第二章大开挖基坑工程课件.ppt

1、1 1、大开挖基坑工程简介、大开挖基坑工程简介所谓所谓大开挖基坑工程大开挖基坑工程，就是指在不采用支撑的条件下，采，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。用直立或放坡进行开挖土体的基坑工程。大开挖大开挖基坑工程基坑工程竖直开挖竖直开挖放坡开挖放坡开挖2 2、竖直开挖、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。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。利用土体的利用土体的最大临界深度最大临界深度保证坑壁稳定。保证坑壁稳定。竖直开挖时坑壁竖直开挖时坑壁自然稳定的最大自然稳定的最大临界深度计算式临界深度计算式acKcH4来源

2、于来源于朗肯土压力理论朗肯土压力理论和库伦土压力理论和库伦土压力理论的安全系数。实际使用时，宜采用5.12.1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/m1.25/m1.50/m2.00/m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根据挡土墙的位移和土体的应力状态主动

3、土压力主动土压力被动土压力被动土压力静止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主动土压力静止土压力被动土压力

4、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挡土墙挡土墙墙后土体墙后土体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主主动动土土压压力力被被动动土土压压力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静静止止土土压压力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)245(tan2aK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

5、土间无摩擦力222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cosaK3 3、放坡开挖、放坡开挖放坡开挖分类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。于场地条件。根据地下水条件及排水方式无地下水的无地下水的一般放坡开挖一般放坡开挖明沟排水明沟排水放坡开挖放坡开挖井点降水井点降水放坡开挖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

6、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。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 3、放坡开挖、放坡开挖开挖坡度确定开挖坡度确定查表法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。适用于开挖深度不大、基坑周围无较大荷载的场地条件。坑壁土类型坑壁土类型状态状态边坡高度边坡高度6m6m以内以内10m10m以内以内软质岩石软质岩石微风化微风化1:0.01:0.01:0.101:

7、0.10中等风化中等风化1:0.101:0.101:0.201:0.20强风化强风化1:0.201:0.201:0.251:0.25碎石类土碎石类土密实密实1:0.201:0.201:0.251:0.25中密中密1:0.251:0.251:0.301:0.30稍密稍密1:0.301:0.301:0.401:0.40粘性土粘性土坚硬坚硬1:0.351:0.351:0.501:0.50硬塑硬塑1:0.451:0.451:0.551:0.55可塑可塑1:0.551:0.551:0.651:0.65粉土粉土Sr Sr0.50.51:0.451:0.451:0.551:0.553 3、放坡开挖、放坡开挖

8、开挖坡度确定开挖坡度确定TaylorTaylor法法该方法建立在总应力基础上，并假定粘聚力该方法建立在总应力基础上，并假定粘聚力c c不随深度变化。不随深度变化。竖直开挖时坑壁竖直开挖时坑壁自然稳定的最大自然稳定的最大临界深度计算式临界深度计算式cNHsc稳定系数稳定系数由稳定系数与坡角关系图查得由稳定系数与坡角关系图查得12123 34 45 56 67 78 89 9101011112 29090808070706060505040403030202010100 0坡角坡角稳定系数稳定系数=5=5=25=25=20=20=15=15=10=10采用采用Taylor法计算时，由法计算时，由于

9、曲线对应结果模糊，只于曲线对应结果模糊，只能针对一些要求不是十分能针对一些要求不是十分严格的场地条件；而且最严格的场地条件；而且最终的计算结果也只是一个终的计算结果也只是一个略值，并不十分精确。略值，并不十分精确。3 3、放坡开挖、放坡开挖开挖坡度确定开挖坡度确定条分法条分法该方法建立微积分计算基础上，计算结果最为精确。该方法建立微积分计算基础上，计算结果最为精确。0 0lQWlN/cos)(/lQWlT/sin)(/QQE1E1E2E2NNF1F1F2F2T TWWl llcS)tan(滑动力矩抗滑力矩边坡稳定系数TSK为保证土坡稳定，最小安全系数取值为保证土坡稳定，最小安全系数取值1.11

10、.51.11.54 4、基坑边坡失稳的防止措施、基坑边坡失稳的防止措施1 1、边坡修坡、边坡修坡目的是减少基坑边坡的下滑重量目的是减少基坑边坡的下滑重量坡顶卸土坡顶卸土坡度减小坡度减小台阶放坡台阶放坡4 4、基坑边坡失稳的防止措施、基坑边坡失稳的防止措施2 2、设置边坡护面、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。水压力上升的可能性。混凝土护面混凝土护面排水明沟排水明沟护面为护面为10cm10cm的的混凝土面层；混凝土面层；为增加边坡护为增加边坡护面的抗裂强度，面的抗裂强度，内部

11、通常配置内部通常配置一定的构造钢一定的构造钢筋（如筋（如63006300）。）。排水明沟主要排水明沟主要是为了加强地是为了加强地表水的集中疏表水的集中疏散排放。散排放。4 4、基坑边坡失稳的防止措施、基坑边坡失稳的防止措施3 3、边坡坡脚抗滑加固、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。固，防止边坡土体形成滑动面而发生边坡失稳。抗滑加固的方抗滑加固的方法有：设置抗法有：设置抗滑桩、旋喷桩、滑桩、旋喷桩、分层注浆法、分层注浆法、深层搅拌桩等。深层搅拌桩等。

12、可动滑动面可动滑动面加固桩体加固桩体5 5、地下水的处理、地下水的处理地下水流基本性质地下水流基本性质地下水在土中的流动称为渗流。地下水在土中的流动称为渗流。H HL L两点间的水头差两点间的水头差与渗透过程长度与渗透过程长度之间的比值，称之间的比值，称为水力坡度。为水力坡度。LHI/当水力坡度当水力坡度I=1I=1时的渗透速度，时的渗透速度，称为土的渗透称为土的渗透系数系数K K，用，用m/dm/d、m/sm/s表示。表示。5 5、地下水的处理、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 F。IFw主要体现在主要体现

13、在浮力浮力上上wF如果说明说明浮力浮力大于等于大于等于土粒有效重度土粒有效重度此时土颗粒处于悬浮状态，土体抗此时土颗粒处于悬浮状态，土体抗剪强度等于零，土颗粒将随渗流的剪强度等于零，土颗粒将随渗流的水一起流动，形成水一起流动，形成“流砂流砂”现象。现象。通过打钢板桩、采用地下连续墙等措施，可以有通过打钢板桩、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，又防止产生干燥，便于施工，又防止产生“流砂流砂”现象。现象。“流砂流砂”贯通土体内部贯通土体内部的孔隙，形成水流通道。的孔隙，形成水流通道。管涌管涌5 5、地下水

14、的处理、地下水的处理地下水处理方法地下水处理方法降水降水一种是降水，一种是止水。一种是降水，一种是止水。集水井降水集水井降水井点降水井点降水轻型井点降水轻型井点降水喷射井点降水喷射井点降水电渗井点降水电渗井点降水管井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。入坑底集水井，再用水泵抽出坑外。止水止水防水帷幕防水帷幕轻型井点降水轻型井点降水防水帷幕降水防水帷幕降水5 5、地下水的处理、地下水的处理井点降水方法的选用井点降水方法的选用基坑开挖深度基坑开挖深度/m/m土类土类粉质粘土、粉砂粉质粘土、粉砂细砂、中砂、粗砂、砾砂细砂

15、、中砂、粗砂、砾砂5612122020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，通常还会采取均匀沉降或倾斜，通常还会采取“回灌技术回灌技术”。“回灌技术回灌技术”就是在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。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。精品课件精品课件！精品课件精品课件！