基坑开挖教案.doc

基坑工程 续论： 一、 基本概念及常用术语 1. 基本概念： 1） 基坑为进行建（构）筑物基础或地下室等的施工所开挖的地面以下的具有一形状和断面尺寸的空间。主要目的是提高承载力和有效利用地下空间。 2）基坑工程为使建（构）筑物基础或地下室顺利施工和正常使用，而保证其周边岩土体及环境变化不受影响的工程。如基坑开挖工程、支护工程及地下水控制工程。 2. 常用术语及含义 1）基坑侧壁 构成基坑围体的某一侧面。 2）基坑周边环境 基坑开挖影响范围内包括既有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩 土体及地下水体等的统称。3）基坑支护 为保证地下结构（基础或地下室等）的安全及周边环境不受影响，对基坑侧壁 及周边岩土体等用的支挡、加固的保护措施。 4）土钉墙 采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。 5）土层锚杆 由置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。 6）排桩 以某种桩 按队列或布置组成的基坑支护结构。 7）地下连续墙 用机械施工方法成槽浇注混凝土形成的地下墙体。 8）水泥土墙 由水泥桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的支护结构。 9）支撑体系 由钢或钢筋混凝土构件组成的用以支撑基坑侧壁的结构体系。 10）冠梁 设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁。11）腰梁 设置在支护结构物顶部以下的用于传递、连结支护结构的混凝土铸成钢梁。 12）支点 锚杆或支撑体与对支护结构的水平约束点。 13）支点刚度系数 锚杆或支撑体系对支护结构的水平反作用力与位移的比值。 14）嵌固深度 桩墙结构在基坑开挖底面以下的埋置深度。15）截水帷幕 用于阻截或减少基坑侧壁及坑底地下水渗入基坑而采用的连续止水体。 16）地下水控制 为保证基坑挖土、支护结构、地下室施工及基坑周边环境安全而采取的降水、截水等措施。 二、 基坑工程研究内容 1. 基坑勘察、施工及检测（土体形变、结构质量）两个大的方面的监测。 2. 支护结构与坑壁土体的相互作用。 支护结构的特点、适用条件等。 重力式挡墙、抗滑桩、排桩、地下连续墙、水泥土墙、土层锚杆、土钉墙、逆作拱墙。 3. 地下水的运动规律及控制。 4. 挖土、支护、降水之间的相互关系。三、 基坑工程研究的目的意义 选址20年来，我国H100m的建筑有200多座，最高的上海金茂大厦高420.5m深圳地王大厦高325m，广州中天大厦高322m，这些都进入世界20座超级巨厦之列。 主要目的是提高地基承载力和充分利用地下空间。 意义：为了在基坑开挖、支护设计、施工、地下水控制中做到技术先进、经济合理、确保基坑边坡稳定，基坑周围建筑物、道路及地下设施安全就必须研究基坑工程。 基坑深度：国际上6m、8m、10m、20m以上 西安 4m、7m、11m、15m、16.5m 四、 支护结构设计计算的基本原则 1. 支护结构应以极限状态设计表达或进行设计 1）承载力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳过大变形导致支护结构或周边环境破坏。 2）正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构的施工或影响周边环境的正常使用功能。 2. 基坑支护设计应考虑基坑侧壁安全等级及重要性。 安全等级 破坏后果 重要性系数 一级 支护结构破坏，土体失稳、过大变形等对基坑周边环境 1.10 及地下结构（基坑或地下室）施工影响很严重 二级 一般 1.00 三级 轻微 0.90 3. 支挡结构必须保证安全正常使用，应满足以下要求： 1）支挡结构不能滑动； 2）支挡结构不能倾覆； 3）支挡结构不能有过大的沉陷； 4）支挡结构有足够的强度； 5）与支护结构对应的土体要有足够的强度。 4. 根据承载力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护必须应进行的计算和校核。a. 极限承载力状态的计算： （1） 根据基坑支护形式及受力特点进行土体系统性计算； （2） 基坑支护结构受压、受弯、受剪承载力计算； b. 坑壁安全等级为一级或对支护结构变形有限定的二级，应对基坑周边环境及支护结构变形进行计算； c. 地下水控制计算和校核 （1） 抗渗透和定性校核（侧壁）； （2） 坑底突涌和定性计算； （3） 根据支护设计安全进行地下水控制计算。 5. 基坑支护设计除结构设计计算内容外，要有质量检测、施工监控的内容（要求），对施工给出 性意见。 6. 当有条件时，基坑应采用局部或全部放坡开挖，放坡坡度应满足其稳定性要求。 五、 支护结构的选址及适用条件： 支护结构选址要根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质条件、施工作业设备和施工季节等条件选择： 1. 放坡 （1） 基坑侧壁安全等级宜为三级； （2） 场地宽广，周围环境满足要求； （3） 地下水位在基坑底面以下。2. 土钉墙 （1） 基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地； （2） 基坑深度12m； （3） 当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。 3. 水泥土墙 （1） 基坑侧壁安全等级为二、三级场地； （2） 水泥桩施工范围内地基土不宜大于150KPa； （3） 基坑深度不宜大于6m例如好又多地下商场 4. 地下连续墙（排桩） （1） 选用坑壁 一等级； （2） 悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m； （3） 当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。 5. 逆作拱墙 （1） 基坑侧壁安全等级为二、三级； （2） 不适于软土场地（如淤泥和淤泥质土）； （3） 基坑深度不宜大于12m； （4） 地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。 六、 学习内容和学习方法1. 学习内容 由于基坑支护方法很多，相应内容也多，根据当时要求和目前规范规定内容，主要将最常用的建筑基坑工程。 a. 勘测、施工、检测 b. 支护结构形式 放坡、土钉墙、排桩（地下连续墙）、水泥土墙、逆作拱墙 c. 地下水控制2. 学习方法 应用性很强的一门课程，以教师讲为主，但每年讲后都给相应的实例，要求学生自己动手，积极配合教师，这样才能真正取得成效。第一篇 基坑勘察与支护 第一章 基坑勘察、开挖、施工与监测 前面我们已经讲述基坑工程的主要目的是提高地基的承载力和充分利用地下空间。因此不论是基础施工还是修建地下室都必须首先开挖基坑，而地基或场地地质结构特点、性状、环境条件如何都对基坑的开挖方法、深度、时间（季节）、支护方案的选择等有直接的关系，因此，在基坑开挖前必须对拟建场地进行勘察和环境条件的调查，那么勘察的主要目的解决说明的主要问题，怎么样才能说明即勘察方法手段、平面布局、深度确定、现场取样、试验内容等都需非常清楚才行。 1 基坑勘察 勘测是为设计提供地质参数的，那么设计有初步设计、施工设计，相应的也要求有初勘和详勘，而处勘和详勘要达到的目的不同，因此，精度、深度及详细程度也有差异。对工民建来说90都为详勘，因直接要达到施工设计的要求，因此，在此主要讲详勘（以基坑详细勘察为例），在对工民建来说质量和土体同时进行。 这里讲基坑勘察：一.勘察的目的任务 1.目的。为基坑开挖施工、支护结构设计及环境保护提供依据。 2.任务。查明场地、基坑开挖施工、支护结构所涉及和影响范围内的地层结构、特征、物性特征、地下水动态及运移特征、周围环境条件等。 完成以上任务，要通过什么方法能达到呢？勘探（钻、井、触）、试验（现场、室内）、调查（含水量等） 二勘探步设 1.勘探点平面布置 a.沿基坑周边深度范围内布点，点距1530m. b.勘探点性质，23技术孔（含取样孔、静探孔、探井），13控制孔。 2.勘探孔深度深孔 2H 浅孔 H 其它孔 3.取样：a.土样 5m以上取厚状样 每m一个；5m以下去钻孔样 每m一个。 填土下每m取一个样b.水样 9个孔均可取一组两瓶水样。 三、试验（承载力、抗剪） 1.现场试验：静探、抽水、原位抗剪。2.室内：a.土样土的常规物理性质试验（每层土6组以上即可）。土的抗剪试验（直 剪或三轴）用井探取样。压缩试验、渗透试验。 b.水样简分析全分析（特殊离子） 四、调查及收集资料（环境条件） 主要查明以下内容： 1.可能影响涉及范围内（2H）建（构）筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基底荷载大小及上部结构形状。 2.基坑周边各类地下设施，包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和形状。 3.场地周围和临区地表水汇流、排治情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程度。 4.基坑周围道路的距离及车辆载重情况。 五、室内分析及整理（报告编写）提出解决的主要方法 1.分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质； 2.地下水的控制方法及计算参数； 3.施工中应进行的现场监测项目；4.基坑开挖过成中应注意的问题及防治措施。 2基坑开挖 基坑开挖看似简单，实际上也是一项比较复杂的工程基坑开挖方式，速度等受基坑规模（深度）、周边环境及支护结构（类型）、地下水等的控制。 一.地下水位深、场地宽广的基坑开挖 该条件下应为放坡开挖，一般不受开挖方式、速度限制，只要在开挖过程中安设机放坡坡度要求施工即可。 在控方施工中不准形成任何高于2m的坡度大于放坡坡度的土坡，坡顶及坑底要设排水沟。二.周围环境差、已进行截排水支护的软土基坑开挖 1.分层开挖，每层不宜超过1m. 2.开挖过程中，应采取措施防止碰撞支护结构（排桩、连续墙等），不应扰动基底原状土，挖至坑底标高后应及时封闭并进行基础工程施工。 三地下水位浅、土承载力较高需进行土钉墙等支护的基坑开挖 在该条件下，要求降水、开挖、支护同时进行。 1.先降水。保证地下水位始终在施工坑底以下50m以上。 2.再开挖。每层开挖厚度不超过3m。 3.后支护。 除上述三种条件下的具体施工步骤的注意事项外，还必须是不论哪种情况下都有地表、坑底的排水设施，保证坑外及坑底积水能及时排走。3基坑开挖监控 一监测方案 基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，包括：监控目的、项目、报警值、方法及精度要求、监测点布置、监测周期（基础或地下室施工实验及合格夯实回填后）、工序管理、记录制度及信息反馈交流。 二监测内容 1.支护结构水平位移； 2.周围建筑物及地下设施变形； 3.地表变形； 4.地下水位； 5.柱、墙内力、锚杆拉力、土体分层位移（仅限一级坑壁）。 三监测点布置 1.范围。基坑深度2倍范围内需保护和监测的项目； 2.位移观测基准点2点（在2H之外）； 3.地表建筑物及地下设施不少于2个点； 4.地表由坑壁至2H不少于3个点。四监测频次 通常情况下每天监测1次，当发生严重变形且超过报警值时要连续监测，如房屋开裂。 五资料整理，提供监测报告 1.工程概况； 2.监测项目和各测点的平面、立面布置图； 3.采用的仪器和监测方法； 4.监测数据处理方法和监测结果过程曲线； 5.监测结果评价。渺渺红尘，茫茫人海，没有过早，也没有太晚，遇见的自然是恰逢其时。有人说，这世间的所有相遇，都是久别重逢。惟有父母与子女，是为了别离。父母为自己付出的，永远是百分之百的绵绵恒爱。每当看到满头如雪，弯腰驼背，步履蹒跚的父亲母亲，总会不由自主地想起，他们曾用最纯朴、最勤劳的方式为自己撑起过一片天，现如今却是衰老伴着他们走过一年又一年。于父母眼里，自己就像飘在天空的风筝，无论飞得多高多远，他们也舍不得松开牵挂的那根线。这种深厚的爱，若高山阔海，就算用一辈子的时间，恐怕也回馈不完 .想来那句：你养我长大，我陪你变老，应是最好的报答。记得一首友情的歌，里面那段歌词格外打动人：友情，人人都需要友情，不能孤独，踏上人生的旅程听完，特别想感谢那些出现在自己不同人生阶段的朋友，感谢这一路上你们给予的支持和鼓励。