土木工程施工思考题

第一章土方工程1.工程施工中的土分类方法有哪些？答：在土木工程施工中，将土的开挖难易程度将土分为八类：第一类（松软土）、第二类（普通土）、第三类（坚土）、第四类（砾砂坚土）、第五类（软石）、第六类（次坚石）、第七类（坚石）、第八类（特坚石）。

2.土的可松性概念。

答：即自然状态下的土，经过开挖后，其体积松散而增大，以后虽经回填压实，仍不能回复。

3.密度、干密度、含水量、压实系数的概念。

答：密度：土单位体积的质量,称为土的天然密度,记为ρ 公式:ρ=m/v；干密度：土的干密度就是土单位体积中固体颗粒部分的质量；含水量：单位数量的土壤所保持的水量。

常用以下表示法：(1)土壤中水分的重量占干土重量的百分比，称为“体积含水量”，用重量百分比表示；(2)土壤中所含水的体积占土壤总体积的百分比，称为“体积含水量”；用体积百分比表示；压实系数：一般土经过开挖、运输、堆放而松散，松散土与原土的体积之比称作可松性系数K1；一般土经过开挖、运输、回填、压实后仍较原土体积增大，最后体积与原土体积之比称作可松性系数K2。

4.小型场区平整设计标高的确定的原则调整方法。

答：设计标高的确定：对小型场地平整，如原地形比较平缓，对场地设计标高无特殊要求，可按场地平整施工中挖填土方量相等的原则确定。

将场地划分成边长为a的若干方格，并将方格网角点的原地形标高标在图。

原地形标高可利用等高线用插入法求得或在实地测量得到。

按照标高调整前后总土方量不变，而且挖填土方量相等的原则，设所计算的场地标高为，场地总方格数为n，第i个方格四个角点的原地形标高分别为、、和，则场地设计标高可按下式计算：n=移项后得到：（1-1-1）由图可见，11号角点为一个方格独有，而12，13，21，24号角点为两个方格共有，22，23，32，33号角点则为四个方格所共有，在上式计算的过程中类似11号角点的标高仅加一次，类似12号角点的标高加两次，类似22号角点的标高则加四次，这种在计算过程中被应用的次数，反映了各角点标高对计算结果的影响程度，测量上的术语称为“权”。

考虑各角点标高的“权”，式（1-1-1）可改写成更便于计算的形式：（1-1-2）式中为一个方格独有的角点标高；、和分别为二、三、四个方格共有角点的标高。

设计标高的调整：在实际工程中，对计算所得的设计标高，还应该考虑以下因素进行调整，这项工作在完成土方量计算之后进行。

考虑土的最终可松性，需相应提高设计标高，以达到土方量的实际平衡；考虑工程余土或工程用土，需相应地提高或降低设计标高；根据经济比较结果，如采用场外取土或弃土的施工方案，则应考虑因此引起的土方量变化，应对设计标高做相应调整。

场地设计平面的调整工作是繁重的，如果修改设计标高，则需重新计算土方工程量。

5.网格角点施工高度如何确定？答：方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=10～40m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示.也可以在施工中施工单位自行对场地进行方格网的确定。

将场地划分为边长10—40m的正方形方格网，通常以20m居多。

再将场地设计标高和自然地面标高分别标注在方格角上，场地设计标高与自然地面标高的差值即为各角点的施工高度（挖或填），习惯以“+”号表示填方，“－”表示挖方。

将施工高度标注于角点上，然后分别计算每一方格地填挖土方量，并算出场地边坡的土方量。

将挖方区（或填方区）所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得场地挖方量和填方量的总土方量。

为了解整个场地的挖填区域分布状态，计算前应先确定“零线”的位置。

零线即挖方区与填方区的分界线，在该线上的施工高度为零。

零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点的位置，将各相邻的零点连接起来即为零线。

零线确定后，便可进行土方量计算。

方格中土方时的计算有两种方法，即四角棱柱体和三角棱柱体法。

①四角棱柱的体积计算方法。

方格四个角点全部为填或全部为挖，其挖方或填方体积为：V=a2（h1+h2+h3+h4）/4式中：h1、h2、h3、h4—方格四然点挖或填的施工高度，均取绝对值，m；a—方格边长。

方格四个角点中，部分是挖方、部分是填方时，其挖方或填方体积分别为：V1、2=a2/4×[h12/（h1+h4）+h22/（h2+h3）]V3、4=a2/4×[h32/（h2+h3）+h42/（h1+h4）]方格中三个角点为挖方（或填方）另一角点为填方时（或挖方）时，其填方部分的土方量为：V4=a2h43/6（h1+h4）(h3+h4）其挖方部分土方量为:V1、2、3=a2（2h1+h2+2h3-h4）/6+V4②三角棱柱体的体积计算方法。

计算时先顺地形等高线将各个方格划分成三角形，每个三角形三个角点的填挖施工高度用h1、h2、h3表示。

当三角形三个角点全部为挖或全部为填时，其挖填方体积为：V=a2（h1+h2+h3）/6式中：a—方格边长，m；h1、h2、h3—三角形各角点的施工高度，用绝对值代入，m。

三角形三个角点有填有挖时，零线将三角形分成两部分，一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体，其锥体部分体积为：V锥=a2h33/6（h1+h3）（h2+h3）楔形部分的体积为：V楔=a2/6[h33/（h1+h3）（h2+h3）-h3+h2+h1]式中：h1、h2、h3—三角形各角点的施工高度，取绝对值，m。

其中h3指的是锥体6.“零”点和“零线”的概念，如何确定？答：零线即挖方区与填方区的交线，在该线上施工高度为零零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格线上，用插入法求出零点的位置，将各相邻的零点连接起来极为零线。

7.基坑和基槽土方量的计算方法？答：(1) 四面放坡基坑土方量计算基坑土方量的计算可近似地按棱柱体(即上下底为两个平行的平面，所有的顶点都在两个平行平面上的多面体)体积公式计算。

V=(1÷6)H(A1+4A0+A2) (1)式中V——四面放坡基坑土方量(体积)(m3);H——基坑深度(m);A1、A2——基坑上、下底面积(m2);A0——基坑中截面((1÷2)H处)面积(m2)。

圆形放坡基坑土方量计算圆形放坡基坑土方量按下式计算。

V=(1÷3)πH (R21+R1R2+R22) (2)式中V ——圆形放坡基坑土方量(体积)(m3);R1、R2——圆形基坑上、下底半径(m);π——3.14; H——基坑深度(m)。

2.基槽土方量计算多用于建筑物的条形基础、渠道、管沟等土方工程量。

基槽土方量计算，可沿其长度方向分段进行计算，各段土方量之和，即为总土方量。

如该段内基槽横截面形状、尺寸不变时，其土方量即为该段横截面面积乘以该段基槽长度，一般两边放坡按下式计算V=H(B+mH)L (3)式中V——两边放坡基槽该段土方量(体积)(m3);H——基槽深度(m);B——基槽槽底宽度(m);L——该段基槽长度(m);m——坡度系数，m= C/H，当m=0，则表示基槽垂直开挖不放坡;C——基槽一边坡底宽(m)。

8.基坑和基槽开挖灰线尺寸如何确定？答：在基础开挖前，按照基础详图上的基槽宽度和上口放坡的尺寸，由中心桩向两边各量出开挖边线尺寸，并作好标记；然后在基槽两端的标记之间拉一细线，沿着细线在地面用白灰撒出基槽边线，施工时就按此灰线进行开挖。

基坑抄平为了控制基槽开挖深度，当基槽开挖接近槽底时，在基槽壁上自拐角开始，每隔3~5m测设一根比槽底设计高程提高0.3~0.5m的水平桩，作为挖槽深度、修平槽底和打基础垫层的依据。

水平桩一般用水准仪根据施工现场已测设的±0标志或龙门板顶面高程来测设的。

如图9.9所示，槽底设计高程为-1.700m，欲测设比槽底设计高程高0.500m的水平桩，首先在地面适当地方安置水准仪，立水准尺于±0标志或龙门板顶面上，读取后视读数为0.774m，求得测设水平桩的应读前视读数0.774+1.700-0.500=1.974m。

然后贴槽壁立水准尺并上下移动，直至水准仪水平视线读数为1.974m时，沿尺子底面在槽壁打一小木桩，即为要测设的水平桩。

9.轻型井点降水系统组成，设计的步骤，高程和平面布置的要求。

答：井点降水法有轻型井点、喷射井点、管井井点、深井井点及电渗井点等，可根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件综合选用。

轻型井点降水轻型井点法就是沿基坑的四周将许多直径较细的井点管埋入地下蓄水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，可将原有地下水位降至坑底以下，如图1－39所示。

1. 轻型井点的设备组成轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。

（1）滤管滤管是井点设备的一个重要部分。

滤管的直径宜为38～50 mm，长度为1.0～1.5m，管壁上钻有直径为13～19 mm的按梅花状排列的滤孔，滤孔面积为滤管表面积的20％～25 %。

滤管外包两层滤网（图1－43），内层细滤网一采用每厘米30～40眼的铜丝布或尼龙丝布，外层粗滤网采用每厘米5～10眼的塑料纱布。

为使水流畅通，避免滤孔淤塞影响水流进入滤管，在管壁与滤网间用小塑料管（或铁丝）绕成螺旋形将二者隔开。

滤网的外面用带孔的薄铁管或粗铁丝网保护。

滤管的上端与井点管连接，下端为一铸铁头。

（2）井点管井点管宜采用直径为38～50 mm的钢管，其长度为5～7m，可整根或分节组成。

井点管的上端用弯联管与总管相连。

（3）弯联管弯联管宜用透明塑料管（能随时看到井点管的工作情况）或橡胶软管。

（4）总管总管宜采用直径为100～127 mm的钢管，每节长度为4m，其上每隔0.8m或1.2m设计有下个与井点管连接的短接头。

2.轻型井点布置轻型井点布置根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度要求等确定。

井点布置得是否恰当，对井点使用效果影响较大。

（1）平面布置A：单排布置当基坑或沟槽宽度小于6m且降水深度不超过5m时，一般可采用单排线状井点，布置在地下水流的上游一侧，其两端的延伸长度一般以不小于坑（槽）宽为宜（下图）。

B：双排布置如基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点。

当基坑面积较大时，宜采用环形井点（见下图）；有时为了施工需要，也可留出一段（地下水流下游方向）不封闭。

井点管距离基坑壁一般不宜小于0.7～1.0m，以防局部发生漏气。

井点管间距应根据土质、降水深度、工程性质等按计算或经验确定，一般采用0.8～1.6m，靠近河流处与总管四角部位，井点应适当加密。

（2）高程布置轻型井点的降水深度，一般以不超过6m为宜。