土木工程施工技术案例

《土木工程施工技术》案例
案例1。

某建筑外墙采用砖基础，其断面尺寸如图1所示，已知场地土的类别为二类,土的最初可松性系数为1.25，最终可松性系数为1.04,边坡坡度为1:0.55。

取50m 长基槽进行如下计算。

试求:
（1）基槽的挖方量（按原状土计算）；
（2)若留下回填土后，余土全部运走，计算预留填土量及弃土量（均按松散体积计算)。

图1 某基槽剖面基础示意图
解:
(1） 求基槽体积，利用公式 12
F F V L 2
+=
，(12F F =）得: ()3
V 1.5 1.240.2152 1.50.5550187.125m =⨯+⨯+⨯⨯=⎡⎤⎣⎦
（2） 砖基础体积：
()3
1
V 1.240.40.740.40.240.75048m =⨯+⨯+⨯⨯= 预留填土量：
31S 2S (V V )K (187.12548) 1.25V 167.22m
K 1.04
'--⨯=
== 弃土量：
3
13S S V V 187.12548V V K 187.125 1.2566.69m K 1.04'
⎛⎫--⎛⎫=-=-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭ 案例2。

某高校拟建一栋七层框架结构学生公寓楼，其基坑坑底长86m,宽65m,深8m ，边坡坡度1:0。

35。

由勘察设计单位提供有关数据可知，场地土土质为二类土，其土体最初可松性系数为1.14,最终可松性系数为1。

05,试求：
(1）土方开挖工程量;
（2)若混凝土基础和地下室占有体积为23650m³,则应预留的回填土量； （3)若多余土方用斗容量为3 m³的汽车外运，则需运出多少车？ 解：
(1) 基坑土方量可按公式()102H
V F 4F F 6
=
++计算，其中， 底部面积为：
22 F = 8665 = 5590 m ⨯
中部截面积为:
20 F = (8680.35)(6580.35) = 6020.64 m +⨯⨯+⨯
上口面积为:
2
1F (86280.35)(65280.35) 6466.96 m =+⨯⨯⨯+⨯⨯=
挖方量为：
348186.03m = 5590)+6020.64×4+(6466.96×6
8
= V
（2) 混凝土基础和地下室占有体积V 3=23650 m 3，则应预留回填土量:
3S S 3226639.12m 14.105
.123650
03.48186K K V V V =⨯-='-=
(3） 挖出的松散土体积总共有：
3S 2m 54932.07=1.14×48186.03= K ×V =V '
故需用汽车运车次：
22V V 54932.0726639.12
N 9431()q 3
'--=
==车 案例3.
某综合办公楼工程需进行场地平整，其建筑场地方格网及各方格顶点地面标高如图2所示,方格边长为30m.场地土土质为亚粘土（普通土)，土的最终可松性系数为1。

05，地面设计双向泄水坡度均为3‰。

按场地挖填平衡进行计算。

试求：
（1）场地各方格顶点的设计标高；
(2）计算各角点施工高度并标出零线位置； （3)计算填、挖土方量（不考虑边坡土方量）； （4)考虑土的可松性影响调整后的设计标高。

解：(1）初步确定场地设计标高，
由公式1
234
H 2H 3H 4H H 4n
+++=
∑∑∑∑ ，得
()7
465.5286.5255.53(24.526.5554.495.5548.51H 0⨯+++⨯+++++=
()
m 55.5205.5296.52477.533)69.5284.5013.50=+⨯+⨯+++
0.3
‰
图2 场地方格网图
由公式 n 0x x y y H H l i l i =±± ,得：
0000001100000012000
1300000014H 52.55600.3300.352.54m
H 52.55300.3300.352.55m H 52.550300.3
52.56m
H 52.55300.3300.352.57m
=-⨯+⨯==-⨯+⨯==++⨯==+⨯+⨯=
同理 21H 52.53m = 22H 52.54m = 23H 52.55m = 24H 52.56m = 25H 52.57m =
31H 52.52m =
32H 52.53m = 33H 52.54m = 34H 52.55m = 35H 52.56m = （2) 计算各角点施工高度,由公式 n n n h H H '=- 可求得：
111111h H H 52.5451.48 1.06m '
=-=-=+
其他各角点的施工高度如下图3所示:
由公式 X i,j =ah A /（h A +h B ） ，确定零点为：
1111,121112ah 30 1.06
x 15.44m h h 1.06 1.00
⨯=
==++
同理求出各零点,把各零点连接起来，形成零线，如图3所示.
图3 场地平整方格网法计算图
(3） 计算场地挖填方量：
3
3
22wI m 50.313)
00.106.1()12.006.1(06.1630)06.112.0242.000.12(630V =+⨯+⨯+-⨯++⨯⨯=3
3
22wII m 48.316)
30.050.0()42.050.0(50.0630)50.042.0200.130.02(630V =+⨯+⨯+-⨯++⨯⨯=3
322wIII
m 21.831)
21.150.0()30.050.0(50.0630)50.021.1293.230.02(630V =+⨯+⨯+-⨯++⨯⨯=2223wIV
300.120.42V ()15.12m 40.12 2.980.42 2.4
=⨯+=++ 332wV
m 28.4)4.242.0()5.042.0(42.0630V =+⨯+⨯= 3222wVI
m 00.195)14
.07.114.0)5.021.1(21.1(430V =+++⨯= 32
WVII m 50.1021)14.016.003.321.1(4
30V =+++⨯=
总挖方量:
3w i W m 09.269750.102100.19528.412.1521.83148.3165.313V V ∑=++++++==
233tI 30 1.06V 73.50m 6(1.060.12)(1.06 1.00)
=⨯=+⨯+
33
2tII m 48.25)
30.050.0()42.050.0(50.0630V =+⨯+⨯=
23
3tIII 300.50V 13.71m 6(0.500.30)(0.50 1.21)
=⨯=+⨯+
32
22tIV m 07.1103)42.040.240.212.098.298.2(430V =+++⨯=
3
3
22tV m 28.1066)40.242.0()50.042.0(42.0630)42.040.2270.150.02(630V =+⨯+⨯+-⨯++⨯⨯=3222tVI
m 27.386)14
.070.170.121.150.050.0(430V =+++⨯= 总填方量：
3ti t m 31.266827.38628.106607.110371.1348.255.73V V ∑=+++++==
（4）调整后的设计标高:
2
tI 2tII 2
tIII 1
F 26.9515.44208.05m 21
F 16.3018.75152.81m 21
F 18.758.7782.22m 2
=⨯⨯==⨯⨯==⨯⨯=
2
tIV 2tV 2
tVI 1
F (28.8425.53)30815.55m 2
1
F 3030 4.4713.7869.38m 2
1
F (8.7727.72)30547.35m 2
=⨯+⨯==⨯-⨯⨯==⨯+⨯=
2
w 2ti t m
64.362436.267573030F m 36.267535.54738.86955.81522.8281.15205.208F F =-⨯⨯==+++++==∑
由公式'w s 't w s
V (K 1)Δh F F K --=+ ,得
m 42.005
.164.362436.2675)
105.1(09.2697Δh =⨯+--=
因此,考虑土的可松性影响调整后的设计标高为:
m 97.5242.055.52Δh h h 00'=+=+=
案例4.
某工业厂房基坑土方开挖,土方量11500m³,现有型正铲挖土机可租用，其斗容量q=1m 3，为减少基坑暴露时间挖土工期限制在10天。

挖土采用载重量4t 的自卸汽车配合运土,要求运土车辆数能保证挖土机连续作业.
已知C K 0.9=，S K 1.15=，B K K 0.85==，c v 20km /h =， 31.73t /m ρ=(土密度）
，t=40s ，L=1.5km 。

试求：
（1）试选择w 1-100正铲挖土机数量N;
（2）运土车辆数'
N ；
（3）若现只有一台w 1-100液压正铲挖土机且无挖土工期限制,准备采取两班制作业，要求运土车辆数能保证挖土机连续作业，其它条件不变.试求:
① 挖土工期T ；
② 运土车辆数'
N 。

解:
（1） 计算挖土机生产率：
C
B S
K 83600P q K t K ⨯=
3836000.9
10.85=478.96m /()40 1.15⨯=⨯⨯⨯台班 取每天工作班数C=1,则挖土机数量由公式可知：
Q 1115001N 2.8P TCK 478.961010.85
=⨯=⨯=⨯⨯
取N=3，故需3辆 W1—100型反铲挖土机。

(2） 汽车每车装土次数，由公式计算知，
C Q 4
n 2.95K 0.9
1 1.73q 1.15Ks
'=
==⨯⨯ρ (取3次) 则汽车每次装车时间:1t =n* t=32/3=2min ⨯； 取卸车时间：1min t 2=； 操纵时间：2min t 3=； 则汽车每一工作循环延续时间:
123c 2L 2 1.5
T t t t 2601214min v 20
⨯'=+
++=+⨯++= 则运土车辆的数量:
1T 14
N 7t 2
''=
== (辆） 由于三台挖土机同时作业，每台都需要连续作业，故需21辆运土车。

（3）① 由公式可知,挖土工期：
Q 11500T 14NPCK 1478.9620.85
===⨯⨯⨯(天)
② 除挖土机数量外，由于影响运土车数的条件均未变，为保证1台挖土机连续作业，故只需7辆运土车. 案例5.
某建筑基坑底面积为20m×32m ，基坑深4m ，天然地面标高为±0.000，四边放坡，基坑边坡坡度为1：0.5.基坑土质为:地面至-1.0m 为杂填土，-1.0m 至-10.0m 为细砂层,细砂层以下为不透水层。

施工期间地下水位标高为-1。

2m ，经扬水试验得知，渗透系数k=15m/d.现有井点管长6m ，直径50mm ，滤管长1。

2m ，采用环形轻型井点降低地下水位。

试求：
（1）轻型井点的高程布置(计算并画出高程布置图); (2）进行井点系统的设计计算;
（3）绘制轻型井点的平面布置图. 解：
（1)轻型井点的高程布置:
集水总管的直径选用127mm ,布置在000.0±标高上，基坑底平面尺寸为20m 32m ⨯，上口平面尺寸为
()()2040.5224m 3240.5236m
=+⨯⨯==+⨯⨯=宽长
井点管布置距离基坑壁为1.0m ，采用环形井点布置，则总管长度为：
()L 22638128m =⨯+=
井点管长度选用6m ，直径为50m ，滤管长为1.2m ，井点管露出地面为0.2m ，基坑中心要求降水深度为：
S 4 1.20.5 3.3m =-+=
采用单层轻型井点，井点管所需埋设深度为:
121H H h iL 40.50.113 5.8m 6.0m =++=++⨯=<
符合埋深要求。

井点管加滤管总长为7m ，井管外露地面0.2m ，滤管底部埋深在 6.8m -处，而不透水层在10.0m -处，基坑长宽比小与5，可按无压非完整井环形井点系统计算。

轻型井点系统高程布置图如图4所示。

图4 高程布置图
(2)井点系统的设计计算
①按无压非完整井环形井点系统涌水量计算公式计算：
()00
2H S S Q 1.366K lg R lg X -=⨯⨯
-
其中：
含水层有效深度： 3.8
0.763.8 1.2
S S l ''==++
()0H 1.85 3.8 1.29.25=⨯+=
式中: S 为井管处水位降低值，l 为滤管的长度 基坑中心的降水深度：S 3.3m = 抽水影响半径：
R 1.95S H K 1.95 3.39.251575.80m =⨯=⨯⨯⨯=
故 ()3
29.25 3.3 3.3m Q 1.336151593.76d lg 75.80lg17.74
⨯-⨯=⨯⨯=- ②单根井点出水量：
3
33m
q 65dl k 65 3.140.05 1.21530.20d
=π=⨯⨯⨯⨯=
井点管数量:
Q 1593.76n 1.1 1.153q 30.20
=⨯=⨯=根 井点管间距:
128L D 2.4m
n 53
===取2.0m
则实际井点管数量为：128 2.064÷=根
③抽水设备的选用
根据总管长度为128m ，井点管数量64根。

水泵所需流量：3
3
m m
Q 1.11593.761753.1473.0d
h
=⨯==
水泵的吸水扬程：s H 6.0 1.27.2m =+=
根据以上参数，查相关离心泵选用手册，选用W 7型干式真空泵。

(3）绘制轻型井点的平面布置图，如图5所示。

图5 平面布置图。