【工程構(gòu)造篇】
第一節(jié) 工業(yè)與民用建筑工程
一、工業(yè)與民用建筑工程分類及組成
(一)工業(yè)建筑分類
1、按廠房層數(shù)分:單層廠房(適用于有大型機(jī)器設(shè)備或有重型起重運(yùn)輸設(shè)備),多層廠房(適用于生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品較輕,可沿垂直反響組織生產(chǎn)的廠房,如食品、電子精密儀器工業(yè)等),混合層數(shù)廠房(多用于化學(xué)工業(yè)、熱電站等主廠房)
2、按工業(yè)建筑用途分:生產(chǎn)廠房(如機(jī)械制造廠中的鑄工車間、電鍍車間、熱處理車間、機(jī)械加工車間和裝配車間),生產(chǎn)輔助廠房(如機(jī)械制造廠房的修理車間、工具車間等),動(dòng)力用廠房(如發(fā)電站、變電所、鍋爐房等),倉儲(chǔ)建筑(倉庫等),倉儲(chǔ)用建筑(汽車庫、機(jī)車庫、起重車庫、消防車庫等),其他建筑(如水泵房、污水處理建筑)
3、按廠房跨度的數(shù)量和方向分
4、按廠房跨度尺寸分:小跨度(跨度≦12米的單層工業(yè)廠房,以砌體結(jié)構(gòu)為主),大跨度(12米以上的單層工業(yè)廠房,15-30米為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),36以上為鋼結(jié)構(gòu))
5、按車間生產(chǎn)狀況分
(二)單層工業(yè)廠房組成
1、屋蓋結(jié)構(gòu)(屋面板,屋架或屋面梁,天窗架及托架):屋面板(鋪在屋架或屋面梁上,承受上面荷載)—屋架或屋面梁(擱置在柱子上,主要承重構(gòu)件,承擔(dān)屋面板荷載、天窗荷載)—柱子
2、吊車梁(安放在柱子伸出的牛腿上):承受吊車自重、吊車最大起重量(垂直荷載)以及吊車剎車時(shí)產(chǎn)生的沖剪力(水平荷載),將荷載傳給柱子
3、柱子(廠房主要受力構(gòu)件):承載屋蓋、吊車梁、墻體荷載,以及山墻傳來的風(fēng)荷載
4、基礎(chǔ)
5、外墻維護(hù)系統(tǒng)(外墻、抗風(fēng)柱、墻梁和基礎(chǔ)梁等):主要承受墻體和構(gòu)件自重及作用在墻上的風(fēng)荷載
6、支撐系統(tǒng)(柱間支撐和屋蓋支撐):傳遞水平風(fēng)荷載和掉車間產(chǎn)生的沖切力
(三)民用建筑分類
1、按建筑物規(guī)模與數(shù)量分
2、按建筑物層數(shù)和高度分
(1)住宅建筑按層數(shù)分:1-3層為低層建筑,4-6層為多層建筑,7-9層為中高層建筑,10層及以上為高層建筑
(2)除住宅外其他民用建筑按高度分:不大于24米為單層和多層建筑,大于24米為高層建筑(不包括單層公共建筑)
(3)建筑高度大于100米為超高層建筑
3、按建筑耐久年限分
(1)一級(jí)建筑:耐久年限大于100年,適用于重要建筑和高層建筑 (2)二級(jí)建筑:耐久年限50-100年,適用于一般性建筑 (3)三級(jí)建筑:耐久年限25-50年,適用于次要建筑 (4)四級(jí)建筑:耐久年限15年以下,適用于臨時(shí)性建筑
4、按主要承重材料分
5、按承重結(jié)構(gòu)方式分
6、按施工方法分
二、地基與基礎(chǔ)
(一)地基與基礎(chǔ)的關(guān)系(地基是基礎(chǔ)以下的土層,基礎(chǔ)是建筑屋的地下部分)
(二)地基分類(天然地基、人工地基)
人工地基處理方法:壓實(shí)法—含水量大、密實(shí)性差的地基土;優(yōu)缺點(diǎn)為不消耗建筑材料,較為經(jīng)濟(jì),但昨夜效率低
換土法—適用于地基的上表層部分為承載能力弱的軟弱土;優(yōu)缺點(diǎn)為地基強(qiáng)度高,見效快,但成本較大
化學(xué)處理法—適用于局部地基強(qiáng)度不足的在建建筑物或已建建筑物 打樁發(fā)—將鋼筋混凝土樁打入或灌入途中,由樁和樁間土層組成復(fù)合地基
(三)基礎(chǔ)類型
1、按材料及受力特點(diǎn)
(1)剛性基礎(chǔ):所用材料為磚、石、混凝土等;抗壓強(qiáng)度高,抗拉及抗剪強(qiáng)度低;用此基礎(chǔ),應(yīng)保證基礎(chǔ)底層只受壓、不受拉,根據(jù)材料受力特點(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,最大限度節(jié)約基礎(chǔ)材料,受剛性角限制的基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ)。
磚基礎(chǔ):坡面為階梯形,稱為放腳,每一階梯挑出的長度為磚的1/4(即60mm)
灰土基礎(chǔ):灰土與土的體積比為2:8或3:7;灰土每層鋪22-25cm,夯層15cm為一步;三層以下建筑灰土可做二步,三層以上可做三步,適用地下水位較低地區(qū)
三合土基礎(chǔ):石灰、砂、骨料(碎石或碎磚)按1:2:4或1:3:6加水拌合和夯實(shí)而成;適用地下水位較低的四層以下建筑
毛石基礎(chǔ):寬度及臺(tái)階高度不應(yīng)小于400mm;適用地下水位較高地區(qū) 混凝土基礎(chǔ):適用地下水位較高,受冰凍影響的建筑
冒失混凝土基礎(chǔ):階梯高度一般不得小于300mm,適用地下水位較高地區(qū)
(2)柔性基礎(chǔ):在混凝土基礎(chǔ)底部配置鋼筋,利用鋼筋抗拉,使基礎(chǔ)可承受彎矩,不受剛性角限制,因此,鋼筋混凝土基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)
鋼筋混凝土基礎(chǔ)可做成錐形,最薄處高度不小于200mm,也可做成階梯形,每踏步300mm-500mm,通常基礎(chǔ)下設(shè)有100mm左右素混凝土墊層,無墊層時(shí),鋼筋保護(hù)層為70mm
2、按構(gòu)造形式分類
(1)獨(dú)立基礎(chǔ)(單獨(dú)基礎(chǔ)):柱下單獨(dú)基礎(chǔ)—柱子基礎(chǔ)的主要類型 墻下單獨(dú)基礎(chǔ)—上土層土質(zhì)松軟,不深處有較好土層,為節(jié)約基礎(chǔ)材料和減少土方開挖量
(2)條形基礎(chǔ):墻下條形基礎(chǔ)—承重墻基礎(chǔ)的主要形式
柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)—地基軟弱而荷載較大
(3)柱下十字交叉基礎(chǔ):荷載較大的高層建筑,如土質(zhì)軟弱,為增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度,減少不均勻沉降
(4)片筏基礎(chǔ):地基基礎(chǔ)軟弱而荷載又很大,采用十字基礎(chǔ)仍不能滿足要求或相鄰基槽距離很小
(5)箱型基礎(chǔ):使用地基軟弱土層厚、荷載大和建筑面積不太大的一些重要建筑物,目前高層建筑多用
(四)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)
影響因素:建筑物上部荷載大小、地基土質(zhì)好壞、地下水位高低、土壤冰凍的深度、新舊建筑物的相鄰交接
劃分:大于4米為深基礎(chǔ),小于4米為淺基礎(chǔ)
基本原則:在保證安全的基礎(chǔ)上,盡量淺埋,但不應(yīng)淺于0.5m,基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于設(shè)計(jì)地面100mm,避免基礎(chǔ)外露
(五)地下室防潮與防水
地下室地坪位于常年地下水位以上時(shí),做防潮處理;磚墻墻體采用水泥砂漿砌筑;所有墻體都必須設(shè)兩道水平防潮層,一道在地下室地坪附近、一道在室外地面散水下150mm-200mm, 地下室地坪位于最高設(shè)計(jì)地下水位以下時(shí),做防水處理
三、墻與框架結(jié)構(gòu)
(一)墻體防潮層
室內(nèi)地面為實(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處分別設(shè)置防潮層,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
(二)圈梁
是沿外墻、內(nèi)縱墻和主要橫墻設(shè)置的處于同一水平內(nèi)的連續(xù)封閉梁,可以提高建筑物的空間剛度和整體性,增加墻體穩(wěn)定,減少由于地基不均勻沉降而引起的墻體開裂,并防止較大振動(dòng)荷載對(duì)建筑物的不良影響 圈梁寬度一般同墻厚,對(duì)墻厚較大的可做2/3,高度不小于120mm,通常為180mm、240mm;檐口和基礎(chǔ)下必須設(shè)置,宜設(shè)在樓板標(biāo)高處,盡量與樓板結(jié)構(gòu)連成整體,也可設(shè)在門窗上部,兼坐過梁;遇到洞口不能封閉,應(yīng)在洞口上部設(shè)置截面不小于圈梁的附加梁,搭接長度不小于1m,應(yīng)大于兩梁高差的2倍
(三)構(gòu)造柱
從豎向加強(qiáng)墻體連接,與圈梁一起組成空間固件,提高建筑物的整體剛度和墻體的延性,約束墻體裂縫的開展,增加建筑物承受地震的能力
一般在墻的轉(zhuǎn)角部位(建筑物四周、縱橫墻相交處、樓梯間轉(zhuǎn)角處)設(shè)置,沿整個(gè)建筑高度貫通,與圈梁、地梁現(xiàn)澆成整體
構(gòu)造柱最小截面尺寸為240mm×180mm,豎向鋼筋一般用4Φ12mm,鋼箍間距不大于250mm;施工時(shí)先砌墻,后澆鋼筋混凝土柱,并沿墻高每隔500mm設(shè)拉接鋼筋,每邊深入場(chǎng)內(nèi)不宜小于1m,構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ),但應(yīng)伸入地面下500mm,或錨入淺于500mm的地圈梁內(nèi)
(四)變形縫
1、伸縮縫(溫度縫):地面以上構(gòu)件全部斷開,基礎(chǔ)受溫度影響小,不斷開,寬度一般為20-30mm,縫內(nèi)填保溫材料
2、層降縫:房屋相鄰部分的高度、荷載、結(jié)構(gòu)形式差別很大而地基又較弱時(shí)設(shè)置,如復(fù)雜的平面或體形轉(zhuǎn)折處、高度變化處、荷載、地基的壓縮性和地基處理的方法明顯不同處設(shè)置;所有構(gòu)件(含基礎(chǔ))全部斷開;2-3層取50-80mm,4、5層取80-120mm,5層以上取200mm
3、防震縫:一般從基礎(chǔ)頂面開始,沿房屋全高設(shè)置
(五)框架結(jié)構(gòu)
板、柱框架系統(tǒng):適用于樓層內(nèi)大空間布置
梁、板、柱框架系統(tǒng):是通常采用的框架形式
剪力墻框架系統(tǒng):普遍用于高層建筑
框架—筒體結(jié)構(gòu):可建造較高層建筑物(55層),可以在較大的樓層面積中取消柱子,增加房間使用靈活性
四、樓板與地面
(一)鋼筋混凝土樓板(板式、梁板式、井字形密肋式、無梁式)
1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板
(1)板式樓板:房屋中跨度較小的房間(如廚房、廁所、貯藏室、走廊)及雨篷、遮陽等常用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓板單向板—長短邊比值大于或等于3,四邊支承,僅短邊受力 雙向板—長短邊比值小于2,四邊支承,雙向受力 懸挑板—只有一邊支承,主要受力鋼筋在板上方
(2)梁板式肋形樓板:由主梁、次梁、板組成,具有傳力明確、受力合理的特點(diǎn),使用房屋的開間、進(jìn)深較大,樓面承受的彎矩較大時(shí) 主梁沿房屋短跨方向布置(經(jīng)濟(jì)跨度5-8m);次梁與主梁垂直,把荷載傳給主梁,跨度等于主梁間距(一般4-6m);板在次梁上,荷載傳給次梁,其短邊跨度即為次梁間距(一般1.7-3m) 板的擱置長度不小于120mm;梁在墻上擱置長度與梁高有關(guān),梁高小于500mm,擱置長度不小于180mm,梁高大于500mm,擱置長度不小于240mm,通常次梁擱置長度為240mm,主梁擱置長度370mm;梁在墻上支承面積不足時(shí),需設(shè)置梁墊
(3)井字形肋樓板:房間的片面形狀近似正方形,跨度在10m以內(nèi)時(shí),常采用井字形肋樓板,如門廳、會(huì)議廳;優(yōu)點(diǎn)為頂棚整齊美觀,提高房屋的凈空高度
(4)無梁樓板:平面尺寸較大的房間或門廳,不設(shè)梁,直接將板支承于柱上;無梁樓板柱網(wǎng)一般布置成方形或矩形,以方向那個(gè)柱網(wǎng)較為經(jīng)濟(jì),跨度不超過6m,板厚不小于120mm;優(yōu)缺點(diǎn)為底面平整,增加了室內(nèi)凈空高度,有利于通風(fēng)采光,但樓板厚度較大;使用于荷載較大、管線較多的商店和倉庫
2、預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓板
(1)類型
實(shí)心平板:跨度較小,不超過2.4m,做成預(yù)應(yīng)力構(gòu)件跨度可達(dá)2.7m;適用于走道板、貯藏室隔板或廚房、廁所板;優(yōu)缺點(diǎn)為制作方便,造價(jià)低,但隔音效果不好 槽型板:適用于有特殊隔聲、保溫要求的建筑;具有保溫、隔聲等特點(diǎn)
空心板:厚度視跨度而定,一般多為110-240mm,寬度為500-1200mm,跨度為2.4-7.2m,較為經(jīng)濟(jì)跨度2.4-4.2m
(2)細(xì)部構(gòu)造
板擱置長度一般不小于100mm,為使板于墻連接可靠,應(yīng)先在墻上鋪設(shè)水泥砂漿(坐漿),厚度不小于10cm
板的側(cè)縫有V形縫、U形縫、凹槽縫3種;當(dāng)縫差在60mm以內(nèi)時(shí),調(diào)整板縫寬度,當(dāng)縫差在60-120mm時(shí),沿墻邊挑兩皮磚;當(dāng)縫差超過200mm時(shí),重新選擇板的規(guī)格
五、陽臺(tái)(墻承式、懸挑式)
(一)墻承式:多用于凹陽臺(tái)
(二)懸挑式:一般挑長1.0-1.5m,以1.2m左右為最常見,適用于挑陽臺(tái)或半凹半挑陽臺(tái)
1、挑梁式:橫梁伸出挑梁,陽臺(tái)板擱置在挑梁上,挑梁壓入墻內(nèi)一般為懸挑長度的1.5倍;應(yīng)用較為廣泛
2、挑板式:一種是講陽臺(tái)板與墻梁現(xiàn)澆在一起,優(yōu)點(diǎn)為底部平整,外形輕巧,陽臺(tái)寬度不受房間開間限制,缺點(diǎn)是梁受力復(fù)雜,懸挑長度有限,一般不超過1.2m
一種是樓板直接向外懸挑成陽臺(tái)板,優(yōu)點(diǎn)為底部平整,外形輕巧,缺點(diǎn)是板受力復(fù)雜,構(gòu)件類型增多,陽臺(tái)地面標(biāo)高與室內(nèi)地面標(biāo)高相同,不利于排水
(三)陽臺(tái)排水:陽臺(tái)地面低于室內(nèi)地面30-50mm,泄水管外伸80cm 六、樓梯(樓梯段(踏步數(shù)一般不大于18級(jí)、不小于3級(jí))、平臺(tái)、欄桿與扶手組成)
(一)樓梯類型
(二)樓梯構(gòu)造
1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯:板式樓梯—樓梯跨度不大時(shí)常采用;優(yōu)點(diǎn)為地面平整、外形簡潔、便于施工,缺點(diǎn)為跨度較大時(shí)梯段板厚度增加、自重較大、不經(jīng)濟(jì)
梁式樓梯—跨度較大時(shí)經(jīng)濟(jì)性好,常采用;踏步板將荷載傳給左右斜梁, 斜梁將荷載傳給平臺(tái)梁,平臺(tái)梁將荷載傳給柱子
2、預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯:小型構(gòu)件裝配式樓梯(懸挑式樓梯、墻承式樓梯、梁承式樓梯),中型及大型構(gòu)件裝配式樓梯
七、屋頂
組成:屋面面層、承重結(jié)構(gòu)層、保溫層、頂棚
分類:平屋頂(坡度在10%以下,常用排水坡度2%-3%)、坡屋頂(坡度在10%以上)、曲面屋頂(球形、懸索形、鞍形)
(一)平屋頂構(gòu)造
起坡方法:一種是材料找坡,也稱墊坡;另一種是結(jié)構(gòu)起坡,也稱擱置起坡
1、平屋頂排水
排水方式:有組織排水、無組織排水 屋面落水管布置:F=438D2 /H;
(F為單根落水管允許積水面積(水平投影面積,㎡),D為落水管管徑(cm,采用方管時(shí)面積可換算),H為每小時(shí)最大降雨量(mm/h))
在工程實(shí)踐中,落水管間距以10-15m為宜,計(jì)算間距大于實(shí)用距離,取適用距離,計(jì)算間距小于實(shí)用距離,取計(jì)算間距
2、平屋頂防水及構(gòu)造(柔性防水、剛性防水)
(1)柔性防水平屋頂
用1:3水泥砂漿找平,厚度為15-20cm;
為防止防水層出現(xiàn)龜裂,一是在找平層上坐隔氣層,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,使水蒸氣直接從透氣孔排出
泛水與屋面相交處基層應(yīng)做成鈍角(>135°)或圓弧(R°=50-100mm),防水層想垂直面的上卷高度不小于250mm,卷材的收口應(yīng)嚴(yán)實(shí),以防收口滲水
(2)剛性防水平屋頂
剛性防水材料:主要是水泥砂漿
剛性防水層為防止因溫度變化產(chǎn)生無規(guī)則裂縫,通常在剛性防水屋面上設(shè)置分倉縫(也叫分格縫),位置一般在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支承位置及屋面分水線處。屋面總進(jìn)深在10m以內(nèi),可在屋脊處設(shè)置一道縱向分倉縫,超出10m,可在坡面中間板縫內(nèi)設(shè)一道風(fēng)分倉縫。橫向分倉縫可隔6-12m設(shè)一道,且縫口在支承墻上,分倉縫寬度在20mm左右,縫內(nèi)填瀝青麻絲,上部20-30mm深油膏。橫向及縱向屋脊處分倉縫可突出屋面30-40mm,縱向非屋脊處應(yīng)做成平縫,以免一項(xiàng)排水。
3、平屋頂隔熱:蓄水隔熱、種植隔熱
(二)坡屋頂
1、坡屋頂承重結(jié)構(gòu):硬山擱檁—橫墻間距較小,可把橫墻上部砌成三角形,直接把檁條支承在三角形橫墻上屋架及支撐—坡屋面內(nèi)部需要較大空間,將橫向山墻取消,用屋架作為橫向承重構(gòu)件
八、裝飾
(一)墻體飾面裝修構(gòu)造
1、抹灰類:按質(zhì)量要求分為普通抹灰、中級(jí)抹灰、高級(jí)抹灰;優(yōu)點(diǎn)為材料來源廣泛,施工操作簡單,造價(jià)低廉
2、貼面類:貼面磚留1.3mm左右的縫隙,增加材料透氣性;石板類裝修時(shí),由于每塊板重量較大,不能用砂漿直接粘貼,而多采用綁或掛的做法
3、涂料類:優(yōu)點(diǎn)為造價(jià)低、裝飾性好、工期短、工效高、自重輕,施工操作、維修、更新都比較方便
外墻涂料應(yīng)耐久、耐凍、耐污染,內(nèi)墻涂料除滿足裝飾要求外,還應(yīng)有一定的強(qiáng)度和耐擦洗性能
炎熱多雨地區(qū)選擇耐水性、耐高溫性和防霉性好,寒冷地區(qū)選擇抗凍性好。
分為無機(jī)涂料(JH80-1、JHN84-1、F832)包括石灰漿、大白漿、水泥漿及無機(jī)高分子涂料;有機(jī)涂料(812建筑涂料、106內(nèi)墻涂料、PA-1乳膠涂料)依稀釋劑不同,分溶劑型涂料、水溶性涂料和乳膠涂料
(二)樓地面裝飾構(gòu)造
1、整體澆注地面
(1)水泥砂漿地面:厚度不宜過大,一般為15-20mm;優(yōu)點(diǎn)為構(gòu)造簡單,施工方便,造價(jià)低且耐水;目前應(yīng)用最廣泛的一種低檔地面做法
(2)水磨石地面:優(yōu)點(diǎn)為地面堅(jiān)硬、耐磨、光潔,不透水,不起灰,裝飾效果優(yōu)于水泥砂漿地面;缺點(diǎn)為造價(jià)高于水泥砂漿地面,施工較復(fù)雜,無彈性,吸熱性強(qiáng);常用于人流量較大的交通空間和房間
(3)菱苦土地面:優(yōu)點(diǎn)為地面易于清潔,有一定彈性,熱工作性能好;缺點(diǎn)為不耐水,不耐高溫;適用于有清潔、彈性要求的房間,不宜用于經(jīng)常有誰存留及溫度經(jīng)常在35℃以上的房間
2、板塊地面
(1)陶瓷板塊地面:優(yōu)點(diǎn)為堅(jiān)硬耐磨,色澤穩(wěn)定,易于保持清潔,有較好的耐水和耐酸堿腐蝕性;缺點(diǎn)為造價(jià)偏高;使用于用水或有腐蝕的房間
(2)石板地面:人造石板價(jià)格低于天然石板;優(yōu)點(diǎn)為耐磨、耐久性,裝飾性好;缺點(diǎn)為造價(jià)較高
(3)木地板:優(yōu)點(diǎn)為具有良好的彈性、吸聲能力和低吸熱性,易于保持清潔;缺點(diǎn)是耐火性差,保養(yǎng)不善易腐朽,造價(jià)較高
第二節(jié) 道路工程
一、道路的組成及分類
分類:公路、城市道路、廠礦道路、鄉(xiāng)村道路
組成:路基、墊層、基層和面層四部分(中、低級(jí)道路);路基、墊層、底基層、基層、聯(lián)結(jié)層和面層六部分(高級(jí)道路)
二、路基
高于原地面的填方路基稱為路堤,低于原地面的挖方路基稱為路塹,路面地面以下80cm范圍內(nèi)稱為路床
(一)路基基本要求:具有足夠的強(qiáng)度、剛度、水穩(wěn)定性及整體穩(wěn)定性
(二)路基形式:
1、填方路基
(1)填土路基:宜選用級(jí)配較好的粗粒土做填料的路堤
(2)填石路基:用不易風(fēng)化的開山石料填筑的路堤
(3)砌石路基:用不易風(fēng)化的開山石料外砌、內(nèi)填而成的路堤。砌石頂寬采用0.8m,基底面以1:5向內(nèi)傾斜,砌石高度為2-15m,砌石路基每隔15-20m設(shè)置伸縮縫
(4)護(hù)肩路基:堅(jiān)硬巖石地段陡山坡上的半填半挖路基,填方不大,邊坡伸出較遠(yuǎn)不易修筑時(shí),可修筑護(hù)肩;高度不超過2m,內(nèi)外坡均直立,基底面以1:5坡度向內(nèi)傾斜
(5)護(hù)腳路基:山坡上的填方路基有沿斜坡下滑的傾向或?yàn)榧庸獭⑹栈靥罘狡履_時(shí)采用;頂寬不小于1m,內(nèi)外側(cè)坡坡度可采用1:05-1:0.75,高度不超過5m
2、挖方路基
3、半填半挖路基
地面自然橫坡度陡于1:5的斜坡上修筑路堤,路堤基底應(yīng)挖臺(tái)階,臺(tái)階寬度不小于1m,臺(tái)階應(yīng)有2%-4%向內(nèi)傾斜的坡度,分期修建和改建公路加寬時(shí),新舊路基填方邊坡銜接處應(yīng)開挖臺(tái)階,高速公路、一級(jí)公路臺(tái)階寬一般為2m
三、路面
(一)路面結(jié)構(gòu)(面層、基層、墊層為路面結(jié)構(gòu)基本層次,為保證荷載向下擴(kuò)散傳遞,較下一層比其上一層的每邊寬處0.25m)
1、面層:應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、良好的溫度穩(wěn)定性,且耐磨、抗滑、平整和不透水
2、基層:材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、水穩(wěn)性、擴(kuò)散荷載的性能
3、墊層:在路基土質(zhì)較差、水溫狀況不好時(shí),宜在基層(或底基層)下設(shè)置墊層,其排水、隔水、防凍、防污或擴(kuò)散荷載應(yīng)力作用
(二)路面等級(jí)與分類
1、路面等級(jí):按面層材料組成、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面所能承擔(dān)的交通任務(wù)和使用品質(zhì)劃分為高級(jí)路面、次高級(jí)路面、中級(jí)路面、低級(jí)路面四個(gè)等級(jí)
2、路面類型
(1)路面基層類型
水泥穩(wěn)定土路面:可使用于各種交通類別的基層和底基層,只能做高級(jí)瀝青路面底基層,不能做基層,在高速公路和一級(jí)公路的水泥混凝土面板下也不應(yīng)用作基層
石灰穩(wěn)定土基層:適用于各級(jí)公路路面底基層,可做二級(jí)和二級(jí)以下公路的基層,不應(yīng)用作高級(jí)路面的基層
石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土基層:適用于各級(jí)公路的基層與底基層,其中二灰土不應(yīng)用作高級(jí)瀝青路面及高速公路、一級(jí)公路上水泥混凝土路面的基層級(jí)配碎(礫)石基層:級(jí)配碎石可用于各級(jí)公路的基層和底基層,可用作較薄瀝青面層與半剛性基層之間的中間層,級(jí)配碎礫可用于二級(jí)及二級(jí)以下公路基層及各級(jí)公路的底基層
填隙碎石基層:可用于各級(jí)公路的底基層和二級(jí)以下公路的基層
(2)路面面層類型
瀝青路面—可分為瀝青混凝土混合料和瀝青碎石混合料 熱拌熱鋪瀝青混合料適用于各種等級(jí)公路是瀝青面層,高速公路、一級(jí)公路瀝青面層采用瀝青混凝土混合料鋪筑,瀝青碎石混合料僅適用于過渡層及平整層 乳化瀝青隨時(shí)混合料適用于三級(jí)及三級(jí)以下公路的瀝青面層、二級(jí)公路的罩面層以及各級(jí)公路瀝青路面的聯(lián)結(jié)層或平整層
瀝青貫入式路面適用于二級(jí)及二級(jí)以下公路,也可作為瀝青混凝土路面的聯(lián)結(jié)層瀝青表面處置適用于三級(jí)及三級(jí)以下公路、城市道路支路、縣鎮(zhèn)道路、各級(jí)公路施工便道以及在舊瀝青面層上加鋪罩面層或磨耗層
第三節(jié) 橋梁與涵洞
一、橋梁的分類
根據(jù)橋梁跨徑總長L和彈孔跨徑L 0的不同,橋梁可分為特大橋(L≥500m或L 0≥100m)、大橋(500m>L≥100m或100m> L 0≥40m)、中橋(100m>L≥30m或40m> L 0≥20m)、小橋(30m>L≥8m或20m> L 0≥5m) 二、橋梁上部結(jié)構(gòu) (一)橋面構(gòu)造
1、橋面鋪裝及排水、防水系統(tǒng)
(1)橋面鋪裝:分為水泥混凝土或?yàn)r青混凝土鋪裝2種;為了延長橋面鋪裝層的使用年限,宜在上面鋪筑層厚20mm的瀝青表面做磨耗層,為使鋪裝層具有足夠的強(qiáng)度和良好的整體性,一般宜在混凝土中鋪設(shè)4-6mm的鋼筋網(wǎng) (2)橋面縱橫坡:橋面縱坡一般都做成雙向縱坡,在橋中心設(shè)置曲線,縱坡一般不超過3%;橋面橫坡一般為1.5%-3% (3)橋面排水和防水設(shè)施
橋面排水:橋面縱坡大于2%而橋長小于50m,橋上可不設(shè)泄水管;橋面縱坡大于2%且橋長大于50m,隔12-15m設(shè)置一個(gè)泄水管;橋面縱坡小于2%,隔6-8米設(shè)置一個(gè)泄水管
2、伸縮縫(通常在梁梁端之間、梁端與橋臺(tái)之間或橋梁的鉸接位置設(shè)置)
(1)伸縮縫構(gòu)造要求:在設(shè)置伸縮縫處,欄桿與橋面鋪裝都要斷開
(2)伸縮縫類型
鍍鋅薄板伸縮縫:在中小跨徑的裝配式簡支梁橋上,當(dāng)梁的變形量在20-40mm以內(nèi)時(shí)常用 鋼伸縮縫:構(gòu)造比較復(fù)雜,溫差較大的地區(qū)或跨徑較大的橋梁采用,一般用梳形鋼板伸縮縫 橡膠伸縮縫:構(gòu)造簡單,使用方便,效果好;在變形量大的大跨度橋上,可采用橡膠和鋼板組合的伸縮縫
3、人行道、欄桿、燈柱
(1)安全帶:不設(shè)人行道的橋上,兩邊應(yīng)設(shè)寬度不小于0.25m,高為0.25-0.35的護(hù)輪安全帶
(2)人行道:人行道在橋面斷縫處也必須做伸縮縫
(3)欄桿、燈柱:欄桿的高度一般為0.8-1.2m,標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為1.0m
(二)承載結(jié)構(gòu)
1、梁式橋(其結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下,其支座僅產(chǎn)生垂直反力,而五水平推力)
(1)簡支梁橋
簡支板橋:主要用于小橋梁;跨徑4-8m時(shí)用鋼筋混凝土實(shí)心橋板,跨徑6-13m時(shí)用鋼筋混凝土空心傾斜預(yù)制橋板,跨徑在8-16m時(shí)用預(yù)應(yīng)力混凝土空心預(yù)制橋板 肋梁式簡支梁橋(簡支梁橋):主要用于中等跨度橋梁,我國多使用多片T形梁;跨徑8-12m時(shí)用鋼筋混凝土簡支梁橋,跨徑在20-50m時(shí)用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋 箱型簡支梁橋:主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,尤其適用于橋面較寬的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)和跨度較大的斜交橋和彎橋
(2)連續(xù)式梁橋和懸臂式梁橋
2、拱式橋
橋跨的承載結(jié)構(gòu)以拱圈或拱肋為主;拱式橋在豎向荷載作用下,兩拱腳處不僅產(chǎn)生豎向反力,還產(chǎn)生水平反力(推力)
由于水平推力的作用使拱中的彎矩和剪力大大降低,設(shè)計(jì)合理的拱主要承受拱軸壓力,拱截面內(nèi)彎矩剪力均較小,因此可充分利用石料或混凝土等抗壓能力強(qiáng)而抗拉能力差的圬工材料;拱式橋是鋼筋混凝土橋和圬工橋最合理的結(jié)構(gòu)形式之一,拱式橋是推力結(jié)構(gòu),其墩臺(tái)基礎(chǔ)必須承受強(qiáng)大的拱腳推力,因此拱式橋?qū)Φ鼗蠛芨,適建于地質(zhì)和地基條件良好的橋址
3、懸索橋(橋塔、主纜索、錨碇、吊索、加勁梁及索鞍等組成)
4、組合式橋(斜拉橋是典型的懸索結(jié)構(gòu)和梁式結(jié)構(gòu)組合的,由主梁、拉索及索塔組成的組合結(jié)構(gòu)體系)
三、橋梁下部結(jié)構(gòu)
(一)橋墩
空心橋墩按壁厚分為厚壁與薄壁兩種,一般有厚壁中面直徑(即同一截面的中心線直接或?qū)挾?的比來區(qū)分:t/D≥1/10為厚壁,t/D<1/10為薄壁
(二)橋臺(tái)
1、重力式橋臺(tái)
2、輕型橋臺(tái):適用于小跨徑橋梁,橋跨孔數(shù)與輕型橋墩配合使用時(shí)不宜超過3個(gè),單孔跨徑不大于13m,多孔全長不宜大于20m
3、框架式橋臺(tái):適用于地基承載力較低、臺(tái)身較高、跨徑較大的橋梁
(三)墩臺(tái)基礎(chǔ)
1、擴(kuò)大基礎(chǔ)
2、樁與管柱基礎(chǔ):地基淺層地質(zhì)較差,持力土層埋藏較深,需要采用深基礎(chǔ)才能滿足結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性要求時(shí),可用樁基礎(chǔ) 水文地質(zhì)條件較復(fù)雜,特別是深水巖面不平,五覆蓋層或覆蓋層很厚時(shí),采用管柱基礎(chǔ)
3、沉井基礎(chǔ)
四、涵洞(單孔跨徑小于5m,多孔跨徑總長小于8m統(tǒng)稱為涵洞,圓管涵和箱涵無論孔徑、孔數(shù)都是涵洞)
(一)涵洞的分類
1、按構(gòu)造形式不同
圓管涵:受力情況和適應(yīng)基礎(chǔ)的性能較好,兩端僅需設(shè)置端墻,不需設(shè)置墩臺(tái),故圬工數(shù)量少,造價(jià)低,但低路堤使用受到限制
蓋板涵:結(jié)構(gòu)形式方面有利于在低路堤上使用,當(dāng)填土較小時(shí)刻做成明涵
拱涵:一般超載潛力較大,砌筑技術(shù)容易掌握,便于群眾修建,是普遍采用的形式 箱涵:適用于軟土地基,且最小填土厚度應(yīng)大于50cm,適用于高路堤及深溝渠處
2、按洞頂填土情況分
明涵:洞頂無填土,適用于低路堤及淺溝渠處
暗涵:洞頂有填土,且最小填土厚度應(yīng)大于50cm,適用于高路堤及深溝渠處
3、按建筑材料分
4、按水力性能分
無壓力式涵洞:水流在涵洞全部長度上保持自由水面
半壓力式涵洞:涵洞進(jìn)口被水淹沒,洞內(nèi)水全部或一部分為自由面 壓力式涵洞:涵洞進(jìn)出口被水淹沒,涵洞全長范圍內(nèi)全部斷面泄水
(二)涵洞的組成(洞身、洞口、基礎(chǔ)三部分)
(三)涵洞的構(gòu)造
1、洞身
洞底應(yīng)有適當(dāng)?shù)目v坡,其最小值為0.4%,一般不宜大于5%;當(dāng)洞底縱坡大于5%時(shí),其基礎(chǔ)底部宜每隔3-5m設(shè)防滑橫墻或?qū)⒒A(chǔ)做成階梯形;當(dāng)洞底縱坡大于10%,涵洞洞身及基礎(chǔ)應(yīng)分段做成階梯形
蓋板涵的過水能力較圓管涵大,與同孔徑的拱涵相接近,施工期限較拱涵短,但剛才用量比拱涵多,對(duì)地基承載力的要求較拱涵低;在要求通過較大的排洪量,地質(zhì)條件差,路堤高度小的設(shè)涵處,采用蓋板涵,且為明涵 2、洞口建筑
(1)涵洞與路線正交的空口建筑
端墻式:適用于流量較小的孔徑涵洞、人工渠道或不受沖刷影響的巖石河溝
八字式:多用于較大孔徑的涵洞
井口式:洞身底低于路基邊溝(河溝)底時(shí),進(jìn)口可采用井口式洞口
(2)涵洞與路線斜交的洞口建筑
斜洞口:能適應(yīng)水流條件,外形美觀,建筑費(fèi)工較多;常被采用
正洞口:只在管涵或斜度較大的拱涵為避免涵洞端部施工困難時(shí)才采用
3、附屬工程:椎體護(hù)坡、河床鋪砌、路基邊坡鋪砌及人工水道
第四節(jié) 地下工程
一、地下工程分類
按地下工程開挖深度分:淺層地下工程——地表至-10m深度空間內(nèi)建設(shè)的地下工程,主要用于商業(yè)、文娛和部分業(yè)務(wù)空間
中層地下工程——-10m-130m深度空間內(nèi)建設(shè)的地下工程,主要用于地下交通,地下污水處理場(chǎng)及城市水、電、氣、通信等公用設(shè)施
深層地下工程——-30m以下建設(shè)的地下工程,如高速地下交通軌道,危險(xiǎn)品倉庫、冷庫、油庫等
二、地下交通工程
(一)地下鐵路
優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行速度快,運(yùn)送能力大;準(zhǔn)點(diǎn)、安全;對(duì)地面無太大影響;不存在人、車混流現(xiàn)象,沒有復(fù)雜的交通組織問題,不侵占地面空間;環(huán)境污染小
缺點(diǎn):建設(shè)在地下,施工條件困難,工期長,工程建設(shè)費(fèi)用較地面高
1、地鐵建設(shè)的前提條件分析
城市人口100萬以上(宏觀條件),城市交通干道單向客流量超過2萬人·次/h,城市地面、上部空間已充分開發(fā)
2、地下鐵路網(wǎng)基本類型及布置
(1)基本類型:單線式、單環(huán)式、多線式、蛛網(wǎng)式、棋盤式
(2)布置基本原則:基本走向要滿足城市交通需要、要充分利用現(xiàn)有道路網(wǎng)、必須考慮城市的發(fā)展遠(yuǎn)景、應(yīng)考慮技術(shù)水平和施工能力
(二)地下公路
1、地下公路形式:地下越江(海)公路、地下立交公路、地下快速公路、半地下公路
2、地下公路的路線與斷面特點(diǎn)
地下公路隧道凈空:隧道襯砌內(nèi)廓線所包圍的空間,包括公路的建筑界限、通風(fēng)及其他需要的斷面積
建筑限界:隧道襯砌等任何建筑物不得侵入的一種界限。包括車道、路肩、路緣帶、人行道的寬度,以及車道、人行道的凈高
公路隧道橫斷面凈空除包括建筑限界外,還包括管道、照明、防災(zāi)、監(jiān)控、運(yùn)行管理等附屬設(shè)備所需空間,以及富裕量和施工允許誤差
(三)地下停車場(chǎng)
汽車停車場(chǎng)基準(zhǔn)構(gòu)造:車道寬度——雙向行駛的汽車車道寬應(yīng)大于5.5m,單向行駛車道可采用3.5m以上
梁下有效高度——指梁底至路面的高度,在車道為止要求不低于2.3m,在停車位置不低于2.1m
彎曲段回轉(zhuǎn)半徑——單向行駛的車道有效寬度應(yīng)在3.5m以上,雙向行駛在5.5m以上
斜道坡度——斜道縱坡一般在17%以下,如出入口直接相連時(shí),應(yīng)盡可能采取緩坡,如13%-15%
三、地下市政管線工程
(一)市政管線工程分類
按管線覆土深度分:超過1.5m為深埋,不超過1.5m為淺埋;北方寒冷地區(qū)給水、排水以及含有水分的煤氣管道需深埋,熱力管道、電力、電信線路可淺埋;南方地區(qū)均可淺埋(除排水管)
(二)市政管線工程布置原則
建筑線與紅線之間的地帶,用于敷設(shè)電纜;人行道用于敷設(shè)熱力管網(wǎng)或通行時(shí)綜合通道;分車帶用于敷設(shè)自來水、污水、煤氣管及照明電纜;街道寬度超過60m時(shí),自來水和污水管道應(yīng)設(shè)在街道內(nèi)兩側(cè);在小區(qū)范圍內(nèi),地下工程管網(wǎng)多數(shù)走專門的地方
四、地下公共建筑工程
城市地下綜合體:由多種不同功能的建筑空間組合在一起的建筑,稱為建筑綜合體;經(jīng)過進(jìn)一步發(fā)展,不同城市功能也被綜合布置在大型建筑物中,構(gòu)成城市綜合體;地下綜合體是隨著城市立體化再開發(fā)、建設(shè)沿三維空間發(fā)展的,地面、地下連通的,綜合交通、商業(yè)、貯存、娛樂、市政等多用途的大型公共設(shè)施地下建設(shè)工程
五、地下人防工程(指揮工程、人員掩蔽工程、醫(yī)療救護(hù)工程)
六、地下貯存工程
(一)地下貯存工程的布局
1、貯存布置與交通的關(guān)系:貯庫最好布置在居住用地之外,離車站不遠(yuǎn),以便把鐵路支線引致貯庫所在地;對(duì)小城市的貯庫布置,其決定作用的是對(duì)外運(yùn)輸設(shè)備(如車站、碼頭)位置,大城市除了要考慮對(duì)外交通外,還要考慮市內(nèi)供應(yīng)線的長短問題;大庫區(qū)以及批發(fā)和燃料總庫,必須要考慮鐵路運(yùn)輸;貯庫不應(yīng)直接沿鐵路干線兩側(cè)布置,尤其是地下部分,最好布置在生活居住區(qū)邊緣地帶,同鐵路干線有一定距離