第二章大开挖基坑工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大开挖基坑工程,1,、大开挖基坑工程简介,所谓,大开挖基坑工程,，就是指在不采用支撑的条件下，采用直立或放坡进行开挖土体的基坑工程。,大开挖,基坑工程,竖直开挖,放坡开挖,2,、竖直开挖,竖直开挖适用于开挖深度不大、无地下水、基坑土质条件较好的场地。利用土体的,最大临界深度,保证坑壁稳定。,竖直开挖时坑壁自然稳定的最大临界深度计算式,来源于,朗肯土压力理论,和库伦土压力理论,适用条件：,当基坑附近有超载时，应重新验算坑壁的稳定性；,当坑壁因吸水或失水形成裂缝，此公式不成立；,对于黄土及具有裂隙的胀缩性土，此公式不适用。,无地下水时，各类软土直立开槽的允许高度,密实、中密的砂土和碎石类石（填充物为砂土）,硬塑、可塑的粘质粉土及粉质粘土,硬塑、可塑的粘性土和碎石类石（填充物为粘性土）,坚硬的粘性土,1.00/m,1.25/m,1.50/m,2.00/m,朗肯土压力理论和库伦土压力理论,根据挡土墙的位移和土体的应力状态,主动土压力,被动土压力,静止土压力,在侧压力作用下，挡土墙产生离开土体位移，,墙后土体出现向下滑动趋势；土体内部滑动面,上的抗剪力抵抗着滑动趋势的变化；当墙后土,体达到了主动极限平衡状态，此时土体作用于,墙体的土压力为主动土压力。,在外界力作用下，挡土墙产生挤压土体位移，,墙后土体出现向上滑动趋势；土体内部滑动面,上的抗剪力抵抗着滑动趋势的变化；当墙后土,体达到了被动极限平衡状态，此时土体作用于,墙体的土压力为被动土压力。,在无外力作用下，挡土墙相对于土体无位移，,墙后土体处于静止的弹性平衡状态；此时土体,作用于墙体的土压力为静止土压力。,主动土压力静止土压力被动土压力,朗肯土压力理论和库伦土压力理论,挡土墙,墙后土体,朗肯土压力理论和库伦土压力理论,主动土压力,被动土压力,朗肯土压力理论和库伦土压力理论,静止土压力,朗肯土压力理论和库伦土压力理论,朗肯土压力理论和库伦土压力理论,朗肯土压力理论,适用条件,库伦土压力理论,适用条件,挡土墙墙后填土面水平,挡土墙墙背垂直且是刚性,挡土墙墙背光滑，与填土间无摩擦力,挡土墙墙后填土面有倾角，不水平,挡土墙墙背倾斜且是刚性,挡土墙墙背粗糙，与填土间无摩擦力,3,、放坡开挖,放坡开挖分类,无支护的放坡开挖是普遍采用的基坑开挖方法。放坡开挖的深度取决于场地条件。,根据地下水条件及排水方式,无地下水的,一般放坡开挖,明沟排水,放坡开挖,井点降水,放坡开挖,该方法适用于地下水在开挖深度以下。对于坑底以下存在承压水时，应判明是否会产生基坑突涌破坏。,该方法适用于地下水为潜水型、用水量,小、坑壁土及坑底土不会产生流砂、管,涌、基坑突涌的场地条件。,该方法适用于地下水埋深较浅、基坑开挖较深，地下水的存在可能引发流砂、管涌、基坑突涌等不良现象的场地。,使用井点降水放坡开挖时，应特别注意降水对附近已建建筑设施产生的地基沉降影响。,放坡开挖时的坡度直接影响基坑坑壁的稳定性和开挖土方量的大小。,3,、放坡开挖,开挖坡度确定,查表法,适用于开挖深度不大、基坑周围无较大荷载的场地条件。,坑壁土类型,状态,边坡高度,6m,以内,10m,以内,软质岩石,微风化,1:0.0,1:0.10,中等风化,1:0.10,1:0.20,强风化,1:0.20,1:0.25,碎石类土,密实,1:0.20,1:0.25,中密,1:0.25,1:0.30,稍密,1:0.30,1:0.40,粘性土,坚硬,1:0.35,1:0.50,硬塑,1:0.45,1:0.55,可塑,1:0.55,1:0.65,粉土,Sr,0.5,1:0.45,1:0.55,3,、放坡开挖,开挖坡度确定,Taylor,法,该方法建立在总应力基础上，并假定粘聚力,c,不随深度变化。,竖直开挖时坑壁自然稳定的最大临界深度计算式,稳定系数,由稳定系数与坡角关系图查得,12,3,4,5,6,7,8,9,10,11,2,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,坡角,稳定系数,=5,=25,=20,=15,=10,采用,Taylor,法计算时，由于曲线对应结果模糊，只能针对一些要求不是十分严格的场地条件；而且最终的计算结果也只是一个略值，并不十分精确。,3,、放坡开挖,开挖坡度确定,条分法,该方法建立微积分计算基础上，计算结果最为精确。,0,Q,E1,E2,N,F1,F2,T,W,l,为保证土坡稳定，最小安全系数取值,1.11.5,4,、基坑边坡失稳的防止措施,1,、边坡修坡,目的是减少基坑边坡的下滑重量,坡顶卸土,坡度减小,台阶放坡,4,、基坑边坡失稳的防止措施,2,、设置边坡护面,目的是控制地表水经裂缝渗入边坡内部，减少因水导致土体软化和孔隙水压力上升的可能性。,混凝土护面,排水明沟,护面为,10cm,的混凝土面层；为增加边坡护面的抗裂强度，内部通常配置一定的构造钢筋（如,6300,）。,排水明沟主要是为了加强地表水的集中疏散排放。,4,、基坑边坡失稳的防止措施,3,、边坡坡脚抗滑加固,目的是在开挖深度大，因场地限制而不能放缓边坡，对边坡土层进行加固，防止边坡土体形成滑动面而发生边坡失稳。,抗滑加固的方法有：设置抗滑桩、旋喷桩、分层注浆法、深层搅拌桩等。,可动滑动面,加固桩体,5,、地下水的处理,地下水流基本性质,地下水在土中的流动称为渗流。,H,L,两点间的水头差与渗透过程长度之间的比值，称为水力坡度。,当水力坡度,I=1,时的渗透速度，称为土的渗透系数,K,，用,m/d,、,m/s,表示。,5,、地下水的处理,地下水在土中渗流时，对单位土体产生的压力称为动水压力,F,。,主要体现在,浮力,上,说明,浮力,大于等于,土粒有效重度,此时土颗粒处于悬浮状态，土体抗剪强度等于零，土颗粒将随渗流的水一起流动，形成“流砂”现象。,通过打钢板桩、采用地下连续墙等措施，可以有效降低地下水位，消除动水压力，既保持了坑底干燥，便于施工，又防止产生“流砂”现象。,“流砂”贯通土体内部的孔隙，形成水流通道。,管涌,5,、地下水的处理,地下水处理方法,降水,一种是降水，一种是止水。,集水井降水,井点降水,轻型井点降水,喷射井点降水,电渗井点降水,管井井点降水,沿坑底周围开挖排水沟，将地下水引入坑底集水井，再用水泵抽出坑外。,止水,防水帷幕,轻型井点降水,防水帷幕降水,5,、地下水的处理,井点降水方法的选用,基坑开挖深度,/m,土类,粉质粘土、粉砂,细砂、中砂、粗砂、砾砂,5,612,1220,20,单层井点、真空法、电渗法,多层井点、喷射井点,喷射井点、真空法、电渗法,深井泵、喷射井点,单层井点、表面排水,多层井点、管井,喷射井点、深井泵,深井泵,为了防止深基坑排水会导致场地周围地面沉降，引发临近建筑发生不均匀沉降或倾斜，通常还会采取“,回灌技术,”。“回灌技术”就是在井点与已有建筑物间，打回灌井点、回灌砂井、回灌砂沟，在降水排水的同时，将井点降水排出的水重新注回地面以下，防止已有建筑物所处场地的地下水位迅速减少，从而达到控制地面沉降的目的。,END,