隧道工程施工技术案例

《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F1F2L,（F1F2）得： 23V1.51.240.21521.50.5550187.125m

(2) 砖基础体积：

V11.240.40.740.40.240.75048m3

预留填土量：

V2弃土量：

(VV1)KS(187.12548)1.253167.22m

KS1.04VV1187.125483V3VK187.1251.2566.69m SKS1.04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；

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（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F14F0F2计算，其中， 6 F2= 8665 = 5590 m2

中部截面积为：

F0= (8680.35)(6580.35) = 6020.64 m2

上口面积为：

F1 (86280.35)(65280.35)  6466.96 m2

挖方量为：

8V = ×(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VV348186.0323650KS1.1426639.12m3 KS1.05V2=V× KS =48186.03×1.14=54932.07 m3

(3) 挖出的松散土体积总共有：

故需用汽车运车次：

NV2V254932.0726639.12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H0H12H23H34H44n ，得

H051.4855.549.5455.652.42(53.5552.8652.65

4750.1350.8452.69)353.77452.9652.0552.55m

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0.3‰0.3‰

图2 场地方格网图

由公式 HnH0lxixlyiy ，得：

H1152.55600.3000300.300052.54m

H1252.55300.3000300.300052.55mH1352.550300.300052.56mH1452.55300.3000300.300052.57m

同理 H2152.53m H2252.54m H2352.55m H2452.56m H2552.57m

H3152.52m

H3252.53m H3352.54m H3452.55m H3552.56m

(2) 计算各角点施工高度，由公式 hnHnHn 可求得：

h11H11H1152.5451.481.06m

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ah11301.0615.44m

h11h121.061.00同理求出各零点，把各零点连接起来，形成零线，如图3所示。

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图3 场地平整方格网法计算图

(3) 计算场地挖填方量：

3023021.063VwI(21.000.4220.121.06)313.50m366(1.060.12)(1.061.00)3023020.503VwII(20.301.0020.420.50)316.48m366(0.500.42)(0.500.30)3023020.503VwIII(20.302.9321.210.50)831.21m366(0.500.30)(0.501.21)VwIV3020.1220.422()15.12m3 40.122.980.422.43020.4234.28m3 6(0.420.5)(0.422.4)3021.2120.142()195.00m3 4(1.210.5)1.70.14VwVVwVI302VWVII(1.213.030.160.14)1021.50m3

4总挖方量：

VWVwi313.5316.48831.2115.124.28195.001021.502697.09m3

3021.063VtI73.50m3

6(1.060.12)(1.061.00)3020.503VtII25.48m3

6(0.500.42)(0.500.30)3020.503VtIII13.71m3

6(0.500.30)(0.501.21)cheng

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VtIV3022.9822.402()1103.07m3 42.980.122.400.423023020.423VtV(20.501.7022.400.42)1066.28m366(0.420.50)(0.422.40)VtVI3020.5021.702()386.27m3 40.501.211.700.14总填方量：

VtVti73.525.4813.711103.071066.28386.272668.31m3

（4）调整后的设计标高：

1FtI26.9515.44208.05m221FtII16.3018.75152.81m2

21FtIII18.758.7782.22m221FtIV(28.8425.53)30815.55m2212 FtV30304.4713.7869.38m

21FtVI(8.7727.72)30547.35m22FtFti208.05152.8182.22815.55869.38547.352675.36m2Fw303072675.363624.64m2

Vw(K's1)由公式Δh ，得

FtFwK'sΔh2697.09(1.051)0.42m

2675.363624.641.05因此，考虑土的可松性影响调整后的设计标高为：

h'0h0Δh52.550.4252.97m

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KC0.9，KS1.15，KKB0.85，vc20km/h，

1.73t/m3（土密度），t=40s，L=1.5km。

试求：

（1）试选择w1-100正铲挖土机数量N；

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（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：

''P83600KC836000.9qKB 10.85=478.96m3/(台班) tKS401.15Q11150012.8 PTCK478.961010.85取每天工作班数C=1,则挖土机数量由公式可知：

N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Q4 2.95 （取3次） K0.91.73qC11.15Ks则汽车每次装车时间：t1=n* t=32/3=2min； 取卸车时间：t21min； 操纵时间：t32min； 则汽车每一工作循环延续时间：

Tt1则运土车辆的数量：

2L21.5t2t32601214min vc20NT147 （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：

TQ1150014(天)

NPCK1478.9620.85② 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：

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（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）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20m32m，上口平面尺寸为

宽2040.5224m长3240.5236m

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：

L22638128m

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:

S41.20.53.3m

采用单层轻型井点，井点管所需埋设深度为:

H1H2h1iL40.50.1135.8m6.0m

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：

Q1.366KlgRlgX02H0SS

其中：

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S3.80.76 含水层有效深度: Sl3.81.2 H01.853.81.29.25

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：S3.3m 抽水影响半径：

R1.95SHK1.953.39.251575.80m

故 Q1.33615②单根井点出水量：

29.253.33.331593.76m dlg75.80lg17.74q65dl3k653.140.051.231530.20m3d

井点管数量：

n1.1Q1.11593.7653根 q30.20井点管间距：

DL1282.4mn53取2.0m

则实际井点管数量为：1282.064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：Q1.11593.761753.14m水泵的吸水扬程：Hs6.01.27.2m

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。

3d73.0m3h

图5 平面布置图

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