巖土專業(yè)英語(yǔ)翻譯.doc

第一課土木工程學(xué)土木工程學(xué)作為最老的工程技術(shù)學(xué)科，是指規(guī)劃，設(shè)計(jì)，施工及對(duì)建筑環(huán)境的管理。此處的環(huán)境包括建筑符合科學(xué)規(guī)范的所有結(jié)構(gòu)，從灌溉和排水系統(tǒng)到火箭發(fā)射設(shè)施。土木工程師建造道路，橋梁，管道，大壩，海港，發(fā)電廠，給排水系統(tǒng)，醫(yī)院，學(xué)校，公共交通和其他現(xiàn)代社會(huì)和大量人口集中地區(qū)的基礎(chǔ)公共設(shè)施。他們也建造私有設(shè)施，比如飛機(jī)場(chǎng)，鐵路，管線，摩天大樓，以及其他設(shè)計(jì)用作工業(yè)，商業(yè)和住宅途徑的大型結(jié)構(gòu)。此外，土木工程師還規(guī)劃設(shè)計(jì)及建造完整的城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)，并且最近一直在規(guī)劃設(shè)計(jì)容納設(shè)施齊全的社區(qū)的空間平臺(tái)。 土木一詞來(lái)源于拉丁文詞“公民”。在1782年，英國(guó)人John Smeaton為了把他的非軍事工程工作區(qū)別于當(dāng)時(shí)占優(yōu)勢(shì)地位的軍事工程師的工作而采用的名詞。自從那時(shí)起，土木工程學(xué)被用于提及從事公共設(shè)施建設(shè)的工程師，盡管其包含的領(lǐng)域更為廣闊。領(lǐng)域。因?yàn)榘秶珡V，土木工程學(xué)又被細(xì)分為大量的技術(shù)專業(yè)。不同類型的工程需要多種不同土木工程專業(yè)技術(shù)。一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始的時(shí)候，土木工程師要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)繪，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和電力線。巖土工程專家則進(jìn)行土力學(xué)試驗(yàn)以確定土壤能否承受工程荷載。環(huán)境工程專家研究工程對(duì)當(dāng)?shù)氐挠绊?，包括?duì)空氣和地下水的可能污染，對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)植物生活的影響，以及如何讓工程設(shè)計(jì)滿足政府針對(duì)環(huán)境保護(hù)的需要。交通工程專家確定必需的不同種類設(shè)施以減輕由整個(gè)工程造成的對(duì)當(dāng)?shù)毓泛推渌煌ňW(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，結(jié)構(gòu)工程專家利用初步數(shù)據(jù)對(duì)工程作詳細(xì)規(guī)劃，設(shè)計(jì)和說(shuō)明。從項(xiàng)目開(kāi)始到結(jié)束，對(duì)這些土木工程專家的工作進(jìn)行監(jiān)督和調(diào)配的則是施工管理專家。根據(jù)其他專家所提供的信息，施工管理專家計(jì)算材料和人工的數(shù)量和花費(fèi)，所有工作的進(jìn)度表，訂購(gòu)工作所需要的材料和設(shè)備，雇傭承包商和分包商，還要做些額外的監(jiān)督工作以確保工程能按時(shí)按質(zhì)完成。貫穿任何給定項(xiàng)目，土木工程師都需要大量使用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)用于設(shè)計(jì)工程中使用的多數(shù)元件（即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，或者CAD）并對(duì)其進(jìn)行管理。計(jì)算機(jī)成為了現(xiàn)代土木工程師的必備品，因?yàn)樗沟霉こ處熌苡行У卣瓶厮璧拇罅繑?shù)據(jù)從而確定建造一項(xiàng)工程的最佳方法。結(jié)構(gòu)工程學(xué)。在這一專業(yè)領(lǐng)域，土木工程師規(guī)劃設(shè)計(jì)各種類型的結(jié)構(gòu)，包括橋梁，大壩，發(fā)電廠，設(shè)備支撐，海面上的特殊結(jié)構(gòu)，美國(guó)太空計(jì)劃，發(fā)射塔，龐大的天文和無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡，以及許多其他種類的項(xiàng)目。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)用計(jì)算機(jī)確定一個(gè)結(jié)構(gòu)必須承受的力：自重，風(fēng)荷載和颶風(fēng)荷載，建筑材料溫度變化引起的脹縮，以及地震荷載。他們也需確定不同種材料如鋼筋，混凝土，塑料，石頭，瀝青，磚，鋁或其他建筑材料等的復(fù)合作用。水利工程學(xué)。土木工程師在這一領(lǐng)域主要處理水的物理控制方面的種種問(wèn)題。他們的項(xiàng)目用于幫助預(yù)防洪水災(zāi)害，提供城市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，維護(hù)河灘及其他濱水設(shè)施。此外，他們?cè)O(shè)計(jì)和維護(hù)海港，運(yùn)河與水閘，建造大型水利大壩與小型壩，以及各種類型的圍堰，幫助設(shè)計(jì)海上結(jié)構(gòu)并且確定結(jié)構(gòu)的位置對(duì)航行影響。巖土工程學(xué)。專業(yè)于這個(gè)領(lǐng)域的土木工程師對(duì)支撐結(jié)構(gòu)并影響結(jié)構(gòu)行為的土壤和巖石的特性進(jìn)行分析。他們計(jì)算建筑和其他結(jié)構(gòu)由于自重壓力可能引起的沉降，并采取措施使之減少到最小。他們也需計(jì)算并確定如何加強(qiáng)斜坡和填充物的穩(wěn)定性以及如何保護(hù)結(jié)構(gòu)免受地震和地下水的影響。環(huán)境工程學(xué)。在這一工程學(xué)分支中，土木工程師設(shè)計(jì)，建造并監(jiān)視系統(tǒng)以提供安全的飲用水，同時(shí)預(yù)防和控制地表和地下水資源供給的污染。他們也設(shè)計(jì)，建造并監(jiān)視工程以控制甚至消除對(duì)土地和空氣的污染。他們建造供水和廢水處理廠，設(shè)計(jì)空氣凈化器和其他設(shè)備以最小化甚至消除由工業(yè)加工、焚化及其他產(chǎn)煙生產(chǎn)活動(dòng)引起的空氣污染。他們也采用建造特殊傾倒地點(diǎn)或使用有毒有害物中和劑的措施來(lái)控制有毒有害廢棄物。此外，工程師還對(duì)垃圾掩埋進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理以預(yù)防其對(duì)周圍環(huán)境造成污染。交通工程學(xué)。從事這一專業(yè)領(lǐng)域的土木工程師建造可以確保人和貨物安全高效運(yùn)行的設(shè)施。他們專門(mén)研究各種類型運(yùn)輸設(shè)施的設(shè)計(jì)和維護(hù)，如公路和街道，公共交通系統(tǒng)，鐵路和飛機(jī)場(chǎng)，港口和海港。交通工程師應(yīng)用技術(shù)知識(shí)及考慮經(jīng)濟(jì)，政治和社會(huì)因素來(lái)設(shè)計(jì)每一個(gè)項(xiàng)目。他們的工作和城市規(guī)劃者十分相似，因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸系統(tǒng)的質(zhì)量直接關(guān)系到社區(qū)的質(zhì)量。渠道工程學(xué)。在土木工程學(xué)的這一支鏈中，土木工程師建造渠道和運(yùn)送從煤泥漿(混合的煤和水)和半流體廢污，到水、石油和多種類型的高度可燃和不可燃的氣體中分離出來(lái)的液體，氣體和固體的相關(guān)設(shè)備。工程師決定渠道的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目所處地區(qū)必須考慮到的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境因素，以及所使用材料的類型鋼、混凝土、塑料、或多種材料的復(fù)合的安裝技術(shù)，測(cè)試渠道強(qiáng)度的方法，和控制所運(yùn)送流體材料保持適當(dāng)?shù)膲毫土魉?。?dāng)流體中攜帶危險(xiǎn)材料時(shí)，安全性因素也需要被考慮。 建筑工程學(xué)。土木工程師在這個(gè)領(lǐng)域中從開(kāi)始到結(jié)束監(jiān)督項(xiàng)目的建筑。他們，有時(shí)被稱為項(xiàng)目工程師，應(yīng)用技術(shù)和管理技能，包括建筑工藝，規(guī)劃，組織，財(cái)務(wù)，和操作項(xiàng)目建設(shè)的知識(shí)。事實(shí)上，他們協(xié)調(diào)工程中每個(gè)人的活動(dòng)：測(cè)量員，布置和建造臨時(shí)道路和斜坡，開(kāi)挖基礎(chǔ)，支模板和澆注混凝土的工人，以及鋼筋工人。這些工程師也向結(jié)構(gòu)的業(yè)主提供進(jìn)度計(jì)劃報(bào)告。 社區(qū)和城市規(guī)劃。從事土木工程這一方面的工程師可能規(guī)劃和發(fā)展一個(gè)城市中的社區(qū)，或整個(gè)城市。此規(guī)劃中所包括的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅僅為工程因素，土地的開(kāi)發(fā)使用和自然資源環(huán)境的，社會(huì)的和經(jīng)濟(jì)的因素也是主要的成分。這些土木工程師對(duì)公共建設(shè)工程的規(guī)劃和私人建筑的發(fā)展進(jìn)行協(xié)調(diào)。他們?cè)u(píng)估所需的設(shè)施，包括街道，公路，公共運(yùn)輸系統(tǒng)，機(jī)場(chǎng)，港口，給排水和污水處理系統(tǒng)，公共建筑，公園，和娛樂(lè)及其他設(shè)施以保證社會(huì)，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境地協(xié)調(diào)發(fā)展。攝影測(cè)量，測(cè)量學(xué)和地圖繪制。在這一專業(yè)領(lǐng)域的土木工程師精確測(cè)量地球表面以獲得可靠的信息來(lái)定位和設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目。這一 方面包括高工藝學(xué)方法，如衛(wèi)星成相，航拍，和計(jì)算機(jī)成相。來(lái)自人造衛(wèi)星的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)激光和音波柱掃描被轉(zhuǎn)換為地圖，為隧道鉆孔，建造高速公路和大壩，繪制洪水控制和灌溉方案，定位可能影響建筑項(xiàng)目的地下巖石構(gòu)成，以及許多其他建筑用途提供更精準(zhǔn)的測(cè)量。 其他的專門(mén)項(xiàng)目。還有兩個(gè)并不完全在土木工程范圍里面但對(duì)訓(xùn)練相當(dāng)重要的附加的專門(mén)項(xiàng)目是工程管理和工程教學(xué)。工程管理。許多土木工程師都選擇最終通向管理的職業(yè)。其他則能讓他們的事業(yè)從管理位置開(kāi)始。土木工程管理者結(jié)合技術(shù)上的知識(shí)和一種組織能力來(lái)協(xié)調(diào)勞動(dòng)力，材料，機(jī)械和錢(qián)。這些工程師可能工作在政府市政、國(guó)家、州或聯(lián)邦；在美國(guó)陸軍軍團(tuán)作為軍隊(duì)或平民的管理工程師；或在半自治地區(qū)，城市主管當(dāng)局或相似的組織。他們也可能管理規(guī)模為從幾個(gè)到百個(gè)雇員的私營(yíng)工程公司。工程教學(xué)。通常選擇教學(xué)事業(yè)的土木工程師教授研究生和本科生技術(shù)上的專門(mén)項(xiàng)目。許多從事教學(xué)的土木工程師參與會(huì)導(dǎo)致建筑材料和施工方法技術(shù)革新的基礎(chǔ)研究。多數(shù)也擔(dān)任工程項(xiàng)目或技術(shù)領(lǐng)域的顧問(wèn)，和主要項(xiàng)目的代理。第15課 土力學(xué)土力學(xué)研究的是力學(xué)和水力學(xué)的法則在牽涉土的工程問(wèn)題中的應(yīng)用。土是一種天然礦物顆粒的聚集物，有的含有有的不含有機(jī)成分，它由巖石的風(fēng)化或是機(jī)械作用形成。它包括三種成分：固體礦物質(zhì)，水以及空氣和其他氣體。土質(zhì)組成變化很大，正是這種不均質(zhì)性大大地阻礙了科學(xué)家對(duì)這些沉積物的研究。漸漸地，對(duì)擋土墻，基礎(chǔ)，護(hù)堤，人行道和其他結(jié)構(gòu)的事故的調(diào)查發(fā)現(xiàn)其原因涉及到許多天然土的知識(shí)并且它們的工況充分提高了土力學(xué)作為工程科學(xué)的一個(gè)分支。歷史直到18世紀(jì)后半期，法國(guó)物理學(xué)家查爾斯-奧斯丁 庫(kù)侖出版他的土壓力理論（1773年）之前，以科學(xué)的基礎(chǔ)處理土的問(wèn)題幾乎沒(méi)有任何進(jìn)展。1857年，蘇格蘭工程師威廉姆 朗金發(fā)展了一種土體平衡理論并將其用于一些初步的基礎(chǔ)工程問(wèn)題。這兩大理論仍然構(gòu)成了當(dāng)今計(jì)算土壓力理論的基礎(chǔ)，盡管他們建立在所有土都象干沙一樣不考慮內(nèi)聚力這一錯(cuò)誤概念的基礎(chǔ)上。二十世紀(jì)的進(jìn)步在于：把內(nèi)聚力引入計(jì)算；了解了通常情況下土的基本物理特性和特殊情況下粘土的特性；系統(tǒng)地研究了土的剪切特性，即滑動(dòng)剪切條件下的變形。庫(kù)侖和朗金土壓力理論都假設(shè)土的剪切破壞面在一個(gè)平面內(nèi)。然而對(duì)于砂土來(lái)說(shuō)這是近似可信的，有內(nèi)聚力土的滑動(dòng)剪切面接近一個(gè)曲面。在二十世紀(jì)早期，瑞典工程師證明滑動(dòng)剪切面是一個(gè)圓弧面。上個(gè)世紀(jì)后半段，在土的科研，理論的應(yīng)用以及用于工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面都有了明顯進(jìn)步。一個(gè)顯著的進(jìn)步是德國(guó)工程師卡爾 泰沙基在1925年出版了一本關(guān)于粘土在許用應(yīng)力下固結(jié)情況的力學(xué)調(diào)查。他的被工程經(jīng)驗(yàn)證實(shí)的分析解釋了在充分滲透的粘土上沉降隨時(shí)間增長(zhǎng)的問(wèn)題。泰沙基在1925年出版了Erdbaumechanik(“土力學(xué)”)一書(shū)后開(kāi)辟了土力學(xué)時(shí)代。關(guān)于地基材料，人行道下的天然基礎(chǔ)的研究始于1920年美國(guó)公共道路局。他們做了一些關(guān)于人行道設(shè)計(jì)的和天然土有關(guān)的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。在英格蘭，道路研究司創(chuàng)建于1933年。1936年第一個(gè)巖土方面的世界會(huì)議在哈佛舉行。今天，市政工程極大地依賴于實(shí)驗(yàn)的大量數(shù)據(jù)來(lái)鞏固經(jīng)驗(yàn)以及與之相關(guān)的新的問(wèn)題來(lái)建立解決方案。獲得這樣的土質(zhì)實(shí)驗(yàn)的典型例子，無(wú)論如何是很極其困難的；因此有一種在實(shí)驗(yàn)室做比例模型來(lái)代替這種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的趨向，并且許多重要的性質(zhì)都是由這種方法得到的。土的工程性質(zhì)決定土的工程適用性的性質(zhì)包括：內(nèi)摩擦力，內(nèi)聚力，壓縮性，彈性，滲透性以及毛細(xì)性。內(nèi)摩擦力是土體抵抗滑動(dòng)的力。砂土和礫石土比粘土有更大的內(nèi)摩擦力；后期水氣的增加會(huì)降低內(nèi)摩擦力。土在重結(jié)構(gòu)壓迫下滑動(dòng)的趨勢(shì)可以轉(zhuǎn)化成剪力；即使一部分土體在一個(gè)平面內(nèi)水平的豎直的或其他方向的移動(dòng)。這樣一種剪切移動(dòng)會(huì)給建筑帶來(lái)危險(xiǎn)。內(nèi)聚力可以減少這種剪切危險(xiǎn)，這是由土顆粒間分子力產(chǎn)生的土顆粒之間相互吸引作用以及土粒間存在水氣造成的。內(nèi)聚力明顯受土粒間大量濕氣影響。內(nèi)聚力在粘土中通常很大而在砂土和淤泥土中幾乎不存在。內(nèi)聚力值從干砂土的0到很粘稠的粘土2000磅每平方英尺之間變化。因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)碾壓，夯實(shí)，振搗或其他方法壓實(shí)土以增大其密度和提高其承載強(qiáng)度，所以可壓縮性是土的一個(gè)重要特性。彈性土在受壓后趨向于恢復(fù)到初始條件。彈性（延性）土不適合作為柔性人行道的地基因?yàn)樗麄儠?huì)在上面交通的作用下壓縮延展導(dǎo)致地基沉陷?？蓾B透性是土體允許水流通過(guò)其中的性質(zhì)。冬季的凍融循環(huán)和夏季的干濕循環(huán)改變了土顆粒的填實(shí)密度。壓縮可以減小滲透性。毛細(xì)性導(dǎo)致自由水延土中孔隙上升到正常水平面以上。在多數(shù)土中都存在毛細(xì)性所需要的許多管道；在粘土中，水汽可在毛細(xì)作用下上升達(dá)30英尺。土壤密度可以通過(guò)測(cè)量土的重量和體積來(lái)計(jì)算出或是通過(guò)特殊儀器測(cè)得。土的穩(wěn)定性可以通過(guò)一種叫做穩(wěn)定性試驗(yàn)機(jī)的設(shè)備來(lái)測(cè)量，它可以測(cè)量由交通荷載產(chǎn)生的水平壓力。固結(jié)是由特殊荷載條件下產(chǎn)生的壓縮或是土粒擠壓在一起而發(fā)生的；這一性質(zhì)也可以測(cè)量出。基地勘探土質(zhì)調(diào)查是對(duì)將要承受工程沖擊的天然及其擴(kuò)展部分的土層數(shù)據(jù)的采集?；ㄙM(fèi)在基地勘探上的工夫取決于工程的大小以及工程的重要性；勘探方法從肉眼觀察到精細(xì)的地表下鉆孔采集土樣并做實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。采集代表土樣對(duì)于土層準(zhǔn)確地鑒別和分類十分重要。采樣數(shù)量取決于數(shù)據(jù)要求的精確度，土質(zhì)的分類以及工程量的大小。通常情況下，在一個(gè)地方的天然剖面中，深度方向比水平方向有更多的土質(zhì)分類參數(shù)。采集復(fù)合樣品對(duì)于任何已知水平層來(lái)說(shuō)都是不合適的，因?yàn)檫@樣不能真實(shí)代表任何一處并且可能會(huì)誤導(dǎo)。即使是水平層很細(xì)小的參數(shù)變動(dòng)也要仔細(xì)表注出。土壤粒徑的非類以及液限塑限的確定都是十分重要的步驟。對(duì)原位實(shí)驗(yàn)中獲取的數(shù)據(jù)的最終用途的了解很重要。場(chǎng)地條件的進(jìn)一步信息對(duì)于規(guī)劃任何勘探項(xiàng)目都是很有幫助的。地形學(xué)，地理數(shù)據(jù)（地面露頭，道路河流切面，湖底，氣候殘留物等），古生物圖，航拍照片，井道日志，開(kāi)挖情況等信息都是很有價(jià)值的。地理勘測(cè)方法修正出有用的數(shù)據(jù)。電阻測(cè)量可提供若干土質(zhì)內(nèi)部參數(shù)。地震技術(shù)通過(guò)測(cè)量穿過(guò)土層的爆炸沖擊波的波速來(lái)確定不同的地下土層參數(shù)。沖擊波穿過(guò)不同土層的速度差別很大。通過(guò)測(cè)量沖擊波從發(fā)出到觸及基巖反射回來(lái)所需的時(shí)間可以確定基巖的深度。所需要的表層信息只能通過(guò)開(kāi)掘來(lái)獲得。探針插入土中以顯示穿透阻力。水槍或是麻花鉆機(jī)用來(lái)將地表下的材料帶到地表以上以獲取土層信息。土的顏色的改變是此類實(shí)驗(yàn)可以顯示的一個(gè)重要元素。多種鉆探方法用于從地下獲取土條。地塹或是坑可以提供淺層土質(zhì)更完整的信息。如果遇到堅(jiān)硬的巖石可以使用氣鉆或是鉆石鉆。至少要有一部分鉆孔的深度要超過(guò)建筑結(jié)構(gòu)的壓力深度設(shè)計(jì)值。避免取樣對(duì)結(jié)構(gòu)擾動(dòng)的影響對(duì)一些實(shí)驗(yàn)不是很嚴(yán)格但是對(duì)原位密度以及剪切強(qiáng)度的測(cè)量影響很大。完整和精確的記錄，例如鉆孔記錄必須準(zhǔn)備好保管好，并且樣品自身也必須保管好供將來(lái)校對(duì)時(shí)用。第十六課 基礎(chǔ)建筑物或其它的構(gòu)造物是由土地上的基礎(chǔ)支撐的?！癴oundation”這個(gè)單詞或者是指土地本身，或者是指插入在土地上以提供支撐的物體，或者是指土地和立于其上的物體的合稱。對(duì)于一棟多層辦公樓，“foundation”可能是混凝土基礎(chǔ)和支撐基礎(chǔ)的土或巖石的合稱。對(duì)于一個(gè)擋土壩，“foundation”可能指的是為大壩提供支持力的天然土地或巖石?；炷粱A(chǔ)或樁基或樁承臺(tái)通常指的是“foundation”，不包括為基礎(chǔ)提供支持力的土體或巖石，已就位的基礎(chǔ)和天然土體或巖石形成了一個(gè)基礎(chǔ)系統(tǒng)，土體和巖石提供了系統(tǒng)的最終支持力。已就位的基礎(chǔ)或者是由土地支撐或者是由巖石支撐。受強(qiáng)制施加的荷載時(shí)，土體或巖石的反應(yīng)決定了基礎(chǔ)系統(tǒng)功能的好壞。在選擇就位點(diǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)者必須決定安全壓力，即作用在土體或巖石上并且結(jié)構(gòu)能承受的整體建筑物和不同建筑物作用的荷載量?；A(chǔ)系統(tǒng)已安裝部分也許是獨(dú)立基礎(chǔ)，片筏基礎(chǔ)，平板基礎(chǔ)，箱型基礎(chǔ)或者是樁基。它們都是將荷載從上部結(jié)構(gòu)傳入到地下。這些將荷載從上部結(jié)構(gòu)傳到地下的部分叫做下部結(jié)構(gòu)。（圖1）圖1：基礎(chǔ)系統(tǒng)的例子。（a）支撐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)由土體支撐。（b）支撐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)支撐在巖石上。（c）結(jié)構(gòu)由樁基礎(chǔ)支撐。樁這樣安裝以便樁端最終插入到土中并且全部由土體提供支撐，否則，它們也許安裝使樁尖插入到巖石里?；A(chǔ)。獨(dú)立基礎(chǔ)或擴(kuò)展基礎(chǔ)被用作將來(lái)自柱或墻的荷載擴(kuò)散到下面的土體或巖石。一般說(shuō)來(lái)，基礎(chǔ)由鋼筋混凝土構(gòu)成。然而，在一些情況下，它們也許由素混凝土或者砂漿構(gòu)成。當(dāng)一個(gè)基礎(chǔ)只支撐一個(gè)柱的時(shí)候，它是方形的。支撐兩個(gè)柱的基礎(chǔ)被稱作聯(lián)合基礎(chǔ)，它們也許是梯形也許是長(zhǎng)方形。懸臂基礎(chǔ)被用來(lái)傳遞兩個(gè)柱的荷載，支持一個(gè)柱和另一個(gè)位于與建筑物線或者是外墻線相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)尾端上的柱。支撐墻的基礎(chǔ)叫做連續(xù)基礎(chǔ)。（圖2）基礎(chǔ)的尺寸是由可能施加在基礎(chǔ)底部的荷載除以地基土和巖石能夠承擔(dān)的容許支撐力來(lái)確定的。大部分建筑規(guī)范和教科書(shū)關(guān)于基礎(chǔ)部分都包括不同類型土體或巖石的容許支撐力圖表。然而，這些圖表僅僅給了一個(gè)對(duì)土體或巖石粗略分類的描述。因此，使用時(shí)必須小心。更多關(guān)于土體或巖石的具體信息要靠鉆探試驗(yàn)：選擇土體或巖石試樣，室內(nèi)試驗(yàn)和決定容許承載力的工程分析獲得。如果荷載量是一個(gè)問(wèn)題，那么也許有必要用一個(gè)可替換的基礎(chǔ)形式，而不是獨(dú)立基礎(chǔ)，或者增大基礎(chǔ)尺寸以減小承載力。圖2：基礎(chǔ)類型。（a）柱基礎(chǔ)。（b）聯(lián)合基礎(chǔ)，矩形或者梯形。（c）懸臂基礎(chǔ)。（d）墻基基礎(chǔ)梁用在外部柱基礎(chǔ)之間以便支撐墻。梁傳遞墻重到柱基礎(chǔ)。梁也用在內(nèi)部基礎(chǔ)之間用作支撐或節(jié)點(diǎn)或支撐內(nèi)部墻體。擋土墻是那些因墻后有土而承受水平土壓力的墻。這些墻的基礎(chǔ)必須和為其支撐的土體或巖石之間有足夠的摩擦阻力，以便當(dāng)它們受到水平土壓力的時(shí)候不會(huì)滑移。另外，擋土墻必須設(shè)計(jì)成這樣才不會(huì)傾覆，在冰凍敏感地區(qū)，基礎(chǔ)必須置于冰凍線下。筏式基礎(chǔ)。板式基礎(chǔ)或者浮筏基礎(chǔ)通常是把荷載從柱子或者轉(zhuǎn)和墻傳到地基土或巖石的面積，厚度，重量都很大的鋼筋混凝土底板。筏板也是聯(lián)合基礎(chǔ)，但比支撐兩個(gè)柱的基礎(chǔ)大得多。它們是連續(xù)基礎(chǔ)，并且設(shè)計(jì)成傳遞相對(duì)一樣的壓力到下面的土地或巖石，筏板是剛性的并且像一架橋立在不連續(xù)的土地或巖石上。平板建造在地面以下幾米深處，當(dāng)與外墻結(jié)合時(shí)就是所謂的浮筏基礎(chǔ)。從地表到平板底部所挖掘的土體重量也許等于或接近于整個(gè)結(jié)構(gòu)的重量。這種情況下，極少或者是沒(méi)有荷載作用在地基土上，結(jié)構(gòu)的荷載也許在建造后降低到最小。平板基礎(chǔ)。平板基礎(chǔ)并用在輕結(jié)構(gòu)上，在這里，柱子和墻直接支撐在底板上，底板被加厚了，而且在柱子和墻荷載作用的地方更重重的加強(qiáng)了。特殊問(wèn)題。下部結(jié)構(gòu)置于地下水位線以下時(shí)，地下水是一個(gè)與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安裝相聯(lián)系的重要問(wèn)題。從深井中抽水或從集水井中抽水是在基礎(chǔ)施工期間用于施工現(xiàn)場(chǎng)排水的方法。其它不常用的方法有：冰凍土中水，電滲排水和安裝由開(kāi)挖周圍灌漿形成的止水帷幕。如果排水作業(yè)在有現(xiàn)存建筑物包圍的場(chǎng)地進(jìn)行，就必須采取預(yù)防措施來(lái)保護(hù)這些建筑物，因?yàn)榻档偷叵滤锌赡芤鹬芜@些建筑物的土下沉。如果地下室部分或者完全位于地下水位線以下，那么它的墻除了設(shè)計(jì)成承受墻后土壓力還要承受外面的靜水壓力。一個(gè)替代方法就是安裝一個(gè)滲透系統(tǒng)把水移到墻外。一些位于地下水位以下的地下結(jié)構(gòu)，可能由此受到向上的靜水壓力，此力超過(guò)了結(jié)構(gòu)施加的向下的力。在這種情況下必須有錨固結(jié)構(gòu)以阻止它們向上漂浮。地下水也造成了這樣的問(wèn)題：滲透地下墻，板，節(jié)點(diǎn)到地下室內(nèi)。提供一個(gè)外部永久的排水系統(tǒng)把水排出地下室或把墻或板放在一個(gè)不可透過(guò)的塑料膜里，或者是給外墻涂一層瀝青乳香以降低滲透力，這樣可以減少地下水的滲透。前面所描述的方法結(jié)合起來(lái)也用過(guò)。擋土墻和橋墩通常在低段處有集水孔，通過(guò)集水孔，聚集在墻或橋墩后面的水就可以排出。當(dāng)水通過(guò)墻流進(jìn)敞開(kāi)的外部排水系統(tǒng)時(shí)，墻后的水壓力就會(huì)減少?；A(chǔ)置于膨脹土體上時(shí)也通常遭到令人頭疼的位移，除非采取專門(mén)的預(yù)防措施。膨脹土是那些在不同量的濕氣下過(guò)分膨脹或收縮的土。問(wèn)題可以這樣解決：基礎(chǔ)安裝在濕氣條件有重大變化的區(qū)域里；換填非膨脹材料；土中添加石灰或水泥摻合劑以便體積不發(fā)生改變；使結(jié)構(gòu)變得柔韌以適應(yīng)位移。補(bǔ)救型或者是預(yù)防型的地基處理通常是有必要的。補(bǔ)救型地基加固用在糾正基礎(chǔ)定位超出時(shí)存在的偏差。如果被恢復(fù)到原始狀態(tài)，則必須提供額外的基礎(chǔ)支撐。預(yù)防型地基加固用在當(dāng)新結(jié)構(gòu)安裝在靠近或位于這樣的結(jié)構(gòu)物下面，如城市地鐵結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)支撐是一門(mén)專業(yè)的建造技術(shù)。工作通常在一個(gè)限定的地方進(jìn)行，如一棟建筑物的地下室或一棟建筑物外面開(kāi)挖的小坑里。當(dāng)新基礎(chǔ)安裝時(shí)必須對(duì)存在的結(jié)構(gòu)荷載提供支撐。新基礎(chǔ)或者是定位比最初的基礎(chǔ)深的基礎(chǔ)或者是樁基或是箱型基礎(chǔ)。墻基支撐靠在已存基礎(chǔ)附近或下面挖坑來(lái)實(shí)現(xiàn)?？虞^小，一般0.9米寬，1.兩米長(zhǎng)。隨著開(kāi)挖的進(jìn)行，水平板被置于基坑上，以阻止墻下沉和被支撐結(jié)構(gòu)的破壞。當(dāng)?shù)竭_(dá)新的承壓層時(shí)模板被安置在基坑里，從新的承壓層向舊的基礎(chǔ)底部澆灌76毫米厚的混凝土。在新澆得混凝土硬化后靠砂，水泥和少量水的混合物壓緊76毫米的混凝土。所謂得泥漿，即混合物被壓實(shí)緊密，送到新基礎(chǔ)頂部和舊基礎(chǔ)下部之間。在整個(gè)墻基長(zhǎng)度范圍內(nèi)基礎(chǔ)支撐過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。結(jié)果，新基礎(chǔ)也許是連續(xù)墻也許是間斷的橋墩。第十七課 結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)工程是土木工程的一個(gè)專業(yè)分枝，土木工程涉及到公路，橋梁，大壩和公共事業(yè)線等工程的設(shè)計(jì)，施工和建筑物施工控制。設(shè)計(jì)包括制定要做任務(wù)的時(shí)間表，選擇對(duì)工程最合適的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)備。施工需要適時(shí)安排工作需要的全部圖紙，設(shè)計(jì)和材料以避免耽擱工期?？刂朴蛇M(jìn)度分析和費(fèi)用分析組成，確保工程按時(shí)和在估計(jì)的費(fèi)用內(nèi)完成。計(jì)劃。計(jì)劃開(kāi)始于建筑物的詳細(xì)調(diào)查和工程設(shè)計(jì)書(shū)。通過(guò)調(diào)查，所有工作項(xiàng)目清單被準(zhǔn)備好，相關(guān)的項(xiàng)目被收集起來(lái)列成一個(gè)主要的計(jì)劃表。建筑步驟和每個(gè)項(xiàng)目分配的時(shí)間接著被列出來(lái)。選擇被用在各個(gè)工作項(xiàng)目中的施工方法和設(shè)備以確保工期和工程特性花最可能少費(fèi)用?？偟臅r(shí)間量分配給施工過(guò)程和選擇施工方式和選擇按合同所得到的設(shè)備。在主要的或一般的建筑物進(jìn)度表繪制完成后，次要的詳細(xì)進(jìn)度表根據(jù)主要進(jìn)度表準(zhǔn)備。這些包括獲得材料，設(shè)備和勞動(dòng)力的單個(gè)進(jìn)度表，也有費(fèi)用和收入的預(yù)算表。施工。工程的快速施工要求當(dāng)需要時(shí)有穩(wěn)定的材料，設(shè)備和勞動(dòng)力供應(yīng)。結(jié)構(gòu)工程主要對(duì)購(gòu)買(mǎi)大部分建筑材料和運(yùn)輸它們到工地上負(fù)責(zé)。一些材料，如結(jié)構(gòu)用鋼和機(jī)械設(shè)備，需要供應(yīng)者部分或全部制作。對(duì)于這些制作的材料，工程師必須準(zhǔn)備或檢查所有的制作圖紙以便精確地檢查組裝工作，檢查供貨商的制作過(guò)程。其他結(jié)構(gòu)工程的職責(zé)是通過(guò)研究方法安排工作，準(zhǔn)備詳圖以便闡明設(shè)計(jì)工程師的建筑圖，檢查工作以確保它符合計(jì)劃和規(guī)范。在大多數(shù)大型工程里，有必要為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)如排水結(jié)構(gòu)，道路，辦公和儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，模板和擋土壩設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)圖紙。另外的問(wèn)題在于電力和機(jī)械工具的選擇，以及混凝土材料的處理，混合設(shè)備，壓縮空氣，水，電力系統(tǒng)分配的結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì)?？刂?。進(jìn)度控制靠對(duì)比實(shí)際施工過(guò)程和建立在主要或詳細(xì)進(jìn)度表上的期望施工過(guò)程獲得。既然工程的某個(gè)特性很容易影響整個(gè)工作，那么通常要增加設(shè)備或人員以加快工作。費(fèi)用控制靠對(duì)比實(shí)際每個(gè)工程項(xiàng)目費(fèi)用和工程初的預(yù)算獲得。施工的總費(fèi)用除以施工項(xiàng)目數(shù)就是單個(gè)項(xiàng)目費(fèi)用。土方開(kāi)挖或混凝土施工以體積作為典型的計(jì)價(jià)單位，結(jié)構(gòu)用鋼用噸作為計(jì)價(jià)單位。任何時(shí)候累積的項(xiàng)目費(fèi)用除以累積的工作過(guò)程就是任何項(xiàng)目的實(shí)際單位費(fèi)用。個(gè)別的工作項(xiàng)目費(fèi)用靠定期的發(fā)放工作費(fèi)用如工資表，和發(fā)放到各種工作項(xiàng)目賬戶上獲得。工資表和設(shè)備租金根據(jù)全體工頭準(zhǔn)備的時(shí)間卡片分配?？ㄆ赋隽巳w人員設(shè)備在不同的工作單元上花費(fèi)的時(shí)間材料費(fèi)用的分配是基于用在每個(gè)專門(mén)項(xiàng)目上的每種類型的材料的量。當(dāng)實(shí)際費(fèi)用和估計(jì)費(fèi)用的對(duì)比表明過(guò)量時(shí)，分析原因。如果是設(shè)備費(fèi)用過(guò)量，那也許是設(shè)備能力不夠，或是不適合工作。如果是勞動(dòng)力費(fèi)用過(guò)量，那也許是人員過(guò)多，缺乏合適的管理，或者是被缺乏材料或安排布置耽擱了。在這種情況下，分析生產(chǎn)能力時(shí)，時(shí)間研究是無(wú)價(jià)的。建筑施工根據(jù)專業(yè)領(lǐng)域分類。這些包括，工程場(chǎng)地準(zhǔn)備，挖填土地基處理，剛材定位，物體定位，瀝青鋪設(shè)和電力及機(jī)械設(shè)備安裝。這些領(lǐng)域應(yīng)用到不同的工程如建筑，大壩，機(jī)場(chǎng)的施工方法一般是一樣的。然而，在不同的情況下，各個(gè)領(lǐng)域的重要性不同。場(chǎng)址準(zhǔn)備。這包括除去和清理所有表面結(jié)構(gòu)和擬建建筑物場(chǎng)地的生長(zhǎng)物。推土機(jī)用在小型結(jié)構(gòu)和樹(shù)木的情況下，大型結(jié)構(gòu)必須被拆除。挖填土。這包括土方開(kāi)挖和回填土。土方開(kāi)挖在場(chǎng)址準(zhǔn)備之后進(jìn)行。當(dāng)現(xiàn)存的階地必須降到一個(gè)新的高度時(shí)施工。土方開(kāi)挖開(kāi)始于單獨(dú)除去表層的有機(jī)土。表層土后來(lái)重新用作美化新結(jié)構(gòu)。這也能阻止地表土下的無(wú)機(jī)材料的污染，它也許被用作填方。土方開(kāi)挖由這樣挖掘機(jī)如單斗挖土機(jī)，拉鏟挖土機(jī)，抓斗，起重機(jī)和鏟運(yùn)機(jī)中任何一種完成。在地上進(jìn)行有效的開(kāi)挖需要干燥的開(kāi)挖環(huán)境，因?yàn)楫?dāng)土濕了時(shí)會(huì)不穩(wěn)定并且不能為開(kāi)挖和拖拉設(shè)備提供支撐。當(dāng)開(kāi)挖線位于天然水位以下時(shí)，排水成了一個(gè)主要工作。排水?dāng)r截地下水流動(dòng)。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，排水和穩(wěn)定土體靠溝渠完成，溝渠引導(dǎo)滲出的水流到一個(gè)集水坑，水在那里被泵送出去。排水和穩(wěn)定土體也許靠其它方法如井點(diǎn)和電滲完成。一些材料，如巖石，粘性礫石和硬質(zhì)粘土需要爆炸成松散態(tài)，或把材料裂成碎片。爆炸孔鉆在材料上，然后爆炸物安裝在孔中爆炸。爆炸物的量和爆炸孔的空間尺寸決定于巖石的結(jié)構(gòu)和類型以及爆炸孔的直徑和深度。填土完成后，通常要壓緊以阻止隨后的下沉。通?？慨?dāng)被定位時(shí)由拖拉機(jī)拖著的