①構(gòu)造裂隙。構(gòu)造裂隙是巖體受地應(yīng)力作用隨巖體變形而產(chǎn)生的裂隙。按裂隙的力學(xué)性質(zhì),可將構(gòu)造裂隙分為張性裂隙和扭(剪)性裂隙。張性裂隙主要發(fā)育在背斜和向斜的軸部,裂隙張開較寬,斷裂面粗糙,一般很少有擦痕,裂隙間距較大且分布不勻,沿走向和傾向都延伸不遠(yuǎn);扭(剪)性裂隙,一般出現(xiàn)在褶曲的翼部和斷層附近。

②非構(gòu)造裂隙。裂隙分布零亂,沒有規(guī)律性。巖體中的裂隙,在工程上除有利于開挖外,對巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均有不利的影響。其破壞了巖體的整體性,促進(jìn)了巖體的風(fēng)化速度,增強(qiáng)了巖體的透水性,進(jìn)而使巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。2)斷層

斷層基本類型。根據(jù)斷層兩盤相對位移的情況,可分為正斷層、逆斷層、平推斷層。

正斷層是上盤沿?cái)鄬用嫦鄬ο陆?,下盤相對上升的斷層。它一般是受水平張應(yīng)力或垂直作用力使上盤相對向下滑動(dòng)而形成的,所以在構(gòu)造變動(dòng)中多在垂直于張應(yīng)力的方向上發(fā)生,但也有沿已有的剪節(jié)理發(fā)生。

逆斷層是上盤沿?cái)鄬用嫦鄬ι仙?,下盤相對下降的斷層。它一般是由于巖體受到水平方向強(qiáng)烈擠壓力的作用,使上盤沿?cái)嗝嫦蛏襄e(cuò)動(dòng)而成。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致,和壓應(yīng)力作用的方向垂直。斷層面從徒傾角至緩傾角都有。

平推斷層是由于巖體受水平扭應(yīng)力作用,使兩盤沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對水平位移的斷層。由于多系受剪(扭)應(yīng)力形成,因此大多數(shù)與褶皺軸斜交,與“X”節(jié)理平行或沿該節(jié)理形成,其傾角一般是近于直立的。這種斷層的破碎帶一般較窄,沿?cái)鄬用娉S薪降牟梁?。(二)巖體結(jié)構(gòu)特征

1.結(jié)構(gòu)體特征

2.巖體結(jié)構(gòu)類型

巖體結(jié)構(gòu)的基本類型可分為整體塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和散體結(jié)構(gòu)。

(1)整體塊狀結(jié)構(gòu)。較理想的各類工程建筑地基、邊坡巖體及地下工程圍巖。

(2)層狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)構(gòu)面結(jié)合力不強(qiáng),有時(shí)又有層間錯(cuò)動(dòng)面或軟弱夾層存在,則其強(qiáng)度和變形特性均具各向異性特點(diǎn),一般沿層面方向的抗剪強(qiáng)度明顯比垂直層面方向的更低,特別是當(dāng)有軟弱結(jié)構(gòu)面存在時(shí),更為明顯。這類巖體作為邊坡巖體時(shí),一般來說,當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾向坡外時(shí)要比傾向坡里時(shí)的工程地質(zhì)性質(zhì)差得多。

二、巖體的力學(xué)特性

(一)巖體的變形特征

(二)巖體的強(qiáng)度性質(zhì)

由于巖體是由結(jié)構(gòu)面和各種形狀巖石塊體組成的,所以,其強(qiáng)度同時(shí)受二者性質(zhì)的控制。當(dāng)巖體中結(jié)構(gòu)面不發(fā)育,呈完整結(jié)構(gòu)時(shí),巖石的強(qiáng)度可視為巖體強(qiáng)度。如果巖體沿某一結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體滑動(dòng)時(shí),則巖體強(qiáng)度完全受結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度控制。

三、巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)

(一)巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)

1.巖石的物理力學(xué)性質(zhì)

(1)巖石的主要物理性質(zhì)

①重量

巖石重度的大小決定于巖石中礦物的比重、巖石的孔隙性及其含水情況。

一般來講,組成巖石的礦物比重大,或巖石的孔隙性小,則巖石的重度就大。在相同條件下的同一種巖石,重度大就說明巖石的結(jié)構(gòu)致密、孔隙性小,巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也較高。

②孔隙性

巖石的孔隙性用孔隙度表示,反映巖石中各種孔隙的發(fā)育程度。未受風(fēng)化或構(gòu)造作用的侵入巖和某些變質(zhì)巖,其孔隙度一般是很小的,而礫巖、砂巖等一些沉積巖類的巖石,則經(jīng)常具有較大的孔隙度。

③吸水性

巖石的吸水率與巖石孔隙度的大小、孔隙張開程度等因素有關(guān)。巖石的吸水率大,則水對巖石顆粒間結(jié)合物的浸潤、軟化作用就強(qiáng),巖石強(qiáng)度和穩(wěn)定性受水作用的影響也就越顯著。

④軟化性

用軟化系數(shù)作為巖石軟化性的指標(biāo),在數(shù)值上等于巖石飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度與風(fēng)干狀態(tài)下極限抗壓強(qiáng)度的比。其值越小,表示巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受水作用的影響越大。

⑤抗凍性

在高寒冰凍地區(qū),抗凍性是評價(jià)巖石工程性質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。(2)巖石主要力學(xué)性質(zhì)

①巖石的變形

②巖石的強(qiáng)度

三項(xiàng)強(qiáng)度中,巖石的抗壓強(qiáng)度最高,抗剪強(qiáng)度居中,抗拉強(qiáng)度最小。抗剪強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%~40%,抗拉強(qiáng)度僅是抗壓強(qiáng)度的2%~16%。

巖石的抗壓強(qiáng)度相差很大,膠結(jié)不良礫巖和軟弱頁巖的小于20MPa,堅(jiān)硬巖漿巖的大于245MPa。(二)土體的工程地質(zhì)性質(zhì)

1.土的物理力學(xué)性質(zhì)

(1)土的主要性能參數(shù)

①土的含水量。

②土的飽和度。Sr<50%是稍濕狀態(tài),Sr在50%~80%之間是很濕狀態(tài),Sr>80%是飽水狀態(tài)。

③土的孔隙比。

④土的孔隙率。

⑤土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)

碎石土和砂土為無黏性土,緊密狀態(tài)是判定其工程性質(zhì)的重要指標(biāo)。顆粒小于粉砂的是黏性土,黏性土的工程性質(zhì)受含水量的影響特別大。

(2)土的力學(xué)性質(zhì)2.特殊土的工程性質(zhì)

(1)軟土。泛指淤泥及淤泥質(zhì)土。天然孔隙比e大于或等于1.0。具有高含水量、高孔隙性、低滲透性、高壓縮性、低抗剪強(qiáng)度、較顯著的觸變性和蠕變性等特性。

(2)濕陷性黃土。遇水浸濕后,強(qiáng)度迅速降低,有的即使在其自重作用下也會(huì)發(fā)生劇烈的沉陷。

(3)紅黏土。天然含水量高、密度小、塑性高,通常呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性,不具有濕陷性。由于塑限很高,所以盡管天然含水量高,一般仍處于堅(jiān)硬或硬可塑狀態(tài),甚至飽水的紅黏土也是堅(jiān)硬狀態(tài)的。

(4)膨脹土。易被誤認(rèn)為是工程性能較好的土,但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量劇烈增大,或土的原狀結(jié)構(gòu)被擾動(dòng)時(shí),土體會(huì)驟然強(qiáng)度降低、壓縮性增高。當(dāng)膨脹土的含水量劇烈增大(例如,由于地表浸水或地下水位上升)或土的原狀結(jié)構(gòu)被擾動(dòng)時(shí),土體強(qiáng)度會(huì)驟然降低,壓縮性增髙,這顯然是由于土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力都相應(yīng)減小及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞的緣故。(5)填土。

①素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一種或幾種材料組成的填土。一般密實(shí)度較差,但若堆積時(shí)間較長,由于土的自重壓密作用,也能達(dá)到一定密實(shí)度。如堆填時(shí)間超過10年的黏性土、超過5年的粉土、超過2年的砂土,均具有一定的密實(shí)度和強(qiáng)度,可以作為一般建筑物的天然地基。

②雜填土。雜填土是含有大量雜物的填土。試驗(yàn)證明,以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成分的雜填土,一般不宜作為建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工業(yè)廢料組成的雜填土,采用適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理后可作為一般建筑物地基。

③沖填土。(三)結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)性質(zhì)

結(jié)構(gòu)面的規(guī)模是結(jié)構(gòu)面影響工程建設(shè)的重要性質(zhì)。結(jié)構(gòu)面分為Ⅰ~Ⅴ級(jí)(微結(jié)構(gòu)面)。

Ⅱ、Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面往往是對工程巖體力學(xué)和對巖體破壞方式有控制意義的邊界條件,它們的組合往往構(gòu)成可能滑移巖體的邊界面,直接威脅工程安全穩(wěn)定性。(四)地震的震級(jí)和烈度

1.地震震源

面波的傳播速度最慢。

2.地震震級(jí)

一次地震只有一個(gè)震級(jí),會(huì)形成多個(gè)烈度區(qū)。

3.地震烈度

地震烈度,是指某一地區(qū)的地面和建筑物遭受一次地震破壞的程度。地震烈度不僅與震級(jí)有關(guān),還和震源深度、距震中距離以及地震波通過介質(zhì)條件(巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深)等多種因素有關(guān)。

地震烈度又可分為基本烈度、建筑場地烈度和設(shè)計(jì)烈度。

(1)基本烈度代表一個(gè)地區(qū)的最大地震烈度。

(2)建筑場地烈度相對基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度。

(3)設(shè)計(jì)烈度是抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度,是對基本烈度的調(diào)整。

4.震級(jí)與烈度的關(guān)系

一次地震只有一個(gè)震級(jí),但震中周圍地區(qū)的破壞程度,隨距震中距離的加大而逐漸減小,形成多個(gè)不同的地震烈度區(qū),它們由大到小依次分布。第二節(jié)地下水的類型與特征

一、地下水的類型

根據(jù)埋藏條件,將地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水三大類。

根據(jù)含水層的空隙性質(zhì),地下水又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三個(gè)亞類。根據(jù)上述分類原則,將地下水的基本類型列于表1.2.1。

表1.2.1地下水分類表基本類型亞類水頭性質(zhì)補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)關(guān)系動(dòng)態(tài)特點(diǎn)成因孔隙水裂隙水巖溶水包氣帶水土壤水、沼澤水、不透水透鏡體上的上層滯水。主要是季節(jié)性存在的地下水基巖風(fēng)化殼(黏土裂隙)中季節(jié)性存在的水垂直滲入帶中季節(jié)性及經(jīng)常性存在的水無壓水補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致一般為暫時(shí)性水基本上是滲入成因,局部才能凝結(jié)成因潛水坡積、洪積、沖積、湖積、冰磧和冰水沉積物中的水;當(dāng)經(jīng)常出露或接近地表時(shí),成為沼澤水、沙漠和海濱砂丘水基巖上部裂隙中的水裸露巖溶化巖層中的水常為無壓水補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致水位升降決定地表水的滲入和地下蒸發(fā),并在某些地方?jīng)Q定于水壓的傳遞基本上是滲入成因,局部才能凝結(jié)成因承壓水松散沉積物構(gòu)成的向斜和盆地—自流盆地中的水、松散沉積物構(gòu)成的單斜和山前平原—自流斜地中的水構(gòu)成盆地或向斜中基巖的層狀裂隙水、單斜巖層中層狀裂隙水、構(gòu)造斷裂帶及不規(guī)則裂隙中的深部水構(gòu)造盆地或向斜中巖溶化巖石中的水,單斜巖溶化巖層中的水承壓水補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)不一致水位的升降決定于水壓的傳遞滲入成因或海洋成因(一)包氣帶水

包氣帶水處于地表面以下潛水位以上的包氣帶巖土層中,包括土壤水、沼澤水、上層滯水以及巖層風(fēng)化殼(黏土裂隙)中季節(jié)性存在的水。

(二)潛水

潛水是埋藏在地表以下第一層較穩(wěn)定的隔水層以上具有自由水面的重力水,其自由表面承受大氣壓力,受氣候條件影響、季節(jié)性變化明顯。

(三)承壓水

承壓水也稱為自流水,是地表以下充滿兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的重力水。

(四)裂隙水

裂隙水是指埋藏在基巖裂隙中的地下水。根據(jù)基巖裂隙成因,將裂隙水分為風(fēng)化裂隙水、成巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水。

(五)巖溶水

巖溶水賦存和運(yùn)移于可溶巖的溶隙、溶洞(洞穴、管道、暗河)中。

二、地下水的特征

(一)包氣帶水的特征

包氣帶水主要受氣候控制,季節(jié)性明顯,變化大。雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。包氣帶水對農(nóng)業(yè)有很大意義,對工程意義不大。

(二)潛水的特征

潛水面的形狀是因時(shí)因地而異的,它受地形、地質(zhì)、氣象、水文等自然因素控制,并常與地形有一定程度的一致性。一般地面坡度越大,潛水面的坡度也越大,但潛水面坡度經(jīng)常小于當(dāng)?shù)氐牡孛嫫露取?/p>

(三)承壓水的特征

承壓水不受氣候的影響,動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定,不易受污染。

(四)裂隙水的特征

風(fēng)化裂隙水主要受大氣降水的補(bǔ)給,有明顯季節(jié)性循環(huán)交替,常以泉水的形式排泄于河流中。

(五)巖溶水的特征

巖溶潛水廣泛分布在大面積出露的厚層灰?guī)r地區(qū)。第三節(jié)常見工程地質(zhì)問題及其處理方法

一、特殊地基

地基對建筑物的影響很大,工程建設(shè)難免遇到一些特殊地基必須加以處理。

(一)松散、軟弱土層。對不滿足承載力要求的松散土層,如砂和砂礫石地層等,可挖除,也可采用固結(jié)灌漿、預(yù)制樁或灌注樁、地下連續(xù)墻或沉井等加固;對不滿足抗?jié)B要求的,可灌水泥漿或水泥黏土漿,或地下連續(xù)墻防滲;對于影響邊坡穩(wěn)定的,可噴射混凝土或用土釘支護(hù)。

對不滿足承載力的軟弱土層,如淤泥及淤泥質(zhì)土,淺層的挖除,深層的可以采用振沖等方法用砂、砂礫、碎石或塊石等置換。

(二)風(fēng)化、破碎巖層。風(fēng)化一般在地基表層,可以挖除。破碎巖層有的較淺,可以挖除。有的埋藏較深,如斷層破碎帶,可以用水泥漿灌漿加固或防滲;風(fēng)化、破碎處于邊坡影響穩(wěn)定的,可根據(jù)情況采用噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土護(hù)面,必要時(shí)配合灌漿和錨桿加固。

(三)斷層、泥化軟弱夾層。對充填膠結(jié)差,影響承載力或抗?jié)B要求的斷層,淺埋的盡可能清除回填,深埋的注水泥漿處理;泥化夾層可能影響承載能力,淺埋的盡可能清除回填,深埋的一般不影響承載能力。斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎(chǔ)或邊坡的滑動(dòng)控制面,對于不便清除回填的,根據(jù)埋深和厚度,可采用錨桿、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等進(jìn)行抗滑處理。

在滑坡體上方修筑截水設(shè)施,在滑坡體下方筑好排水設(shè)施;經(jīng)過論證方可以在滑坡體的上部刷方減重以防止滑坡,未經(jīng)論證不要輕易擾動(dòng)滑坡體。不能在上部刷方減重的,可考慮在滑坡體坡腳采用擋土墻、抗滑樁等支擋措施,也可采用固結(jié)灌裝等措施改善滑動(dòng)面和滑坡體的抗滑性能。

(四)巖溶與土洞。當(dāng)建筑工程不可能避開時(shí),可挖除洞內(nèi)軟弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的,可采用長梁式、桁架式基礎(chǔ)或大平板等方案跨越洞頂,也可對巖溶進(jìn)行裂隙鉆孔注漿,對土洞進(jìn)行頂板打孔灌砂、砂礫,或作樁基處理。

二、地下水

地下水最常見的問題全要是對巖體的軟化、侵蝕和靜水壓力、動(dòng)水壓力作用及其滲透破壞等。

(一)地下水對土體和巖體的軟化

(二)地下水位下降引起軟土地基沉降

(三)動(dòng)水壓力產(chǎn)生流砂和潛蝕

流砂按其嚴(yán)重程度可分下列三種:輕微流砂、中等流砂、嚴(yán)重流砂。

如果地下水滲流產(chǎn)生的動(dòng)水壓力小于土顆粒的有效重度,即滲流水力坡度小于臨界水力坡度,不會(huì)發(fā)生流砂現(xiàn)象,形成機(jī)械潛蝕。

(四)地下水的浮托作用

如果基礎(chǔ)位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上,則按地下水位100%計(jì)算浮托力;如果基礎(chǔ)位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上,則按地下水位50%計(jì)算浮托力。

(五)承壓水對基坑的作用

基坑底部黏性土層的厚度必須滿足1.3.2式:

M>γwH/γ·K(1.3.2)

式中K——安全系數(shù),一般取1.5~2.0,主要視基坑底部黏性土層的裂隙發(fā)育程度及坑底面積大小而定。

當(dāng)M<γwH/γ·K,則必須用深井抽汲承壓含水層中的地下水,使其承壓水頭下降。

(六)地下水對鋼筋混凝土的腐蝕

三、邊坡穩(wěn)定

(一)影響邊坡穩(wěn)定因素

影響邊坡穩(wěn)定性的因素有內(nèi)在因素與外在因素兩個(gè)方面。內(nèi)在因素有組成邊坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力等,它們常常起著主要的控制作用;外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風(fēng)化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷載等。

1.地貌條件

2.地層巖性

(1)深成侵入巖、厚層堅(jiān)硬的沉積巖以及片麻巖、石英巖等構(gòu)成的邊坡,一般穩(wěn)定程度是較高的。

(2)噴出巖邊坡,如玄武巖、凝灰?guī)r、火山角礫巖、安山巖等,其原生的節(jié)理,尤其是柱狀節(jié)理發(fā)育時(shí),易形成直立邊坡并易發(fā)生崩塌。

(3)含有黏土質(zhì)頁巖、泥巖、煤層、泥灰?guī)r、石膏等夾層的沉積巖邊坡,最易發(fā)生順層滑動(dòng),或因下部蠕滑而造成上部巖體的崩塌。

(4)千枚巖、板巖及片巖,巖性較軟弱且易風(fēng)化,在產(chǎn)狀陡立的地段,臨近斜坡表部容易出現(xiàn)蠕動(dòng)變形現(xiàn)象。當(dāng)受節(jié)理切割遭風(fēng)化后,常出現(xiàn)順層(或片理)滑坡。

(5)具有垂直節(jié)理且疏松透水性強(qiáng)的黃土,浸水后易崩解濕陷。當(dāng)受水浸泡或作為水庫岸邊時(shí),極易發(fā)生崩塌或塌滑現(xiàn)象。

(6)崩塌堆積、坡積及殘積層地區(qū),其下伏基巖面常常是一個(gè)傾向河谷的斜坡面。當(dāng)有地下水在此受阻,并有黏土質(zhì)成分沿其分布時(shí),極易形成滑動(dòng)面,從而使上部松散堆積物形成滑坡。

3.地質(zhì)構(gòu)造與巖體結(jié)構(gòu)

4.地下水

地下水是影響邊坡穩(wěn)定最重要、最活躍的外在因素,絕大多數(shù)滑坡都與地下水的活動(dòng)有關(guān)。地下水的作用是很復(fù)雜的,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)地下水會(huì)使巖石軟化或溶蝕,導(dǎo)致上覆巖體塌陷,進(jìn)而發(fā)生崩塌或滑坡。

(2)地下水產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力,促使巖體下滑或崩倒。

(3)地下水增加了巖體重量,可使下滑力增大。

(4)在寒冷地區(qū),滲入裂隙中的水結(jié)冰,產(chǎn)生膨脹壓力,促使巖體破壞傾倒。

(5)地下水產(chǎn)生浮托力,使巖體有效重量減輕,穩(wěn)定性下降。(二)不穩(wěn)定邊坡的防治措施

1.防滲和排水

防滲和排水是整治滑坡的一種重要手段,只要布置得當(dāng)、合理,均能取得較好效果。為了防止大氣降水向巖體中滲透,一般是在滑坡體外圍布置截水溝槽,以截?cái)嗔髦粱麦w上的水流。應(yīng)在大的滑坡體上布置一些排水溝,同時(shí)要整平坡面,防止有積水的坑洼,以利于降水迅速排走。針對已滲入滑坡體的水,通常是采用地下排水廊道,截住滲透的水流或?qū)⒒麦w中的積水排出滑坡體以外。

2.削坡

削坡是將陡傾的邊坡上部的巖體挖除,一部分使邊坡變緩,同時(shí)也可使滑體重量減輕,以達(dá)到穩(wěn)定的目的。削減下來的土石,可填在坡腳,起反壓作用,更有利于穩(wěn)定

3.支擋建筑

支擋建筑主要是在不穩(wěn)定巖體的下部修建擋墻或支撐墻(或墩),也是一種應(yīng)用廣泛而有效的方法。材料用混凝土、鋼筋混凝土或砌石。支擋建筑物的基礎(chǔ)要砌置在滑動(dòng)面以下。若在擋墻后增加排水措施,效果更好。

4.錨固措施

預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿錨固不穩(wěn)定巖體的方法,適用于加固巖體邊坡和不穩(wěn)定巖塊。錨固樁(或稱抗滑樁)適用于淺層或中厚層的滑坡體滑動(dòng)。它是在滑坡體的中、下部開挖豎井或大口徑鉆孔,然后澆灌鋼筋混凝土。垂直于滑動(dòng)方向布置一排或兩排,樁徑通常為1~3m,深度一般要求滑動(dòng)面以下樁長占全樁長的1/4~1/3。(三)地下工程圍巖的穩(wěn)定性

1.地下工程位置選則的影響因素

(1)地形條件

(2)巖性條件

一般而言,巖漿巖、厚層堅(jiān)硬的沉積巖及變質(zhì)巖,圍巖的穩(wěn)定性好,適于修建大型的地下工程。凝灰?guī)r、黏土巖、頁巖、膠結(jié)不好的砂礫巖、千枚巖及某些片巖,穩(wěn)定性差,不宜建大型地下工程。

(3)地質(zhì)構(gòu)造條件

①褶皺的影響。在背斜核部,巖層呈上拱形,有利于洞頂?shù)姆€(wěn)定。向斜核部巖層呈倒拱形,易于塌落。原則上應(yīng)避開褶皺核部,若必須在褶皺巖層地段修建地下工程,可以將地下工程放在褶皺的兩側(cè)。

②斷裂的影響。在選址時(shí)應(yīng)盡量避開大斷層。

③巖層產(chǎn)狀的影響。在水平巖層中布置地下工程時(shí),應(yīng)盡量使地下工程位于均質(zhì)厚層的堅(jiān)硬巖層中。當(dāng)洞身穿過軟硬相間或破碎的傾斜巖層時(shí),順傾向一側(cè)的圍巖易于變形或滑動(dòng),造成很大的偏壓,逆傾向一側(cè)圍巖側(cè)壓力小,有利于穩(wěn)定。

(4)地下水

(5)地應(yīng)力2.圍巖的工程地質(zhì)分析

(1)圍巖穩(wěn)定性分析

變形與破壞的五種形式:

①脆性破裂,經(jīng)常產(chǎn)生于高地應(yīng)力地區(qū)。

②塊體滑移,是塊狀結(jié)構(gòu)圍巖常見的破壞形式。

③巖層的彎曲折斷,是層狀圍巖變形失穩(wěn)的主要形式。

④碎裂結(jié)構(gòu)巖體在張力和振動(dòng)力作用下容易松動(dòng)、解脫,在洞頂則產(chǎn)生崩落,在邊墻上則表現(xiàn)為滑塌或碎塊的坍塌。當(dāng)結(jié)構(gòu)面間夾泥時(shí),往往會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模的塌方,如不及時(shí)支護(hù),將愈演愈烈,直至冒頂。

⑤一般強(qiáng)烈風(fēng)化、強(qiáng)烈構(gòu)造破碎或新近堆積的土體,在重力、圍巖應(yīng)力和地下水作用下常產(chǎn)生冒落及塑性變形。

(2)圍巖的分類3.提高圍巖穩(wěn)定性的措施

(1)支護(hù)與襯砌。支撐臨時(shí)性措施,襯砌永久性結(jié)構(gòu)。

(2)噴錨支護(hù)。

噴混凝土具備以下幾方面的作用:

能緊跟工作面,速度快,因而縮短了開挖與支護(hù)的間隔時(shí)間,及時(shí)地填補(bǔ)了圍巖表面的裂縫和缺損,阻止裂隙切割的碎塊脫落松動(dòng),使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)得到改善;

其次,由于有較高的噴射速度和壓力,漿液能充填張開的裂隙,起著加固巖體的作用,提高了巖體的強(qiáng)度和整體性。

此外,噴層與圍巖緊密結(jié)合,有較高的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度,能在結(jié)合面上傳遞各種應(yīng)力,可以起到承載拱的作用。

(3)各類圍巖的具體處理方法。對于堅(jiān)硬的整體圍巖,巖塊強(qiáng)度高,整體性好,在下工程開挖后自身穩(wěn)定性好,基本上不存在支護(hù)向題。這種情況下噴混凝土的作用主要防止圍巖表面風(fēng)化,消除開挖后表面的凹凸不平及防止個(gè)別巖塊掉落,其噴層厚度一般3~5cm。當(dāng)?shù)叵鹿こ虈鷰r中出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)時(shí),應(yīng)采用錨桿穩(wěn)定圍巖。

◆對于塊狀圍巖,噴混凝土支護(hù)即可,但對于邊墻部分巖塊可能沿某一結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)滑動(dòng)時(shí),應(yīng)該用錨桿加固。

◆對于層狀圍巖,以錨桿為主要的支護(hù)手段。

◆對于軟弱圍巖,必須立即噴射混凝土,有時(shí)還要加錨桿和鋼筋網(wǎng)才能穩(wěn)定圍巖。第四節(jié)工程地質(zhì)對建設(shè)工程的影響

一、工程地質(zhì)對工程選址的影響

要求地基及其一定區(qū)域的地層有一定的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗?jié)B性。

一般中小型建設(shè)工程的選址,工程地質(zhì)的影響主要是在工程建設(shè)一定影響范圍內(nèi)。

大型建設(shè)工程的選址,工程地質(zhì)的影響還要考慮區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)巖性形成的整體滑坡,地下水的性質(zhì)、狀態(tài)和活動(dòng)對地基的危害。

特殊重要的工業(yè)、能源、國防、科技和教育等方面新建項(xiàng)目的工程選址,還要考慮地區(qū)的地震烈度,盡量避免在高烈度地區(qū)建設(shè)。

地下工程的選址,工程地質(zhì)的影響要考慮區(qū)域穩(wěn)定性的問題。對區(qū)域性深大斷裂交匯、近期活動(dòng)斷層和現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈的地段,要給予足夠的注意。也要注意避免工程走向與巖層走向交角太小甚至近乎平行。

道路選線盡量避開斷層裂谷邊坡,尤其是不穩(wěn)定邊坡;避開巖層傾向與坡面傾向一致的順向坡,尤其是巖層傾角小于坡面傾角的順向坡;避免路線與主要裂隙發(fā)育方向平行,尤其是裂隙傾向與邊坡傾向一致的;避免經(jīng)過大型滑坡體、不穩(wěn)定巖堆和泥石流地段及其下方。(一)裂隙(裂縫)對工程選址的影響

(二)斷層對工程選址的影響

1)當(dāng)路與斷層走向平行,路基靠近斷層破碎帶時(shí),由于開挖路基容易引起邊坡發(fā)生大規(guī)模坍塌,直接影響施工和公路的正常使用。在公路工程建設(shè)中,應(yīng)盡量避開大的斷層破碎帶。

2)當(dāng)隧道軸線與斷層走向平行時(shí);應(yīng)盡量避免與斷層破碎帶接觸。隧道橫穿斷層時(shí),雖然只是個(gè)別段落受斷層影響,但因地質(zhì)及水文地質(zhì)條件不良,必須預(yù)先考慮措施,保證施工安全。

二、工程地質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)的影響

(1)對建筑結(jié)構(gòu)選型和建筑材料選擇的影響。

(2)對基礎(chǔ)選型和結(jié)構(gòu)尺寸的影響。

(3)對結(jié)構(gòu)尺寸和鋼筋配置的影響。

(4)地震烈度對建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的影響。工程所在區(qū)域的地震烈度越高,構(gòu)造柱和圈梁等抗震結(jié)構(gòu)的布置密度、斷面尺寸和配筋率要相應(yīng)增大。

三、工程地質(zhì)對工程造價(jià)的影響

工程地質(zhì)勘察作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,對工程造價(jià)的影響可歸結(jié)為三個(gè)方面:

一是選擇工程地質(zhì)條件有利的路線,對工程造價(jià)起著決定作用;

二是勘察資料的準(zhǔn)確性直接影響工程造價(jià);

三是由于對特殊不良工程地質(zhì)問題認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致的工程造價(jià)增加。第二章工程構(gòu)造第一節(jié)工業(yè)與民用建筑工程的分類、組成及構(gòu)造

一、工業(yè)與民用建筑工程的分類及應(yīng)用

(一)工業(yè)建筑分類

1.按廠房層數(shù)分

(1)單層廠房。指層數(shù)僅為1層的工業(yè)廠房。適用于有大型機(jī)器設(shè)備或有重型起重運(yùn)輸設(shè)備的廠房。

(2)多層廠房。指層數(shù)在2層以上的廠房,常用的層數(shù)為2~6層。適用于生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品較輕,可沿垂直方向組織生產(chǎn)的廠房,如食品、電子精密儀器工業(yè)等用廠房。

(3)混合層數(shù)廠房。同一廠房內(nèi)既有單層也有多層的廠房稱為混合層數(shù)的廠房。多用于化學(xué)工業(yè)、熱電站的主廠房等。

2.按工業(yè)建筑用途分

(1)生產(chǎn)廠房。指進(jìn)行產(chǎn)品的備料、加工、裝配等主要工藝流程的廠房,如機(jī)械制造廠中有鑄工車間、電鍍車間、熱處理車間、機(jī)械加工車間和裝配車間等。

(2)生產(chǎn)輔助廠房。

指為生產(chǎn)廠房服務(wù)的廠房,如機(jī)械制造廠房的修理車間、工具車間等。

(3)動(dòng)力用廠房。指為生產(chǎn)提供動(dòng)力源的廠房,如發(fā)電站、變電所、鍋爐房等。

(4)倉儲(chǔ)建筑。貯存原材料、半成品、成品的房屋(一般稱倉庫)

(5)倉儲(chǔ)用建筑。是管理、儲(chǔ)存及檢修交通運(yùn)輸工具的房屋,如汽車庫、機(jī)車庫、起重車庫、消防車庫等。

(6)其他建筑。如水泵房、污水處理建筑等。3.按主要承重結(jié)構(gòu)的形式分

(1)排架結(jié)構(gòu)型。排架結(jié)構(gòu)型是將廠房承重柱的柱頂與屋架或屋面梁作鉸接連接,而柱下端則嵌固于基礎(chǔ)中,構(gòu)成平面排架,各平面排架再經(jīng)縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接組成為一個(gè)空間結(jié)構(gòu)。它是目前單層廠房中最基本、應(yīng)用最普遍的結(jié)構(gòu)形式。

(2)剛架結(jié)構(gòu)型。剛架結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)是柱和屋架合并為同一個(gè)剛性構(gòu)件。柱與基礎(chǔ)的連接通常為鉸接,如吊車噸位較大,也可做成剛接。一般重型單層廠房多采用剛架結(jié)構(gòu)。

(3)空間結(jié)構(gòu)型??臻g結(jié)構(gòu)型是一種屋面體系為空間結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系。

一般常見的有膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等。

(二)民用建筑的分類

1.按建筑物的層數(shù)和高度分

根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB50352,民用建筑按層數(shù)或高度分類劃分如下:

(1)住宅建筑按層數(shù)分類:1~3層為低層住宅,4~6層為多層住宅,7~9層(高度不大于28m)為中高層住宅,10層及以上或高度大于28m為高層住宅;

(2)除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者為單層和多層建筑,大于24m者為高層建筑(不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑)。

(3)建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。

2.按建筑的耐久年限分

(1)一級(jí)建筑:耐久年限為100年以上,適用于重要的建筑和高層建筑。

(2)二級(jí)建筑:耐久年限為50~100年,適用于一般性建筑。

(3)三級(jí)建筑:耐久年限為25~50年,適用于次要的建筑。

(4)四級(jí)建筑:耐久年限為15年以下,適用于臨時(shí)性建筑。

3.按主要承重結(jié)構(gòu)材料分

(1)木結(jié)構(gòu)。重型木結(jié)構(gòu)是指用較大尺寸或斷面的工程木材作為梁、柱的木框架;輕型木結(jié)構(gòu)由墻骨柱和木構(gòu)架墻體構(gòu)成。

(2)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。是把型鋼埋入鋼筋混凝土中的一種獨(dú)立的結(jié)構(gòu)形式。型鋼、鋼筋、混凝土三者結(jié)合使型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具備了比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力大、剛度大、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)。與鋼結(jié)構(gòu)相比,具有防火性能好,結(jié)構(gòu)局部和整體穩(wěn)定性好,節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)中,力求截面最小化,承載力最大,可節(jié)約空間,但是造價(jià)比較高。4.按施工方法分

(1)現(xiàn)澆、現(xiàn)砌式

(2)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。

表2.1.1各種結(jié)構(gòu)體系適用的最大高度表(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度7度8度(0.2g)8度(0.3g)裝配整體式框架結(jié)構(gòu)7060504030裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)15013012010080裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)140

(130)130

(120)110

(100)90

(80)70

(60)裝配整體式部分

框支剪力墻結(jié)構(gòu)120

(110)110

(100)90

(80)70

(60)40

(30)5.按承重體系分

(2)框架結(jié)構(gòu)體系??蚣芙Y(jié)構(gòu)是利用梁、柱組成的縱、橫兩個(gè)方向的框架形成的結(jié)構(gòu)體系,同時(shí)承受豎向荷載和水平荷載,其主要優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活,可形成較大的建筑空間,建筑立面處理也比較方便;主要缺點(diǎn)是側(cè)向剛度較小,當(dāng)層數(shù)較多時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)移,易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件(如隔墻、裝飾等〉破壞,而影響使用。

(3)剪力墻體系。剪力墻體系是利用建筑物的墻體(內(nèi)墻和外墻)來抵抗水平力。因?yàn)榧袅瘸惺艽怪焙奢d,也承受水平荷載。高層建筑主要荷載為水平荷載,墻體既受剪又受彎,所以稱剪力墻。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻,厚度不小于160mm,剪力墻的墻段長度一般不超過8m,適用于小開間的住宅和旅館等。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大,水平荷載作用下側(cè)移?。蝗秉c(diǎn)是間距小,建筑平面布置不靈活,不適用于大空間的公共建筑,另外結(jié)構(gòu)自重也較大。

(4)框架-剪力墻體系??蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)剪力墻的結(jié)構(gòu),具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活,有較大空間的優(yōu)點(diǎn),又具有側(cè)向剛度較大的優(yōu)點(diǎn)??蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)中,剪力墻主要承受水平荷載,豎向荷載主要由框架承擔(dān)。在170m高的范圍內(nèi)都可以適用。

橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ布置在建筑物端部附近、平面形狀變化處。一般情況下,整個(gè)建筑的全部剪力墻至少承受80%的水平荷載。

(5)筒體結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中,特別是超高層建筑中,水平荷載愈來愈大,起著控制作用,筒體結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)可分為框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)等,筒中筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒一般由電梯間、樓梯間組成。適用于高度不超過300m的建筑。(6)桁架結(jié)構(gòu)體系。桁架是由桿件組成的結(jié)構(gòu)體系。

同樣高跨比的屋架,當(dāng)上下弦成三角形時(shí),弦桿內(nèi)力最大;當(dāng)上弦節(jié)點(diǎn)在拱形線上時(shí),弦桿內(nèi)力最小。屋架的高跨比一般為1/6~1/8較為合理。一般屋架為平面結(jié)構(gòu),平面外剛度非常弱。在制作運(yùn)輸安裝過程中,大跨屋架必須進(jìn)行吊裝驗(yàn)算。

(7)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。它改變了平面桁架的受力狀態(tài),是高次超靜定的空間結(jié)構(gòu)。平板網(wǎng)架采用較多,其優(yōu)點(diǎn)是:空間受力體系,桿件主要承受軸向力,受力合理,節(jié)約材料,整體性能好,剛度大,抗震性能好。桿件類型較少,適于工業(yè)化生產(chǎn)。

網(wǎng)架的高度主要取決于跨度,網(wǎng)架尺寸應(yīng)與網(wǎng)架高度配合決定,腹桿的角度以45°為宜。網(wǎng)架的高度與短跨之比一般為1/15左右。網(wǎng)架桿件一般采用鋼管,節(jié)點(diǎn)一般采用球節(jié)點(diǎn)。(8)拱式結(jié)構(gòu)體系。拱是一種有推力的結(jié)構(gòu),其主要內(nèi)力是軸向壓力,因此可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理,在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用,適用于體育館、展覽館等建筑中。

(9)懸索結(jié)構(gòu)體系。目前,懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度已達(dá)160m,主要用于體育館、展覽館中。懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件是受拉的鋼索,鋼索用高強(qiáng)度鋼絞線或鋼絲繩制成。

懸索結(jié)構(gòu)包括三部分:索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件和下部支承結(jié)構(gòu)。

索的拉力取決于跨中的垂度,垂度越小拉力越大。索的垂度一般為跨度的1/30。(10)薄壁空間結(jié)構(gòu)體系。屬于空間受力結(jié)構(gòu),主要承受曲面內(nèi)的軸向壓力。

①筒殼:一般由殼板、邊梁和橫隔三部分組成。筒殼的空間工作是由這二部分結(jié)構(gòu)協(xié)同完成的。它的跨度在30m以內(nèi)是有利的。當(dāng)跨度再大時(shí),宜采用雙曲薄殼。

②雙曲殼:適用于大空間大跨度的建筑。雙曲殼又分為圓頂殼、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼。目前圓頂?shù)闹睆揭堰_(dá)200多米。圓頂結(jié)構(gòu)可用在大型公共建筑中,如天文館、展覽館的屋蓋。圓頂結(jié)構(gòu)由殼面、支座環(huán)組成,通過支座環(huán)支于垂直構(gòu)件上,殼面主要承受壓力,支座環(huán)承受拉力。二、民用建筑構(gòu)造

(一)地基

1.地基與基礎(chǔ)的關(guān)系

基礎(chǔ)是將結(jié)構(gòu)所承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分?;A(chǔ)是建筑物的一個(gè)組成部分,承受建筑物的全部荷載,并將其傳給地基。地基是指基礎(chǔ)以下的土層,承受由基礎(chǔ)傳來的建筑物的荷載,地基不是建筑物的組成部分。

(二)基礎(chǔ)

1.基礎(chǔ)類型

基礎(chǔ)按受力特點(diǎn)及材料性能可分為剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ);按構(gòu)造的方式可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。

(1)按材料及受力特點(diǎn)分類

1)剛性基礎(chǔ)。剛性基礎(chǔ)所用的材料如磚、石、混凝土等,抗壓強(qiáng)度較高,但抗拉及抗剪強(qiáng)度偏低。用此類材料建造的基礎(chǔ),應(yīng)保證其基底只受壓,不受拉。由于受地耐力的影響,基底應(yīng)比基頂墻(柱)寬些。根據(jù)材料受力的特點(diǎn),不同材料構(gòu)成的基礎(chǔ),其傳遞壓力的角度也不相同。剛性基礎(chǔ)上壓力分角α稱為剛性角。在設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡力使基礎(chǔ)大放腳與基礎(chǔ)材料的剛性角相一致,以確?;A(chǔ)底面不產(chǎn)生拉應(yīng)力,最大限度地節(jié)約基礎(chǔ)材料。受剛性角限制的基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。構(gòu)造上通過限制剛性基礎(chǔ)寬高比來滿足剛性角的要求。

②灰土基礎(chǔ)?;彝粱A(chǔ)即灰土墊層,是由石灰或粉煤灰與黏土加適量的水拌和經(jīng)夯實(shí)而成的?;彝僚c土的體積比為2:8或3:7?;彝撩繉有桎?2~25cm,夯至15cm為一步。三層以下建筑灰土可做二步,三層以上建筑可做三步。由于灰土基礎(chǔ)抗凍、耐水性能差,所以灰土基礎(chǔ)適用于地下水位較低的地區(qū),并與其他材料基礎(chǔ)共用,充當(dāng)基礎(chǔ)墊層。

③三合土基礎(chǔ)。三合土基礎(chǔ)是由石灰、砂、骨料(碎石或碎磚)按體積比1:2:4或1:3:6加水拌和夯實(shí)而成,每層虛鋪22cm,夯至15cm。三合土基礎(chǔ)寬不應(yīng)小于600mm,高不小于300mm,三合土基礎(chǔ)一般多用于地下水位較低的四層以下的民用建筑工程中。

④毛石基礎(chǔ)。毛石基礎(chǔ)是由強(qiáng)度較高而未風(fēng)化的毛石和砂漿砌筑而成。具有抗壓強(qiáng)度高、抗凍、耐水、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。毛石基礎(chǔ)的斷面尺寸多為階梯形,并常與磚基礎(chǔ)共用,用作磚基礎(chǔ)的底層。為了保證鎖結(jié)力,每一階梯宜用3排或3排以上的毛石砌筑。由于毛石尺寸較大,毛石基礎(chǔ)的寬度及臺(tái)階高度不應(yīng)小于400mm。

⑤混凝土基礎(chǔ)?;炷粱A(chǔ)具有堅(jiān)固、耐久、剛性角大,可根據(jù)需要任意改變形狀的特點(diǎn)。常用于地下水位高,受冰凍影響的建筑物?;炷粱A(chǔ)臺(tái)階寬高比為1:1~1:1.5,實(shí)際使用時(shí)可把基礎(chǔ)斷面做成錐形或階梯形。

⑥毛石混凝土基礎(chǔ)。在上述混凝土基礎(chǔ)中加入粒徑力70~150mm的毛石,且毛石體積不超過總體積的20%~30%,稱為毛石混凝土基礎(chǔ)。300mm以上可做砌筑毛石。毛石混凝土基礎(chǔ)階梯高度一般不得小于300mm。如基礎(chǔ)體積較大,為了節(jié)約混凝土用量,在澆灌混凝土?xí)r,可摻入毛石,做成毛石混凝土基礎(chǔ)。

2)柔性基礎(chǔ)。鑒于剛性基礎(chǔ)受其剛性角的限制,要想獲得較大的基底寬度,相應(yīng)的基礎(chǔ)埋深也應(yīng)加大,這顯然會(huì)增加材料消耗和挖方量,也會(huì)影響施工工期。在混凝土基礎(chǔ)底部配置受力鋼筋,利用鋼筋抗拉,這樣基礎(chǔ)可以承受彎矩,也就不受剛性角的限制,所以鋼筋混凝土基礎(chǔ)也稱為柔性基礎(chǔ)。在相同條件下,采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)比混凝土基礎(chǔ)可節(jié)省大量的混凝土材料和挖土工程量。

鋼筋混凝土基礎(chǔ)斷面可做成錐形,最薄處高度不小于200mm;也可做成階梯形,每踏步高300~500mm。通常情況下,鋼筋混凝土基礎(chǔ)下面設(shè)有素混凝土墊層,厚度100mm左右;無墊層時(shí),鋼筋保護(hù)層為70mm,以保護(hù)受力鋼筋不受銹蝕。(2)按基礎(chǔ)構(gòu)造形式分類

5)箱形基礎(chǔ)。為了使基礎(chǔ)具有更大剛度,大大減少建筑物的相對彎矩,可將基礎(chǔ)做成由頂板、底板及若干縱橫隔墻組成的箱形基礎(chǔ),它是片筏基礎(chǔ)的進(jìn)一步發(fā)展。一般都是由鋼筋混凝土建造,減少了基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力,因而適用于地基軟弱土層厚、荷載大和建筑面積不太大的一些重要建筑物,目前高層建筑中多采用箱形基礎(chǔ)。2.基礎(chǔ)埋深

從室外設(shè)計(jì)地面至基礎(chǔ)底面的垂直距離稱為基礎(chǔ)的埋深。

埋深大于等于5m或埋深大于等于基礎(chǔ)寬度4倍的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ),埋深為0.5~5m或埋深小于基礎(chǔ)寬度4倍的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)?;A(chǔ)埋深的原則是在保證安全可靠的前提下盡量淺埋,除巖石地基外,不應(yīng)淺于0.5m。3.地下室防潮與防水構(gòu)造

(2)地下室防潮

當(dāng)?shù)叵率业仄何挥诔D甑叵滤灰陨蠒r(shí),地下室需做防潮處理。

地下室的所有墻體都必須設(shè)兩道水平防潮層。一道設(shè)在地下室地坪附近,具體位置視地坪構(gòu)造而定;另一道設(shè)置在室外地面散水以上150~200mm的位置,以防地下潮氣沿地下墻身或勒腳滲入室內(nèi)。

地下室地面主要借助混凝土材料的憎水性能來防潮,但當(dāng)?shù)叵率业姆莱币筝^高時(shí),地層應(yīng)做防潮處理。一般設(shè)在墊層與地面面層之間,且與墻身水平防潮層在同一水平面上。

(3)地下室防水

當(dāng)?shù)叵率业仄何挥谧罡咴O(shè)計(jì)地下水位以下時(shí),地下室四周墻體及底板均受水壓影響,應(yīng)有防水功能。地下室防水可用卷材防水層,也可用加防水劑的鋼筋混凝土來防水。(三)墻

1.墻的類型

(2)隔墻

隔墻是分隔室內(nèi)空間的非承重構(gòu)件。隔墻的類型很多,按其構(gòu)造方式可分為塊材隔墻、輕骨架隔墻、板材隔墻三大類。

1)塊材隔墻。塊材隔墻是用普通磚、空心磚、加氣混凝土等塊材砌筑而成的,常用的有普通磚隔墻和砌塊隔墻。

2)輕骨架隔墻。輕骨架隔墻由骨架和面層兩部分組成,由于是先立墻筋(骨架)后做面層,因而又稱為立筋式隔墻。①骨架。木龍骨或輕鋼龍骨②面層。輕骨架隔墻的面層常用人造板材,如膠合板、纖維板、石膏板、塑料板等。

3)板材隔墻。①加氣混凝土條板隔墻。②碳化石灰板隔墻。③增強(qiáng)石膏空心板隔墻。④復(fù)合板隔墻。2.墻體細(xì)部構(gòu)造

(1)防潮層。當(dāng)室內(nèi)地面均為實(shí)鋪時(shí),外墻墻身防潮層在室內(nèi)地坪以下60mm處;當(dāng)建筑物墻體兩側(cè)地坪不等高時(shí),在每側(cè)地表下60mm處,防潮層應(yīng)分別設(shè)置,并在兩個(gè)防潮層間的墻上加設(shè)垂直防潮層。

當(dāng)室內(nèi)地面采用架空木地板時(shí),外墻防潮層應(yīng)設(shè)在室外地坪以上,地板木擱柵墊木之下。墻身防潮層一般有油氈防潮層、防水砂漿防潮層、細(xì)石混凝土防潮層和鋼筋混凝土防潮層等。(2)勒腳。作用是防止地面水、屋檐滴落的雨水對墻面的侵蝕,從而保護(hù)墻面,保證室內(nèi)干燥,提高建筑物的耐久性,還有美化建筑外觀的作用。

(3)散水和暗溝(明溝)

為了防止地表水對建筑基礎(chǔ)的侵蝕,在建筑物的四周地面上設(shè)置暗溝(明溝)或散水,降水量大于900mm的地區(qū)應(yīng)同時(shí)設(shè)置暗溝(明溝)和散水。暗溝(明溝)溝底應(yīng)做縱坡,坡度為0.5%~1%,坡向窨井。外墻與暗溝(明溝)之間應(yīng)做散水,散水寬度一般為600~1000mm,坡度為3%~5%。降水量小于900mm的地區(qū)可只設(shè)置散水。暗溝(明溝)和散水可用混凝土現(xiàn)澆,也可用有彈性的防水材料嵌縫,以防滲水。(4)窗臺(tái)。窗臺(tái)根據(jù)窗子的安裝位置可形成內(nèi)窗臺(tái)和外窗臺(tái)。

(5)過梁

過梁是門窗等洞口上設(shè)置的橫梁,承受洞口上部墻體與其他構(gòu)件(樓層、屋頂?shù)龋﹤鱽淼暮奢d,它的部分自重可以直接傳給洞口兩側(cè)墻體,而不由過梁承受。寬度超過300mm的洞口上部應(yīng)設(shè)置過梁。(6)圈梁。圈梁是在房屋的檐口、窗頂、摟層、吊車梁頂或基礎(chǔ)頂面標(biāo)高處,沿砌體墻水平方向設(shè)置封閉狀的按構(gòu)造配筋的混凝土梁式構(gòu)件。

宿舍、辦公樓等多層砌體民用房屋,且層數(shù)為3~4層時(shí),應(yīng)在底層和檐口標(biāo)高處各設(shè)置一道圈梁。當(dāng)層數(shù)超過4層時(shí),除應(yīng)在底層和檐口標(biāo)高處各設(shè)置一道圈梁外,至少應(yīng)在所有縱、橫墻上隔層設(shè)置。

鋼筋混凝土圈梁其寬度一般同墻厚,對墻厚較大的墻體可做到墻厚的2/3,高度不小于120mm。當(dāng)圈梁遇到洞口不能封閉時(shí),應(yīng)在洞口上部設(shè)置截面不小于圈梁截面的附加梁,其搭接長度不小于1m,且應(yīng)大于兩梁高差的2倍,但對有抗震要求的建筑物,圈梁不宜被洞口截?cái)?。?)構(gòu)造柱。

圈梁在水平方向?qū)前迮c墻體箍住,構(gòu)造柱則從豎向加強(qiáng)墻體的連接,與圈梁一起構(gòu)成空間骨架。有抗震設(shè)防要求的建筑物中需設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱。

構(gòu)造柱一般在墻的某些轉(zhuǎn)角部位(如建筑物四周、縱橫墻相交處、樓梯間轉(zhuǎn)角處等)設(shè)置,沿整個(gè)建筑高度貫通,并與圈梁、地梁現(xiàn)澆成一體。施工時(shí)先砌墻并留馬牙槎,隨著墻體的上升,逐段澆筑混凝土。要注意構(gòu)造柱與周圍構(gòu)件的連接,并且應(yīng)與基礎(chǔ)梁有良好的聯(lián)結(jié)。

構(gòu)造柱的最小截面尺寸為240mm×180mm,豎向鋼筋一般用4Φ12mm,鋼箍間距不大于250mm,且在柱上下端應(yīng)適當(dāng)加密。施工時(shí)必須先砌墻,后澆注鋼筋混凝土柱,并應(yīng)沿墻高每隔500mm,設(shè)拉接鋼筋,每邊伸入墻內(nèi)不宜小于600mm。構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ),但應(yīng)伸入室外地面下500mm,或錨入淺于500mm的地圈梁內(nèi)。(8)變形縫。變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫,它的作用是保證房屋在溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降或地震時(shí)能有一些自由伸縮,以防止墻體開裂,結(jié)構(gòu)破壞。

1)伸縮縫。基礎(chǔ)因受溫度變化影響較小,不必?cái)嚅_。

2)沉降縫。沉降縫與伸縮縫不同之處是除屋頂、樓板、墻身都要斷開外,基礎(chǔ)部分也要斷開,即使相鄰部分也可自由沉降、互不牽制。

3)防震縫。防震縫一般從基礎(chǔ)頂面開始,沿房屋全高設(shè)置。3.墻體保溫隔熱

外墻的保溫構(gòu)造,按其保溫層所在的位置不同分為單一保溫外墻、外保溫外墻、內(nèi)保溫外墻和夾芯保溫外墻4種類型(圖2.1.8)。

(1)外墻外保溫

外墻外保溫是指在建筑物外墻的外表面上設(shè)置保溫層,是一種最科學(xué)、最高效的保溫節(jié)能技術(shù)。

1)外墻外保溫的構(gòu)造

①保溫層。保溫層是導(dǎo)熱系數(shù)小的高效輕質(zhì)保溫材料層。

②保溫層的固定。國內(nèi)常用經(jīng)過防銹處理的鋼質(zhì)膨脹螺栓作為錨固件。超輕保溫漿可直接涂抹在外墻表面上。

2)外墻外保溫的特點(diǎn)。與內(nèi)保溫墻體比較,外保溫墻體有下列優(yōu)點(diǎn):①外墻外保溫系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生熱橋,因此具有良好的建筑節(jié)能效果。②外保溫對提高室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性有利。③外保溫墻體能有效地減少溫度波動(dòng)對墻體的破壞,保護(hù)建筑物的主體結(jié)構(gòu),延長建筑物的使用壽命。④外保溫墻體構(gòu)造可用于新建的建筑物墻體,也可以用于舊建筑外墻的節(jié)能改造。在舊房的節(jié)能改造中,外保溫結(jié)構(gòu)對居住者影響較小。⑤外保溫有利于加快施工進(jìn)度,室內(nèi)裝修不致破壞保溫層。

由于保溫層在室外側(cè),故外保溫構(gòu)造必須能滿足水密性、抗風(fēng)壓以及抵抗溫度變化帶來的不利影響。同時(shí),應(yīng)考慮抵抗外界可能產(chǎn)生的外力。(四)樓板與地面

2.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板主要分為板式、梁板式、井字形密肋式、無梁式四種。

(1)板式樓板。整塊板為一厚度相同的平板。根據(jù)周邊支承情況及板平面長短邊邊長的比值,又可把板式樓板分為單向板、雙向板和懸挑板幾種。

單向板(長短邊比值大于或等于3,四邊支承)僅短邊受力,該方向所布鋼筋為受力筋,另一方向所配鋼筋(一般在受力筋上方)為分布筋。板的厚度一般為跨度的1/40~1/35,且不小于80mm。

雙向板(長短邊比值小于3,四邊支承)是雙向受力,按雙向配置受力鋼筋。

懸挑板只有一邊支承,其主要受力鋼筋擺在板的上方,分布鋼筋放在主要受力筋矩的下方,板厚為挑長的1/35,且根部不小于80mm。

房屋中跨度較小的房間(如廚房、廁所、貯藏室、走廊)及雨篷、遮陽等常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓板。(2)梁板式肋形樓板。梁板式肋形樓板由主梁、次梁(肋)、板組成。它具有傳力線路明確、受力合理的特點(diǎn)。當(dāng)房屋的開間、進(jìn)深較大,樓面承受的彎矩較大,常采用這種樓板。

梁板式肋形樓板的主梁沿房屋的短跨方向布置,其經(jīng)濟(jì)跨度為5~8m。

梁和板擱置在墻上,應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的擱置長度。板的擱置長度不小于120mm,梁在墻上的擱置長度與梁高有關(guān),梁高小于或等于500mm,擱置長度不小于180mm;梁高大于500mm時(shí),擱置長度不小于240mm。通常,次梁擱置長度為240mm,主梁的擱置長度為370mm。值得注意的是,當(dāng)梁上的荷載較大,梁在墻上的支承面積不足時(shí),為了防止梁下墻體因局部抗壓強(qiáng)度不足而破壞,需設(shè)置梁墊,以擴(kuò)散由梁傳來的過大集中荷載。(3)井字形肋樓板。與上述板式肋形樓板所不同的是,井字形密肋樓板沒有主梁,都是次梁(肋),且肋與肋間的距離較小,通常只有1.5~3m,肋高也只有180~250mm,肋寬120~200mm。當(dāng)房間的平面形狀近似正方形,跨度在10m以內(nèi)時(shí),常采用這種樓板。井字形密肋樓板具有頂棚整齊美觀,有利于提高房屋的凈空高度等優(yōu)點(diǎn),常用于門廳、會(huì)議廳等處。

(4)無梁樓板。對于平面尺寸較大的房間或門廳,也可以不設(shè)梁,直接將板支承于柱上,這種樓板稱無梁樓板。無梁樓板的柱網(wǎng)一般布置成方形或矩形,以方形柱網(wǎng)較為經(jīng)濟(jì),跨度一般不超過6m,板厚通常不小于120mm。

無梁樓板的底面平整,增加了室內(nèi)的凈空高度,有利于采光和通風(fēng),但樓板厚度較大,這種樓板比較適用于荷載較大、管線較多的商店和倉庫等。

柱帽的工程量并入板中,柱的高度從柱基上表面算至柱帽底部。3.預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓板

目前,被經(jīng)常選用的鋼筋混凝土樓板有普通型和預(yù)應(yīng)力型兩類。

4.裝配整體式鋼筋混凝土樓板

裝配整體式鋼筋混凝土樓板是將樓板中的部分構(gòu)件預(yù)制安裝后,再通過現(xiàn)澆的部分連接成整體。這種樓板的整體性較好,可節(jié)省模板,施工速度較快。

5.地面構(gòu)造

地面主要由面層、墊層和基層三部分組成,當(dāng)它們不能滿足使用或構(gòu)造要求時(shí),可考慮增設(shè)結(jié)合層、隔層、找平層、防水層等附加層。

6.地面節(jié)能構(gòu)造

地面按是否是直接與土壤接觸分為兩類:一類是直接接觸土壤的地面,另一類是不直接與土壤接觸的地面。這種不直接與土壤接觸的地面,按情況又可分為接觸室外空氣的地板和不采暖地下室上部的地板兩種。

1)直接與土壤接觸地面的節(jié)能構(gòu)造。

常見的保溫構(gòu)造方法是在距離外墻周邊2m的范圍內(nèi)設(shè)保溫層。

對特別寒冷的地區(qū)或保溫性能要求高的建筑,可對整個(gè)地面利用聚苯板對地面進(jìn)行保溫處理。

2)與室外空氣接觸地板的節(jié)能構(gòu)造。

對直接與室外空氣接觸的地板(如騎樓、過街樓的地板)以及不采暖地下室上部的地板等,應(yīng)采取保溫隔熱措施,使這部分地板滿足建筑節(jié)能的要求。(五)陽臺(tái)與雨篷

1.陽臺(tái)

陽臺(tái)按其與外墻的相對位置分為挑陽臺(tái)、凹陽臺(tái)、半凹半挑陽臺(tái)、轉(zhuǎn)角陽臺(tái)。

(1)陽臺(tái)的承重構(gòu)件

1)墻承式。是將陽臺(tái)板直接擱置在墻上,其板型和跨度通常與房間樓板一致。這種支承方式結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,多用于凹陽臺(tái)。2)懸挑式。是將陽臺(tái)板懸挑出外墻。為使結(jié)構(gòu)合理、安全,陽臺(tái)懸挑長度不宜過大,而考慮陽臺(tái)的使用要求,懸挑長度又不宜過小,一般懸挑長度為1.0~1.5m,以1.2m左右最常見。懸挑式適用于挑陽臺(tái)或半凹半挑陽臺(tái)。按懸挑方式不同有挑梁式和挑板式兩種。

①挑梁式。是從橫墻上伸出挑梁,陽臺(tái)板擱置在挑梁上。挑梁壓入墻內(nèi)的長度一般為懸挑長度的1.5倍左右,為防止挑梁端部外露而影響美觀,可增設(shè)邊梁。陽臺(tái)板的類型和跨度通常與房間樓板一致。挑梁式的陽臺(tái)懸挑長度可適當(dāng)大些,而陽臺(tái)寬度應(yīng)與橫墻間距(即房間開間)一致。挑梁式陽臺(tái)應(yīng)用較廣泛。

②挑板式。是將陽臺(tái)板懸挑,一般有兩種做法:一種是將陽臺(tái)板和墻梁現(xiàn)澆在一起,利用梁上部的墻體或樓板來平衡陽臺(tái)板,以防止陽臺(tái)傾覆。這種做法陽臺(tái)底部平整,外形輕巧,陽臺(tái)寬度不受房間開間限制,但梁受力復(fù)雜,陽臺(tái)懸挑長度受限,一般不宜超過1.2m。另一種是將房間樓板直接向外懸挑形成陽臺(tái)板。這種做法構(gòu)造簡單,陽臺(tái)底部平整,外形輕巧,但板受力復(fù)雜,構(gòu)件類型增多,由于陽臺(tái)地面與室內(nèi)地面標(biāo)高相同,不利于排水。2.雨篷

雨篷的支承方式多為懸挑式,其懸挑長度一般為0.9~1.5m。

雨篷分為有柱雨篷和無柱雨篷。有柱雨篷應(yīng)按其結(jié)構(gòu)板水平投影面積的1/2計(jì)算建筑面積;無柱雨篷的結(jié)構(gòu)外邊線至外墻結(jié)構(gòu)外邊線的寬度在2.10m及以上的,應(yīng)按雨篷結(jié)構(gòu)板的水平投影面積的1/2計(jì)算建筑面積。(六)樓梯

1.樓梯的組成

樓梯一般由樓梯段、平臺(tái)、欄桿與扶手三部分組成。

(1)樓梯段

梯段的踏步步數(shù)一般不宜超過18級(jí),且一般不宜少于3級(jí),以防行走時(shí)踩空。

(2)樓梯平臺(tái)

樓梯梯段凈高不宜小于2.2米,樓梯平臺(tái)過道處的凈高不應(yīng)小于2米。

3.鋼筋混凝土樓梯構(gòu)造

鋼筋混凝土樓梯按施工方法不同,主要有現(xiàn)澆整體式和預(yù)制裝配式兩類。

(1)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯

①板式樓梯。板式樓梯的梯段是一塊斜放的板,它通常由梯段板、平臺(tái)梁和平臺(tái)板組成。

板式樓梯的梯段底面平整,外形簡潔,便于支撐施工。當(dāng)梯段跨度不大時(shí),常采用它。當(dāng)梯段跨度較大時(shí),梯段板厚度增加,自重較大,不經(jīng)濟(jì)。

②梁式樓梯。梁式樓梯段是由斜梁和踏步板組成。當(dāng)荷載或梯段跨度較大時(shí),采用梁式樓梯比較經(jīng)濟(jì)。(2)預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯

小型構(gòu)件裝配式樓梯是將梯段、平臺(tái)分割成若干部分,分別預(yù)制成小構(gòu)件裝配而成。按照預(yù)制踏步的支承方式分為懸挑式、墻承式、梁承式三種。

中型構(gòu)件裝配式樓梯一般是由樓梯段和帶有平臺(tái)梁的休息平臺(tái)板兩大構(gòu)件組合而成,樓梯段直接與樓梯休息平臺(tái)梁連接,樓梯的欄桿與扶手在樓梯結(jié)構(gòu)安裝后再進(jìn)行安裝。

大型構(gòu)件裝配式樓梯,是將樓梯段與休息平臺(tái)一起組成一個(gè)構(gòu)件,每層由第一跑及中間休息平臺(tái)和第二跑及樓層休息平臺(tái)板兩大構(gòu)件組合而成。現(xiàn)澆混凝土樓梯以平方米計(jì)量,按設(shè)計(jì)圖示尺寸以水平投影面積計(jì)算,不扣除寬度小于或等于500mm的樓梯井,伸入墻內(nèi)部分不計(jì)算;或以立方米計(jì)量,按設(shè)計(jì)圖示尺寸以體積計(jì)算。整體樓梯水平投影面積包括休息平臺(tái)、平臺(tái)梁、斜梁(梯段)和樓梯的連接梁。當(dāng)整體樓梯與現(xiàn)澆樓板無梯梁連接時(shí),以樓梯的最后一個(gè)踏步邊緣加300mm為界。

預(yù)制混凝土樓梯以立方米計(jì)量時(shí),按設(shè)計(jì)圖示尺寸以體積計(jì)算,扣除空心踏步板空洞體積;以塊計(jì)量時(shí),按設(shè)計(jì)圖數(shù)量計(jì)。以塊計(jì)量,項(xiàng)目特征必須描述單件體積。5.臺(tái)階與坡道

(1)室外臺(tái)階

室外臺(tái)階一般包括踏步和平臺(tái)兩部分。臺(tái)階的坡度應(yīng)比樓梯小,通常踏步高度為100~150mm,寬度為300~400mm。(七)門與窗

3.門與窗的尺度

(1)門的尺度

房間中門的最小寬度,是由人體尺寸、通過人流數(shù)及家具設(shè)備的大小決定的。門的最小寬度一般為700mm,常用于住宅中的廁所、浴室。住宅中臥室、廚房、陽臺(tái)的門應(yīng)考慮一人攜帶物品通行,臥室常取900mm,廚房可取800mm。住宅入戶門考慮家具尺寸增大的趨勢,常取1000mm。普通教室、辦公室等的門應(yīng)考慮一人正在通行,另一人側(cè)身通行,常采用1000mm。

當(dāng)房間面積較大,使用人數(shù)較多時(shí),單扇門寬度小,不能滿足通行要求,為了開啟方便和少占使用面積,當(dāng)門寬大于1000mm時(shí),應(yīng)根據(jù)使用要求采用雙扇門、四扇門或者增加門的數(shù)量。雙扇門的寬度可為1200~1800mm,四扇門的寬度可為2400~3600mm。

按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016的要求,當(dāng)房間使用人數(shù)超過50人,面積超過60m2時(shí),至少需設(shè)2道門。對于一些大型公共建筑如影劇院的觀眾廳、體育館的比賽大廳等,由于人流集中,為保證緊急情況下人流迅速、安全的疏散,門的數(shù)量和總寬度應(yīng)按每100人600mm寬計(jì)算,并結(jié)合人流通行方便,分別設(shè)雙扇外開門于通道外,且每扇門寬度不應(yīng)小于1400mm。

4.門窗節(jié)能

(1)窗戶節(jié)能

1)控制窗戶的面積。窗墻比是節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)控制指標(biāo),它是指窗口面積與房間立面單元面積(即房間層高與開間定位線圍成的面積)的比值。

表2.1.2不同熱工分布區(qū)不同朝向的窗墻比限值朝向窗墻面積比限值嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)北0.250.300.400.40東、西0.300.350.350.30南0.450.500.450.402)提高窗的氣密性?!督ㄖ忾T窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測方法》(GB/T7106-2008)標(biāo)準(zhǔn)中將窗的氣密性能分為八級(jí)。建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求選用密封性良好的窗戶(包括陽臺(tái)門),居住建筑七層以下氣密性能不應(yīng)低于3級(jí),七層及以上氣密性能不應(yīng)低于4級(jí)。公共建筑氣密性能不應(yīng)低于4級(jí)。3)減少窗戶傳熱。

①減少窗框、窗扇型材的傳熱耗能。目前,減少窗框、窗扇型材部分的傳熱耗能主要通過下列三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn):一是選擇導(dǎo)熱系數(shù)小的框料型材。在目前采用的框料型材中,相對于銅、鋁、鋼、木材等,PVC塑料型材的導(dǎo)熱系數(shù)最小。二是采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料截?cái)嘟饘倏蛄闲筒牡臒針蛐纬蓴鄻蚴酱皯簟H抢每蛄蟽?nèi)的空氣腔室或利用空氣層截?cái)嘟饘俚V料型材的熱橋。

②減少玻璃的傳熱耗能。普通平板玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)很大,單層3-5mm厚的平板玻璃幾乎沒有保溫隔熱使用。利用熱反射玻璃、Low-E玻璃、中空玻璃、真空玻璃等可大大降低窗戶的傳熱系數(shù),節(jié)能效果明顯。

③采用隔熱保溫窗簾。(2)門的節(jié)能

門的保溫隔熱性能與門框、門扇的材料和構(gòu)造類型有關(guān)。(3)建筑遮陽

窗戶遮陽板根據(jù)其外形可分為水平式遮陽(適合于南向及南向附近的窗口)、垂直式遮陽(適用于東北、北和西北附近的窗口)、綜合式遮陽(主要用于南、東南及西南附近的窗口)和擋板式遮陽(主要適用于東、西向以及附近朝向的窗口)四種基本形式。(八)屋頂

1.屋頂?shù)念愋?/p>

(1)平屋頂

平屋頂是指屋面坡度在10%以下的屋頂,最常用的排水坡度為2%~3%。

(2)坡屋頂

坡屋頂是指屋面坡度在10%以上的屋頂。

2.平屋頂?shù)臉?gòu)造

(1)平屋頂排水

1)平屋頂起坡方式。要使屋面排水通暢,平屋頂應(yīng)設(shè)置不小于1%的屋面坡度。形成這種坡度的方法有兩種:第一是材料找坡,也稱墊坡。平屋頂材料找坡的坡度宜為2%。第二種方法是結(jié)構(gòu)起坡,也稱擱置起坡。把頂層墻體或圈梁、大梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件上表面做成一定坡度,屋面板依勢鋪設(shè)形成坡度,平屋頂結(jié)構(gòu)找坡的坡度宜為3%。

2)平屋頂排水方式??煞譃橛薪M織排水和無組織排水兩種方式。有組織排水時(shí),宜采用雨水收集系統(tǒng)。

3)屋面落水管的布置。屋面落水管的布置量與屋面集水面積大小、每小時(shí)最大降雨量、排水管管徑等因素有關(guān)。它們之間的關(guān)系可用下式表示:

F=438D2/H

式中:F——單根落水管允許集水面積(水平投影面積,m2);

D——落水管管徑(cm,采用方管時(shí)面積可換算);

H——每小時(shí)最大降雨量(mm/h,由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供)。

若某建筑的屋頂集水面積(屋頂?shù)乃酵队懊娣e)為1000m2,則至少要設(shè)置4根落水管。在工程實(shí)踐中,落水管間的距離(天溝內(nèi)流水距離)以10~15m為宜。

(2)平屋頂柔性防水及構(gòu)造。

表2.1.1屋面防水等級(jí)和設(shè)防要求防水等級(jí)建筑類別設(shè)防要求具體做法I級(jí)重要建筑和高層建筑兩道1.卷材防水層和卷材防水層

2.卷材防水層和涂膜防水層

3.復(fù)合防水層Ⅱ級(jí)一般建筑一道1.卷材防水層

2.涂膜防水層

3.復(fù)合防水層1)找平層。

表2.1.2找平層厚度及技術(shù)要求找平層分類適用的基層厚度(mm)技術(shù)要求水泥砂漿整體現(xiàn)澆混凝土板15~201:2:5水泥砂漿整體材料保濕層20~25細(xì)石混凝土裝配式混凝土板30~35C20混凝土宜加鋼筋網(wǎng)片板狀材料保濕板C20混凝土保溫層上的找平層應(yīng)留設(shè)分隔縫,縫寬宜為5~20mm,縱橫縫的間距不宜大于6m?;鶎愚D(zhuǎn)角處應(yīng)抹成圓弧形,其半徑不小于50mm。找平層表面平整度的允許偏差為5mm。分格縫處應(yīng)鋪設(shè)帶胎體增強(qiáng)材料的空鋪附加層,其寬度為200~300mm。

3)卷材防水屋面。

為了防止屋面防水層出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,一是阻斷來自室內(nèi)的水蒸氣,構(gòu)造上常采取在屋面結(jié)構(gòu)層上的找平層表面做隔氣層,阻斷水蒸氣向上滲透;二是在屋面防水層下保溫層內(nèi)設(shè)排汽通道,并使通道開口露出屋面防水層,使防水層下水蒸氣能直接從透氣孔排出。

4)涂膜防水屋面。

按防水層和隔熱層的上下設(shè)置關(guān)系可分為正置式屋面和倒置式屋面。

正置式屋面(傳統(tǒng)屋面構(gòu)造做法),其構(gòu)造一般為隔熱保溫層在防水層的下面。

倒置式做法即把傳統(tǒng)屋面中防水層和隔熱層的層次顛倒一下,防水層在下面,保溫隔熱層在上面。與傳統(tǒng)施工法相比該工法能使防水層無熱脹冷縮現(xiàn)象,延長了防水層的使用壽命;同時(shí)保溫層對防水層提供一層物理性保護(hù),防止其受到外力破壞。

6)保護(hù)層。

保護(hù)層是防水層上表面的構(gòu)造層。它可以防止太陽光的輻射而致防水層過早老化。

采用塊體材料做保護(hù)層時(shí),宜設(shè)分隔縫,其縱橫間距不宜大于10m,分隔縫寬度宜為20mm,并用密封材料嵌填。

7)平屋頂防水細(xì)部構(gòu)造。

①檐口。卷材防水屋面檐口800mm范圍內(nèi)的應(yīng)滿粘。

②檐溝和天溝。卷材或涂膜防水屋面檐溝和天溝的防水層下應(yīng)增設(shè)附加層,附加層伸入屋面的寬度不應(yīng)小于250mm。

③女兒墻。低女兒墻泛水處的防水層可直接鋪貼或涂刷至壓頂下,卷材收頭應(yīng)用金屬壓條釘壓固定,并應(yīng)用密封材料封嚴(yán);涂膜收頭應(yīng)用防水涂料多遍涂刷。高女兒墻泛水處的防水層泛水高度不應(yīng)小于250mm,泛水上部的墻體應(yīng)做防水處理。

女兒墻泛水處的防水層并入防水層工程量中,搭接、附加層的工程量不計(jì)入。(3)平屋頂?shù)谋亍⒏魺?/p>

隔熱層分為種植、架空、蓄水三種形式。

1)平屋頂?shù)墓?jié)能措施

②平屋頂保溫層的構(gòu)造方式有正置式和倒置式兩種。倒置式屋頂可以減輕太陽輻射和室外高溫對屋頂防水層不利影響,提高防水層的使用年限。

2)平屋頂?shù)谋夭牧?/p>

平屋頂?shù)怪檬奖夭牧峡刹捎茫簲D塑聚苯板、泡沫玻璃保溫板等。

平屋頂正置式保溫材料可采用:膨脹聚苯板、擠塑聚苯板、硬泡聚氨酯、石膏玻璃棉板、水泥聚苯板、加氣混凝土等。

3)平屋頂?shù)膸追N節(jié)能構(gòu)造做法

②架空型保溫節(jié)能屋頂構(gòu)造

架空隔熱層宜在屋頂有良好通風(fēng)的建筑物上采用,不宜在寒冷地區(qū)采用。當(dāng)采用混凝土板架空隔熱層時(shí),屋面坡度不宜大于5%。架空隔熱制品及其支座的質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。架空隔熱層的高度宜為180mm~300mm,架空板與女兒墻的距離不應(yīng)小于250mm。3.坡屋頂?shù)臉?gòu)造

(1)坡屋頂?shù)某兄亟Y(jié)構(gòu)。

1)磚墻承重。磚墻承重又叫硬山擱檁。磚墻承重結(jié)構(gòu)體系適用于開間較小的房屋。

2)屋架承重。當(dāng)坡屋面房屋內(nèi)部需要較大空間時(shí),可把部分橫向山墻取消,用屋架作為橫向承重構(gòu)件。坡屋面的屋架多為三角形。

4)鋼筋混凝土梁板承重。鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)層按施工方法有兩種:一種是現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁和屋面板,另一種是預(yù)制鋼筋混凝土屋面板直接擱置在山墻上或屋架上。對于空間跨度不大的民用建筑,鋼筋混凝土折板結(jié)構(gòu)是目前坡屋頂建筑使用較為普遍的一種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)形式無須采用屋架、檁條等結(jié)構(gòu)構(gòu)件,而且整個(gè)結(jié)構(gòu)層整體現(xiàn)澆,提高了坡屋頂建筑的防水、防滲性能;在這種結(jié)構(gòu)形式中,屋面瓦可直接用水泥砂漿粘貼于結(jié)構(gòu)層上。

(2)坡屋頂屋面

瓦屋面按設(shè)計(jì)圖示尺寸以斜面積計(jì)算。三、工業(yè)建筑構(gòu)造

(一)單層廠房的結(jié)構(gòu)組成

1.承重結(jié)構(gòu)

(1)橫向排架:由基礎(chǔ)、柱、屋架組成,主要是承受廠房的各種豎向荷載。

(2)縱向連系構(gòu)件:由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁等組成,與橫向排架構(gòu)成骨架,保證廠房的整體性和穩(wěn)定性。

(3)支撐系統(tǒng)構(gòu)件:支撐系統(tǒng)包括柱間支撐和屋蓋支撐兩大部分。支撐構(gòu)件設(shè)置在屋架之間的稱為屋架支撐,設(shè)置在縱向柱列之間的稱為柱間支撐。支撐構(gòu)件主要傳遞水平荷載,起保證廠房空間剛度和穩(wěn)定性的作用。

(二)單層廠房承重結(jié)構(gòu)構(gòu)造

1.屋蓋結(jié)構(gòu)

(2)屋蓋的承重構(gòu)件

鋼筋混凝土屋架或屋面梁是屋蓋結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件,直接承受屋面荷載。

2.柱

廠房中的柱由柱身(包括上柱和下柱)、牛腿及往上預(yù)埋鐵件組成,柱是廠房中的主要承重構(gòu)件之一,在柱頂上支承屋架,在牛腿上支承吊車梁。

3.基礎(chǔ)

廠房基礎(chǔ)一般多采用獨(dú)立式基礎(chǔ)。

4.吊車梁

(3)魚腹式吊車梁。該種形式的梁受力合理,能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度和減輕自重,節(jié)省材料,可承受較大荷載,梁的剛度大,但構(gòu)造和制作比較復(fù)雜,運(yùn)輸、堆放需設(shè)專門支墊。預(yù)應(yīng)力混凝土魚腹式吊車梁適用于廠房柱距不大于12m,廠房跨度12~33m,吊車起重量為15~150t的廠房。5.支撐

單層廠房的支撐作用:可以使廠房形成整體的空間骨架,保證廠房的空間剛度;在施工和正常使用時(shí)保證構(gòu)件的穩(wěn)定和安全;承受和傳遞吊車縱向制動(dòng)力、山墻風(fēng)荷載、縱向地震力等水平荷載。

(1)屋架支撐。

②屋架上弦橫向水平支撐。支撐間距一般不大于60m。第二節(jié)道路、橋梁、涵洞工程的分類、組成及構(gòu)造

一、道路工程

(一)道路分類及組成

1.道路的分類

根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37—2012),按道路所在位置、交通性質(zhì)及其使用特點(diǎn),道路可分為:公路、城市道路、廠礦道路及鄉(xiāng)村道路等。公路是連接城市、農(nóng)村、廠礦基地和林區(qū)的道路;城市道路是城市內(nèi)道路;廠礦道路是廠礦區(qū)內(nèi)道路。它們在技術(shù)方面有很多相同之處。

城市道路應(yīng)按道路在道路網(wǎng)中的地位、交通功能以及對沿線的服務(wù)功能等,分為快速路、主干路、次干路和支路四個(gè)等級(jí)。

道路交通量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的道路設(shè)計(jì)年限為:快速路、主干路應(yīng)為20年,次干路應(yīng)為15年,支路宜為10~15年。

2.道路的組成

(1)線形組成。

1)機(jī)動(dòng)車道。機(jī)動(dòng)車道路面寬度應(yīng)包括車行道寬度及兩側(cè)路緣帶寬度,單幅路及三幅路采用中間分隔物或雙黃線分隔對向交通時(shí),機(jī)動(dòng)車道路面寬度還應(yīng)包括分隔物或雙黃線的寬度。一條機(jī)動(dòng)車道最小寬度應(yīng)符合表2.2.1的規(guī)定。

表2.2.1一條機(jī)動(dòng)車道最小寬度車型及車道類型設(shè)計(jì)速度>60≤60大型車或混行車道(m)3.753.50小客車專用車道(m)3.503.255)綠化帶。道路綠化是大地綠化的組成部分,也是道路組成不可缺少的部分,無論是道路總體規(guī)劃、詳細(xì)設(shè)計(jì)、修建施工,還是養(yǎng)護(hù)管理都是其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。綠化帶的寬度應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,最小寬度為1.5m。

6)設(shè)施帶。設(shè)施帶寬度應(yīng)包括設(shè)置護(hù)欄、照明燈柱、標(biāo)志牌、信號(hào)燈、城市公共服務(wù)設(shè)施等的要求,各種設(shè)施布局應(yīng)綜合考慮。設(shè)施帶可與綠化帶結(jié)合設(shè)置,但應(yīng)避免各種設(shè)施與樹木間的干擾。

7)應(yīng)急車道。當(dāng)快速路單向機(jī)動(dòng)車道數(shù)小于3條時(shí),應(yīng)設(shè)不小于3.0m的應(yīng)急車道。當(dāng)連續(xù)設(shè)置有困難時(shí),應(yīng)設(shè)置應(yīng)急停車港灣,間距不應(yīng)大于500m,寬

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