土木工程施工教材课后习题答案

第一章土方工程1．某工程基础（地下室）外围尺寸40m×25m，埋深4.8m，为满足施工要求，基坑底面积尺寸在基础外每侧留0.5m宽的工作面；基坑长短边均按1：0.5放坡（已知KS=1.25，KS′＝1.05）。试计算：(1)基坑开挖土方量；(2)现场留回填土用的土方量；(3)多余土用容量为5m３自卸汽车外运，应运多少车次？解：(1)3132303102400.52250.521066400.520.54.82250.520.54.821410.640.54.820.54.82400.52250.521232.562245925.50()6AmAmAmHVAAAm自然方量（2）35925.5040254.81071.91()1.05Vm自然方量（3）外运的土为虚方36066.986066.98n==12145Vm虚方（5925.50-1071.91）1.25车2．某场地方格网及角点自然标高如图，方格网边长a=30m，设计要求场地泄水坡度沿长度方向为2‰，沿宽度方向为3‰，泄水方向视地形情况确定。试确定场地设计标高（不考虑土的可松性影响，如有余土，用以加宽边坡），并计算填、挖土方工程量（不考虑边坡土方量）。3.试用“表上作业法”土方调配的最优调配方案。土方调配运距表44.1544.2244.8144.6542.1842.7842.9643.7545.8245.2443.6044.08填方区挖方区1T1T1T1T挖方量（3m）1W15020018024010002W7014011017040003W15022012020040004W1001308016010000填方量（3m）100070002000900019000注：小格内单位运距为m。解：表中可以看出：x11+x21+x31+x41=1000x11+x12+x13=1000………………利用“表上作业法”进行调配的步骤为：(1）用“最小元素法”编制初始调配方案步骤1：即先在运距表（小方格）中找一个最小数值，即2170L，于是先确定21X的值，使其尽可能地大，即取21min(1000,4000)1000X。则1131410XXX，在空格内画上“×”号，将（1000）填入21X格内；步骤2：在没有填上数字和“×”号的方格内再选一个运距最小的方格，即4380L，让X43值尽可能的大，即X43=min(10000，2000)＝2000。同时使x13＝x23＝x33＝0。同样将（2000）填入表1-5中X43格内，并且在X13、X23、X33格内画上“×”。步骤3：按同样的原理，可依次确定x42=7000，x12=x22=x32=0；x31=300，x32＝x33＝100，并填入表1-5，其余方格画上“×”，该表即为初始调配方案。表1-5土方初始调配方案填方区挖方区1T2T3T4T挖方量（3m）1W1502001802401000×××（1000）2W701401101704000（1000）××（3000）3W1502201202004000×××（4000）4W1001308016010000×（7000）（2000）（1000）填方量（3m）100070002000900019000(2）最优方案的判别用“位势法”求检验数。表1-6平均运距和位势数填方区挖方区1T2T3T4Tjviu1v1402v2103v1603v2401W1u002402W2u-7007001703W3u-4002004W4u-8001300800160先令1u0，则有3v240-0=2402u170-240=-701v70-(-70)=1403u200-240=-404u160-240=-802v130-(-80)=2103v80-(-80)=160检验数计算：11150-0-140=10；12200-0-210=-10；….（在表1-7中只写“”或“-”）表1-7位势、运距和检验数表填方区1T2T3T4T挖方区jviu1v1402v2103v1603v2401W1u0+150-200+1800240×××（1000）2W2u-700700140+1100170（1000）××（3000）3W3u-40+150+22001200200×××（4000）4W4u-80+10001300800160（7000）（2000）（1000）从表1-7中已知，表内有为负检验数存在，说明该方案仍不是最优调配方案，尚需作进一步调整，直至方格内全部检验数λij≥0为止。（3）方案的调整①在所有负检验数中选一个（一般可选最小的一个，本题中为12L），把它所对应的变量12X作为调整的对象。②找出12X的闭回路：从12X出发，沿水平或者竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作900转弯，然后依次继续前进再回到出发点，形成一条闭回路（表1-8）。表1-812X的闭回路表填方区挖方区1T2T3T4T1W12X10002W100030003W40004W700020001000③从空格12X出发，沿着闭回路（方向任意）一直前进，在各奇数次转角点的数字中，挑出一个最小的（本表即为1000，7000中选1000,此处选14X），将它由14X调到12X方格中（即空格中）。将1000填入12X方格中，被调出的14X为0（变为空格）；同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去1000，偶数次转角上数字都增加1000，使得填、挖方区的土方量仍然保持平衡，这样调整后，便可得表1-9的新方案。⑤对新调配方案，仍然用“位势法”进行检验，看其是否为最优方案，检验数无负数,该方案为最佳方案表1-9调整后的调配方案填方区挖方区1T2T3T4T挖方量（3m）jviu1v1302v2003v1503v2301W1u0+1500200+180+2401000×（1000）××2W2u-600700140+11001704000(1000)×（2000）3W3u-30+150+220012002004000×××（4000）4W4u-70+1000130080016010000（6000）（2000）（2000）填方量（3m）100070002000900019000表1-9中所有检验数均为正号，故该方案即为最优方案。其土方的在总运输量为：4．对习题1的基础工程施工,地下水位在地面下1.5m,不渗水层在地下10m,地下水为无压水,渗透系数K=15m/d,现采用轻型井点降低地下水位,试求：⑴绘制轻型井点系统的平面和高程布置。⑵计算涌水量。⑶确定井点管数量和间距。310002001000702000170400020060001302000802000160200000700003400008000007800003200002510000()zmm解：（1）轻型井点系统的布置总管的直径选用127mm，布置在±0.000标高上，基坑底平面尺寸为41×26m2，上口平面尺寸为：长=41+(4.8×0.5)×2=45.8；宽=26+2×4.8×0.5=30.8。井点管布置距离基坑壁为1.0m，采用环形井点布置，则总管长度：L＝2(47.8+32.8)＝161.2m井点管长度选用7m，直径为50mm，滤管长为1.0m，井点管露出地面为0.2m，基坑中心要求降水深度：S=4.8-1.5+0.5＝3.8m采用单层轻型井点，井点管所需埋设深度；H1=H2+h1+I×l1=4.8+0.5+0.1×16.4=6.94m7m，符合埋深要求。降水深度7-1.5=5.5m6m符合一级轻型井点管埋设要求。井点管加滤管总长为8m，井管外露地面0.2m，则滤管底部埋深在-7.8m标高处，不渗水层在地下10m,地下水为无压水，所以本题按无压非完整井环形井点系统考虑。轻型井点系统布置见图1-50。2)基坑涌水量计算按无压非完整井环形井点系统涌水量计算公式：00(2)1.366lglgHSSQkRx因为：S’=7.8-1-1.5=5.3S’/(s’+l)=5.3/(5.3+1)=0.84所以：根据表1-12取H0=1.85(s’+l)=1.85(5.3+1)=11.66m本题中含水层H=10-1.5=8.5m因为H0＞H，故：取H0=8.5m基坑中心降水深度S=3.8m抽水影响半径01.951.953.88.51583.67RSHKm环形井点假想半径047.832.822.343.1416Fxm所以3(28.53.8)3.81.366151793.68/lg83.67lg22.34Qmd3)井点管数量与间距计算单根井点出水量；33365653.14160.051.01525.18/qdlKmd井点管数量：n=1.1×Q/q=1.1×1793.68/25.18=71.23（根)，取72根井点管间距：D=L/n=161.2/72=2.24取1.6m则实际井点管数量为：161.2÷1.6≈100根