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 V
F1F2
L,(F1F2)得: 2
3
V1.51.240.21521.50.5550187.125m
(2) 砖基础体积:
3
V11.240.40.740.40.240.75048m
预留填土量:
V2
弃土量:
(VV1)KS(187.12548)1.25
167.22m3
KS1.04
VV1187.125483
V3VK187.1251.2566.69m S
K1.04S
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V
底部面积为:
H
F14F0F2计算,其中, 6
F2= 8665 = 5590 m2
中部截面积为:
F0= (8680.35)(6580.35) = 6020.64 m2
上口面积为:
2 F1 (86280.35)(65280.35) 6466.96 m
挖方量为:
8
V = ×(6466.96+4×6020.64+5590) = 48186.03m3
6
(2) 混凝土基础和地下室占有体积V3=23650 m3,则应预留回填土量:
V2
VV348186.0323650
KS1.1426639.12m3 KS1.05
(3) 挖出的松散土体积总共有:
V2=V× KS =48186.03×1.14=54932.07 m3
故需用汽车运车次:
N
V2V254932.0726639.12
9431(车) q3
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H0
H
1
2H23H34H4
4n
47
,得
H0
51.4855.549.5455.652.42(53.5552.8652.65
50.1350.8452.69)353.77452.9652.05
52.55m
0.3‰
0.3
‰
图2 场地方格网图
由公式 HnH0lxixly i y,得:
H1152.55600.3300.352.54m
H1252.55300.3300.3052.55mH1352.550300.3
52.56m
H1452.55300.3300.352.57m
同理 H2152.53m H2252.54m H2352.55m H2452.56m H2552.57m
H3152.52m
H3252.53m H3352.54m H3452.55m H3552.56m (2) 计算各角点施工高度,由公式 hnHnHn 可求得:
h11H11H1152.5451.481.06m
其他各角点的施工高度如下图3所示:
由公式 Xi,j=ahA/(hA+hB) ,确定零点为:
x11,12
ah11301.06
15.44m
h11h121.061.00
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:
3023021.063
VwI(21.000.4220.121.06)313.50m3
66(1.060.12)(1.061.00)
3023020.503
VwII(20.301.0020.420.50)316.48m3
66(0.500.42)(0.500.30)
VwIII
3023020.503(20.302.9321.210.50)831.21m3
66(0.500.30)(0.501.21)
VwIV
3020.1220.422()15.12m3 40.122.980.422.4
3020.4234.28m3 6(0.420.5)(0.422.4)3021.2120.142()195.00m3 4(1.210.5)1.70.14
VwV
VwVI
302
VWVII(1.213.030.160.14)1021.50m3
4
总挖方量:
VWVwi313.5316.48831.2115.124.28195.001021.502697.09m3
3021.063VtI73.50m3
6(1.060.12)(1.061.00)3020.503
VtII25.48m3
6(0.500.42)(0.500.30)
3020.503
VtIII13.71m3
6(0.500.30)(0.501.21)
VtIV
3022.9822.402()1103.07m3 42.980.122.400.42
3023020.423
VtV(20.501.7022.400.42)1066.28m3
66(0.420.50)(0.422.40)
VtVI
3020.5021.702()386.27m3 40.501.211.700.14
总填方量:
VtVti73.525.4813.711103.071066.28386.272668.31m3
(4)调整后的设计标高:
1
FtI26.9515.44208.05m2
21
FtII16.3018.75152.81m2
21
FtIII18.758.7782.22m2
2
1
FtIV(28.8425.53)30815.55m2
2
1
FtV30304.4713.7869.38m2
2
1
FtVI(8.7727.72)30547.35m2
2
FtFti208.05152.8182.22815.55869.38547.352675.36m2Fw303072675.363624.64m
2
Vw(K's1)由公式Δh ,得
FtFwK's
Δh
2697.09(1.051)
0.42m
2675.363624.641.05
因此,考虑土的可松性影响调整后的设计标高为:
h'0h0Δh52.550.4252.97m
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=1m3,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KC0.9,KS1.15,KKB0.85,vc20km/h, ,t=40s,L=1.5km。 1.73t/m3(土密度)
试求:
(1)试选择w1-100正铲挖土机数量N;
VtIV3022.9822.402()1103.07m3 42.980.122.400.42
3023020.423
VtV(20.501.7022.400.42)1066.28m3
66(0.420.50)(0.422.40)
VtVI3020.5021.702()386.27m3 40.501.211.700.14
总填方量:
VtVti73.525.4813.711103.071066.28386.272668.31m3
(4)调整后的设计标高:
1FtI26.9515.44208.05m2
2
1FtII16.3018.75152.81m2
2
1FtIII18.758.7782.22m2
2
1FtIV(28.8425.53)30815.55m2
2
1 FtV30304.4713.7869.38m2 2
1FtVI(8.7727.72)30547.35m2
2
FtFti208.05152.8182.22815.55869.38547.352675.36m2
Fw303072675.363624.64m2 Vw(K'
s1)由公式Δh ,得 FtFwK'
s
Δh2697.09(1.051)0.42m 2675.363624.641.05
因此,考虑土的可松性影响调整后的设计标高为:
h'0h0Δh52.550.4252.97m
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=1m3,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KC0.9,KS1.15,KKB0.85,vc20km/h,
,t=40s,L=1.5km。 1.73t/m3(土密度)
试求:
(1)试选择w1-100正铲挖土机数量N;
(2)运土车辆数N;
(3)若现只有一台w1-100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: ''
P836000.983600KC10.85=478.96m3/(台班) qKB 401.15tKS
取每天工作班数C=1,则挖土机数量由公式可知:
Q11150012.8 PTCK478.961010.85
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, N
nQ4 2.95 (取3次) K0.91.73qC11.15Ks
则汽车每次装车时间:t1=n* t=32/3=2min;
取卸车时间:t21min;
操纵时间:t32min;
则汽车每一工作循环延续时间:
Tt1
则运土车辆的数量: 2L21.5t2t32601214min vc20
NT147 (辆) t12
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:
Q1150014(天) NPCK1478.9620.85
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: T
(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)错误!未找到引用源。轻型井点的高程布置:
集水总管的直径选用127mm,布置在0.000标高上,基坑底平面尺寸为20m32m,上口平面尺寸为
宽2040.5224m
长3240.5236m
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:
L22638128m
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:
S41.20.53.3m
采用单层轻型井点,井点管所需埋设深度为:
H1H2h1iL40.50.1135.8m6.0m
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:
Q1.366KlgRlgX02H0SS
其中:
S3.8含水层有效深度: 0.76 Sl3.81.2
H01.85 2 5 3.81.2 9.
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:S3.3m
抽水影响半径:
R1.953.375.80m
53.329.2故 Q1.336lg75.803.3315m9 76lg17.74
②单根井点出水量:
q65653.140.051.230.20m3
井点管数量:
n1.1Q1.153根 井点管间距:
D2.4m错误!未找到引用源。取2.0m 则实际井点管数量为:1282.064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:Q1.11593.761753.14m水泵的吸水扬程:Hs6.01.27.2m
根据以上参数,查相关离心泵选用手册,选用W7型干式真空泵。
(3)绘制轻型井点的平面布置图,如图5所示。
373.0m3
图5 平面布置图