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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高层建筑施工网上辅导材料第一章 深基坑施工【教案基本要求】通过对本章的学习,使同学：1 明白降低地下水位的方法；2 把握边坡稳固的简洁运算方法；3 把握基坑开挖和地基处理的所采纳的措施；4 把握挡土支护结构的形式,熟悉支护体系中荷载的分布形式,并能对锚杆支护挡墙 结构进行简洁的运算；5 明白支护结构体系结构强度和变形的监测方法；【学 习 重 点】1 把握基坑开挖和地基处理的方法措施；2 把握挡土支护结构体系的选型方法和适用范畴；3 明白常规支护结构的监测方法；【内容提要和学习指导 】1.1. 基坑排水、降水方法在土方开挖过程中,当开挖底面标高低
2、于地下水位的基坑或沟槽 时,由于土的含水层被切断,地下水会不断渗入坑内；地下水的存在,非但土方开挖困难,费工费时,边 坡易于塌方,而且会导致地基被水浸泡,扰动地基土,造成工程竣工后建筑物的不匀称 沉降,使建筑物开裂或破坏；因此,基坑槽开挖施工中,应依据工程地质和地下水文情 况,实行有效地降低地下水位措施,使基坑开挖和施工达到无水状态,以保证工程质量 和工程的顺当进行；基坑、沟槽开挖时降低地下水位的方法很多,一般有设各种排水沟排水和用各种井点系统降低地下水位两类方法,其中以设明暗沟、集水井排水为施工中应用最为广泛、简洁、经济的方法,各种井点主要应用于大面积深基坑降水；名师归纳总结 - - - -
3、 - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.1.1. 集水坑排水法一、排水方法 集水坑排水的特点是设置集水坑和排水沟,依据工程的不同特点具体有以下几种方 法：1明沟与集水井排水 2分层明沟排水 3深层明沟排水；4暗沟排水 5利用工程设施排水 二、排水机具的选用 基坑排水广泛采纳动力水泵,一般有机动、电动、真空及虹吸泵等；选用水泵类型 1.52 倍；当基坑涌水量 Q60 m 3h,多用离心式水泵；隔膜式水泵排水量小,但可排除泥浆水,挑选时应按水 泵的技术性能选用；当基坑涌水量很小,亦可采纳人力提水桶、手摇泵或水龙车等将水 排出；1.1.2. 井点降水法
4、在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,采纳一般的明沟排水方 法,常会遇到大量地下涌水,难以排干；当遇粉、细砂层时,仍会显现严峻的翻浆、冒 泥、流砂现象,不仅使基坑无法挖深,而且仍会造成大量水土流失,使边坡失稳或邻近 地面显现塌陷,严峻时仍会影响邻近建筑物的安全；当遇有此种情形显现,一般应采纳 人工降低地下水位的方法施工；人工降低地下水位,常用的为各种井点排水方法,它是 在基坑开挖前,沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设肯定数量深于坑底的井点滤水管 或管井,以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水,使地下水位降落到基坑底 0.51.0m 以下,以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工
5、,不但可防止大量涌水、冒泥、翻浆,而且在粉细砂、粉土地层中开挖基坑时,采纳井点法降低地下水位,可防 止流砂现象的发生；同时由于土中水分排除后,动水压力减小或排除,大大提高了边坡 的稳固性,边坡可放陡,可削减土方开挖量；此外由于渗流向下,动水压力加强重力,增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实,改善了土的性质；而且,井点降水可大大改 善施工操作条件,提高工效加快工程进度；但井点降水设备一次性投资较高,运转费用 较大,施工中应合理地布置和适当地支配工期,以削减作业时间,降低排水费用；井点降水方法的种类有：单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管 井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井
6、井点等；可依据土的种类,透水层位名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 置,厚度,土层的渗透系数,水的补给源,井点布置形式,要求降水深度,邻近建筑、管线情形,工程特点,场地及设备条件以及施工技术水公平情形,作出技术经济和节能比较后确定,选用一种或两种,或井点与明排综合使用；表 透系数和降水深度情形；可供选用参考；1 为各种井点适用的土层渗表 1 各种井点的适用范畴项次井点类别土层渗透系数（m/d）降低水位深度（m）5-1 单层轻型井点0.5 50 3-6 2 多层轻型井点0.5 50 6-12 3 喷射井点0.12 820
7、 4 电渗井点15 注：无砂混凝土管井点、小沉井井点适用于土层渗透系数10-250m d,降水深度10m；1.2. 边坡稳固开挖基坑时,如条件答应可放坡开挖,与用支护结构支挡后垂直开挖比较,在很多 情形下放坡开挖比较经济；放坡开挖要正确确定土方边坡,对深度 5m 以内的基坑,土方 边坡的数值可从有关规范和文献上查出,对深基坑的土方边坡,有时就需通过边坡稳固 验算来确定,否就处理不当就会产生事故；我国在深基坑边坡开挖方面发生过一些滑坡 事故,有的虽然未滑坡,但产生了过大的变形,影响施工正常进行；对于有支护结构的 深基坑,在进行整体稳固验算时,亦要用到边坡稳固验算的学问；从理论上说,讨论土体边坡稳
8、固有两类方法,一是利用弹性、塑性或弹塑性理论确 定土体的应力状态,二是假定土体沿着肯定的滑动面滑动而进行极限平稳分析；第一类方法对于边界条件比较复杂的土坡较难以得出精确解,国内外很多人在这方 面进行不少讨论工作,也取得一些进展,近年来仍可采纳有限单元法,依据比较符合实 际情形的弹塑性应力应变关系,分析土坡的变形和稳固,一般称为极限分析法；其次类方法是依据土体沿着假想滑动面上的极限平稳条件进行分析,一般称为极限 平稳法；在极限平稳法中,条分法由于能适应复杂的几何外形、各种土质和孔隙水压名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - -
9、力,因而成为最常用的方法；条分法有十几种,其不同之处在于使问题静定化所用的假 设不同,以及求安全系数方程所用的方法不同；1.3. 基坑土方开挖高层建筑基坑工程的土方开挖,在设法解决了地下水和边坡稳固问题之后,仍要解决土 方如何开挖的问题,即选用什么方法、什么机械、如何组织施工等一系列问题；在基坑土方开挖之前,要进行具体的施工预备工作,在开挖施工过程中要考虑开挖方 法和人工开挖和机械开挖的协作问题,开挖后仍要考虑对一些特别地基的地基处理问 题；1.3.1. 施工预备工作基坑开挖的施工预备工作一般包括以下几方面内容：1查勘现场,摸清工程实地情形；2按设计或施工要求标高整平场地；3做好防洪排洪工作；
10、4设置测量掌握网；5设置就绪基坑施工用的暂时设施；1.3.2. 机械和人工开挖在开挖施工过程中人工开挖和机械开挖的协作问题一般要遵循以下几条原就和方 法：1对大型基坑土方,宜用机械开挖,基坑深在5m 内,宜用反铲挖土机在停机面一次开挖,深 5m 以上宜分层开挖或开沟道用正铲挖土机下入基坑分层开挖,或设置钢栈桥,下层土方用抓斗挖土机在栈桥上开挖,基境内配以小型推土机堆集土；对面积很大、很深的设备基础基坑或高层建筑地下室深基坑,可采纳多层同时开挖方法,土方用翻斗汽车运出；2为防止超挖和保持边坡坡度正确,机械开挖至按近设计坑底标高或边坡边界,应预留 8050cm 厚土层,用人工开挖和修坡；3人工挖土
11、,一般实行分层分段均衡往下开挖,较深的坑槽,每挖1m 左右应检查边线和边坡,随时订正偏差；4对有工艺要求,深化基岩面以下的基坑,应用边线掌握爆破方法松爆后再挖,但名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应掌握不得震坏基岩面及边坡；5如开挖的基坑 槽深于邻近建筑基础时,开挖应保持肯定的距离和坡度,以免在 施工时影响邻近建筑基础的稳固；如不能满意要求,应实行在坡脚设挡墙或支撑进行加固处理；6挖土时留意检查基坑底是否有古墓,地窖,暗沟或裂隙、断层对岩石地基存在,如发觉迹象,应准时汇报,并进行探查处理；7弃土应准时运出,如需要暂时
12、堆土,或留作回填土,堆土坡角至坑边距离应按挖坑深度,边坡坡度和土的类别确定,干燥密实土不小于3m,松软土不小于5m；8基坑挖好后,应对坑底进行抄平,修整；如挖坑时有小部分超挖,可用素土、灰 土或砾石回填夯实至与地基土基本相同的密实度；9为防止坑底扰动,基坑挖好后应尽量削减暴露时间,准时进行下一道工序的施工,如不能立刻进行下一工序时,应预留1.3.3. 地基局部处理1530cm 厚掩盖土层,待基础施工时再挖去；对于基坑开挖过程中或开挖后遇到特别地基问题要进行地基局部处理,以下介绍了几种 特别地基的局部处理方法；一、坑 填土,污泥,墓穴 的处理1 如松土坑在基槽中,且较小时,将坑中脆弱虚土挖除,使
13、坑底见自然土为止,然后采用与坑底的自然土压塑性相近的土抖回填,当自然土为砂土时,用砂或级配砂回填,天然土为较密实的粘性土,就用3:7 灰土分层夯实回填,自然土为中密可塑的粘性土或新近沉积粘性土,可用 1:9 或 2:8 灰土分层夯实回填；2 如松土境较大且超过基槽边沿时,因各种条件限制,坑槽壁挖不到自然土层时,可将该范畴内的基槽适当加宽,用砂土或砂石回填时,基槽每边均应按 l 1:h1=1:1 坡度放宽,用 l:9 或 2:8 灰土回填时,基槽每边均应按 l 1:h1=0.5:1 坡度放宽,用 3:7 灰土回填时,如坑的长度 2m,基槽可不放宽,但灰土与槽壁接触处应夯实；3 如松土坑较大且长度
14、超过5m 时,将坑中脆弱土挖去,如坑底土质与一般槽底土质相同,可将基础落深,做1:2 踏步与两端相接,每步不高于50cm,长度不小子100cm,如深度较大,用灰土分层回填夯实至坑槽底一平；4 如松土坑较深,且大于槽宽或1.5m 时,槽底处理完后,仍应适当考虑是否需要加强上部结构的强度,常用的加强方法是；在灰土基础上 l2 皮砖处（或混凝土基础内）、防潮层下 12 皮砖处及首层顶板处各配置 34 根 812 钢筋,跨过该松土坑两端各1m；5 对地下水位较高的松土坑,将坑 二、井或土井的处理槽中脆弱的松土挖去后,再用砂土或混凝土回填1 水井,在基础邻近将水位降低到可能限度,用中,粗砂及块石,卵石或
15、碎砖等夯填到地名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 下水位以上50cm 如有砖砌井圈时,应将砖井圈拆除至坑（槽）底以下1m 或更多些,然后用素土或灰土分层夯实回填至基底 或地坪底 ；2 桔井在距基础边沿 5m 以内,先用素土分层夯实,回填到地坪下 1.5m 处,将井壁四周 砖圈拆除或松软部分挖去,然后用素土或灰土分层夯实回填；3 枯井在基础下,条形基础3B 或柱基 2B 范畴内先用素土分层夯实,回填到基础底下2m处,将井壁四周较软部分挖去,有砖井圈时,将砖按规定拆除,热后用素土或灰土分 层夯实回4 井在房屋转角处,但基础
16、压在井上部分不多时除按以上方法回填处理外,仍应对基础加强处理,如在上部设钢筋混凝土板跨过；当影响不大时,可采纳从基础中挑梁的办 法；5 井在房屋转角处,且基础压在井上部分较多用挑梁的方法较困难或不经济时,就可将基 础沿墙长方向向外延长出去,使延长部分落在自然土上,并使落在自然土上的基础总 面积,不小于井圈范畴内原有基础的面积,同时在墙内适当配筋或用钢筋混凝土梁 加；6 井巳淤填,但不密实可用大块石将下面软土挤紧,再用上述方法回填处理,如井内不能 夯填密实时,就可在井砖圈上加钢筋混凝土盖封口,上部再回填处；三、局部软硬 高差 地基的处理1 如基础下局部遇基岩、旧墙基、老灰土、大块石或构筑物尽可能
17、挖除,以防建筑物由于局部落于较硬物上造成不匀称沉降而建筑物开裂,或将坚硬物凿去 3050cm 深,再回填土砂混合物夯实；2 如基础部分落于基岩或硬土层上,部分落于脆弱土层上；实行在软土层上作混凝土或砌块石支承墙 或支墩 ,或现场灌注桩直至基岩；基础底板配适当钢筋,或将基础以下基岩凿去 3050cm 深,填以中、粗砂或土砂混合物作垫层,使能调整岩土交界部位地基的相对变形,防止应力集中显现裂缝,或实行加强基础和上部结构的刚度、来克服地基的不匀称变形；3 如基础落于高差较大的倾斜岩层上,部分基础落于基岩上,部分基础悬空；就应在较低部分基岩上作混凝土或砌块石支承墙墩,中间用素土分层夯实回填,或将较高部
18、分岩层凿去、使基础底板落在同一标高上,或在较低部分基岩上用低标号混凝土或毛石 混凝土填充；四、橡皮土,古河、古湖泊的处理1 橡皮土处理：地基局部含水量很大趋近于饱和,夯拍后使地基土变成有跳动感觉的“ 橡 皮土” ；地基处理方法防止直接夯拍,可采纳晾槽或掺石灰粉的方法降低土的含水 量；如已显现橡皮土,可铺填一层碎砖或碎石将土挤紧,或将跳动部分的土挖除,填 以砂土或级配砂石夯实；2 自然古河、古湖泊处理 依据其成因,有岁月久远经过长期大气降水及自然沉实,土质较为匀称、密实,含水量20%左右,含杂质较少的古河、古湖泊；有岁月近的土质结构较松散,含水量较大的、含较事碎块,有有机物的古河、古湖泊对岁月久
19、远的古名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 何,古湖泊,土的承载力不低于相接自然土的,可不处理对岁月近的古河、古湖泊 就应将松散含水量大的土挖除,视情形用素土或灰土分层夯实,或采纳加固地基的措 施；3 人工古河,古湖泊处理分老填土和薪填土,老填土为长期生括填积而成,内含有砖瓦碎 块,草木灰等杂物,土质较匀称、密实,稳固；新填土形成时间短,沉降未稳固,土 中含有较多的砖瓦碎块、草木灰,炉渣譬,结构松散不匀称,含水量一般大于 20%；老填土如承量力不低于同一地区自然土,可不予处理；新填土要将填土挖除,用素土 或灰土分层夯实回
20、填,或采纳加固地基的措施；五、流砂的处理 流砂现象,形成缘由及处理方法基坑开挖深于地下水位0.5m 以下时,在坑内抽水,有时坑底的土会成流淌状态,随地下水涌起,边挖边冒,无法挖深的现象称为流沙,当坑外水位高于坑内抽水后的水 位,坑外水压向境内移动的动水压力大于土颗粒的浸水浮重时,使土粒悬浮失去稳固,随水冲入坑内,从坑底涌起或两侧涌入,变成流淌状态；如施工时强挖,抽水愈探,动 水压力就愈大,流砂就愈严峻；产生流砂的条件是,水力坡度愈大或砂土间隙度愈大,愈易形成流砂,砂土的渗透系数愈小,排水性能愈差时,愈易形成流砂,砂土中含有较 多的片状矿物,如云母、绿泥石等,易形成流砂；实行措施的方法是“ 减小或平稳动水力” ,使坑底土颗粒稳固,不受水压干扰；常用处理方糖有,a支配在枯水期施工,使最高的地下水位不高于坑底 0.5m； b. 实行水中挖土,即不抽水或少抽水,使基坑内水压与坑外水压基本平稳,缩小水头差距；c. 对于较重要或流砂严峻的工程,可采纳井点人工降低地下水位方法,将基坑和邻近的地下水位降低至坑底以下,使坑底土面保持无水 状态； d. 沿基坑四周打板桩,使深化到不透水层,以阻挡坑外水向坑内压入,减小坑内 动水压力涌上；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页