土木工程施工典型例题教材.docx

土木工程施工典型例题教材.docx

《土木工程施工典型例题教材.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程施工典型例题教材.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

土木工程施工典型例题教材

 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，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H0

由书P8式（2.6）可得：

（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：

，即零点距角点1的距离为3.93m。

2－6线上的零点：

，即零点距角点2的距离为15.08m。

6－7线上的零点：

，即零点距角点6的距离为9.14m。

7－11线上的零点：

，即零点距角点7的距离为4.87m。

8－12线上的零点：

，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）

88+115+19+67＝289（m3）（－）

30+16+115+89＝250（m3）（＋）

②两挖、两填方格，书P11式（2.12）

（m3）（－）

（m3）（＋）

③三填一挖或三挖一填方格，书P11式（2.13）

（－）

（＋）

（＋）

（－）

（－）

（＋）

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）；真空泵机组，每套配备二台3BA—9离心泵（水泵流量30/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×=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，含水层有效厚度按表2.6计算：

∴=1.85×（5.045＋1.2）＝11.6﹥9.5－2.0＝7.5

取＝7.5（ｍ）

抽水影响半径按公式（2.26）求出：

Ｒ＝1.95×3.7×＝39.52（ｍ）

环形井点的假想半径按公式（2.27）求出：

（ｍ）

基坑涌水量Ｑ按公式（２．２５）求出：

Ｑ＝1.366×４×（/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×=16.2（/ｄ）

n=（根）

井点管间距D按公式（2.32）计算：

Ｄ=（ｍ）取D＝2.0（ｍ）

 n=（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），选用型干式真空泵。

真空泵所需的最低真空度按公式（2.33）求出：

②选择水泵。

水泵所需的流量Ｑ 

（/ｄ）＝21.85（/h）

水泵的吸水扬程

≥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坍落度影响修正系数＝1，

t0=200／T+10=8

由F=＝0.22×24×8×1×2.51/2

=66.79kN/m2

检验:

F==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=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=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

=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=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

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:

=（66.79+5.04）×0.2=14.37kN/m2

其计算简图见图.

三跨连续梁的最大弯距,最大挠度（为线荷载标准值）.

按面板的抗弯承载力要求:

按面板的刚度要求,最大变形值取为模板结构的

=66.79×0.2=13.36kN/m2

=

对比取小值,又考虑竖楞木的宽度,可取=225mm

3）求外横楞间距

仍按三跨连续梁考虑,外横楞即为内楞梁的支点,梁上作用均布侧压力荷载的受荷宽度即为内楞间距,其计算简图见图

作用在连续梁上的线荷载:

=72.14×0.225=16.23kN/m2

按内楞的抗弯承载力要求;

按内楞的抗剪承载力要求:

按内楞的刚度要求:

对比取小值,外楞间距=550mm

4）对拉螺栓为外楞梁的支点，梁上作用均布侧压力荷载的受荷宽度即为外楞间距L2。

又外楞为48×3.5双钢管，设计荷载值可乘以0.85予以折减，则

F6=66.79×1.2×0.85=68.13（kN／㎡）

作用于梁上的线荷载：

q＝68.13×0.55＝37.47kN／

按外楞的抗弯承载力要求：

按外楞刚度的要求

对此取对拉螺栓间距l3=700mm

5）选取螺栓规格L2、L3，每个螺栓承受混凝土侧压力的等效面积计算得：

N＝0.55×0.7×68.13=26.23kN

选用由Q235钢制作得M14对拉螺栓，其净截面积

A=105㎜2则

调整对拉螺栓间距L3=450mm,则

N=0.55×0.45×68.13＝16.86

（2）

1）验算小木楞的承载力

承载力验算时,设计荷载应考虑永久荷载,模板及支架自重标准值、新浇混凝土自重标准值、钢筋自重标准值的荷载分项系数=1.2;还应考虑可变荷载,施工人员及设备荷载标准值时产生荷载的分项系数=1.4,

各荷载标准值取值:

1.模板及支架自重标准值0.3kN／㎡

2.新浇混凝土自重标准24kN／m3

3.钢筋自重标准值1.1kN／㎡

4.施工人员及设备荷载标准值2.5kN／㎡

小木楞可以视为梁,大木楞即为梁的支点按三跨连续梁考虑,小木楞上的线荷载为：

=[（0.3+24×0.15+1.1）×1.2+1.4×2.5]×=3.8k/m

比较可得故小木楞的承载力满足要求.

2）验算小木楞的挠度

=（0.3+24×0.15+1.1+2.5）×0.4=3K/m

故小木楞的挠度满足要求。

3）求大木楞的横截面尺寸

大木楞可以视为梁,排架立杆上的可调托座即为梁的支点按三跨连续梁考虑,大木楞上的线荷载为

=[（0.3+