土木工程施工(第三版)课后习题答案

第1篇专业工种工程施工技术

第1章土方工程

1.1某矩形基坑，其底部尺寸为4m x 2m，开挖深度

2.0m，坡度系数m=0.50，

试计算其开挖量，若将土方用容量为2m3的运输车全部运走，需运多少车次？（Ks=1.20，K′s=1.05）

解答：由m=0.5，H=2m，得B=m*H=0.5*2=1.0m，

基坑的上底面积F1=（4+2B）（2+2B）=6*4=24m2

基坑的下底面积F2=2*4=8m2

中截面面积Fo=（4+B）(2+B)=5*3=15m2

天然状态下土方量V1=H/6(F1+4Fo+F2)=2/6*(24+60+8)=30.67m3

V2=KsV1=1.2*30.67=36.8m3

则需要运送车次n=V2/q=36.8/2=18.4=19次

1.2试推导出土的可松性对场地平整设计标高的影响公式，H’o=Ho+△h

△h= Vw(K′s-1)/（Ft+Fw*K′s）

△

解答：在不考虑可松性时Vw=Vt

由于土的可松性有多余的土：Vw-Vt/K′s

调整后挖方多了Fw*△h

则填方所需的土：Vw-Vt/K’s=Fw*△h+Ft*△h/K’s

所以△h=（Vw* K′s-Vt）/（Fw*K′s+Ft）=Vw(K′s-1)/(Ft+Fw*K′s)

1.3 如下图所示的管沟中心线AC,其中AB相距30m，BC相距20m，A点管沟底部标高240.0m，沟底纵向坡度自A 至C为4‰，沟底宽2m，试绘制管沟纵坡面图，并计算AC段的挖方量。（可不考虑放坡）

解答：Fa=2*1.5=3.0m2，Fb=1.12*2=2.24m2，

Fc=2.2*2=4.4m2

则Vac=Vab+Vbc=Hab/6*（Fa+4Fo+Fb）+Hbc/6*（Fb+4F1+Fc）

=30/6*（3+4*1.31*2+2.24）+20/6*（2.24+4*1.66*2+4.4）

=145m3

1.4某工程场地平整，方格网（20m*20m）如图所示，不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响试求场地设计标高Ho，定性标出零线位置。（按挖填平衡的原则）

解答：Zo=1/4n（∑Z1+2∑Z2+3∑Z3+4∑Z4）

=1/4*6[63.24+64.34+62.58+63.67+2*63.37+63.94+62.94+64.17+62.90+63.23)+4*(63.35+63.76)]

=63.34m

1.5某土方工程，其各调配区的土方量和平均运距如下所示，试求其土方的最优化调配方案。

T1 T2 T3 挖方量

W1 500 50

X

130

X

60 500 50 70 140

W2 X -40

500

40

X

-30 500 70 40 80

W3 300 60

100

140

100

70 500 60 140 70

W4 X

30

X

110

400

40 400 100 120 40

填方量800 600 500 1900

初始方案如上，对其进行判别，有λ12=70-130=-60﹤0则说明上述初始方案不是最优方案，需调整。

T1 T2 T3 挖方量

W1 400 50

100

70

X

60 500 50 70 140

W2 X 20

500

40

X

30 500 70 40 80

W3 400 60

X

80

100

70 500 60 140 70

W4 X

30

X

50

400

40 400 100 120 40

填方量800 600 500 1900

T1 T2

W1 500 X12

500

W2 300 100

调整后如图，λ均为正，所以为最优方案。

Z=400*50+100*70+500*40+400*60+100*70+400*40=94000mm3

1.6某基坑底面积为20m*30m，基坑深4m，其地下水位在地面以下1m，不透水层在地面以下10m，地下水为无压水，土层渗透系数为15m/d，基坑边坡为1:0.5，

拟采用轻型井点降水，试进行井点系统的布置和计算。

解答：因基坑面积较大，井点平面布置采用环形布置形式。

h

高程布置为：因该井为无压非完整井，取△h=0.8m ，i=1/10，l=1.0m 所以有L=10+4*0.5+1=13m ，

井点管埋深h ′≥4+0.8+1/10*13=6.1m

取h ′=6.1m ，则s= h ′-1=5.1m 则s/（s+l ）=0.84

所以有Ho=1.84*（5.1+1）=11.224>H=9m,取Ho=9m

所以 Xo= /F =14.3/36*26=17.27m R=2S HK =2*5.1*15*9=118.51m

则Q=1.366K(2Ho-s)S/[㏒(R+Xo)-㏒Xo]

=1.366*15*（2*9-5.1）*5.1/（㏒135.78-㏒17.27）

=1505.27m 3

/d

滤管和井点管均用d=38mm ，则单根井点管的最大出水量

q=65π*d*l 3k =65*3.14*0.038315=19.13 m 3

/d

所以井点管数量n ′=Q/q=1505.27/19.13=79根 间距D ′=L ′/n ′=2*（36+26）/79=1.57m

1.7某基坑地面尺寸为30m*50m ，深3m ， 边坡为1:0.5，地下水位在地面以下8m 厚的细砂含水层。细砂含水层以下为不透水层。拟采用一级轻型井点降低地下水位，环状布置，井点管埋置面不下沉（为自然地面），现有6m 长井点管，1m 长滤管，试：

（1） 验算井点管的埋置深度能否满足要求； （2） 判断该井点类型；

（3） 计算群井涌水量Q 时，可否直接取用含水层厚度H ，应取为多少？为什么？ 解答：（1）由题意有总管埋设面至基底h1=3m ，i=1/10 L=15+1.5+1=17.5m ， △h=1m

则△h+h1+i*L=3+1.75+1=5.75﹤h=6m 所以埋深能满足要求。

（2）因水井底部未达到不透水层，则为非完整井，且地下水为无压水，则该井点属于无压非完整井。 （3）因为S=h-1.5=6=1.5=4.5m s/（s+l ）=4.5/5.5=0.82，则

Ho=1.84（s+l ）=1.84*5.5=10.12m ﹥H=7.5m

所以直接取含水层厚度H=7.5m