第二章大開挖基坑工程第1頁，課件共23頁，創作于2023年2月1、大開挖基坑工程簡介所謂大開挖基坑工程，就是指在不采用支撐的條件下，采用直立或放坡進行開挖土體的基坑工程。大開挖基坑工程豎直開挖放坡開挖第2頁，課件共23頁，創作于2023年2月2、豎直開挖豎直開挖適用于開挖深度不大、無地下水、基坑土質條件較好的場地。利用土體的最大臨界深度保證坑壁穩定。豎直開挖時坑壁自然穩定的最大臨界深度計算式來源于朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論適用條件：當基坑附近有超載時，應重新驗算坑壁的穩定性；當坑壁因吸水或失水形成裂縫，此公式不成立；對于黃土及具有裂隙的脹縮性土，此公式不適用。無地下水時，各類軟土直立開槽的允許高度密實、中密的砂土和碎石類石（填充物為砂土）硬塑、可塑的粘質粉土及粉質粘土硬塑、可塑的粘性土和碎石類石（填充物為粘性土）堅硬的粘性土1.00/m1.25/m1.50/m2.00/m第3頁，課件共23頁，創作于2023年2月朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論根據擋土墻的位移和土體的應力狀態主動土壓力被動土壓力靜止土壓力在側壓力作用下，擋土墻產生離開土體位移，墻后土體出現向下滑動趨勢；土體內部滑動面上的抗剪力抵抗著滑動趨勢的變化；當墻后土體達到了主動極限平衡狀態，此時土體作用于墻體的土壓力為主動土壓力。在外界力作用下，擋土墻產生擠壓土體位移，墻后土體出現向上滑動趨勢；土體內部滑動面上的抗剪力抵抗著滑動趨勢的變化；當墻后土體達到了被動極限平衡狀態，此時土體作用于墻體的土壓力為被動土壓力。在無外力作用下，擋土墻相對于土體無位移，墻后土體處于靜止的彈性平衡狀態；此時土體作用于墻體的土壓力為靜止土壓力。主動土壓力＜靜止土壓力＜被動土壓力第4頁，課件共23頁，創作于2023年2月朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論擋土墻墻后土體第5頁，課件共23頁，創作于2023年2月朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論主動土壓力第6頁，課件共23頁，創作于2023年2月被動土壓力朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論第7頁，課件共23頁，創作于2023年2月靜止土壓力朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論第8頁，課件共23頁，創作于2023年2月朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論朗肯土壓力理論適用條件庫倫土壓力理論適用條件擋土墻墻后填土面水平擋土墻墻背垂直且是剛性擋土墻墻背光滑，與填土間無摩擦力擋土墻墻后填土面有傾角，不水平擋土墻墻背傾斜且是剛性擋土墻墻背粗糙，與填土間無摩擦力第9頁，課件共23頁，創作于2023年2月3、放坡開挖——放坡開挖分類無支護的放坡開挖是普遍采用的基坑開挖方法。放坡開挖的深度取決于場地條件。根據地下水條件及排水方式無地下水的一般放坡開挖明溝排水放坡開挖井點降水放坡開挖該方法適用于地下水在開挖深度以下。對于坑底以下存在承壓水時，應判明是否會產生基坑突涌破壞。該方法適用于地下水為潛水型、用水量小、坑壁土及坑底土不會產生流砂、管涌、基坑突涌的場地條件。該方法適用于地下水埋深較淺、基坑開挖較深，地下水的存在可能引發流砂、管涌、基坑突涌等不良現象的場地。使用井點降水放坡開挖時，應特別注意降水對附近已建建筑設施產生的地基沉降影響。第10頁，課件共23頁，創作于2023年2月放坡開挖時的坡度直接影響基坑坑壁的穩定性和開挖土方量的大小。3、放坡開挖——開挖坡度確定查表法適用于開挖深度不大、基坑周圍無較大荷載的場地條件。坑壁土類型狀態邊坡高度6m以內10m以內軟質巖石微風化1:0.01:0.10中等風化1:0.101:0.20強風化1:0.201:0.25碎石類土密實1:0.201:0.25中密1:0.251:0.30稍密1:0.301:0.40粘性土堅硬1:0.351:0.50硬塑1:0.451:0.55可塑1:0.551:0.65粉土Sr＜0.51:0.451:0.55第11頁，課件共23頁，創作于2023年2月3、放坡開挖——開挖坡度確定Taylor法該方法建立在總應力基礎上，并假定粘聚力c不隨深度變化。豎直開挖時坑壁自然穩定的最大臨界深度計算式穩定系數由穩定系數與坡角關系圖查得123456789101129080706050403020100坡角穩定系數Φ=5°Φ=25°Φ=20°Φ=15°Φ=10°采用Taylor法計算時，由于曲線對應結果模糊，只能針對一些要求不是十分嚴格的場地條件；而且最終的計算結果也只是一個略值，并不十分精確。第12頁，課件共23頁，創作于2023年2月3、放坡開挖——開挖坡度確定條分法該方法建立微積分計算基礎上，計算結果最為精確。0QE1E2NF1F2TWαl為保證土坡穩定，最小安全系數取值1.1~1.5第13頁，課件共23頁，創作于2023年2月4、基坑邊坡失穩的防止措施1、邊坡修坡目的是減少基坑邊坡的下滑重量坡頂卸土坡度減小臺階放坡第14頁，課件共23頁，創作于2023年2月4、基坑邊坡失穩的防止措施2、設置邊坡護面目的是控制地表水經裂縫滲入邊坡內部，減少因水導致土體軟化和孔隙水壓力上升的可能性。混凝土護面排水明溝護面為10cm的混凝土面層；為增加邊坡護面的抗裂強度，內部通常配置一定的構造鋼筋（如Ф6@300）。排水明溝主要是為了加強地表水的集中疏散排放。第15頁，課件共23頁，創作于2023年2月4、基坑邊坡失穩的防止措施3、邊坡坡腳抗滑加固目的是在開挖深度大，因場地限制而不能放緩邊坡，對邊坡土層進行加固，防止邊坡土體形成滑動面而發生邊坡失穩。抗滑加固的方法有：設置抗滑樁、旋噴樁、分層注漿法、深層攪拌樁等。可動滑動面加固樁體第16頁，課件共23頁，創作于2023年2月5、地下水的處理地下水流基本性質地下水在土中的流動稱為滲流。ΔHL兩點間的水頭差與滲透過程長度之間的比值，稱為水力坡度。當水力坡度I=1時的滲透速度，稱為土的滲透系數K，用m/d、m/s表示。第17頁，課件共23頁，創作于2023年2月5、地下水的處理地下水在土中滲流時，對單位土體產生的壓力稱為動水壓力F。主要體現在浮力上說明浮力大于等于土粒有效重度此時土顆粒處于懸浮狀態，土體抗剪強度等于零，土顆粒將隨滲流的水一起流動，形成“流砂”現象。通過打鋼板樁、采用地下連續墻等措施，可以有效降低地下水位，消除動水壓力，既保持了坑底干燥，便于施工，又防止產生“流砂”現象。“流砂”貫通土體內部的孔隙，形成水流通道。管涌第18頁，課件共23頁，創作于2023年2月5、地下水的處理地下水處理方法降水一種是降水，一種是止水。集水井降水井點降水輕型井點降水噴射井點降水電滲井點降水管井井點降水沿坑底周圍開挖排水溝，將地下水引入坑底集水井，再用水泵抽出坑外。止水防水帷幕第19頁，課件共23頁，創作于2023年2月輕型井點降水第20頁，課件共23頁，創作于2023年2月防水帷幕降水第21頁，課件共23頁，創作于2023年2月5、地下水的處理井點降水方法的選用基坑開挖深度/m土類粉質粘土、粉砂細砂、中砂、粗砂、礫砂≤56~1212~20＞20單層井點、真空法、電滲法多層井點、噴射井點噴射井點、真空法、電滲法深井泵、噴射井點單層井點、表面排水多層井點、管井噴射井點、深井泵深井泵為了防止深基坑排水會導致場地周圍地面沉降，引發臨近建