东南大学施工例题.docx
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东南大学施工例题
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ixiy0.3%
，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
H1
43.03
44.48
41.88
42.79
172.18
2
H2
2
（43.70
44.15
42.79
43.9442.20
42.56）518.68
4
H4
4
（42.99
43.40）
345.56
由书P8式（
2.6）可得：
H0
H1
2H2
4H4172.18518.68
345.56
4N
4
6
43.18（m）
（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）
H＝H＋20×
0.3
％＝43.21＋0.06＝43.27
（m）
3
2
H4＝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）
6
5
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）
H＝H＋20×0.3％＝43.15+0.06＝43.21（m）
12
11
（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）
h＝43.21－43.70＝－0.49（m）
2
h＝43.27－44.15＝－0.88（m）
3
h4＝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）
7
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）
h
＝43.21－42.79
＝＋0.42（m）
12
（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。
x1
0.12
20
3.93m
0.120.49
1的距离为3.93m。
1－2线上的零点：
，即零点距角点
x2
0.49
20
15.08m
0.160.49
2的距离为15.08m。
2－6线上的零点：
，即零点距角点
x6
0.16
20
9.14m
0.160.19
6的距离为9.14m。
6－7线上的零点：
，即零点距角点
x7
0.19
20
4.87m
0.190.59
7的距离为4.87m。
7－11线上的零点：
，即零点距角点
x8
0.67
20
12.29m
0.670.42
8的距离为12.29m。
8－12线上的零点：
，即零点距角点
（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）
V1
3
202
（0.88
1.15
0.19
0.67）
4
88+115+19+67＝289（m3）
V2
1
202
（0.30
0.16
1.15
0.89）
4
30+16+115+89＝250（m3）
②两挖、两填方格，书
P11式（2.12）
2
2
2
V2
（
）
20
（
0.19
0.67
）
45.81
3
4
0.190.590.67
0.42
3
）
（m
V2
3
（
）
202
（
0.592
0.422
）
60.81
4
0.19
0.59
0.67
0.42
3
（m）
③三填一挖或三挖一填方格，书
P11式（2.13）
V
（）
202
（
0.493
）
2
493
11
6
（0.12
0.49）（0.49
0.16）
3
（1249）（4916）
V1
1
（
）
202
（2
0.12
0.30
2
0.16
0.49）
19.78
6
2
（24
30
32
49）
19.78
44.54m3
3
V2
1
（
）
202
（
0.163
）
2
163
6
（0.16
0.19）（0.49
0.16）
3
（1619）（49
16）
V2
1
（
）
202
（2
0.19
0.88
2
0.49
0.16）
1.2
6
2
（38
88
98
16）
1.2
139.87m3
3
2
3
3
V2
（
）
20
（
0.19
）
2
19
2
（0.19
（19
16）
6
0.59）（0.19
0.16）
3
59）（19
V2
（
）
202
（2
0.16
0.89
2
0.59
0.19）
1.67
2
6
2
（32
89
118
19）
1.67
148.34m3
3
（＋）
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。
（－）
（＋）
（－）
（＋）
19.78m3
（－）
（＋）
1.20m3
（＋）
（－）
1.67m3
（－）
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-0.30
m，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）；W5真空泵机组，每套配备二台
3BA—9离心
泵（水泵流量30m3
/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
1
H=5.20-0.30+0.50+26.9÷2×10=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H0按表2.6计算：
5.045
0.80
5.0451.2
∴H0=1.85×（5.045＋1.2）＝11.6﹥9.5－2.0＝7.5
取H0＝7.5（ｍ）
抽水影响半径按公式（
2.26）求出：
Ｒ＝1.95×3.7×
7.54＝39.52（ｍ）
环形井点的假想半径
0按公式（2.27）求出：
60.45
26.9
0
22.76
（ｍ）
基坑涌水量Ｑ按公式（２．２５）求出：
（2
7.5
3.7）
3.7
Ｑ＝1.366×４×lg39.52
953.5
（m3
lg22.76
/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×
3
4=16.2（m3
/ｄ）
1.1
953.5
65
n=
16.2
（根）
井点管间距D按公式（2.32）计算：
174.7
2.69
65
Ｄ=
（ｍ）取D＝2.0（ｍ）
174.7
88
2
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
（6.0
1.0）70（pa）
②选择水泵。
水泵所需的流量Ｑ
Q
1.1
953.5
524.43
3
3
2
（m
/ｄ）＝21.85（m/h）
水泵的吸水扬程HS
HS≥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=1
坍落度影响修正系数2＝1，
t0=200／T+10=8
1
由F=0.22Ct01
2V2
＝0.22×24×8×1×2.51/2
=66.79kN/m2
检验:
F=cH=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:
2
F=66.79kN/m
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
6=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
7=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
F6=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
F7=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l1
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.
F7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:
q=（66.79+5.04）
×0.2=14.37kN/m2
其计算简图见图.
求的计算简图
Mmax
0.1ql12
最大挠度umax
0.667
q'l14
三跨连续梁的最大弯距
100EI（q'为线荷载标
准值）.
按面板的抗弯承载力要求
:
Mmax
M抵
0.1ql12
fwW抵
fw
1bh2
6
10fwbh2
1.67fwbh2
1.6717200202
493.92mm
l1
6q
q
14.37
l1
按面板的刚度要求
最大变形值取为模板结构的250
q'=66.79×0.2=13.36kN/m2
0.667
q'l14l1
100EI=250
3
0.59EI
3
0.59
10000
200
203
l1
q'
14.37
389.04mm
对比取小值,又考虑竖楞木的宽度
可取l1=225mm
3）求外横楞间距l2
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l1,其计算简图见图
求的计算简图
作用在连续梁上的线荷载:
q=72.14×0.225=16.23kN/m2
按内楞的抗弯承载力要求;
l2
1.67fwbh2
1.67
17
50
1002
q
16.23
935mm
按内楞的抗剪承载力要求
:
1.11fvbh
1.11
50
100
1.6
548mm
l2
q
16.23
按内楞的刚度要求:
3
0.59EI
3
0.59
10000
50
1003
l1
q'
15.03
1178mm
对比取小值,外楞间距l2=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：
l3
10fw抵＝
102055078
2＝
q
37.47
745mm
0.59
0.59
2.06
10
5
2
l3
3
121900
929mm
3
36.73
按外楞刚度的要求
q'
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
N
26230
250
ftb
170）（N/mm2）
A
105
调整对拉螺栓间距
L3=450mm,则
N=0.55×0.45×68.13＝16.86
N
16860
160.6
ftb
170（N/mm2）
A
105
（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4=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：
q=[（0.3+24×0.15+1.1）
×1.2+1.4×2.5]×=3.8k/m
M
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