B明挖法地下工程施工2(基坑开挖)课件

地下工程施工与管理福州大学土木工程学院邓涛2021年9月第一篇明挖法施工明挖法施工是从地外表向下开挖到预定位置，修筑结构物方法的总称，在城市地下工程中，得到广泛的应用。集中表达为基坑工程。1.基坑工程概述在城市高层建筑、地铁、市政和桥梁工程中，需进行深基坑开挖，重大工程建设不可分割的组成局部。特点：(1)建筑趋向高层化，基坑向大深度方向开展。(2)基坑开挖面积大，长度和宽度超过百米，给支撑布置带来较大难度。(3)在城市软弱地层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围的建筑物、市政设施和地下管线造成影响。(4)工期长，场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定不利。〔5〕在相邻场地施工中，打桩、降水、挖土及根底浇筑混凝土等工序会相互制约和影响，增加协调工作的难度。第一篇明挖法施工2.明挖基坑构成深基坑的支护体系由两局部组成，一是围护壁墙，一是基坑内的支撑系统。为施工需要而构筑的深基坑各类支撑系统，轻巧，足够的强度、刚度和稳定性，以保证施工的平安、经济和方便。基坑的围护结构既要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其它附属构件。第一篇明挖法施工深基坑的支护体系由两局部组成，一是围护壁，一是基坑内的支撑系统。(1)重力式支护采用深层搅拌水泥土排桩挡土，靠其自身重力抵抗侧压力维持稳定。优点是在地下水位高于坑底的情况下不需做防渗结构，施工简便，工程造价低，便于坑内取土和地下结构施工。该结构在软土地区尤其是上海地区己得到广泛应用，并己有成熟的经验。缺点是要求施工场地较宽，施工时要特别加强质量管理，减少对周围环境的影响。第一篇明挖法施工明挖基坑概述(2)悬臂式支护挡土结构有预制桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等，多采用钻孔灌注桩。桩长一般大于基坑深度的1.5倍，一般在桩顶设有一道锁口梁。防渗结构有静压注浆、粉喷桩、深层搅拌桩，多采用深层搅拌桩。优点是施工较简便，坑内无支撑便于坑内取土和地下结构施工；缺点是是仅适用于较浅的基坑支护，水平位移较大；除连续墙外，当地下水位高于坑底时，其它挡土结构均需做防渗措施，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)拱形支撑拱形支撑多采用钻孔灌注桩挡土。

一般根据基坑的平面形状采用混凝土环形梁支撑。这种支护结构在上海市深基坑支护中使用较多。它具有形式简单、受力明确、支护可靠，有利于基坑挖土和地下结构施工等优点。第一篇明挖法施工明挖基坑概述(6)喷锚支护喷锚支护是90年代初开始使用的深基坑支护结构。它具有工期短、造价低、适应性强的优点。它不仅适应地下水位低，也适应地下水位高地下水补给充分的基坑，是深基坑支护结构中较有开展前途的支护结构。第一篇基坑无支护明挖法施工3.明挖施工特点多用在地形平坦地段；埋深<30m的场合；适用于不同类型的结构型式，一般矩形的框架结构较多；随着埋深增加，本钱、工期将大幅度增加，一般讲，超过20m后，本钱和工期将比暗挖法大；对地面交通、环境影响较大。第一篇明挖法施工4.选择明挖法施工时应研究的问题与暗挖法〔盾构法、矿山法〕经济技术比较；隧道的线形、坡度、埋深和形状；施工方法研究〔基坑、支挡、连续墙、盖挖〕环境保护对策的研究〔地面使用、作业时间、噪声、震动、运输、交通对策〕施工平安对策；进度与本钱安排；施工技术与队伍的安排。第一篇明挖法施工5.明挖法设计注意点埋置深度；一般而言，不影响地下埋设物；地面噪声影响；在良好的地层中；结构形式；多样，以充分利用空间而定；结构纵向连续时，在良好地层中，可不考虑纵向影响；在地下水位以下时，考虑防水功能；在地震区域时，考虑地震对隧道的影响；在城市繁华地段时，考虑施工对既有建筑的影响；第一篇明挖法施工6.明挖〔基坑〕开挖分类全放坡开挖

半放坡开挖第一篇明挖法施工适用条件：地势空旷，地下水位低；土质稳定；放坡的长度，一般按1：1〔450〕优点：不设支护结构，本钱低，技术含量少，施工简单；缺点：占地面积大，土方量大，回填大；半放坡较全放坡占地少，一般用于较稳定的地层中。第一篇明挖法施工7.设计与施工主要为边坡的稳定：〔边坡的大小、台阶高度、护台宽度〕影响基坑边坡稳定的因素〔边坡未按设计开挖、边坡顶堆放较重的荷载、排水措施不力、暴露时间长、未及时刷坡等〕；应采用相应的工程措施，以保证边坡稳定。基坑边坡确实定〔计算法、图解法、工程地质类比法〔自然斜坡类比法和查表法〕第一篇明挖法施工I．计算法假定边坡破裂面ABC，那么其重力G=土体处于极限平衡状态时，边坡最大高度为：

计算法图第一篇明挖法施工C—土体粘结力(kN/m2)，—边坡坡度角(o)；—土的内摩擦角(o)；r—土体重度(kN/m3)。C、、r和h，基坑边坡的坡度角可求出。并由以上公式可知：(1)当=，C=0时，那么边坡极限高度不受限制，且边坡处于平衡状态；(2)当>时，那么边坡为陡坡，其C值越大，那么边坡极限高度h越高；(3)当>时，假设C＝0，那么h＝0，即非粘性土时，边坡任何高度都是不稳定的；(4)坡度角越大，坡高h越小。反之，坡度角越小，那么坡高越大。第一篇明挖法施工Ⅱ.图解法

对于基坑边坡坡度为直线，坡顶为一平面，而土质均匀时，其稳定边坡角或极限坡高，可由根据计算资料综合整理而得到的图来求得。第一篇明挖法施工

Ⅲ.查表法

在城市地下工程建设的明挖施工中，在地质条件良好、土质较均匀，地下水位低或通过降水将地下水位维持在基底面以下时，采用查表法确定基坑边坡的坡度。岩石类别风化程度坡度值8m以内8m~10m硬质岩石微风化1：0.1~0.21：0.2~0.35中等风化1：0.2~0.351：0.35~0.5强风化1：0.35~0.51：0.5~0.75软质岩石微风化1：0.35~0.51：0.5~0.75中等风化1：0.5~0.751：0.75~1.00强风化1：0.75~1.001：1.00~1.25岩石基坑边坡坡度表第一篇明挖法施工土的类别密实度或状态坡度值（高宽比）5m5m~10m10m~15m碎石土密实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