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【1-3】何谓“最佳设计平面”？

最佳设计平面如何设计？

最佳设计设计平面就是满足建筑规划、生产工艺和运输要求以及场地排水等前提下，使场地内挖方量和填方量平衡，并使总的土方工程量最小的场地设计平面。

最佳设计平面的设计依据是“最小二乘法原理”。

具体步骤如下：

1）采用公式（1-7）作为最佳设计平面的平面方程：

（1-7）

2）计算场地方格角点的施工高度：

（1-8）

3）令

为土方施工高度之平方和：

（1-9）

4）当

最小是，依据最小二乘法原理，既得最佳设计平面

5）将公式（1-7）、（1-8）代入公式（1-9），并分别对未知的设计平面参数

求偏导数，令所得函数为0。

获得联立方程组，求解既得最佳设计平面。

求解过程可采用表格的形式。

2.3.1习题：

【1-4】试述土方调配“表上作业法”的计算步骤。

1.编制初始调配方案；

2.最优方案判别；

3.方案的调整；

4.检验新调整方案，找出最优方案

2.4计算题

2.4.1计算题01

某建筑场地方格网、地面标高如图1所示,格边长a=20m。

泄水坡度

=2‰，

=3‰，不考虑土的可松性的影响，确定方格各角点的设计标高（不考虑土的可松性，余土加宽边坡等影响），施工高度，计算各方格挖、填土方工程量（按照四方棱柱体法，计算公式依据《教材》；

零线的计算只需绘制出大概的走势即可）。

（计算步骤及书写格式依照附件中的《场地土方量计算习题示例》）

图3-1某建筑场地方格网及原地形标高

解：

1）计算场地设计标高

由式（1-4）得

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

，由式（1-5）得各角点的设计标高为：

3）计算各角点施工高度

由式（1-6）得各角点的施工高度（以+为填方，-为挖方）

各角点的施工高度见下图：

图2-2各角点的施工高度

4）确定“零线”即挖填分界线的大概走势，结果如图2所示

5）计算各方格土方工程量（+为填，-为挖）

a,全部为填或挖

b，部分为挖方，部分为填方

挖方的总工程量为324

³

，填方的总工程量为323

由此而可知，挖填基本平衡。

2.5课外阅读题

2.5.1了解“最小二乘法”基本原理

第3章基坑土方工程

3.1填空题

1．影响土方边坡稳定的因素主要有土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载、气候条件因素。

2.开挖200m3的基坑，其土的可松性系数为：

3.土方边坡坡度以其高度H与其基底宽度B之比来表示。

边坡可以做成直线型、折线形或踏步形。

坡度也可以以1：

m来表示，其中m=B/H称为坡度系数。

4.基坑（槽）支护结构的形式有多种，根据受力状态可分为横撑式支撑、板桩式支护结构、重力式支护结构。

其中，板桩式支护结构又分为悬臂式和支撑式。

5对于钢板桩，通常有三种打桩方法，分别是：

单独打入法、围檩插桩法、分段复打法。

3.2名词解释

1.水泥土搅拌桩支护结构：

水泥土搅拌桩支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。

它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土（搅拌桩）。

2.边坡：

指在建（构）筑物场地或其周边，由于建（构）筑物和市政工程开挖、填筑施工或自然形成的，对建（构）筑物安全或稳定有影响的，具有一定坡度的坡面。

3.边坡坡度及坡度系数：

土方边坡的坡度以挖方深度（或填方深度）H与底宽B之比表示。

令m=B/H，称m为坡度系数，其物理意义是：

当基坑深为1米时，边坡宽度的大小。

4.板桩的设计五大要素：

板桩的入土深度、截面弯矩、支点反力、拉锚长度及板桩位移称为板桩的设计五大要素

5.土钉墙

土钉墙是一种原位土体加筋技术，是由设置在坡体中的加筋杆件与其周围土体牢固粘结形成的复合体以及面层构成的类似重力挡土墙的支护结构。

3.3简答题

板桩的常见破坏形式有哪些？

（1）板桩的入土深度不够，在土压力作用下，板桩的入土部分走动而出现坑壁滑坡；

（2）支撑或拉锚的强度不够；

（3）拉锚长度不够，锚毡失去作用而是土体滑动；

（4）板桩本身刚度不够，在土压力作用下失稳弯曲；

（5）板桩位移过大，造成周边环境破坏。

3.3.1习题：

【1-7】试述水泥土重力式支护结构的设计要点。

水泥土重力式支护结构的设计主要包括整体稳定、抗倾覆稳定、抗滑移稳定、位移等，有时还应验算抗渗、墙体压力、地基强度等。

3.4论述题

3.4.1简述板式支护结构中，钢板桩的三种常见打桩方法及其各自的优缺点。

3.4.2试述影响边坡稳定的主要因素。

（1）引起抗剪强度降低的原因

①气候的变化使土质松散；

②粘土中的夹层因浸水而发生润滑作用；

③饱和细砂、粉砂因受振动而液化。

（2）引起土体内剪应力增加的原因：

①边坡上面荷载增加，尤其是附近有动荷载；

②因下雨使土的含水量增加，因而使土体增重，并在土中渗流产生一定的动水压力；

③土体裂缝中的水产生静水压力。

3.5计算题

3.5.1计算题

某基坑坑底平面尺寸如图3-2所示，坑深5m，四边均按1:

0.4的坡度放坡，计算其土方量。

图3-2某基坑坑底平面尺寸（mm）

有题可知，该基坑每侧边坡的放坡宽度为：

（1）基坑坑底的面积为：

（2）基坑上口面积为：

（3）基坑的中截面面积为：

（4）基坑开挖土方量为：

3.6课外阅读题

3.6.1阅读规范中与本章所学内容相关的条文及说明：

《建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）》、《建筑边坡工程规范GB50330-2002》、《JGJT180-2009建筑施工土石方工程安全技术规范》

第4章基坑土方工程与降水

4.1填空题

1．一般轻型井点的管路系统包括：

井点管、滤管、弯联管、总管。

2.轻型井点管插入井孔后，填灌粗砂或砾石滤水层，上部用黏土封口，其封口的作用是防止漏气。

3.一级轻型井点的适用降水深度为3~6m，管井井点为3~5m。

（提示：

见表格1-12）

4.计算水井系统时，水井可分成承压完整井、承压非完整井、无压完整井、无压非完整井。

5防治流砂的方法有水下挖土法、冻结法、枯水期施工、抢挖法、加设支护结构、井点降水。

其中，井点降水法是根除流沙的有效方法之一

6流沙产生的条件是包括水流方向从下向上，动水压力等于或大于土的浮重度。

见PPT）。

4.2名词解释

1动水压力：

地下水的渗流对单位土体内骨架产生的压力称为动水压力

2流砂现象：

当土体受到向上的动水压力时，如果动水压力等于或大于土的浮重度，则土粒失去重力，处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土粒能随着渗流的水一起流动，这种现象就叫做流沙现象。

3.集水井降水

在基坑或沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水在重力作用下流入集水井内，然后用水泵抽出坑外。

4.完整井和非完整井

当水井底部达到不透水层时称为完整井，否则称为非完整井

5.土的最佳含水量

土在某含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大，这个含水量就是最佳含水量。

6.压实系数

土的控制干重度与土的最大干重度之比.

4.3简答题

4.3.1简述含水量如何影响填土压实质量？

在同一压实功的条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。

较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实。

当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。

4.3.2简述流沙形成的原因及其防治措施

流沙现象产生的原因是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。

防治措施主要有：

1）枯水期施工；

2）冻结法；

3）抢挖法；

4）加设支护结构法；

5）人工降低地下水位法。

其中井点降水是根除流沙的有效方法。

4.3.3习题：

【1-12】轻型井点的设计包括哪些内容？

其设计步骤如何？

轻型井点的设计内容包括平面布置与高程布置。

其中，平面布置即确定井点布置的形式、总管长度、井点管数量、水泵数量及位置等。

高程布置则确定井点管的埋设深度。

设计步骤为：

确定平面布置——>

高程布置——>

计算井点管数量等——>

调整设计

4.4论述题

4.4.1降水方法有哪些？

其适用范围如何？

1、集水井降水法：

①当基坑开挖较浅，可采用集水井降水法；

②当基坑开挖深度较大，但采用了止水帷幕（如水泥土搅拌桩），基坑内降水也多采用集水井降水法。

2、井点降水法：

如降水深度较大，止水措施有限或土层为细砂、粉砂或软土地区时，宜采用井点降水法降水，在井点降水的同时往往也辅以局部的集水井降水。

4.4.2试述井点降水对周围环境的不利影响及防范措施

1．井点降水的不利影响

1）降水漏斗范围内的地下水位下降以后，会造成土体固结沉降，由于漏斗形的降水面不是平面，因而所产生的沉降也是不均匀的。

2）在实际工程中，还可能把土层中的一些土颗粒连同地下水抽出，这种现象会使地面产生的不均匀沉降加剧，造成附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。

2．防范井点降水影响的措施

（1）采用合理的井点降水布置，避免过度降水；

（2）在周边环境保护有严格要求的地区，尽可能采取设置止水帷幕的方法，切断地下水的渗流，必要时可进行坑内降水，减少降水影响范围；

（3）降水场地外缘设置回灌水系统。

4.4.3简述影响填土压实质量的主要因素及保证质量的主要方法

（1）填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：

压实功、土的含水量、每层铺土厚度。

（2）保证压实质量的主要方法有：

1）对不同的土应根据选择的压实机械和密实度要求选择合理的压实遍数。

2）分层铺土分层压实。

3）控制土的含水量在最佳含水量范围之内。

4）施工中铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用深度，而且还应考虑最优土层厚度。

第5章土方压实填筑与桩基础工程01

5.1填空题：

1.填方土料应符合设计要求，保证填方的强度与稳定性，

2.填土应严格控制含水量，使土料的含水量接近土的最佳含水量。

3.填土的压实方法有碾压、夯实和振动压实等几种

4.填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：

压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。

5.填土压实后应达到一定的密实度及含水量的要求。

6.推土机适用于开挖一至三类土，其经济运距在100m以内，效率最高的运距为60m。

（见教材）

7．单斗挖掘机按包括：

正铲挖土机、反铲挖土机、拉铲挖土机、抓铲挖土机。

8.预制桩强度达到70%设计强度时，方可起吊堆放，预制桩强度达到100%设计强度时方可运输和打桩。

9.根据桩的密集程度，打桩顺序一般为由一侧向单一方向进行、自中间向两个方向对称进行、自中间向四周进行。

10.打桩时对不同基础标高的桩，宜先深后浅；

对不同规格的桩，宜先大后小，先长后短。

11．桩按承载性质为分类，可分为摩擦型桩、端承型桩。

按施工方法可分为预制桩、灌注桩。

13．桩锤重量可按哪几个因素来选择 

土质、桩的规格、密集程度、单桩竖向承载力等。

14.用锤击沉桩时，为防止桩受冲击力过大而损坏，应力求采用“重锤轻击”。

15.预制桩吊点设计的原则是正负弯距相等。

16.采用锤击法沉桩时，当桩间距小于4倍桩径时，一定要确定合理的打桩顺序。

5.2名词解释：

1.最佳含水量：

2.摩擦端承桩：

在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。

桩的侧摩阻力虽属次要，但不可忽略。

3.端承摩擦桩：

在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。

桩端阻力虽属次要，但不可忽略。

4.桩基础：

桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。

若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；

若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。

5.贯入度：

是指在地基土中用重力击打贯入体时，贯入体进入土中的深度。

5.3简答题

5.3.1简述含水量如何影响填土压实质量？

在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。

简述桩基础的分类？

1.按桩身材料分类主要有混凝土桩及钢桩，也有采用木、组合材料的桩。

2.桩按承载性状可分为摩擦型桩和端承型桩。

前者又可分为摩擦桩、端承摩擦桩；

后者又分为端承桩、摩擦端承桩。

3.桩按成桩时挤土状况可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。

4.按施工方法可分为预制桩和灌注桩。

采用锤击沉桩法时，为何要“重锤轻击”？

如采用轻锤重击，会有哪些危害？

用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，应采用“重锤轻击”。

如采用轻锤重击，锤击功很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。

简述锤击法沉桩的优缺点

锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。

5.4论述题

论述打桩顺序的影响及确定合理打桩顺序的依据与具体方法。

打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，以及周围环境。

不合理的打桩顺序将会引起桩入土深度不一，导致不均匀沉降；

难打易碎；

邻桩移位倾斜。

应根据桩的密集程度（桩距大小）、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。

具体做法如下：

（1）避免挤土影响

打桩顺序影响挤土方向，打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。

根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：

a）当桩中心距<

4倍桩径时，

①自中间向四周环绕或放射打；

②由中心向两侧对称打；

③分段对称打；

b）当桩中心距>

4倍桩径时，可按施工方便顺序打：

宜逐排改变方向，避免朝同一个方向挤土；

必要时间隔跳打。

（2）减小后施工的桩对先施工的桩的影响

根据设计标高，宜先深后浅；

根据桩的规格，先大后小、先长后短。

（3）减小打桩对周围环境的影响

当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。

第6章桩基础工程02

6.1填空题：

1.预制桩在沉桩时，常用的接桩方法有焊接、法兰链接和硫磺胶泥锚接

2.钻孔灌注桩成孔施工时，泥浆作用是保护孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷却与润滑钻头。

3.打桩的质量检查包括桩的偏差、最后贯入度与沉桩标高。

4.预制打入桩垂直度偏差应控制在1％ 

以内。

对于桩尖位于坚硬土层的端承型桩，以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。

对于摩擦型桩，应以桩尖设计标高为主，以贯入度作为参考。

5.钻孔灌注桩钻孔时的泥浆循环工艺有正循环和反循环两种，其中反循环工艺的泥浆上流速度高，携土能力大。

6.为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、反插法等施工工艺。

7.沉管灌注桩施工时，常遇问题有断桩、缩颈、吊脚桩、混凝土灌注过量

6.2名词解释：

1.复打法：

即在同一桩孔内进行两次单打。

目的是为了提高桩的质量或使桩径增大，提高桩的承载能力。

2.泥浆护壁成孔：

泥浆护壁成孔是用钻机成孔的同时，用泥浆保护孔壁并排出土碴。

3.套管成孔灌注桩：

套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖）或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。

4.吊脚桩：

是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。

5.

6.

6.3简答题：

简述泥浆护壁成孔及泥浆的作用

泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土碴以及冷却与润滑钻头的作用。

简述摩擦型桩和端承型桩成孔深度的控制依据

（1）摩擦型桩：

摩擦桩以设计桩长控制成孔深度；

端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度；

当采用锤击沉管法成孔时，桩管入土深度控制以标高主，以贯入度控制为辅；

（2）端承型桩：

当采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层的深度；

当采用锤击沉管法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高对照为辅。

6.4论述题

【2-6】泥浆护壁钻孔灌注桩的泥浆循环有哪两种方式？

其工艺和效果何有区别

泥浆护壁钻孔灌注桩的泥浆循环有正循环和反循环两种方式。

工艺区别：

正循环：

泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。

沉淀的土渣用泥浆车运出排放。

反循环：

泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。

反循环工艺的泥浆上流的速度较快，排吸的土渣能力大。

与正循环相比，反循环工艺的泥浆上流的速度较快，排吸的土渣能力大。

【2-7】套管成孔灌注桩的施工流程如何？

复打法应注意哪些问题？

套管成孔灌注桩的施工流程为：

桩机就位→沉套管→初灌混凝土→放置钢筋笼、灌注混凝土→拔管成桩

复打法施工要注意：

前后两次沉管的轴线应重合；

复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行。

复打法第一次灌注混凝土前不能放置钢筋笼，如桩配有钢筋，应在第二次灌注混凝土前放置。

第7章混凝土工程01

7.1填空题：

1.钢筋按其强度分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四种等级

2.混凝土结构工程包括现浇混凝土结构施工和装配式预制混凝土构件施工两个方面。

3.混凝土结构工程是由钢筋、模板、混凝土等多个工种组成的。

4.影响冷拔低碳钢丝质量的主要因素是原材料的质量和冷拔总压缩率。

5.钢筋连接的方法通常有绑扎连接、焊接连接、机械连接。

6.模板设计、制作及支撑的基本要求是能保证结构和构件的形状、位置、尺寸的准确、具有足够的强度、刚度和稳定性、拆装方便，能多次周转使用、接缝严密不漏浆。

7.钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。

压焊包括闪光对焊、电阻焊和气压焊；

熔焊包括电弧焊和电渣压力焊。

8.常用的机械连接接头类型包括挤压套筒接头、螺纹套筒接头。

9.板块的模式尺寸关系到模板的使用范围，是定型组和模板设计的基本要素之一。

10.组合模板是一种工具式模板，它是工程施工中使用最多的一种模板形式。

它由具有一定模数的若干类型的板块、角模、支撑和连接件组成，用它可以拼出多种尺寸和几何形状，以适应多种类型建筑物的梁、柱、板、墙、基础和设备基础的需要。

11.钢筋电弧焊的接头形式有三种：

搭接接头、帮条接头及坡口接头。

12.绑扎钢筋搭接处与钢筋弯折点的距离不得少于10d，搭接处也不宜位于最大弯矩处。

13.钢筋工程属隐蔽工程，在浇筑混凝土前应对钢筋及预埋件进行检查验收，并作好隐蔽工程记录，以便查考。

14.大模板由面板、次肋、主肋、支撑桁架、稳定机构及附件组成。

15.滑升模板由模板系统、操作平台系统和液压系统三部分组成。

16.爬升模板简称爬模，它是施工剪力墙和筒体结构的混凝土结构高层建筑和桥墩、桥塔等的一种有效的模板体系。

爬模分为有爬架爬模和无爬架爬模。

有爬架爬模由爬升模板、爬架和爬升设备三部分组成。

17.定型模板和常用的模板拼板，在其适用范围内一般不需进行设计和验算，但其支撑系统应进行设计计算。

18.重要结构的模板、特殊形式的模板或超出适用范围的定型模板及支撑系统，应该进行设计或验算以确保安全，保证质量，防止浪费。

19.进行模板设计计算时，恒载应乘以分项系数1.2，活载应乘以分项系数1.4。

20.计算模板和直接支撑模板的小楞时：

均布活荷载为2.5

，另以跨中的集中荷载2.5kN进行计算，取两者中较大的弯矩值作为施工人员及设备的荷载效应。

7.2名词解释：

1.可焊性：

在一定焊接工艺条件下，钢筋具有良好的焊接质量（没有细孔、气泡、裂纹、非金属结合等缺陷及钢筋机械性能不缩减很多）的性能。

（PPT）

2.接头面积百分率（规范）：

钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3

（

为搭接长度）凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。

同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。

3.永久式模板：

施工时起模板作用，而浇筑混凝土后又是结构本身组成部分之一的预制板材。

7.3简答题

【3-4】模板设计与施工的基本要求有哪些？

模板设计与施工的基本要求是：

1.保证结构和构件的形状、位置、尺寸的准确；

2.具有足够的强度、刚度、稳定性;

3.装拆方便能多次周转使用；

4.接缝严密不漏浆。

【3-6】试述滑模的组成及其滑升原理。

1）滑升模板由模板系统、操作平台系统和液压系统三部分组成。

2）滑升原理：

由电动机带动高压油泵，将油液通过换向阀、分油器、截止阀及管路输送给各千斤顶，在不断供油回油的过程中使千斤顶的活塞不断地被压缩、复位，通过千斤顶在支承杆上爬升而使模板装置向上滑升。

7.4论述题

【3-2】钢筋的连接方式有哪些？

在工程中应如何选择？

绑扎连接，焊接连接，机械连接。

1.闪光对接；

广泛用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。

热轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊。