第二章大開挖基坑工程

1、大開挖基坑工程,1、大開挖基坑工程簡(jiǎn)介,所謂大開挖基坑工程，就是指在不采用支撐的條件下，采用直立或放坡進(jìn)行開挖土體的基坑工程。,大開挖基坑工程,2、豎直開挖,豎直開挖適用于開挖深度不大、無地下水、基坑土質(zhì)條件較好的場(chǎng)地。利用土體的最大臨界深度保證坑壁穩(wěn)定。,豎直開挖時(shí)坑壁自然穩(wěn)定的最大臨界深度計(jì)算式,來源于朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,適用條件：當(dāng)基坑附近有超載時(shí)，應(yīng)重新驗(yàn)算坑壁的穩(wěn)定性； 當(dāng)坑

2、壁因吸水或失水形成裂縫，此公式不成立； 對(duì)于黃土及具有裂隙的脹縮性土，此公式不適用。,朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,根據(jù)擋土墻的位移和土體的應(yīng)力狀態(tài),,主動(dòng)土壓力,被動(dòng)土壓力,靜止土壓力,在側(cè)壓力作用下，擋土墻產(chǎn)生離開土體位移，墻后土體出現(xiàn)向下滑動(dòng)趨勢(shì)；土體內(nèi)部滑動(dòng)面上的抗剪力抵抗著滑動(dòng)趨勢(shì)的變化；當(dāng)墻后土體達(dá)到了主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，此時(shí)土體作用于墻體的土壓力為主動(dòng)土壓力。,在外界力作用下，

3、擋土墻產(chǎn)生擠壓土體位移，墻后土體出現(xiàn)向上滑動(dòng)趨勢(shì)；土體內(nèi)部滑動(dòng)面上的抗剪力抵抗著滑動(dòng)趨勢(shì)的變化；當(dāng)墻后土體達(dá)到了被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，此時(shí)土體作用于墻體的土壓力為被動(dòng)土壓力。,在無外力作用下，擋土墻相對(duì)于土體無位移，墻后土體處于靜止的彈性平衡狀態(tài)；此時(shí)土體作用于墻體的土壓力為靜止土壓力。,主動(dòng)土壓力＜靜止土壓力＜被動(dòng)土壓力,朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,,,朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,,朗肯

4、土壓力理論和庫倫土壓力理論,朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,朗肯土壓力理論適用條件,,庫倫土壓力理論適用條件,擋土墻墻后填土面水平,擋土墻墻背垂直且是剛性,擋土墻墻背光滑，與填土間無摩擦力,,擋土墻墻后填土面有傾角，不水平,擋土墻墻背傾斜且是剛性,擋土墻墻背粗糙，與填土間無摩擦力,3、放坡開挖——放坡開挖分類,無支護(hù)的放坡開挖是普遍采用的基坑開挖方法。放坡開挖的深度取決于場(chǎng)地條件。,根據(jù)地下水條件及排水方式,,無地下水的一般放坡開

5、挖,明溝排水放坡開挖,井點(diǎn)降水放坡開挖,該方法適用于地下水在開挖深度以下。對(duì)于坑底以下存在承壓水時(shí)，應(yīng)判明是否會(huì)產(chǎn)生基坑突涌破壞。,該方法適用于地下水為潛水型、用水量小、坑壁土及坑底土不會(huì)產(chǎn)生流砂、管涌、基坑突涌的場(chǎng)地條件。,該方法適用于地下水埋深較淺、基坑開挖較深，地下水的存在可能引發(fā)流砂、管涌、基坑突涌等不良現(xiàn)象的場(chǎng)地。,,使用井點(diǎn)降水放坡開挖時(shí)，應(yīng)特別注意降水對(duì)附近已建建筑設(shè)施產(chǎn)生的地基沉降影響。,放坡開挖時(shí)的坡度直接影響

6、基坑坑壁的穩(wěn)定性和開挖土方量的大小。,3、放坡開挖——開挖坡度確定,查表法,適用于開挖深度不大、基坑周圍無較大荷載的場(chǎng)地條件。,3、放坡開挖——開挖坡度確定,Taylor法,該方法建立在總應(yīng)力基礎(chǔ)上，并假定粘聚力c不隨深度變化。,豎直開挖時(shí)坑壁自然穩(wěn)定的最大臨界深度計(jì)算式,,穩(wěn)定系數(shù)由穩(wěn)定系數(shù)與坡角關(guān)系圖查得,采用Taylor法計(jì)算時(shí)，由于曲線對(duì)應(yīng)結(jié)果模糊，只能針對(duì)一些要求不是十分嚴(yán)格的場(chǎng)地條件；而且最終的計(jì)算結(jié)果也只是一個(gè)略值，并不

7、十分精確。,3、放坡開挖——開挖坡度確定,條分法,該方法建立微積分計(jì)算基礎(chǔ)上，計(jì)算結(jié)果最為精確。,,,為保證土坡穩(wěn)定，最小安全系數(shù)取值1.1~1.5,,,,4、基坑邊坡失穩(wěn)的防止措施,1、邊坡修坡,目的是減少基坑邊坡的下滑重量,坡頂卸土,坡度減小,臺(tái)階放坡,,,,,4、基坑邊坡失穩(wěn)的防止措施,2、設(shè)置邊坡護(hù)面,目的是控制地表水經(jīng)裂縫滲入邊坡內(nèi)部，減少因水導(dǎo)致土體軟化和孔隙水壓力上升的可能性。,護(hù)面為10cm的混凝土面層；為增加邊坡護(hù)面的

8、抗裂強(qiáng)度，內(nèi)部通常配置一定的構(gòu)造鋼筋（如Ф6@300）。,排水明溝主要是為了加強(qiáng)地表水的集中疏散排放。,4、基坑邊坡失穩(wěn)的防止措施,3、邊坡坡腳抗滑加固,目的是在開挖深度大，因場(chǎng)地限制而不能放緩邊坡，對(duì)邊坡土層進(jìn)行加固，防止邊坡土體形成滑動(dòng)面而發(fā)生邊坡失穩(wěn)。,抗滑加固的方法有：設(shè)置抗滑樁、旋噴樁、分層注漿法、深層攪拌樁等。,5、地下水的處理,地下水流基本性質(zhì),地下水在土中的流動(dòng)稱為滲流。,兩點(diǎn)間的水頭差與滲透過程長(zhǎng)度之間的比值，稱為水力

9、坡度。,當(dāng)水力坡度I=1時(shí)的滲透速度，稱為土的滲透系數(shù)K，用m/d、m/s表示。,5、地下水的處理,地下水在土中滲流時(shí)，對(duì)單位土體產(chǎn)生的壓力稱為動(dòng)水壓力F。,,主要體現(xiàn)在浮力上,說明浮力大于等于土粒有效重度,此時(shí)土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土體抗剪強(qiáng)度等于零，土顆粒將隨滲流的水一起流動(dòng)，形成“流砂”現(xiàn)象。,通過打鋼板樁、采用地下連續(xù)墻等措施，可以有效降低地下水位，消除動(dòng)水壓力，既保持了坑底干燥，便于施工，又防止產(chǎn)生“流砂”現(xiàn)象。,管涌,5、地下

10、水的處理,地下水處理方法,降水,一種是降水，一種是止水。,,集水井降水,井點(diǎn)降水,,輕型井點(diǎn)降水,噴射井點(diǎn)降水,電滲井點(diǎn)降水,管井井點(diǎn)降水,沿坑底周圍開挖排水溝，將地下水引入坑底集水井，再用水泵抽出坑外。,止水,輕型井點(diǎn)降水,防水帷幕降水,,,,5、地下水的處理,井點(diǎn)降水方法的選用,為了防止深基坑排水會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)地周圍地面沉降，引發(fā)臨近建筑發(fā)生不均勻沉降或傾斜，通常還會(huì)采取“回灌技術(shù)”?！盎毓嗉夹g(shù)”就是在井點(diǎn)與已有建筑物間，打回灌井點(diǎn)、回灌