中南大学土木工程施工思考题及答案

土木工程施工第一章土方工程1、试述土的可松性及其对土方规划的影响。可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原的性质，称为土的可松性。影响：土的可松性对土方量的平衡调配，确定运土机具的数量及弃土坑的容积，以及计算填方所需的挖方体积等均有很大的影响。2、试述土壁边坡的作用、表示方法、留设原则及影响边坡的因素。作用：合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设土方边坡，是减少土方量的有效措施。表示方法：留设的原则及影响边坡的因素：边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的性质及工程的特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。在山坡整体稳定情况下，如地质条件良好，土质较均匀，使用时间在一年以上，高度在10m以内的临时性挖方边坡应按表1.5规定；挖方中有不同的土层，或深度超过10m时，其边坡可作成折线形或台阶形，以减少土方量。当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑、沟槽底面标高时，挖方深度在5m以内，不加支撑的边坡留设应符合表1.6的规定。对于使用时间在一年以上的临时行填方边坡坡度，则为：当填方高度在10m以内，可采用1：5；高度超过10m，可作成折线形，上部采用1：1.5，下部采用1：1.75。至于永久性挖方或填方边坡，则均应按设计要求施工。3、确定场地设计标高H0时应考虑哪些因素？满足生产工艺和运输的要求；充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；要有合理的泄水坡度(≧2‰)，满足排水要求；考虑最高洪水位的影响。4、试述按挖填平衡原则确定H0的步骤和方法。(1)划分方格网(2)确定各方格网角点高程(3)按挖填平衡确定设计标高5、为什么对场地设计标高H0要进行调整？如何调整？求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整(1)土的可松性影响(2)场内挖方和填方的影响(3)场地泄水坡度的影响6、如何计算沟槽和基坑的土方量？平均高度法平均断面法7、土方调配应遵循哪些原则，调配区如何划分，如何确定平均运距？力求挖填平衡、运距最短、费用最省，考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础，常用“表上作业法”求解。8、试述用“表上作业法”确定土方最优调配方案的步骤及方法。(1)用“最小元素法”编制初始调配方案(2)最优方案判别(3)方案的调整(4)最优方案判别(5)绘制土方调配图9、试分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。(1)边坡过陡；(2)雨水、地下水渗入基坑；(3)基坑上口边缘堆载过大；(4)土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。措施：(1)放足边坡(2)土壁支护(3)做好施工排水防止流砂(4)完善施工技术措施10、进行明排水和人工降水时应注意什么问题？(1)排水沟没有随基坑土的挖深而加深。(2)排水沟的深度和宽度不够，或排水沟没有一定的坡度，使水不能顺利地流向集水井。(3)基坑面积大，排水沟设置少。(4)施工操作疏忽，泥土将排水沟堵塞，水流不通。(5)人工降水时江水影响范围内已有建筑物或构筑物可能产生附加沉降、位移，从而引起开裂、倾斜和倒塌，或引起地面坍塌，必要时事先采取有效防护。11、试述管井井点、轻型井点、喷射井点、电渗井点的构造和适用范围。管井井点：轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/d的基坑中施工降水。轻型井点：管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。喷射井点：是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成水气射流，将地下水抽出排走。适用于开挖深度较深、降水深度大于8m，土渗透系数为3～50m/d的砂土或渗透系数为0.1～3m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土。电渗井点：电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的施工降水。12、试述轻型井点的布置方案和设计步骤。(1)单排布置(2)双排布置(3)环型或U型布置排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备。13、试分析产生流砂的外因和内因。内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。外因：当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，当GD≥γ（土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。14、试述防治流砂的途径和方法。(1)枯水期施工法(2)打板桩(3)水中挖土(4)人工降低地下水位法(5)抢挖并抛大石块法15、常用的土方施工机械有哪些？试述其工作特点及适用范围。(1)推土机：推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地平整、开挖深度1.5m左右的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。(2)铲运机：铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。(3)挖掘机：挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常用机械。16、如何提高推土机、铲运机和挖掘机的生产效率？推土机：(1)下坡推土(2)并列推土(3)槽型推土(4)分批集中，一次推送铲运机：(1)下坡铲土(2)推土机助铲(3)挖近填远，挖远填近(4)双联铲运法(5)跨铲法(6)挂大斗铲运(7)波浪式铲土法挖掘机（正铲）：(1)正向开挖、侧向装土(2)正向开挖、后方装土（反铲）：(1)沟端开挖法(2)沟侧开挖法17、如何组织土方工程的综合机械化施工？运距800～1500m的大型土石方以铲运机为主大型基坑整体开挖以正铲为主小型基坑及管沟开挖以反铲为主土方运距在1500m以上时以汽车运输为主汽车运输要考虑装载机装土18、试解释土的最佳含水量和最大干密度，它们与填土压实的质量有何关系？最佳含水量：指在一定功能的压实作用下，能使填土达到最大干密度时相应的含水率。最大干密度：在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。当土壤在最佳含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度。19、影响填土压实的主要因素有哪些？如何检查填土压实的质量？主要影响因素为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等检查填土压实的质量：检查填方土的密实度，密实度大小以干密度控制，填土后干密度应有90%以上符合设计要求，其余的10%的最低值与设计差值不得大于0.088g/cm3,且应分散不得集中某一区域。第二章地基处理与桩基工程1、试述地基验槽的目的和方法。地基验槽的目的：核对其平面位置、平面尺寸、槽底标高是否满足设计要求；核对土质和地下水情况是否满足岩土工程勘察报告及设计要求；检查是否存在软弱下卧层及空穴、古墓、古井、防空掩体、地下埋设物等及相应的位置、深度、性状。方法：观察验槽夯、拍验槽轻便勘探验槽2、试述地基加固处理的原理和拟定加固方案的原则。原理：“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。原则：充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理，绝不能单纯对地基进行加固处理。3、你能列举几种加固地基的方法？试述这些方法的加固原理。根据地基加固原理，可采取不同的加固方法。这些加固方法，可归纳为“挖、填、换、夯、压、挤、拌”七个字。这些方法加固地基的机理是：挖就是挖去较浅的软土层，把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。填当软土层很厚，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基的承载力，减小软土层的承压力。换就是将挖和填相结合，即换土垫层法。此法适用于软土层较厚，而对局部地基进行加固处理，它是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。夯利用打夯工具与机具夯击土壤排出土壤中的水分，加速土壤的固结，以提高土壤的密实和承载力。压就是利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。挤先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。拌利用高压射流切削土壤，旋喷浆液，搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。4、试述钢筋砼预制桩的制作、起吊、运输、堆放等环节的主要工艺要求。钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输、堆放环节的主要工艺要求是：制作：较短的钢筋混凝土预制桩一般在制作厂制作，较长的一般在施工现场预制。现场制作预制桩多用多重叠法制作，重叠层数不宜超过4层，层与层之间应涂刷隔离剂，上层桩与邻近桩，应该在下层桩或邻桩混凝土达到设计强度等级的30%以后方可进行。起吊：当桩的混凝土达到设计强度的70%方可起吊，达到100%方可运输和打桩。桩在起吊和搬运时，必须平稳，不得损坏。吊点应符合设计要求，满足吊桩弯矩最小的原则。运输：打桩前应运到现场或桩架处，宜随打随运，以避免二次搬运。桩的运输方式，在运距不大时，可用起重机吊运或在桩下垫以滚筒，用卷扬机拖拉；当运距较大时，可采用轻便轨道小平台车运输。堆放：桩堆放时，地面必须平整、坚实，垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上，堆放层数不宜超过4层，不同规格的应分别堆放。5、试分析打桩顺序、土壤挤压与桩距的关系。打桩顺序一般分为：由一侧向单一方向打、自中间向两个方向对称打、自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此，应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工地特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量，减少桩机的移动和转向，加快打桩速度。由一侧向单一方向打，桩机系单向移动，桩的就位与起吊均很方便，故打桩效率高，但它会使土壤向一个方向挤压，导致土壤挤压不均匀，易引起建筑物的不均匀沉降。但若桩距大于或等于4倍的直径或边长时，试验证明土壤的挤压与打桩顺序关系不大，这时，采取此种打法仍可保证桩基质量。对于大面积的桩群，则宜采用自中间向两个方向对称打或自中间向四周边缘打，这样均有利于避免土壤的挤压使桩产生倾斜或浮桩现象。6、端承桩和摩擦桩的质量控制以什么为主？端承桩：端承桩的入土深度应以最后贯入度控制为主，而以标高作为参考。摩擦桩：承受轴向荷载的摩擦桩的入土深度控制，应以标高为主，而以最后贯入度（施工中一般采用最后三阵，每阵十击的平均入土深度作为标准）作为参考。7、什么是沉管灌注桩的复打法、反插法？起什么作用？混凝土的充盈系数不得小于1.0；对于混凝土充盈系数小于1.0的桩，宜全长复打，对可能有断桩和缩颈桩，应采用局部复打。成桩后的桩身混凝土顶面标高应不低于设计标高500mm。全长复打桩的入土深度宜接近原桩长，局部复打应超过断桩或缩颈区1m以上。全长复打桩施工时应遵守下列规定：(1)第一次灌注混凝土应达到自然地面；(2)应随拔管随清除粘在管壁上和散落在地面上的泥土；(3)前后二次沉管的轴线应重合；(4)复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。(5)当桩身配有钢筋时，混凝土的坍落度宜采用80-100mm；素混凝土桩宜采用60-80mm。8、套管成孔灌注桩施工中常遇到哪些质量问题？如何处理？常见质量问题有:缩颈、断桩及桩身混凝土坍塌、套管内混凝土拒落、套管内进入泥浆及水、灌注桩达不到最终控制