土木工程施工典型例题

土方调配计算某建筑场地方格网的方格边长为20m×20m，泄水坡度%3.0yxii，不考虑土的可松性和边坡的影响。试按挖填平衡的原则计算挖、填土方量（保留两位小数）。解答：（1）计算场地设计标高H018.17279.4288.4148.4403.431H68.518)56.4220.4294.4379.4215.4470.43(222H56.345)40.4399.42(444H由书P8式（2.6）可得：)(18.436456.34568.51818.1724424210mNHHHH（2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心o）为H0，由书P9式（2.8）得各角点设计标高为：H1＝H0－30×0.3％＋20×0.3％＝43.18－0.09+0.06＝43.15（m）H2＝H1＋20×0.3％＝43.15＋0.06＝43.21（m）H3＝H2＋20×0.3％＝43.21＋0.06＝43.27（m）H4＝H3＋20×0.3％＝43.27＋0.06＝43.33（m）H5＝H0－30×0.3％＝43.18－0.09＝43.09（m）H6＝H5＋20×0.3％＝43.09＋0.06＝43.15（m）H7＝H6＋20×0.3％＝43.15＋0.06＝43.21（m）H8＝H7＋20×0.3％＝43.21+0.06＝43.27（m）H9＝H0－30×0.3％－20×0.3％＝43.18－0.09－0.06＝43.03（m）H10＝H9＋20×0.3％＝43.03+0.06＝43.09（m）H11＝H10＋20×0.3％＝43.09+0.06＝43.15（m）H12＝H11＋20×0.3％＝43.15+0.06＝43.21（m）（3）计算各角点的施工高度由P10式（2.9）得各角点的施工高度（以“＋”为填方，“－”为挖方）：h1＝43.15－43.03＝＋0.12（m）h2＝43.21－43.70＝－0.49（m）h3＝43.27－44.15＝－0.88（m）h4＝43.33－44.48＝－1.15（m）h5＝43.09－42.79＝＋0.30（m）h6＝43.15－42.99＝＋0.16（m）h7＝43.21－43.40＝－0.19（m）h8＝43.27－43.94＝－0.67（m）h9＝43.03－41.88＝＋1.15（m）h10＝43.09－42.20＝＋0.89（m）h11＝43.15－42.56＝＋0.59（m）h12＝43.21－42.79＝＋0.42（m）（4）确定“零线”，即挖、填的分界线由书P10式（2.10）确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”。见图2。1－2线上的零点：mx93.32049.012.012.01，即零点距角点1的距离为3.93m。2－6线上的零点：mx08.152049.016.049.02，即零点距角点2的距离为15.08m。6－7线上的零点：mx14.92019.016.016.06，即零点距角点6的距离为9.14m。7－11线上的零点：mx87.42059.019.019.07，即零点距角点7的距离为4.87m。8－12线上的零点：mx29.122042.067.067.08，即零点距角点8的距离为12.29m。（5）计算各方格土方工程量（以（＋）为填方，（－）为挖方）①全填或全挖方格由P10式（2.11）)67.019.015.188.0(420231V88+115+19+67＝289（m3）（－）)89.015.116.030.0(420212V30+16+115+89＝250（m3）（＋）②两挖、两填方格，书P11式（2.12）81.45)42.067.067.059.019.019.0(420222)(32V（m3）（－）81.60)42.067.042.059.019.059.0(420222)(32V（m3）（＋）③三填一挖或三挖一填方格，书P11式（2.13）3332)(1178.19)1649)(4912(4932))16.049.0)(49.012.0(49.0(620mV（－）32)(1154.4478.19)49323024(3278.19)49.016.0230.012.02(620mV（＋）3332)(1220.1)1649)(1916(1632))16.049.0)(19.016.0(16.0(620mV（＋）32)(1287.1392.1)16988838(322.1)16.049.0288.019.02(620mV（－）3332)(2267.1)1619)(5919(1932))16.019.0)(59.019.0(19.0(620mV（－）32)(2234.14867.1)191188932(3267.1)19.059.0289.016.02(620mV（＋）将计算出的各方格土方工程量按挖、填分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：496.13m3填方：504.89m3挖方、填方基本平衡。轻型井点降水计算某工程地下室的平面尺寸为54m×18m，基础底面标高为-5.20m，天然地面标高为-0.30m，地面至-3.00m为杂填土，-0.30～-9.50m为粉砂层（渗透系数K=4m/昼夜），-9.50m以下为粘土层（不透水），地下水离地面1.70m,场地条件为北面、东面靠近道路，路边有下水道，西面有原有房屋，南面设有混凝土搅拌站。地下室开挖施工方案为：采用轻型井点降水，液压反铲挖土机挖土，自卸汽车运土。坑底尺寸因支模需要，每边宜放出1.0m,坑底边坡度由于采用轻型井点，可适当陡些，采用1:0.5，西边靠原有房屋较近，为了防止其下沉开裂，打设一排板桩。图1现场布置图工地现有井点设备：滤管直径50，长度1.20m；井点管直径50，长度60m；总管直径100，每段长度4.0m，（0.8m有一接口）；5W真空泵机组，每套配备二台3BA—9离心泵（水泵流量303m/h）.试求：(１）轻型井点的平面布置与高程布置。（２）轻型井点计算（涌水量、井点管数量与间距、水泵流量）。解答：1）轻型井点系统布置根据本工程条件，轻型井点系统选用单层环形布置，如下图所示。图2轻型井点平面布置图图3轻型井点高程布置图总管直径选用100mm，布置于天然地面上，基坑上口尺寸58.45×24.9m，井点管距离坑壁为1.0m，则总管长度为2×[（58.45+2×1.0）+（24.9+2×1.0）]=174.7（m）井点管长度选用6.0m，直径50mm，滤管长度1.2m，井点管露出地面0.2m，基坑中心要求的降水深度S为S=5.20-0.30-1.70+0.50=3.7（m）井点管所需的埋置深度H=5.20-0.30+0.50+26.9÷2×110=6.745﹥6-0.2=5.8（m）将总管埋于地面下1.0m处，即先挖1.0m深的沟槽，然后在槽底铺设总管，此时井点管所需长度为6.745-1.0+0.20=5.945（m）﹤6.0（m）满足要求抽水设备根据总管长度选用二套，其布置位置与总管的划分范围如图所示。2）基坑涌水量计算按无压非完整井考虑，含水层有效厚度0H按表2.6计算：5.0450.805.0451.2∴0H=1.85×（5.045＋1.2）＝11.6﹥9.5－2.0＝7.5取0H＝7.5（ｍ）抽水影响半径按公式（2.26）求出：Ｒ＝1.95×3.7×7.54＝39.52（ｍ）环形井点的假想半径0按公式（2.27）求出：060.4526.922.76（ｍ）基坑涌水量Ｑ按公式（２．２５）求出：Ｑ＝1.366×４×(27.53.7)3.7953.5lg39.52lg22.76（3m/ｄ）３）井点管数量与间距计算单根井点管出水量q按公式（2.31）求出：q=65××0.05×1.0×34=16.2（3m/ｄ）n=953.51.16516.2(根)井点管间距D按公式（2.32）计算：Ｄ=174.72.6965（ｍ）取D＝2.0（ｍ）n=174.7882(根)４）抽水设备选用①选择真空泵。根据每套机组所带的总管长度为174.7／2＝87.35（ｍ），选用5W型干式真空泵。真空泵所需的最低真空度按公式（2.33）求出：10(6.01.0)70()khpa②选择水泵。水泵所需的流量Ｑ953.51.1524.432Q（3m/ｄ）＝21.85（3m/h）水泵的吸水扬程SHSH≥6.0＋1.2＝7.2（ｍ）由于本工程出水高度低，只要吸水扬程满足要求，则不必考虑总扬程。根据水泵所需的流量与扬程，选择3BA-9型离子泵即可满足要求。模板设计计算某多层现浇板柱结构的柱网尺寸为5.4m×5.4m，每一楼层高度为3.0m，柱子的截面尺寸为450mm×450mm,楼板厚度为150mm。(1)柱子厚度为20mm的木模板，浇筑速度为2.5m3／h混凝土的温度为10℃，用插入式振动器捣实，混凝土的坍落度为80㎜，无外加剂。试求混凝土侧压力与柱箍间距，并绘制侧压力分布与柱箍布置图。(2)楼板模板采用厚度为18㎜的木胶合板，支架为碗扣式钢管脚手架搭设的排架；胶合板面板下小木楞的尺寸为50㎜×100㎜，间距为400㎜；小木楞下面大木楞由排架立杆上的可调托座支承，排架立杆的跨宽度1200㎜，间距为1500㎜。试算小木楞的承载力及挠度是否满足要求（l／250），并求大木楞的截面尺寸。（东北落叶松的木材抗弯设计强度＝17MPa，顺纹抗剪设计强度＝1.6，MPa弹性模量E＝10000MPa，木材重度6～8kN／㎡）解：（1）1)求浇注混凝土时的侧压力已知混凝土的浇筑速度为V＝2.5m／h,混凝土温度T=10℃,外加剂影响修正系数为1=1坍落度影响修正系数2＝1，t0=200／T+10=8由F=120120.22CtV＝0.22×24×8×1×2.51/2=66.79kN/m2检验:F=Hc=24×3=72.0kN/m2按施工规范规定取小值,则侧压力荷载标准值为:F=66.79kN/m2承载力验算时,设计荷载应考虑永久荷载,新浇混凝土侧压力的荷载分项系数6=1.2;还应考虑可变荷载,倾倒混凝土时产生荷载的分项系数7=1.4.又因面板为木模板,模板设计荷载值可乘以0.9予以折减,则6F=66.79×1.2×0.9=72.14kN/m2有效压头h=72.14/24=3m对于边长为450mm的柱,当采用0.8m3的吊斗供料时,水平荷载为4kN/m2考虑荷载分项系数和折减系数的7F=4×1.4×0.9=5.04kN/m2叠加后的侧压力分布图见图2)求内竖楞间距1l新浇混凝土侧压力均匀作用在木模板上,单位宽度的面板可以视为梁,内竖楞即为梁的支点.按三跨连续梁考虑,梁宽取200mm.因7F作用于整个柱高范围应予以考虑,故作用在连续梁上的线荷载:q=(66.79+5.04)×0.2=14.37kN/m2其计算简图见图.求的计算简图三跨连续梁的最大弯距2max10.1Mql,最大挠度41max'0.667100qluEI('q为线荷载标准值).按面板的抗弯承载力要求:maxMM抵22110.16wwqlfWfbh抵2221101.671.671720020493.92614.37wwfbhfbhlmmqq按面板的刚度要求,最大变形值取为模板结构的1250l'q=66.79×0.2=13.36kN/m241'0.667100qlEI=1250l3331'0.590.591000020020389.0414.37EIlmmq对比取小值,又考虑竖楞木的宽度,可取1l=225mm3)求外横楞间距2l仍按三跨连续梁