基礎(chǔ)放坡及開挖

1、基坑放坡與開挖一、關(guān)于放坡的相關(guān)問(wèn)題放坡的要求：土方放坡系數(shù)（m）：（如圖所示）是指土壁邊坡坡度的底寬b與基高h(yuǎn)之比，即m二b/h,或者tana=K計(jì)算1、在建筑中，放坡應(yīng)該從墊層的上表面開始；2、管線土方工程定額，對(duì)計(jì)算挖溝槽土方放坡系數(shù)規(guī)定如下：（1）挖土深度在向以內(nèi)，不考慮放坡；挖土深度在1.01m2.00m,按I: 0.5放坡；挖土深度在2.01m4.00m,按I: 0.7放坡；（4）挖土深度在4.01m5.00m,按1: 1放坡；挖土深度大于5m,按土體穩(wěn)定理論計(jì)算后的邊坡進(jìn)行放坡3、土質(zhì)與開挖放坡的影響，根據(jù)GB50202-2002 土方開挖要求，臨時(shí)邊坡 值（高寬比）根據(jù)土質(zhì)來(lái)確

2、定沙土（不含細(xì)沙和粉沙）為1:1.251:1.5。一般性粘土：硬性硬塑性1:11.25,軟性1:1.5。碎石類: 充填堅(jiān)硬及硬塑粘性土丨:0.51:1,充填沙土 1: 11:1.5,以上允許開挖深 度軟土不大于4m,硬性土不大于8m,超過(guò)允許開挖深度的根據(jù)場(chǎng)地情況， 可采取坡度放緩或進(jìn)行支護(hù)?；娱_挖放坡還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況和土質(zhì)而 定。一般1.5m以內(nèi)深的基坑為淺基坑，不計(jì)算放坡，可根據(jù)土質(zhì)情況進(jìn)行 相應(yīng)措施；超過(guò)此深度計(jì)算挖土放坡量，但可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和土質(zhì)情況驗(yàn)算坡頂承載力計(jì)算放坡坡度，從而節(jié)省土方工程費(fèi)用。4、邊坡穩(wěn)定的驗(yàn)算問(wèn)題；1. 圓弧滑動(dòng)面條分法條分法常用于基坑邊坡土方整體滑動(dòng)的穩(wěn)

3、定驗(yàn)算。(1)基本原理 瑞典圓弧滑動(dòng)面條分法，是將假定滑動(dòng)面以上的土體分成n個(gè)垂 直土條，對(duì)作用于各土條上的力進(jìn)行力和力矩平衡分析，求岀在極限平衡狀態(tài)下 土體穩(wěn)定的安全系數(shù)。該法由于忽略土條之間的相互作用力的影響，因此是條分 法中最簡(jiǎn)單的一種方法。邊坡破壞時(shí)，土坡滑動(dòng)面的形狀取決于土質(zhì)，對(duì)于粘 土，多為圓柱面或碗形；對(duì)于砂土，則近似平面。阻止滑動(dòng)的抗滑力矩與促使滑 動(dòng)的滑動(dòng)力矩之比，即為邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)K,可得：忙一抗滑力矩 f討工訐滑動(dòng)力矩 一 7式中：気滑動(dòng)圓弧的長(zhǎng)度；=滑動(dòng)面上的平均抗剪強(qiáng)度；R以滑動(dòng)圓心o為圓心的滑動(dòng)圓弧的半徑；W滑動(dòng)土體的重量；dW作用線對(duì)滑動(dòng)圓心O的距離；A滑動(dòng)面積

4、。如K>1.0表示邊坡穩(wěn)定；K二1.0邊坡處于極限平衡狀態(tài)；Kvl.O則邊坡不穩(wěn)定。按上述原理進(jìn)行計(jì)算，首先要確定最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧的形狀，即首先要找出最危險(xiǎn) 滑動(dòng)圓弧的滑動(dòng)圓心O,然后找坡角圓即可畫岀最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧。欲找出K值 最小的最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧，可根據(jù)不同的土質(zhì)采用不同的方法：S9 = 0o內(nèi)摩擦角J的高塑性粘土這種土的最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧為坡腳圓，可按下述步驟求其最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧的滑動(dòng)圓 心。(a) 由此表,根據(jù)坡角叢查岀坡度角和坡頂角(b) 在坡底和坡頂分別畫出坡底角和坡頂角，兩線的交點(diǎn)O,即最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧 的滑動(dòng)圓心。> 0b.內(nèi)摩擦角的土這類土的最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧的滑動(dòng)圓心的確定，如

5、下圖所示，按下述步驟進(jìn)行：-可修編./0J 5H(o)按上述步驟求岀。點(diǎn)；(b)由A點(diǎn)垂直向下量一高度，該高度等于邊坡的高 度H,得C點(diǎn)，由C點(diǎn)水平向右量一距離，使其等于4.5倍H而得D點(diǎn)，連接 DO; (c)在DO延長(zhǎng)線上找若干點(diǎn)，作為滑動(dòng)圓心，畫岀坡腳圓，試算K值， 找岀K值較小的E點(diǎn)；(d)于E點(diǎn)畫DO延長(zhǎng)線的垂線，再于此垂線上找若干點(diǎn) 作為滑動(dòng)圓心，試算K值，直至找出K值最小的O '點(diǎn)，則O'點(diǎn)即最危險(xiǎn) 滑動(dòng)圓弧的滑動(dòng)圓心。用上述方法計(jì)算，需要經(jīng)過(guò)多次試算才能達(dá)到目的。目前, 已可用電子計(jì)算機(jī)迅速地找岀滑動(dòng)圓心。(2)圓弧滑動(dòng)面條分法計(jì)算方法當(dāng)邊坡由成層土組成時(shí)，則土的

6、重力密度Y和抗 剪強(qiáng)度T都不同，需分別進(jìn)行計(jì)算。按條分法計(jì)算時(shí)，先找出滑動(dòng)圓心O畫出滑 動(dòng)圓弧，然后將滑動(dòng)圓弧分成若干條，每條的寬度,R為滑動(dòng)半徑。任一分條的自重Wi,可分解為平行圓弧方向的切力Ti,和垂直圓弧的法向力Ni。同時(shí)，在滑動(dòng)圓弧面上還存在 土的內(nèi)聚力c。Ti即滑動(dòng)力，Ti與滑動(dòng)半徑R的乘積，即滑動(dòng)力矩。內(nèi)聚力c和 摩阻力叵勺（甌土的內(nèi)摩擦角）即抗滑力，c和應(yīng)回與滑動(dòng)半徑R的乘 積cR和I兇詠即抗滑力矩。因此，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)可按下式計(jì)算：抗滑丈I矢巨_滑動(dòng)尢矢巨工區(qū)+乞N魄朝只 1 1 丿土必+土嚀嚀喚耳總+斗齊鳥肉心品式中6分條的內(nèi)聚力；3分條的圓弧長(zhǎng)度；聖'分條土的內(nèi)摩

7、 擦角；戸分條土的重力密度；分條寬度；%分條高度（可取 平均值）；分條的坡角。如果土質(zhì)相同，分條寬度又相同時(shí)，則：obi= <l/10-l/20>RcLa +球繪0乏2忽cos /K*超:hi sill w如果有地下水，則需考慮孔隙水壓力U的影響，則按下式計(jì)算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù):一般土質(zhì)與放坡要求巖 土類別狀態(tài)及風(fēng)化程度允許坡高允許坡度堅(jiān)硬51: 0.33基坑頂面無(wú)載垂粉1： 0.50基坑頂面有靜載質(zhì)粘1: 0.75基坑頂面有動(dòng)載土硬塑51: 1.001: 1.25基坑頂面無(wú)載重可修編.可塑41： 1.25-1: 1.50基坑頂面無(wú)載重堅(jiān)硬51:0.33-1: 0.75粘土硬塑51:

8、1.001: 1.25可塑41:1.25-1: 1.50雜填土中密、密實(shí)的建筑垃圾土51:0.75-1: 1.00二、施工開挖難點(diǎn)問(wèn)題與解決方法1、基坑開挖時(shí)的排水問(wèn)題匯水井：先在基坑基礎(chǔ)以外挖一個(gè)匯水井 在四周挖排水溝，使坑內(nèi)的水沿排水溝集于匯水井，用抽水機(jī)把匯水井中的水抽岀坑外排岀。井點(diǎn)法：遇到翻砂現(xiàn)象應(yīng)用井點(diǎn)法而降低水位，是指在基坑周圍打入帶有過(guò)濾 頭的井點(diǎn)管，在地面與集水總管連接起來(lái)，通到抽水系統(tǒng)，用真空泵造成的真空 度，將地下水吸入水箱，用水牢抽出，使地下水暫時(shí)降低。適用條件：滲透系數(shù)為0.51.5m/d 土壤中，尤其在250m/d 土壤中效果最好 井點(diǎn)降水設(shè)備管路部分：包括過(guò)濾管，

9、井點(diǎn)管，集水總管等。2、開挖的方式與注慧點(diǎn)人工開挖、機(jī)械開挖、人機(jī)配合開挖，指的注意的是在基坑的開挖時(shí)一定要注意 邊坡的安全，切不可大意！在基坑的開挖時(shí)嚴(yán)禁超挖。在雨季施工時(shí)放坡的地方 要加以檢查O3、工藝流程：基坑開挖程序：測(cè)量放線-確定開挖順序和坡度-排降水-修坡 整平驗(yàn)槽-分段、分層均勻開挖f 人工清底-> 基坑驗(yàn)收4、測(cè)量放樣首先利用控制測(cè)量網(wǎng)通過(guò)全站儀器二或GPS儀器定出墩、臺(tái)基礎(chǔ)的中心位責(zé)以及輪廓尺寸，并打上木樁作為標(biāo)志，樁標(biāo)必須位于基坑開挖X圍以外的可靠地 點(diǎn)。應(yīng)特別注意在曲線橋梁上墩臺(tái)的縱向中心與線路中心、兩端不等跨時(shí)墩的橫向中心與梁端縫中心因?yàn)槭┕D預(yù)留結(jié)構(gòu)偏心而不重合

10、。最后，按十字線側(cè)設(shè)基坑開挖邊線，定出邊線在十字線上及交角出的樁點(diǎn)，以確定基坑開挖X圍。5、引載地表水基坑開挖之前，應(yīng)先做好地面排水系統(tǒng)，在級(jí)坑頂外緣四周應(yīng)向外設(shè)責(zé)排水坡或設(shè)置防水梁，在適當(dāng)距離出設(shè)責(zé)截水溝，應(yīng)采取防止水溝滲水的措施，避免影 響坑壁穩(wěn)定。-可修編.可修編.J圖無(wú)支護(hù)基坑明挖施工工藝及質(zhì)量控制流程圖、6、基坑開挖基坑底平面開挖尺寸的確定：在旱季無(wú)地下水條件下，采用坑壁垂直方法施工 時(shí)，可按基礎(chǔ)地面尺寸，直接利用垂直坑壁作起初混凝土灌筑的外模，需進(jìn)行基 坑排水或安裝基礎(chǔ)模板時(shí)，應(yīng)按基礎(chǔ)底面四周各加寬50-100cm進(jìn)行工藝設(shè)計(jì), 具體應(yīng)結(jié)合摸板安裝和排水溝、集水坑的設(shè)責(zé)方式、基底放

11、樣布樁和基坑土質(zhì)情 況等因素計(jì)算確定。基坑坑壁開挖形式的選擇：常見(jiàn)的無(wú)支護(hù)坑壁形式有垂直坑壁、斜坡和階梯形 坑壁、變坡度坑壁的三種1對(duì)于天然濕度接近最佳含水量、構(gòu)造均勻、不致發(fā)生坍滑、移動(dòng)、松散或不均 勻下沉的土質(zhì)，基坑開挖可采取垂直坑壁的形式。不同土類狀態(tài)垂直坑壁容許深 度表表無(wú)支護(hù)開挖垂直坑壁容許深度土類容許深度(m)密實(shí)、中密的砂類石土個(gè)礫類土(充填物為礫類土)1. 00硬塑、軟塑的低液限粉土、低液限黏土1. 25硬塑、軟塑的高液限黏土、高液限黏質(zhì)土夾砂礫土1. 50堅(jiān)硬的高液限黏土2. 002對(duì)鄰近無(wú)重要構(gòu)筑設(shè)施、底下管線及施工場(chǎng)地許可的地區(qū)，基坑深度在5m以 內(nèi)，土的濕度正常、土層構(gòu)

12、造均勻，基坑坑壁坡度可參考表5. 3. 2-2,采取斜 坡開挖或按響應(yīng)斜坡高、寬比值挖成階梯坑壁，每梯高度以0. 5-1. 0m為宜。 階梯可兼作人工運(yùn)土的臺(tái)階坑壁土類坑壁坡度坡頂無(wú)荷載坡頂有靜荷載坡頂有動(dòng)荷載砂類土1: 11: 1. 251: 1. 5碎石類土1: 0. 751: 11: 1. 25黏性土、軟巖石1: 0. 331: 0. 51: 0. 75極軟圖、軟巖1: 0. 251: 0. 331: 0. 67較軟巖1: 01: 0. 11: 0. 25極硬巖、硬巖1: 01: 01: 0. 253基坑頂有動(dòng)載時(shí)，坑頂緣與動(dòng)載間應(yīng)留有l(wèi)m的護(hù)道，如地質(zhì)、水文條件不良, 或動(dòng)載過(guò)大，應(yīng)進(jìn)

13、行基坑開挖邊坡驗(yàn)算，根據(jù)檢算結(jié)果確定采用增寬護(hù)道或其他 加固措施4基坑穿過(guò)不同土層時(shí)，坑壁邊坡可按各層采用不同坡度。當(dāng)下層土質(zhì)為密實(shí)黏 質(zhì)土或巖石時(shí)，下層可采用垂直坑壁。在坑壁坡度變化處可視需要設(shè)不小于 0. 5m寬的平臺(tái)。在既有建筑物旁邊開挖基坑時(shí)。應(yīng)符合施工圖和工藝設(shè)計(jì)的 規(guī)定。7、基坑開挖應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況采用人力或機(jī)械開挖，并在開挖過(guò)程中，隨時(shí)檢 查開挖尺寸、位責(zé)，嚴(yán)密注意地質(zhì)情況變化，隨時(shí)修正基坑尺寸和開挖坡度。& 采用機(jī)械開挖時(shí)，砌底應(yīng)留20-30Cm 土層，改為人工開挖，避免機(jī)械施工 是擾動(dòng)基底土層9、人工開挖機(jī)械施工時(shí)留責(zé)的20-30cm 土層，應(yīng)勤測(cè)量、勤檢查，以避免基

14、坑深度超挖。當(dāng)基坑深度超挖時(shí)，應(yīng)通過(guò)變更設(shè)計(jì)采取降低基礎(chǔ)、加厚基礎(chǔ)等措 施，不的隨意回填。10、采取先施工復(fù)合地基后開挖時(shí)，如果地基處理可能產(chǎn)生孔隙水壓力和側(cè)向 擠壓應(yīng)力，則基坑開挖應(yīng)該在地基處理完至少2周后進(jìn)行，并在開挖前采取降水 先岀孔隙壓力的措施，基坑一次開挖的深度不宜大于2mo開挖過(guò)程中應(yīng)對(duì)基坑 邊坡實(shí)施位移觀測(cè)。11、基坑排水、降水基坑排水1開挖基抗?jié)B水，一般采用明溝法排水，沿坑底四周基礎(chǔ)X圍以外排水溝 和集水坑，匯集基坑滲水，然后用水泵排除坑外。2從地下水位以上50cm開始，每一層開挖，均首先開挖集水溝和集水坑, 并使排水溝和集水坑底低與本層基坑開挖底面深度，保證排水通暢3排水溝、

15、集水坑的大小，主根據(jù)滲水量的大小而定。排水溝深0. 5m, 底寬應(yīng)小與0. 3m,縱坡為1 %-5%,如排水時(shí)間較長(zhǎng)或土質(zhì)較差時(shí)，溝壁可用 木板或荊笆支撐防護(hù)。集水坑一般設(shè)在下游位責(zé)，一個(gè)或數(shù)個(gè)，最小邊長(zhǎng)0. 6m 深度一般應(yīng)大與0. 7m或低與進(jìn)水籠頭的高度，集水坑可以荊笆、編筐或木籠 圍護(hù)，以防止泥沙堵塞吸水籠頭。抽水能力應(yīng)為滲水量的1. 5-2. 0倍。基坑排 出的水要以水管或水槽遠(yuǎn)引?；臃謱娱_挖的排水、抽水方式見(jiàn)圖5. 4. 1 井點(diǎn)降水在砂土層中開挖基坑，地層降水法是在基坑周圍設(shè)滲水井點(diǎn)管，配責(zé)抽水設(shè)備, 通過(guò)不間斷的抽水，使基坑X(jué)圍內(nèi)的地下水降低至基坑底以下深度。井點(diǎn)法防 水使用

16、于各種不同幾何形狀的基坑，具有克服流砂、穩(wěn)定邊坡的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造基坑 的無(wú)水作業(yè)條件，有利機(jī)械化施工，縮短工期，保證工程質(zhì)量與安全。12、基坑清理基坑開挖后，采用人工清楚坑底松土，鏟平凸起部分，修正邊坡。以鏟為主, 不的補(bǔ)填。13、基坑檢査1基坑開挖到施工圖標(biāo)示基礎(chǔ)底高程后，必須進(jìn)行基底檢驗(yàn)，方可進(jìn)行基礎(chǔ)垢 工施工?；訖z驗(yàn)合格后，應(yīng)隨即施工基礎(chǔ)，盡量縮短暴露時(shí)間。2利用測(cè)量控制系統(tǒng)，對(duì)基底進(jìn)行放樣，測(cè)設(shè)基礎(chǔ)底面中心十字線、輪廓線和基 坑底高程。樁點(diǎn)應(yīng)設(shè)責(zé)牢固，并掛線以備檢查。3基底的觸探實(shí)驗(yàn)包括靜力觸探和動(dòng)力觸探兩種。根據(jù)基底土質(zhì)條件、工程要 求和操作經(jīng)驗(yàn)，可采用不同的觸探類型、探頭規(guī)格和方法。

17、4靜力觸探是利用機(jī)械或液壓裝責(zé)將帶有一定規(guī)格的圓錐形探頭的觸探桿，按 定速率壓入土層，用電阻應(yīng)變以測(cè)量護(hù)士基對(duì)探頭貫入的阻力，與已經(jīng)荷載試 驗(yàn)測(cè)得的地基土容許承載力，形容模量和壓縮模量的數(shù)據(jù)擬訂觸關(guān)系式，從而確 定觸探地基的容許承載力個(gè)壓縮形變工程特性。靜力觸探是一種原位測(cè)試技術(shù)， 適用與流塑壯黏質(zhì)土、一般黏質(zhì)土和砂類土及類似地層，對(duì)含有礫卵石、密實(shí)的 砂土層、漂石類和巖石層難以貫入而適用。5動(dòng)力觸探是利用一定的落錘能量，將與探桿相連的一定規(guī)格的錐形觸探頭打 入勘的土層中，根據(jù)大入的難以程度（貫入度）得到每貫入一定深度的錘擊數(shù)， 以此判定土的性質(zhì)一種原為勘探、測(cè)試方法。它適用與砂類土、黏質(zhì)土、

18、黃土、 較松散的突然女工填土和顆粒較小的礫類土。但對(duì)含有快石、漂石的黏質(zhì)土不適 用O6 了鑒定地基土的形變性和承載力，可甚至準(zhǔn)備檢驗(yàn)的地基上以一定尺寸的平板 做荷載試驗(yàn)。14、基底處理1當(dāng)基底以下地質(zhì)不符合要求時(shí)，應(yīng)通過(guò)變更設(shè)計(jì)采取處理措施，處理方法隨 地基土質(zhì)不同而異。如遇到地基軟硬不均、溶洞、裂隙、泉眼等特殊情況，應(yīng)采 用換土法、土樁法、砂樁法、重錘夯實(shí)法、強(qiáng)夯法、旋噴法、塑料排水法、振動(dòng) 水沖法、化學(xué)液體加固法等特殊的處理方法。.2大于10m深度的飽和黏質(zhì)土二號(hào)有機(jī)質(zhì)土基底，可采用粉體噴射攪拌樁, 可利用壓縮空氣。將水泥、生石灰等固化材料，通過(guò)專用深層攪拌機(jī)空心鉆桿的 噴灰口噴出，噴射于地基深出已被螺旋翼強(qiáng)制切削和攪動(dòng)的天然濕度地基上，使 材料與地基土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反映，并在反映過(guò)程中吸水、膨脹，使攪拌 均勻的灰土硬結(jié)，形成具有整體性，水穩(wěn)性和強(qiáng)度較高的基底。.3對(duì)于粉質(zhì)土、黃土、砂土、小粒徑等基底，也可采用旋噴樁。利用旋噴鉆機(jī) 把帶有特殊噴嘴的灌漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，用高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝 責(zé)，使?jié){液或水成為20Mpa左右的高壓噴射流，從灌漿管底部側(cè)面的噴嘴噴岀, 同時(shí)鉆桿以一定速度XX旋轉(zhuǎn)提升，不斷以強(qiáng)力沖擊切削體，除一部分細(xì)小粒隨 漿液冒出水