1.绪 论
1.1 土木工程施工技术概念与研究对象
1.1.1概念
土木工程施工技术是研究土木工程建造过程中所涉及的各主要工种工程的施工工艺、施工顺序和施工方法的学科,是土木工程或工程管理本科专业的一门重要专业课,也是一门实践性、综合性较强的应用学科。
1.1.2研究对象
土木工程施工技术课程是以各个分项工程施工技术为研究对象,它涉及各工种施工方法、施工工艺及施工顺序,每个分项工程的施工方法可能有若干种,因此,需要研究不同施工方法的工艺特点,施工顺序,适用范围等。以便编制施工方案时能结合具体工程特点,选择相对合理的施工方法,采用最有效的施工技术措施。
1.2本课程的任务与学习方法
1.2.1任务
本课程的任务是使学生了解土木工程施工技术领域国内外的新技术和发展动态,掌握各工种施工方法,施工工艺及施工顺序,对不同结构类型的土木工程从基础施工开始到工程施工结束,有系统的了解。通过本课程学习,使学生懂得根据不同情况,选用相适应的施工方法,培养学生能综合应用所学的基础理论知识,会发现问题,分析问题,解决问题。以适应用人单位大学生知识结构的需求。
1.2.2学习方法
本课程与材料力学、测量学、结构力学、土木工程材料、混凝土结构以及钢结构等课程均有密切的关联,必须在学完以上课程的基础上才能学习本课程。本课程实践性强,因此,学习本课程要采取理论联系实际的学习方法,除对于课堂讲授的基本理论、基本知识加以理解和掌握之外,要重视现场参观和校内外实践环节等,还需经常阅读有关土木施工方面的书刊杂志,随时了解国内外最新动态。
1.3 与施工技术相关的知识
1.3.1规范与规程
1.规范与规程的概念
规范与规程是我国土木工程行业常用标准的表达形式。它们以土木科学、技术和实践经验的综合成果为基础,经有关方面协商一致,由国家有关部委批准、颁发,作为全国土木工程界共同遵守的准则和依据。规范与规程分为国家、专业(部)、地方和企业四级。
2.国家规范
目前由住建部和国家质量监督检验检疫总局联合颁发的与施工有关的国家规范有:《建筑地基基础施工质量验收规范》(GB 50202)、《砌体工程施工质量验收规范》(GB 50203)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205)、《屋面工程质量验收规范》(GB 50207)、《地下防水工程质量验收规范》(GB 50208)、《大体积混凝土施工规范》(GB 50496—2009)、《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB 50411—2007)等。
3.行业标准
目前由国家相关部委批准颁发的与施工有关的行业规程有:《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162—2008)、《建筑工具式脚手架安全技术规范》(JGJ 201—2010)、《钢筋机械连接技术规程》(JGJ 107—2010)、《钢筋焊接及验收规程》(JGJ l8)、《建筑工程大模板技术规程》(JGJ 74)、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ 81)、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041)、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60—2009)、《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034)、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30)、《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》(JTJ/T 037.1) 、《公路隧道施工技术细则》(JTG/T F60—2009)等。
4.国家规范与行业标准的关系
通常行业标准比国家规范低一个等级,行业标准是在行业内适用,行业标准不得低于国家规范的要求。行业标准的内容不能与国家规范抵触,如有不同,应以规范为准。对于规范和规程中有关规定条目的解释,由其发布通知中制定单位负责。随着设计与施工水平的提高,规范和规程每隔一定时间要进行修订。
1.3.2工法
1.工法概念
工法是以工程为对象,工艺为核心,运用系统工程的原理,把先进技术与科学管理结合起来,经过工程实践形成的综合配套技术的应用方法。它应具有新颖、适用和保证工程质量,提高施工效率,降低工程成本等特点。
2.工法内容
工法的内容主要包括:前言、工法特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程及操作要点、材料与设备、质量控制、安全措施、环保措施、效益分析和应用实例等11项。工法分为房屋建筑工程、土木工程、工业安装工程三个类型。
3.工法等级
工法分为国家级、省级、企业级三个等级。国家级工法其工艺技术水平应达到国内领先或国际先进水平。国家级工法由建设部会同国家有关部门组织专家进行评审。工法制度自1989年底在全国施工企业中实行,它是指导企业施工管理的一种规范性文件,是企业施工能力和技术水平的重要标志。
1.4 土木工程施工技术发展与今后方向
1.4.1古代土木工程施工技术发展概况
我国历史悠久,早在公元前l 2世纪,春秋战国到秦、汉朝代,建造了举世闻名的万里长城。
从旧石器时代进入新石器时代,人类已架木巢居,以草泥作顶,开始建造活动。到新石器时代后期,人类逐渐学会用夹板夯土筑墙、垒石为垣,烧制砖瓦。战国、秦时,我国的砌筑技术已有很大发展,能用特制的楔形砖和企口砖砌筑拱券和穹隆。我国的《考工记》记载了,先秦时期的营造法则。唐代大规模城市的建造,表明房屋建造技术也达到了相当高的水平。北宋李诫编纂了《营造法式》,对石、砖、木作和彩画、装修的施工法则与工料估算方法均有较详细的规定。唐宋至明清留下的砖木建筑,如高塔、寺院、宫宇、园林真是不胜枚举。这都是通过施工技术和工艺操作建成的。清代的《工部工程做法则例》统一了建筑构件的模数和工料标准,制定了绘样和估算的准则。现存的北京故宫等建筑表明.当时我国的建造技术已达到很高的水平。
在桥梁工程施工方面,中国古代石桥、木桥、铁索桥都长时间保持世界领先水平,为世人所公认。据文献记载,中国早在公元前五十年(汉宣帝甘露四年)就建成了跨度达百米的铁索桥,而欧美直到17世纪尚未出现铁索桥。
1.4.2近代与现代土木工程施工技术发展概况
1.房屋建筑施工技术
19世纪中叶以来,水泥和建筑钢材的出现,产生了钢筋混凝土,使土木施工进入新的阶段。我国自鸦片战争之后,在沿海城市开始建造钢筋混凝土建造的多层房屋和高层大楼,但多数由外国建筑公司承建。此时,我国由私人创办的营造厂虽然也承建了一些工程,但规模小,技术装备较差,施工技术相对落后。
新中国成立后,引入了前苏联建筑技术。在短短几年内,就完成了鞍山钢铁公司、长春汽车厂等一千多个规模宏大的工程建设项目。1958—1959年在北京建设了人民大会堂、北京火车站、中国历史博物馆等结构复杂、规模巨大、功能要求严格、装饰标准高的十大建筑,更标志着我国的建筑施工开始进入了一个新发展时期。
20世纪70年代后期,国家实行改革开放政策以后,,工程建设再度呈现一派繁忙景象。在20世纪80年代,以广州白天鹅宾馆和花园酒店、上海希尔顿宾馆、南京金陵饭店、北京的国际饭店等高层(高度超过100米)建筑施工为龙头,带动了我国建筑施工,特别是现浇混凝土施工技术的迅速发展。20世纪90年代,随着房地产业的兴起,城市大规模旧城改造,高层和超高层写字楼与商住楼的大量兴建,使建筑施工技术达到了较高的水平。
进入21世纪,随着国家综合国力的增强,高层钢结构建筑开始大量兴建,超高层钢筋混凝土结构工程也如雨后春笋,进一步促进了施工技术的提高。在建筑施工技术方面,基础工程施工中推广应用了旋喷桩、大直径钻孔灌注桩、静压桩、水泥土搅拌桩、地下连续墙等新技术;主体结构施工中应用了早拆模板和台模等新型模板体系,爬模和滑模体系,粗钢筋焊接与机械连接技术,高强高性能混凝土、预应力技术,泵送混凝土以及塔吊和施工人货电梯的垂直运输机械化等多项新的施工技术;在装饰工程施工应用了外墙面玻璃及铝合金幕墙,内外墙面喷涂,高级饰面面砖的粘贴等新技术,使我国的建筑施工技术水平与发达国家的水平基本接近。
2.桥梁建筑施工技术
回顾旧中国的桥梁历史,长江和黄河上的大跨径桥梁和上海、天津、广州等大城市中的一些桥梁都是由外商承建的。
新中国成立后,l952年政府决定建造第一座长江大桥 武汉长江大桥,欲使“天堑变通途”。1957年武汉长江大桥建成通车,它是20世纪50年代中国桥梁的一座里程碑,为中国现代桥梁工程技术和南京长江大桥的兴建奠定了基础。
20世纪50年代预应力混凝土简支梁桥的实现,使中国桥梁界初步掌握了高强度钢丝,预应力锚具,孔道灌浆,张拉千斤顶等施工工艺,为60年代建造主跨50 m、100 m和150m的中、大跨径桥梁创造了条件。20世纪70年代,大跨径拱桥盛行,建造了许多双曲拱桥等。。
20世纪80年代后,国内开始建设斜拉桥,并相继有多座斜拉桥建成,跨径多为250 m以下,但拉索的防腐体系相对落后,也导致使用十多年后因防腐失效不得不进行换索。可以说整个80年代,中国的桥梁技术在梁桥、拱桥和斜拉桥上都取得了全方位的突飞猛进的发展。
20世纪90年代,相继有主跨602 m的上海杨浦大桥斜拉桥建成,并有主跨为1385 m的江阴长江大桥悬索桥建成,标志着中国正在走向世界桥梁强国之列。进入21世纪,主跨1088 m,为世界斜拉桥第一跨径的江苏苏通长江大桥建成,这显示了我国具备了建造特大跨径桥梁的能力。
1.4.3今后发展方向
我国施工技术今后发展方向,将向节能减耗、工业化、专业化、机械化的方向发展。在“十二五”期间我们将进一步推广:高强混凝土;高效预应力混凝土;节能建筑和墙体材料的改革;充分利用工业废料及变废为宝的材料;改进模板、脚手体系;新的钢筋对接技术等等。
总之,新技术、新材料的出现、引进,将引起施工工艺的改变和发展,这都是今后我们要遇到的,要学习和研究的课题。所以今天我们必须随着建筑科技的发展,很好学习掌握目前基本的施工技术和工艺,为今后能适应建筑业的发展打下基础。
思考题
1. 简述本课程研究对象和学习方法。
2. 目前与施工有关的国家规范有哪些?
3. 简述规范与规程之间的关系。
4. 简述工法的含义。