30-明挖基坑施工 (二)

明挖基坑施工 (二)2K313020 明挖基坑施工三、基坑的变形控制（一）基坑变形特征（2）围护墙体水平变形当基坑开挖较浅，还未设支撑时，不论对刚性墙体（如水泥土搅拌桩墙、旋喷桩墙等）还是柔性墙体（如钢板桩、地下连续墙等），均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内凸出。（4）过大的坑底隆起可能是两种原因造成的：1）基坑底不透水土层由于其自重无法承受其下承压水水头压力而产生突然性的隆起；地下水向上顶2）基坑由于围护结构插入坑底土层深度不足，也会产生坑内土体隆起破坏。基坑底土体的过大隆起可能会造成基坑围结构失稳；另外，由于坑底隆起会造成立柱隆起，进一步造成支撑向上弯曲，可能引发支撑体系失稳。因此，一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。（二）基坑的变形控制（2）控制基坑变形的主要方法有：（案例题考点）1）增加围护结构和支撑的刚度；2）增加围护结构的入土深度；3）加固基坑内被动区土体加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式；4）减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间，这一点在软土地区施工时尤其有效；5）通过调整围护结构深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响。增加围护结构刚度和深度分层开挖加强降水（三）坑底稳定控制（1）保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施。 （2）适时施作底板结构。 与围护结构类似2K313022 基槽土方开挖及护坡技术一、基（槽）坑土方开挖（一）基本规定（1）基坑开挖应根据支护结构设计、降排水要求，确定开挖方案。（2）基坑周围地面应设排水沟，且应避免雨水、渗水等流入坑内，同时，基坑也应设置必要的排水设施，保证开挖时及时排出雨水；放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。（3）软土基坑必须分层、分块、均衡地开挖，分块开挖后必须及时施工支撑。（4）基坑开挖过程中，必须采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土。（二）发生下列情况立即停止挖土，查清原因并及时采取措施：（1）围护结构变形明显加剧；（2）支撑轴力突然增大；（3）围护结构或止水帷幕出现渗漏；（4）开挖暴露出的基底出现明显异常（包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层时水位过高造成开挖施工困难时）； （5）围护结构发生异常声响；（6）边坡出现失稳征兆。 变形、异响、渗漏、失稳二、护坡技术（一）基坑边（放）坡2.基坑边坡稳定影响因素基坑边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素。当基坑边坡土体中的剪应力大于土体的抗剪强度时，边坡就会失稳坍塌。其次，施工不当也会造成边坡失稳，主要表现为：（1）没有按设计坡度进行边坡开挖；（2）基坑边坡坡顶堆放材料、土方及运输机械车辆等增加了附加荷载；（动载荷静载）（3）基坑降排水措施不力，地下水未降至基底以下，而地面雨水、基坑周围地下给排水管线漏水渗流至基坑边坡的土层中，使土体湿化，土体自重加大，增加土体中的剪应力；（4）基坑开挖后暴露时间过长，经风化而使土体变松散；（5）基坑开挖过程中，未及时刷坡，甚至挖反坡，使土体失去稳定性。补充释疑：刷坡是指斜面挖平或找平，把坡度弄到设计坡度。挖反坡就是由于操作不当将坡挖反了，如图：本应挖黑线的坡，结果挖成了红线，这样非常容易使基坑土体失稳，发生危险。把挖掘机直接开到基坑进行开挖就已形成挖反坡。3.基坑放坡要求分级放坡时，宜设置分级过渡平台。分级过渡平台的宽度应根据土（岩）质条件、放坡高度及施工场地条件确定，对于岩石边坡不宜小于0.5m，对于土质边坡不宜小于1.0m。下级放坡坡度宜缓于上级放坡坡度。三、边坡保护（一）基坑边坡稳定措施（1）根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度，并于不同土层处做成折线形边坡或留置台阶； （坡度、留台）（2）必须做好基坑降排水和防洪工作，保持基底和边坡的干燥；（防水）（3）基坑边坡坡度受到一定限制而采用围护结构又不太经济时，可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施；（护坡面）（4）严格禁止在基坑边坡坡顶12m范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的施工机械；（动载静载）（5）基坑开挖过程中，边坡随挖随刷，不得挖反坡；（修坡）（6）暴露时间较长的基坑，一般应采取护坡措施。（护坡） （二）护坡措施（1）基坑土方开挖时，应按设计要求开挖土方，不得超挖，不得在坡顶随意堆放土方、材料和设备。在整个基坑开挖和地下工程施工期间，应严密监测坡顶位移，随时分析观测数据。当边坡有失稳迹象时，应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。（2）放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施。常用的保护措施有：叠放沙包或土袋、水泥抹面、挂网喷浆或混凝土等。也可采用其他措施：包括锚杆喷射混凝土护面.塑料膜或土工织物覆盖坡面等。 坡脚堆载喷混凝土土钉墙土工织物覆盖【例-案例2K313022】1.背景某市政工程基础采用明挖基坑施工，基坑挖深为5. 5m，地下水在地面以下1.5m。坑壁采用网喷混凝土加固。基坑附近有高层建筑物及大量地下管线。设计要求每层开挖1.5m，即进行挂网喷射混凝土加固。某公司承包了该工程，由于在市区，现场场地狭小，项目负责人（经理）决定把钢材 堆放在基坑坑顶附近；为便于出土，把开挖的弃土先堆放在基坑北侧坑顶，然后再装入自卸汽车运出。由于工期紧张，施工单位把每层开挖深度增大为3. 0m，以加快基坑挖土加固施工的进度。在开挖第二层土时，基坑变形量显著增大，变形发展速率越来越快。随着开挖深度的增加，坑顶地表面出现许多平行基坑裂缝。但施工单位对此没有在意，继续按原方案开挖。当基坑施工至5m深时，基坑出现了明显的坍塌征兆。项目负责人（经理）决定对基坑进行加固处理，组织人员在坑内抢险，但为时已晚，基坑坍塌造成了多人死亡的重大事故，并造成了巨大的经济损失。2.问题（1）按照建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-2012，本基坑上程侧壁安全等级应属于哪一级？ （2）本工程基坑应重点监测哪些内容？当出现本工程发生的现象时，监测工作应做哪些调整？（3）本工程基坑施工时存在哪些重大工程事故隐患？（4）项目负责人（经理）在本工程施工时犯了哪些重大错误？3.网校解析：（1）问题1基坑工程具有地域性，许多地区对基坑的分类做了规定。建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012中3.1.3条对基坑侧壁安全等级做了如下规定： 基坑侧壁安全等级 表2K313022本工程基坑有高层建筑和大量地下管线，如果支护结构破坏、土体失稳或过大变形对周边环境影响将很严重，因此，基坑侧壁安全等级应定为一级。（2）问题2（参看第2章2K320133基坑监测项目） 本问题教材写的过于啰嗦（大约500字），现在考试需要语言简洁，后面两问亦是如此，改写如下：本工程基坑应重点监测：基坑周围建筑物、地下管线、地下水位、网喷混凝土面、基坑底部土体变形等当基坑变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。（3）问题3本工程施工中存在的重大事故隐患：1）未按设计要求深度开挖；2）基坑顶大量堆荷；3）未进行基坑常规检查监测；（4）问题4项目负责人（经理）在本工程施工时犯了以下错误：1）基坑危险征兆没有引起注意仍按原方案施工；2）基坑边安排大量堆载；3）未能安排人员对基坑有效监测；4）基坑严重变形未组织人员撤离，进行坑内抢险。（停工撤人的重要性）2K313023 地基加固处理方法一、基坑地基加固的目的与方法选择（二）方法选择（1）按平面布置形式分类，基坑内被动区加固形式主要有墩式加固、裙边加固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固。（2）换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便。（3）采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基坑。二、常用方法与技术要点（一）注浆法（2） 水泥浆材是以水泥浆液为主的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。（3）在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类；其应用条件见表2K313023不同注浆法的使用范围 表2K313023补充释疑：渗透灌浆指在压力下作用下，使浆液充填到土的孔隙和岩石的裂隙，排出孔隙中的自由水和气体，而基本上不改变原状土的结构和体积。特点：渗透灌浆的压力相对较小 浆液只是渗透地层（不破坏土层结构）因而浆材的颗粒尺寸必须小于土的孔隙尺寸。只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石 劈裂灌浆-是指在较高的灌浆压力下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石或土层结构的破坏和扰动，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，从而使浆液的可灌性和扩散距离增大，加固范围大大扩大。特点：压力较大，浆液较稀。挤密灌浆压密灌浆是用极稠的浆液（塌落度2550mm）以高压快速通过钻孔强行挤入弱透水性土中的灌浆方法。由于弱透水性土的孔隙是不进浆的，因此，挤密灌浆不是产生传统充填型的渗入性灌浆，而是在注浆点集中地形成近似球形的浆泡，通过浆泡挤压邻近的土体，使土体被压密，承载力得到提高。常用于粉细砂中，也可用于有充分排水条件的粘土和非饱和粘性土中。由于压密灌浆浆液的挤压作用而产生辐射状上抬力，从而引起地层局部