土木工程施工典型例題

1、.土方調(diào)配計(jì)算某建筑場地方格網(wǎng)的方格邊長為20m× 20m，泄水坡度 i xi y 0.3%，不考慮土的可松性和邊坡的影響。試按挖填平衡的原則計(jì)算挖、填土方量（保留兩位小數(shù)）。解答：（ 1）計(jì)算場地設(shè)計(jì)標(biāo)高 H0H 143.0344.4841.8842.79172.182H 22(43.7044.1542.7943.94 42.2042.56) 518.684H 44(42.9943.40)345.56由書 P8 式（2.6 ）可得：H 0H 12 H 24 H 4 172.18 518.68345.564N4643.18(m)（ 2）根據(jù)泄水坡度計(jì)算各方格角點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高以場地中心點(diǎn)

2、（幾何中心o）為 H0 ，由書P9 式（ 2.8 ）得各角點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高為：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）H H 20×0.3 43.21 0.06 43.27（ m）32H4 H3 20×0.3 43.27 0.06 43.33（ m）H5 H0 30×0.3 43.18 0.09 43.09（ m）H H 20×0.3 43.09 0.06 43.15（ m）65'.H7 H6 20

3、15; 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）H H 20× 0.3 43.15+0.06 43.21 （ m）1211（ 3）計(jì)算各角點(diǎn)的施工高度由 P10 式（ 2.9 ）得各角點(diǎn)的施工高度（以“”為填方，“”為

4、挖方） ：h1 43.15 43.03 0.12 （ m）h 43.21 43.70 0.49 （ m）2h 43.27 44.15 0.88 （ m）3h4 43.33 44.48 1.15 （ m）h5 43.09 42.79 0.30 （ m）h6 43.15 42.99 0.16 （ m）h 43.21 43.40 0.19 （ m）7h8 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）h 43.21 42.79 0.42 （ m）12（ 4）

5、確定“零線” ，即挖、填的分界線由書 P10 式（ 2.10 ）確定零點(diǎn)的位置，將相鄰邊線上的零點(diǎn)相連，即為“零線”。見圖2。x10.12203.93m0.12 0.491 的距離為 3.93m。1 2 線上的零點(diǎn)：，即零點(diǎn)距角點(diǎn)x20.492015.08m0.16 0.492 的距離為 15.08m。2 6 線上的零點(diǎn)：，即零點(diǎn)距角點(diǎn)x60.16209.14m0.16 0.196 的距離為 9.14m。6 7 線上的零點(diǎn)：，即零點(diǎn)距角點(diǎn)x70.19204.87m0.19 0.597 的距離為 4.87m。7 11 線上的零點(diǎn)：，即零點(diǎn)距角點(diǎn)x80.672012.29m0.67 0.428 的

6、距離為 12.29m。8 12 線上的零點(diǎn)：，即零點(diǎn)距角點(diǎn)（ 5）計(jì)算各方格土方工程量（以（）為填方，（）為挖方）'. 全填或全挖方格由P10 式（ 2.11 ）V1320 2(0.881.150.190.67)488+115+19+67289（ m3）V2120 2(0.300.161.150.89)30+16+115+89250（ m3）4 兩挖、兩填方格，書P11 式（ 2.12 ）222V2()20(0.190.67)45.81340.190.590.670.423）（mV23()202(0.5920.422)60.8140.190.590.670.423（ m） 三填一挖或三

7、挖一填方格，書P11 式（ 2.13 ）V11( )20 2(0.4930.16)249 36(0.12 0.49)(0.493(12 49)( 49 16)V11()20 2(20.120.3020.160.49)19.7862(24303249)19.7844.54m33V2()20 2(0.16 3)216 3160.19)(0.493(16 19)( 4916)( 0.160.16)V21()20 2(20.190.8820.490.16)1.262(38889816)1.2139.87m33233V2()20(0.19)2192(1916)6(0.190.59)(0.190.16)3

8、59)(192V2()20(20.160.8920.590.19)1.67262(328911819)1.67148.34m33（）將計(jì)算出的各方格土方工程量按挖、填分別相加，得場地土方工程量總計(jì)：挖方： 496.13 m 3填方： 504.89 m 3挖方、填方基本平衡。.（）（）（）（）19.78m3（）（）1.20 m3（）（）1.67m 3（）'.輕型井點(diǎn)降水計(jì)算某工程地下室的平面尺寸為54 m× 18 m，基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-5.20m，天然地面標(biāo)高為-0.30m ，地面至 -3.00m為雜填土， -0.30 -9.50m為粉砂層（滲透系數(shù)K=4 m/晝夜），-9.50

9、m以下為粘土層（不透水），地下水離地面1.70 m, 場地條件為北面、東面靠近道路，路邊有下水道，西面有原有房屋，南面設(shè)有混凝土攪拌站。地下室開挖施工方案為：采用輕型井點(diǎn)降水，液壓反鏟挖土機(jī)挖土，自卸汽車運(yùn)土。坑底尺寸因支模需要，每邊宜放出1.0 m, 坑底邊坡度由于采用輕型井點(diǎn)，可適當(dāng)陡些，采用1:0.5 ，西邊靠原有房屋較近，為了防止其下沉開裂，打設(shè)一排板樁。圖 1 現(xiàn)場布置圖工地現(xiàn)有井點(diǎn)設(shè)備：濾管直徑50，長度 1.20m；井點(diǎn)管直徑50，長度 60m；總管直徑 100，每段長度 4.0 m，（0.8m 有一接口）； W5 真空泵機(jī)組，每套配備二臺(tái) 3BA 9 離心泵（水泵流量 30 m

10、3 /h ） .試求： ( ）輕型井點(diǎn)的平面布置與高程布置。（）輕型井點(diǎn)計(jì)算（涌水量、井點(diǎn)管數(shù)量與間距、水泵流量）。解答：1）輕型井點(diǎn)系統(tǒng)布置根據(jù)本工程條件，輕型井點(diǎn)系統(tǒng)選用單層環(huán)形布置，如下圖所示。'.圖 2 輕型井點(diǎn)平面布置圖圖 3 輕型井點(diǎn)高程布置圖總管直徑選用 100mm，布置于天然地面上，基坑上口尺寸 58.45× 24.9m，井點(diǎn)管距離坑壁為 1.0m，則總管長度為2× （ 58.45+2 × 1.0 ）+（ 24.9+2 × 1.0 ） =174.7 （m）井點(diǎn)管長度選用 6.0m，直徑 50mm，濾管長度 1.2m，井點(diǎn)管露出地面

11、 0.2m，基坑中心要求的降水深度 S 為S=5.20-0.30-1.70+0.50=3.7（ m）井點(diǎn)管所需的埋置深度1H=5.20-0.30+0.50+26.9÷ 2× 10 =6.745 6-0.2=5.8（ m）將總管埋于地面下1.0m 處，即先挖 1.0m 深的溝槽， 然后在槽底鋪設(shè)總管，此時(shí)井點(diǎn)管所需長度為6.745-1.0+0.20=5.945（ m） 6.0 （ m）滿足要求抽水設(shè)備根據(jù)總管長度選用二套，其布置位置與總管的劃分范圍如圖所示。2）基坑涌水量計(jì)算按無壓非完整井考慮，含水層有效厚度H 0 按表 2.6 計(jì)算：5.0450.805.0451.2 H

12、0 =1.85 ×（ 5.045 1.2 ） 11.6 9.5 2.0 7.5取 H 0 7.5 （）抽水影響半徑按公式（2.26 ）求出： 1.95 ×3.7 ×7.5 4 39.52 （）環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑0 按公式（ 2.27 ）求出：60.4526.9022.76（）'.基坑涌水量按公式（）求出：(27.53.7)3.7 1.366 ×× lg 39.52953.5（ m3lg 22.76/ ）井點(diǎn)管數(shù)量與間距計(jì)算單根井點(diǎn)管出水量q 按公式（ 2.31）求出：q=65× × 0.05 × 1.0 &

13、#215;3 4 =16.2 （ m3/ ）1.1953.565n=16.2( 根 )井點(diǎn)管間距D 按公式（ 2.32 ）計(jì)算：174.72.69= 65（）取 D 2.0 （）174.788n=2( 根 )）抽水設(shè)備選用選擇真空泵。根據(jù)每套機(jī)組所帶的總管長度為174.7 2 87.35 （），選用 W5 型干式真空泵。真空泵所需的最低真空度按公式（2.33 ）求出：hk10(6.01.0) 70( pa)選擇水泵。水泵所需的流量Q1.1953.5524.43332（ m / ） 21.85（ m /h ）水泵的吸水揚(yáng)程 H SH S 6.0 1.2 7.2 （）由于本工程出水高度低，只要吸水

14、揚(yáng)程滿足要求，則不必考慮總揚(yáng)程。根據(jù)水泵所需的流量與揚(yáng)程，選擇3BA-9 型離子泵即可滿足要求。模板設(shè)計(jì)計(jì)算某多層現(xiàn)澆板柱結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸為 5.4m× 5.4m，每一樓層高度為 3.0m ，柱子的截面尺寸為 450mm× 450mm,樓板厚度為 150mm。'.(1) 柱子厚度為 20mm的木模板， 澆筑速度為 2.5m3 h 混凝土的溫度為 10，用插入式振動(dòng)器搗實(shí)，混凝土的坍落度為 80 ，無外加劑。試求混凝土側(cè)壓力與柱箍間距，并繪制側(cè)壓力分布與柱箍布置圖。(2) 樓板模板采用厚度為 18 的木膠合板，支架為碗扣式鋼管腳手架搭設(shè)的排架；膠合板面板下小木楞的尺寸為

15、 50 × 100 ，間距為 400 ；小木楞下面大木楞由排架立桿上的可調(diào)托座支承，排架立桿的跨寬度1200 ，間距為1500 。試算小木楞的承載力及撓度是否滿足要求（l 250），并求大木楞的截面尺寸。（東北落葉松的木材抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度17MPa，順紋抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度1.6 ，MPa彈性模量E 10000 MPa，木材重度 6 8kN）解：（ 1）1) 求澆注混凝土?xí)r的側(cè)壓力已知混凝土的澆筑速度為V 2.5m h, 混凝土溫度T=10, 外加劑影響修正系數(shù)為1 =1坍落度影響修正系數(shù)2 1，t0=200T+10 =810.22t0 12V 21/2由 F=C 0.22 × 24&

16、#215; 8× 1× 2.5=66.79kN/m 2檢驗(yàn) :F= c H =24× 3=72.0 kN/m 2按施工規(guī)范規(guī)定取小值, 則側(cè)壓力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:'.2F=66.79 kN/m承載力驗(yàn)算時(shí) , 設(shè)計(jì)荷載應(yīng)考慮永久荷載 , 新澆混凝土側(cè)壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)6 =1.2;還應(yīng)考慮可變荷載, 傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生荷載的分項(xiàng)系數(shù)7 =1.4. 又因面板為木模板 , 模板設(shè)計(jì)荷載值可乘以0.9 予以折減 , 則F 6 =66.79 × 1.2 × 0.9=72.14 kN/m 2有效壓頭 h=72.14/24=3m對(duì)于邊長為450mm的柱

17、, 當(dāng)采用 0.8m3 的吊斗供料時(shí) , 水平荷載為 4 kN/m 2 考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和折減系數(shù)的F7 =4× 1.4 × 0.9=5.04 kN/m 2疊加后的側(cè)壓力分布圖見圖2) 求內(nèi)豎楞間距 l1新澆混凝土側(cè)壓力均勻作用在木模板上, 單位寬度的面板可以視為梁, 內(nèi)豎楞即為梁的支點(diǎn) . 按三跨連續(xù)梁考慮, 梁寬取 200mm因.F7 作用于整個(gè)柱高范圍應(yīng)予以考慮, 故作用在連續(xù)梁上的線荷載 :q=(66.79+5.04)× 0.2=14.37 kN/m 2'.其計(jì)算簡圖見圖.求的計(jì)算簡圖umaxq 'l14三跨連續(xù)梁的最大彎距M max2,0

18、.6670.1ql1最大撓度100EI ( q ' 為線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ).按面板的抗彎承載力要求:M maxM 抵0.1ql12fwW抵fw1 bh2610 f wbh21.67 fwbh21.6717200 202493.92mml16qq14.37l1按面板的剛度要求, 最大變形值取為模板結(jié)構(gòu)的2502q'=66.79 × 0.2=13.36 kN/m0.667q ' l14l1100EI = 25030.59EI30.5910000200203389.04mml1q'14.37對(duì)比取小值 , 又考慮豎楞木的寬度, 可取 l1 =225mm3) 求外

19、橫楞間距 l2仍按三跨連續(xù)梁考慮, 外橫楞即為內(nèi)楞梁的支點(diǎn), 梁上作用均布側(cè)壓力荷載的受荷寬度即為內(nèi)楞間距l(xiāng)1 , 其計(jì)算簡圖見圖求的計(jì)算簡圖作用在連續(xù)梁上的線荷載:'.q =72.14 × 0.225=16.23 kN/m2按內(nèi)楞的抗彎承載力要求;l21.67 f wbh21.6717501002q16.23935mm按內(nèi)楞的抗剪承載力要求:1.11 fvbh1.11501001.6548mml2q16.23按內(nèi)楞的剛度要求 :30.59EI30.5910000501003l1q'15.031178mm對(duì)比取小值 , 外楞間距 l2 =550mm4）對(duì)拉螺栓為外楞梁

20、的支點(diǎn)，梁上作用均布側(cè)壓力荷載的受荷寬度即為外楞間距L2。又外楞為48× 3.5 雙鋼管，設(shè)計(jì)荷載值可乘以0.85 予以折減，則F6=66.79 × 1.2 × 0.85=68.13 （ kN）作用于梁上的線荷載：q 68.13 × 0.55 37.47 kN 按外楞的抗彎承載力要求：l310 fw抵 10 205 50782q37.47745mm0.590.592.061052l33121900336.73929mm按外楞剛度的要求q '對(duì)此取對(duì)拉螺栓間距l(xiāng) 3=700mm5) 選取螺栓規(guī)格 L2、 L3，每個(gè)螺栓承受混凝土側(cè)壓力的等效面積計(jì)算

21、得：N 0.55 × 0.7 ×68.13=26.23kN選用由 Q235 鋼制作得M14對(duì)拉螺栓，其凈截面積A=105 2 則N26230250ft b170)( N / mm2 )A105調(diào)整對(duì)拉螺栓間距L =450mm,則3N=0.55× 0.45 ×68.13 16.86N16860160.6ft b170( N / mm2 )A105(2)'.1) 驗(yàn)算小木楞的承載力承載力驗(yàn)算時(shí) , 設(shè)計(jì)荷載應(yīng)考慮永久荷載, 模板及支架自重標(biāo)準(zhǔn)值、新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值、鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值的荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.2; 還應(yīng)考慮可變荷載, 施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值

22、時(shí)產(chǎn)生荷載的分項(xiàng)系數(shù)4 =1.4,各荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值 :1.模板及支架自重標(biāo)準(zhǔn)值0.3 kN2.新澆混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)24 kNm33.鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.1 kN4.施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.5 kN小木楞可以視為梁, 大木楞即為梁的支點(diǎn)按三跨連續(xù)梁考慮, 小木楞上的線荷載為：q =(0.3+24 × 0.15+1.1)× 1.2+1.4 × 2.5 × =3.8k/mM max0.1ql 20.1 3.81.220.547kN mM 抵fwW抵fw1 bh2171 50 1002661.417106 N gmm 1.417kN gm比較可得M maxM 抵

23、故小木楞的承載力滿足要求 .2) 驗(yàn)算小木楞的撓度q ' =(0.3+24 ×0.15+1.1+2.5)× 0.4=3 K/m0.667 q 'l 44umax0.667 3 12 12001.01mm12004.8mm100EI10010000 50 1003250故小木楞的撓度滿足要求。3）求大木楞的橫截面尺寸大木楞可以視為梁, 排架立桿上的可調(diào)托座即為梁的支點(diǎn)按三跨連續(xù)梁考慮, 大木楞上的線荷載為q =(0.3+24× 0.15+1.1)× 1.2+1.4 × 2.5× 1.2=11.4K/mM max0.1ql

24、 20.1 11.4 1.522.565kNm設(shè)大木楞的橫截面尺寸為100× 150M 抵fwW抵fw1bh2171100 1502666.375 106 N gmm6.375kN gmM maxM 抵滿足要求'.大木楞的撓度q ' =(0.3+24 ×0.15+1.1+2.5)× 1.2=9 k/mumax 0.667 q 'l 440.667912 15001.08mm15006mm100EI100 10000100 1503250滿足要求故大木楞的橫截面尺寸選100× 150合適。鋼筋下料計(jì)算試編制下圖所示5 根梁的鋼筋配料

25、單。各種鋼筋的線重量如下：10（0.617kg/m ）；12(0.888kg/m)；25(3.853kg/m)。解答：對(duì)鋼筋進(jìn)行配料時(shí)， 必須根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范中對(duì)混凝土保護(hù)層，鋼筋彎曲及彎鉤等規(guī)定計(jì)算下料長度。鋼筋在結(jié)構(gòu)施工圖中注明的是外輪廓尺寸，即外包尺寸。 鋼筋在加工前呈直線下料，加工彎曲時(shí)， 外皮伸長，內(nèi)皮縮短，軸線長度不變，因此鋼筋外包尺寸與軸線間之間存在一個(gè)差值，稱為“量度差值”。其大小與鋼筋直徑和彎心直徑以及彎曲的角度有關(guān)系。一級(jí)鋼筋末端作 180 度彎鉤，平直部分為3d，彎心直徑為2.5d ，每個(gè)彎鉤需要增加的量度差值為6.25d（d 為鋼筋直

26、徑） 。各種鋼筋中間彎折，其彎心直徑為5d，彎折角度為45 度， 60 度， 90 時(shí)的量度差值分別為0.5d ， d，2d。直線鋼筋的下料長度為其外包尺寸；彎起鋼筋的下料長度等于各段外包尺寸之和，減去中間彎折處的量度差值，再加上兩端彎鉤處的平直長度。計(jì)算鋼筋下料長度后，就可以編制鋼筋配料單，作為材料準(zhǔn)備和鋼筋加工的依據(jù)。各編號(hào)鋼筋下料長度計(jì)算如下：混凝土保護(hù)層厚度均為25mm,號(hào)鋼筋L= 外包尺寸+末端為180 度彎鉤的量度差值= (8000+240× 2-2 × 25)+6.25 × 2 ×25=8742.5mm'.號(hào)鋼筋L=外包尺寸 +末端

27、為180度彎鉤的量度差值 =(8000+240 × 2-2 × 25)+6.25 × 2×12=8580mm號(hào)鋼筋L=外包尺寸 +末端為 180 度彎鉤的量度差值- 中間為 45 度彎鉤的量度差值=(8000+240 ×2) ÷ 3+(800-2 × 35)× 2×2 +(8000+240 × 2) ÷ 3-25-(800-2× 35)× 2+6.25 × 2 ×25-0.5 × 25× 4=9296.95mm號(hào)鋼筋L=(300-2 × 25)+( 800-2× 25) × 2-3 × 2&#