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)條件較好的場地。利用土體的最大臨界深度保證坑壁穩(wěn)定。,豎直開挖時坑壁自然穩(wěn)定的最大臨界深度計算式,來源于朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論,適用條件：當基坑附近有超載時，應(yīng)重新驗算坑壁的穩(wěn)定性； 當坑

2、壁因吸水或失水形成裂縫，此公式不成立； 對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),,主動土壓力,被動土壓力,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)向下滑動趨勢；土體內(nèi)部滑動面上的抗剪力抵抗著滑動趨勢的變化；當墻后土體達到了主動極限平衡狀態(tài)，此時土體作用于墻體的土壓力為主動土壓力。,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)向上滑動趨勢；土體內(nèi)部滑動面上的抗剪力抵抗著滑動趨勢的變化；當墻后土體達到了被動極限平衡狀態(tài)，此時土體作用于墻體的土壓力為被動土壓力。,在無外力作用下，擋土墻相對于土體無位移，墻后土體處于靜止的彈性平衡狀態(tài)；此時土體作用于墻體的土壓力為靜止土壓力。,主動土壓力＜靜止土壓力＜被動土壓力,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,井點降水放坡開挖,該方法適用于地下水在開挖深度以下。對于坑底以下存在承壓水時，應(yīng)判明是否會產(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產(chǎn)生流砂、管涌、基坑突涌的場地條件。,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)象的場地。,,使用井點降水放坡開挖時，應(yīng)特別注意降水對附近已建建筑設(shè)施產(chǎn)生的地基沉降影響。,放坡開挖時的坡度直接影響

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。,豎直開挖時坑壁自然穩(wěn)定的最大臨界深度計算式,,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法計算時，由于曲線對應(yīng)結(jié)果模糊，只能針對一些要求不是十分嚴格的場地條件；而且最終的計算結(jié)果也只是一個略值，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算基礎(chǔ)上，計算結(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,臺階放坡,,,,,4、基坑邊坡失穩(wěn)的防止措施,2、設(shè)置邊坡護面,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。,護面為10cm的混凝土面層；為增加邊坡護面的

8、抗裂強度，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，因場地限制而不能放緩邊坡，對邊坡土層進行加固，防止邊坡土體形成滑動面而發(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稱為滲流。,兩點間的水頭差與滲透過程長度之間的比值，稱為水力

9、坡度。,當水力坡度I=1時的滲透速度，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，對單位土體產(chǎn)生的壓力稱為動水壓力F。,,主要體現(xiàn)在浮力上,說明浮力大于等于土粒有效重度,此時土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土體抗剪強度等于零，土顆粒將隨滲流的水一起流動，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,井點降水,,輕型井點降水,噴射井點降水,電滲井點降水,管井井點降水,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,輕型井點降水,防水帷幕降水,,,,5、地下水的處理,井點降水方法的選用,為了防止深基坑排水會導(dǎo)致場地周圍地面沉降，引發(fā)臨近建筑發(fā)生不均勻沉降或傾斜，通常還會采取“回灌技術(shù)”?！盎毓嗉夹g(shù)”就是在井點與已有建筑物間，打回灌井點、回灌