第二章-大开挖基坑工程

1、大开挖(ki w)基坑工程基坑：建造埋置的基础或地下工程时，往往需要进行土方开挖。这个由地面向下开挖的地下空间。 定义:大开挖基坑工程是指不采用支撑而 采用直立或放坡施工进行开挖的基坑工程； 由于其费用(fi yong)低，工期短，是首先要考虑的开挖方式。 前提共二十九页2.1 竖直(sh zh)开挖(vertical height of vertical slope )适用(shyng)于开挖深度不大、无地下水、基坑土质条件较好的场地。竖直开挖时坑壁自然稳定的最大临界深度可按下式估算：共二十九页Ka主动土压力系数；当基坑侧壁顶部地表面与水平面夹角=0时，当0时，采用库伦主动土压力系数， 为坑

2、壁土的内摩擦角标准值；宜采用1.21.5的安全系数； 注意：当基坑附近有超载时，应重新验算；当坑壁因吸水或失水等原因，形成裂缝时，公式不成立；对黄土及具有(jyu)裂隙的胀缩性土，该式不适用。 共二十九页 无地下水时直立(zh l)开槽的允许高度土层类别坡高允许值（m）密实、中密的砂土和碎石类石（充填物为砂土）1.00硬塑、可塑的粘质粉土及粉质粘土1.25硬塑、可塑的粘性土和碎石类石（充填物为粘性土）1.50坚硬的粘性土2.00共二十九页22 放坡开挖(ki w)1 .散坡开挖分类（1） 无地下水的一般放坡开挖 适用于地下水在开挖深度以下 。（2） 明沟排水放坡开挖 适用于地下水为潜水型、涌水

3、量较小、坑壁土及坑底土不会产生流砂、管涌(un yn)、基坑突涌的场地条件。（3） 井点降水放坡开挖 地下水埋深较浅、基坑开挖较深可能产生流砂、管涌、基坑突涌等不良现象时，可采用井点降水放坡开挖。 特别注意降水对附近建筑设施产生的不良影响。 共二十九页2.放坡开挖坡度(pd)确定（1）查表法（2） Taylor法（3）条分法共二十九页（1）查表法坑壁土类型状态边坡高度6米以内10米以内软质岩石微风化10.010.10中等风化10.1010.20强风化10.2010.25碎石类土密 实10.2010.25中 密10.2510.30稍 密10.3010.40粘性土坚 硬10.3510.50硬 塑1

4、0.4510.55可 塑10.5510.65粉土Sr 0.510.4510.55exit共二十九页 (2). Taylor法边坡的临界(ln ji)高度由下式确定：例题共二十九页 例题：1、某挖方工程土的粘聚力 =25KPa, 重度为 =15KN/m3, 内摩擦角 ,如该挖方的坡角 ，边坡的高度安全系数(nqun xsh)为1.2时， Taylor法求开挖允许的最大深度？ exit共二十九页 (3)条分法(陈惠发,美，肯塔基州大学(dxu)，1980)共二十九页2.3 基坑(j kn)边坡失稳的防止措施 （1）边坡修坡图2-3 （2）设置边坡护面图24（3）边坡坡脚抗滑加固(ji )图25(设

5、置抗滑桩，旋喷桩，分层注浆法，深层搅拌桩)。共二十九页图2-3 边坡修坡exit（a）坡顶卸土 （b）坡度(pd)减小 (c) 台阶放坡共二十九页 图2-4 设置(shzh)边坡护面exit 共二十九页 图2-5 基坑(j kn)边坡坡脚抗滑加固共二十九页2.4 地下水处理(chl)1. 地下水流的基本性质水力坡度:以I表示，I=（H1-H2）/L， I=1时的渗透速度称为土的渗透系数K，常用m/d、m/s等表示.动水压力: （kN/m3）动水压力F等于(dngy)或大于土的有效重度时，土颗粒处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土颗粒将随着渗流的水一起流动，即所谓“流砂”。 共二十九页2.地下水

6、处理(chl)方法两种：降水；止水防水帷幕。降水的方法有集水井降水和井点降水类 。井点降水法有轻型井点、喷射(pnsh)井点和电渗井点 、管井井点和深井泵等。共二十九页当土的渗透系数K5m/d时，宜用轻型井点和喷射井点；当K520m/d时,除上述方法外,还可选用管井井点；当K20深井泵、喷射井点深井泵共二十九页共二十九页 电渗井点布置(bzh)示意图 喷射井点工作示意图共二十九页管井井点就是沿开挖的基坑，每隔2050m设置(shzh)一个管井，每个管井单独用一台水泵抽水;适用于K=20200m/d，即地下水量大的土层中;此法可降低地下水位510m。共二十九页在城市中由于深基坑降水，总会引起地面

7、(dmin)沉陷，影响邻近建筑物和管线。回灌井点方法 可以使地表沉陷减少2/3；因此，采用特定的支护结构，既挡土，又止水，形成防水帷幕为较好选择，但造价较高。 防水帷幕常用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙。 共二十九页2.5 基坑土方(tfng)开挖一、施工准备工作 1查勘现场，摸清工程实地情况。 2按设计或施工要求标高整平场地。 3做好防洪排洪工作。 4设置测量控制网。 5设置就绪(jix)基坑施工用的临时设施。 共二十九页1对大型基坑土方，宜用机械开挖，基坑深在5m内，宜用反铲挖土机在停机面一次开挖； 深5m以上宜分层开挖或开沟道用正铲挖土机下入基坑分层开挖，或设置钢栈桥，下

8、层(xicng)土方用抓斗挖土机在栈桥上开挖，基坑内配以小型推土机堆集土； 对面积很大、很深的设备基础基坑或高层建筑地下室深基坑，可采用多层同时开挖方法，土方用翻斗汽车运出。 二、机械和人工(rngng)开挖共二十九页 2为防止超挖和保持边坡坡度正确，机械开挖至接近设计坑底标高或边坡边界，应预留5080cm厚土层，用人工开挖和修坡。 3人工挖土，一般采取(ciq)分层分段均衡往下开挖，较深的坑(槽)，每挖1m左右应检查边线和边坡，随时纠正偏差。 4对有工艺要求，深入基岩面以下的基坑，应用边线控制爆破方法松爆后再挖，但应控制不得震坏基岩面及边坡。 二、机械和人工(rngng)开挖共二十九页 5如

9、开挖的基坑(槽)深于邻近建筑基础时，开挖应保持一定的距离和坡度，以免在施工时影响邻近建筑基础的稳定。如不能满足要求，应采取在坡脚设挡墙或支撑进行加固处理。 6挖土时注意检查基坑底是否有古墓，洞穴，暗沟或裂隙、断层(对岩石地基)存在，如发现迹象，应及时汇报，并进行探查处理。 7弃土应及时运出，如需要临时堆土(du t)，或留作回填土，堆土(du t)坡角至坑边距离应按挖坑深度，边坡坡度和土的类别确定，干燥密实土不小于3m，松软土不小于5m。 二、机械和人工(rngng)开挖共二十九页8基坑挖好后，应对坑底进行抄平，修整。如挖坑时有小部分超挖，可用素土、灰土或砾石回填夯实至与地基土基本相同的密实(

10、m shi)度。 9为防止坑底扰动，基坑挖好后应尽量减少暴露时间，及时进行下一道工序的施工，如不能立即进行下一工序时，应预留1530cm厚覆盖土层，待基础施工时再挖去。二、机械(jxi)和人工开挖共二十九页本讲要点(yodin)重点掌握竖直开挖、放坡开挖的计算方法；了解边坡失稳的防止(fngzh)措施；共二十九页内容摘要大开挖基坑工程。适用于开挖深度不大、无地下水、基坑土质条件较好的场地。Ka主动土压力系数。硬塑、可塑的粘性土和碎石类石（充填物为粘性土）。（2）设置边坡护面图24。I=1时的渗透速度称为土的渗透系数K，常用m/d、m/s等表示.。止水防水帷幕。降水的方法有集水井降水和井点降水类。当土的渗透系数K5