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第一章 土方工程
1.某工程基础(地下室)外围尺寸40m×25m,埋深4.8m,为满足施工要求,基坑底面积尺寸在基础外每侧留0.5m宽的工作面;基坑长短边均按1:0.5放坡(已知KS =1.25,K S′=1.05)。试计算:
(1)基坑开挖土方量; (2)现场留回填土用的土方量;
(3)多余土用容量为5m自卸汽车外运,应运多少车次? 解:
(1)
3
A1??40?0.5?2???25?0.5?2??1066m3A2??40?0.5?2?0.5?4.8?2???25?0.5?2?0.5?4.8?2??1410.64m30.5?4.8?2??0.5?4.8?2??3
A0??40?0.5?2??25?0.5?2??1232.56m???22????HV???A1?4A0?A2??5925.50m3(自然方量)6(2)
V?5925.50?40?25?4.8?1071.91m3(自然方量)
1.05(3)
外运的土为虚方
V虚方?(5925.50-1071.91)?1.25?6066.98m36066.98n==1214车5
2.某场地方格网及角点自然标高如图,方格网边长a=30m,设计要求场地泄水坡度沿长度方向为2‰,沿宽度方向为3‰,泄水方向视地形情况确定。试确定场地设计标高(不考虑土的可松性影响,如有余土,用以加宽边坡),并计算填、挖土方工程量(不考虑边坡土方量)。 44.1544.2242.9642.1844.8144.6543.7542.7845.8245.2444.0843.603.试用“表上作业法”土方调配的最优调配方案。 土方调配运距表 精选范本
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填方区 挖方区 T1 T115 T120 T118 挖方量 (m) 240 1000 3W1 0 0 0 0 0 7000 13 22 14 0 110 120 80 W2 70 170 200 160 10000 4000 4000 W3 0 15W4 0 10 2000 9000 填方量(m) 31000 19000 注:小格内单位运距为m。 解:
表中可以看出:x11+x21+x31+x41=1000
x11+x12+x13=1000 ………………
利用“表上作业法”进行调配的步骤为: (1)用“最小元素法”编制初始调配方案
步骤1:即先在运距表(小方格)中找一个最小数值,即L21?70,于是先确定
值,使其尽可能地大,即取
X21的
X21?min(1000,4000)?1000X21格内;
。则
X11?X31?X41?0,在
空格内画上“×”号,将(1000)填入
步骤2:在没有填上数字和“×”号的方格内再选一个运距最小的方格,即L43?80,
让X43值尽可能的大,即X43=min(10000,2000)=2000。同时使x13=x23=x33=0。同样将(2000)
填入表1-5中X43格内,并且在X13、X23 、X33格内画上“×”。
步骤3:按同样的原理,可依次确定x42=7000,x12=x22 =x32 =0;x31=300,x32=x33=
100,并填入表1-5,其余方格画上“×”,该表即为初始调配方案。
表1-5 土方初始调配方案 填方区 挖方区 挖方量 (m) 150 × 70 (1000) 200 × 140 × 180 × 110 × 240 (1000) 170 4000 (3000) 1000 3T1 T2 T3 T4 W1W2 精选范本
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W3W4 3150 × 100 × 220 × 120 × 200 (4000) 4000 130 (7000) 80 (2000) 160 10000 (1000) 填方量(m) 1000 7000 2000 9000 19000 (2)最优方案的判别
用“位势法”求检验数。
表1-6 平均运距和位势数
填方区 挖方区 T1 T2 v2?210 0 130 0 T3 v3?160 80 0 0 0 0 T4 v3?240 240 170 200 160 vj ui v1?140 W1W2W3W4
u1?0 u2?-70 0 70 u3?-40 u4?-80 先令u1?0,则有
v3?240-0=240
u2?170-240=-70 v1?70-(-70)=140
u3?200-240=-40 u4?160-240=-80
v2?130-(-80)=210 v3?80-(-80)=160
检验数计算:
?11?150-0-140=10;?12?200-0-210=-10;….
(在表1-7中只写“?”或“-”)
表1-7 位势、运距和检验数表
填方区 T1 T2 T3 T4 精选范本
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挖方区 vj ui v1?140 + 150 × 0 70 (1000) 0 - v2?210 200 × 140 × + 220 × 0 130 (7000) 0 0 + + v3?160 180 × 110 × 120 × 80 (2000) 0 0 0 0 v3?240 240 (1000) 170 (3000) 200 (4000) 160 (1000) W1W2W3W4 u1?0 u2?-70 u3?-40 u4?-80 + 150 × + 100
从表1-7中已知,表内有为负检验数存在,说明该方案仍不是最优调配方案 ,尚需作进一步调整,直至方格内全部检验数λij≥0为止。 (3)方案的调整
① 在所有负检验数中选一个(一般可选最小的一个,本题中为L12),把它所对应的变量X12作为调整的对象。
② 找出X12的闭回路:
0
从X12出发,沿水平或者竖直方向前进,遇到适当的有数字的方格作90转弯,然后依次继续前进再回到出发点,形成一条闭回路(表1-8)。
表1-8 X12的闭回路表
填方区 挖方区 T1 T2 T3 1000 T4 W1W2W3W4 1000 X12 3000 4000 7000 2000 1000
③从空格X12出发,沿着闭回路(方向任意)一直前进,在各奇数次转角点的数字中,挑出一个最小的(本表即为1000, 7000中选1000,此处选X14),将它由X14调到X12方格中(即空格中)。
将1000填入X12方格中,被调出的X14为0(变为空格);同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去1000,偶数次转角上数字都增加1000,使得填、挖方
精选范本
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区的土方量仍然保持平衡,这样调整后,便可得表1-9的新方案。
⑤对新调配方案,仍然用“位势法”进行检验,看其是否为最优方案,检验数无负数,该方案为最佳方案
表1-9 调整后的调配方案
填方区 挖方区 T1 T2 T3 T4 挖方量(m) 3vj ui v1?130 + 150 × 0 70 (1000) 0 0 v2?200 200 (1000) 140 + 220 × 0 130 (6000) 0 0 + + v3?150 180 × 110 × 120 × 80 (2000) 0 0 0 + v3?230 240 × 170 (2000) 200 (4000) 160 (2000) W1W2W3W4 u1?0 u2?-60 u3?-30 u4?-70 1000 4000 + 150 × 4000 + 100 10000 3填方量(m) 19000 1000 7000 2000 9000
表1-9中所有检验数均为正号,故该方案即为最优方案。其土方的在总运输量为:
z?1000?200?1000?70?2000?170?4000?200?6000?130?2000?80?2000?160 ?200000?70000?340000?800000?780000?320000 ?2510000(m3?m)
4.对习题1的基础工程施工 ,地下水位在地面下1.5m ,不渗水层在地下10m ,地下水为无压水 ,渗透系数K=15m/d ,现采用轻型井点降低地下水位 ,试求:
⑴绘制轻型井点系统的平面和高程布置。 ⑵计算涌水量。
⑶确定井点管数量和间距。
解:(1)轻型井点系统的布置
总管的直径选用127mm,布置在±0.000标高上,基坑底平面尺寸为41×26m,上口平面尺寸为:
2
长=41+(4.8×0.5)×2=45.8;宽=26+2×4.8×0.5=30.8。
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