B明挖法地下工程施工2(基坑開(kāi)挖)課件

地下工程施工與管理福州大學(xué)土木工程學(xué)院鄧濤2021年9月第一篇明挖法施工明挖法施工是從地外表向下開(kāi)挖到預(yù)定位置，修筑結(jié)構(gòu)物方法的總稱，在城市地下工程中，得到廣泛的應(yīng)用。集中表達(dá)為基坑工程。1.基坑工程概述在城市高層建筑、地鐵、市政和橋梁工程中，需進(jìn)行深基坑開(kāi)挖，重大工程建設(shè)不可分割的組成局部。特點(diǎn)：(1)建筑趨向高層化，基坑向大深度方向開(kāi)展。(2)基坑開(kāi)挖面積大，長(zhǎng)度和寬度超過(guò)百米，給支撐布置帶來(lái)較大難度。(3)在城市軟弱地層中，基坑開(kāi)挖會(huì)產(chǎn)生較大的位移和沉降，對(duì)周圍的建筑物、市政設(shè)施和地下管線造成影響。(4)工期長(zhǎng)，場(chǎng)地狹窄，降雨、重物堆放等對(duì)基坑穩(wěn)定不利。〔5〕在相鄰場(chǎng)地施工中，打樁、降水、挖土及根底澆筑混凝土等工序會(huì)相互制約和影響，增加協(xié)調(diào)工作的難度。第一篇明挖法施工2.明挖基坑構(gòu)成深基坑的支護(hù)體系由兩局部組成，一是圍護(hù)壁墻，一是基坑內(nèi)的支撐系統(tǒng)。為施工需要而構(gòu)筑的深基坑各類支撐系統(tǒng)，輕巧，足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以保證施工的平安、經(jīng)濟(jì)和方便?；拥膰o(hù)結(jié)構(gòu)既要承受基坑開(kāi)挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力并將此壓力傳遞到支撐，是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。在軟弱地層的基坑工程中，支撐結(jié)構(gòu)是承受圍護(hù)墻所傳遞的土壓力、水壓力的結(jié)構(gòu)體系。支撐結(jié)構(gòu)體系包括圍檁、支撐、立柱及其它附屬構(gòu)件。第一篇明挖法施工深基坑的支護(hù)體系由兩局部組成，一是圍護(hù)壁，一是基坑內(nèi)的支撐系統(tǒng)。(1)重力式支護(hù)采用深層攪拌水泥土排樁擋土，靠其自身重力抵抗側(cè)壓力維持穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)是在地下水位高于坑底的情況下不需做防滲結(jié)構(gòu)，施工簡(jiǎn)便，工程造價(jià)低，便于坑內(nèi)取土和地下結(jié)構(gòu)施工。該結(jié)構(gòu)在軟土地區(qū)尤其是上海地區(qū)己得到廣泛應(yīng)用，并己有成熟的經(jīng)驗(yàn)。缺點(diǎn)是要求施工場(chǎng)地較寬，施工時(shí)要特別加強(qiáng)質(zhì)量管理，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。第一篇明挖法施工明挖基坑概述(2)懸臂式支護(hù)擋土結(jié)構(gòu)有預(yù)制樁、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻等，多采用鉆孔灌注樁。樁長(zhǎng)一般大于基坑深度的1.5倍，一般在樁頂設(shè)有一道鎖口梁。防滲結(jié)構(gòu)有靜壓注漿、粉噴樁、深層攪拌樁，多采用深層攪拌樁。優(yōu)點(diǎn)是施工較簡(jiǎn)便，坑內(nèi)無(wú)支撐便于坑內(nèi)取土和地下結(jié)構(gòu)施工；缺點(diǎn)是是僅適用于較淺的基坑支護(hù)，水平位移較大；除連續(xù)墻外，當(dāng)?shù)叵滤桓哂诳拥讜r(shí)，其它擋土結(jié)構(gòu)均需做防滲措施，或者采取降低地下水位措施。第一篇明挖法施工明挖基坑概述(5)拱形支撐拱形支撐多采用鉆孔灌注樁擋土。

一般根據(jù)基坑的平面形狀采用混凝土環(huán)形梁支撐。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)在上海市深基坑支護(hù)中使用較多。它具有形式簡(jiǎn)單、受力明確、支護(hù)可靠，有利于基坑挖土和地下結(jié)構(gòu)施工等優(yōu)點(diǎn)。第一篇明挖法施工明挖基坑概述(6)噴錨支護(hù)噴錨支護(hù)是90年代初開(kāi)始使用的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。它具有工期短、造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。它不僅適應(yīng)地下水位低，也適應(yīng)地下水位高地下水補(bǔ)給充分的基坑，是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中較有開(kāi)展前途的支護(hù)結(jié)構(gòu)。第一篇基坑無(wú)支護(hù)明挖法施工3.明挖施工特點(diǎn)多用在地形平坦地段；埋深<30m的場(chǎng)合；適用于不同類型的結(jié)構(gòu)型式，一般矩形的框架結(jié)構(gòu)較多；隨著埋深增加，本錢、工期將大幅度增加，一般講，超過(guò)20m后，本錢和工期將比暗挖法大；對(duì)地面交通、環(huán)境影響較大。第一篇明挖法施工4.選擇明挖法施工時(shí)應(yīng)研究的問(wèn)題與暗挖法〔盾構(gòu)法、礦山法〕經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較；隧道的線形、坡度、埋深和形狀；施工方法研究〔基坑、支擋、連續(xù)墻、蓋挖〕環(huán)境保護(hù)對(duì)策的研究〔地面使用、作業(yè)時(shí)間、噪聲、震動(dòng)、運(yùn)輸、交通對(duì)策〕施工平安對(duì)策；進(jìn)度與本錢安排；施工技術(shù)與隊(duì)伍的安排。第一篇明挖法施工5.明挖法設(shè)計(jì)注意點(diǎn)埋置深度；一般而言，不影響地下埋設(shè)物；地面噪聲影響；在良好的地層中；結(jié)構(gòu)形式；多樣，以充分利用空間而定；結(jié)構(gòu)縱向連續(xù)時(shí)，在良好地層中，可不考慮縱向影響；在地下水位以下時(shí)，考慮防水功能；在地震區(qū)域時(shí)，考慮地震對(duì)隧道的影響；在城市繁華地段時(shí)，考慮施工對(duì)既有建筑的影響；第一篇明挖法施工6.明挖〔基坑〕開(kāi)挖分類全放坡開(kāi)挖

半放坡開(kāi)挖第一篇明挖法施工適用條件：地勢(shì)空曠，地下水位低；土質(zhì)穩(wěn)定；放坡的長(zhǎng)度，一般按1：1〔450〕優(yōu)點(diǎn)：不設(shè)支護(hù)結(jié)構(gòu)，本錢低，技術(shù)含量少，施工簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：占地面積大，土方量大，回填大；半放坡較全放坡占地少，一般用于較穩(wěn)定的地層中。第一篇明挖法施工7.設(shè)計(jì)與施工主要為邊坡的穩(wěn)定：〔邊坡的大小、臺(tái)階高度、護(hù)臺(tái)寬度〕影響基坑邊坡穩(wěn)定的因素〔邊坡未按設(shè)計(jì)開(kāi)挖、邊坡頂堆放較重的荷載、排水措施不力、暴露時(shí)間長(zhǎng)、未及時(shí)刷坡等〕；應(yīng)采用相應(yīng)的工程措施，以保證邊坡穩(wěn)定。基坑邊坡確實(shí)定〔計(jì)算法、圖解法、工程地質(zhì)類比法〔自然斜坡類比法和查表法〕第一篇明挖法施工I．計(jì)算法假定邊坡破裂面ABC，那么其重力G=土體處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，邊坡最大高度為：

計(jì)算法圖第一篇明挖法施工C—土體粘結(jié)力(kN/m2)，—邊坡坡度角(o)；—土的內(nèi)摩擦角(o)；r—土體重度(kN/m3)。C、、r和h，基坑邊坡的坡度角可求出。并由以上公式可知：(1)當(dāng)=，C=0時(shí)，那么邊坡極限高度不受限制，且邊坡處于平衡狀態(tài)；(2)當(dāng)>時(shí)，那么邊坡為陡坡，其C值越大，那么邊坡極限高度h越高；(3)當(dāng)>時(shí)，假設(shè)C＝0，那么h＝0，即非粘性土?xí)r，邊坡任何高度都是不穩(wěn)定的；(4)坡度角越大，坡高h(yuǎn)越小。反之，坡度角越小，那么坡高越大。第一篇明挖法施工Ⅱ.圖解法

對(duì)于基坑邊坡坡度為直線，坡頂為一平面，而土質(zhì)均勻時(shí)，其穩(wěn)定邊坡角或極限坡高，可由根據(jù)計(jì)算資料綜合整理而得到的圖來(lái)求得。第一篇明挖法施工

Ⅲ.查表法

在城市地下工程建設(shè)的明挖施工中，在地質(zhì)條件良好、土質(zhì)較均勻，地下水位低或通過(guò)降水將地下水位維持在基底面以下時(shí)，采用查表法確定基坑邊坡的坡度。巖石類別風(fēng)化程度坡度值8m以內(nèi)8m~10m硬質(zhì)巖石微風(fēng)化1：0.1~0.21：0.2~0.35中等風(fēng)化1：0.2~0.351：0.35~0.5強(qiáng)風(fēng)化1：0.35~0.51：0.5~0.75軟質(zhì)巖石微風(fēng)化1：0.35~0.51：0.5~0.75中等風(fēng)化1：0.5~0.751：0.75~1.00強(qiáng)風(fēng)化1：0.75~1.001：1.00~1.25巖石基坑邊坡坡度表第一篇明挖法施工土的類別密實(shí)度或狀態(tài)坡度值（高寬比）5m5m~10m10m~15m碎石土密實(shí)1：0.35~0.51：0.5~0.751：0.75~1.0中密1：0.5~0.751：0.75~1.01：1.0~1.25稍密1：0.75~1.01：1.0~1.251：1.25~1.5粉土Sr1：1