一級(jí)建造師 基坑土方開挖及變形控制全

一級(jí)建造師基坑土方開挖及變形控制1K413023基坑（槽）土方開挖及基坑變形控制一、基本要求（1）基本規(guī)定如下：1）應(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降（排）水要求，確定基坑開挖方案。2）基坑周圍地面應(yīng)設(shè)排水溝，且應(yīng)避免雨水、滲水等流入坑內(nèi)，同時(shí)，基坑也應(yīng)設(shè)置必要的排水設(shè)施，保證開挖時(shí)及時(shí)排出雨水；放坡開挖時(shí)，應(yīng)對(duì)坡頂、坡面、坡腳采取降（排）水措施，當(dāng)采取基坑內(nèi)、外降水措施時(shí)，應(yīng)按要求降水后方可開挖。4）基坑開挖過(guò)程中，必須采取措施防止開挖機(jī)械等碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、格構(gòu)柱、降水井點(diǎn)或擾動(dòng)基底原狀土。5）當(dāng)開挖揭露的實(shí)際土層性狀或地下水情況與設(shè)計(jì)依據(jù)的勘察資料明顯不符，或出現(xiàn)異?，F(xiàn)象、不明物體時(shí)，應(yīng)停止開挖，在采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)開挖。（2）發(fā)生下列異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止開挖，并應(yīng)立即查清原因和及時(shí)采取措施后，方可繼續(xù)施工：1）支護(hù)結(jié)構(gòu)變形達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的控制值或變形速率持續(xù)增長(zhǎng)且不收斂。2）支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力超過(guò)其設(shè)計(jì)值或突然增大。3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)或止水帷幕出現(xiàn)滲漏，或基坑出現(xiàn)流土、管涌現(xiàn)象。4）開挖暴露出的基底出現(xiàn)明顯異常（包括黏性土?xí)r強(qiáng)度明顯偏低或砂性土層時(shí)水位過(guò)高造成開挖施工困難時(shí)）。5）圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生異常聲響。6）邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)征兆時(shí)。7）基坑周邊建（構(gòu)）筑物等變形過(guò)大或已經(jīng)開裂。二、基坑槽的土方開挖方法（1）根據(jù)不同的開挖深度采用不同的施工方法，主要開挖方法包括以下兩種：1）淺層土方開挖：第一層土方一般采用短臂挖掘機(jī)及長(zhǎng)臂挖掘機(jī)直接開挖、出土，自卸運(yùn)輸車運(yùn)輸。在條件具備的情況下，采用兩臺(tái)長(zhǎng)臂液壓挖掘機(jī)在基坑的兩側(cè)同時(shí)挖土，一起分段向前推進(jìn)，可以極大提高挖土速度，為及時(shí)安裝支撐提供條件。2）深層土方開挖：當(dāng)長(zhǎng)臂挖機(jī)不能開挖時(shí)，應(yīng)采用小型挖掘機(jī)，將開挖后的土方轉(zhuǎn)運(yùn)至圍護(hù)墻邊，用吊車提升出土，自卸車輛運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ豢拥滓陨?.3m的土方采用人工開挖。（2）基坑分塊開挖順序：地鐵車站的長(zhǎng)條形基坑應(yīng)遵循“分段分層、由上而下、先支撐后開挖”的原則，兼作盾構(gòu)始發(fā)井的車站，一般從兩端或一端向中間開挖，以方便端頭井的盾構(gòu)始發(fā)。三、基坑的變形控制（一）基坑變形特性1、土體變形基坑開挖時(shí)，由于坑內(nèi)開挖卸荷造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)在內(nèi)外壓力差作用下產(chǎn)生水平向位移，進(jìn)而引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)土體的變形，造成基坑外土體及鄰近建（構(gòu)）筑物等沉降；同時(shí)，開挖卸荷也會(huì)引起坑底土體隆起?？梢哉J(rèn)為，基坑周圍地層移動(dòng)主要是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和坑底土體隆起造成。2、圍護(hù)墻體水平變形1）開挖較淺，未設(shè)支撐：不論剛性、柔性墻體，均表現(xiàn)為墻頂位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。2）開挖較深：柔性墻體設(shè)支撐，表現(xiàn)為墻頂位移不變或逐漸向基坑外移動(dòng)，墻體腹部向基坑內(nèi)凸出。3、圍護(hù)墻體豎向變位1）圍護(hù)樁或地下連續(xù)墻底下因清孔不凈有沉渣時(shí)，維護(hù)墻在開挖中會(huì)下沉；2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)下方有頂管和盾構(gòu)等穿越時(shí)，也會(huì)引起維護(hù)結(jié)構(gòu)突然沉降。4、基坑底部的隆起①基坑底不透水土層由于其自重不能夠承受不透水層下承壓水水頭壓力而產(chǎn)生突然性隆起；②基坑由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入坑底土層深度不足而產(chǎn)生坑內(nèi)土體隆起破壞。5、地表沉降圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形及坑底土體隆起會(huì)造成地表沉降，引起基坑周邊建（構(gòu)）筑物變形。（二）基坑的變形控制（2）控制基坑變形主要方法有：1）增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐的剛度。2）增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度。3）加固基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體。加固方法有抽條加固、裙邊加固及二者結(jié)合的形式。4）減小每次開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)處土體的尺寸和開挖支撐時(shí)間。5）通過(guò)調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度或降水井布置來(lái)控制降水對(duì)環(huán)境變形的影響。6）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。（地表、管線、周邊建（構(gòu)）筑物沉降）（三）坑底穩(wěn)定控制（1）加深圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度。（2）坑底土體加固。（3）坑內(nèi)井點(diǎn)降水。（4）適時(shí)施作底板結(jié)構(gòu)。1K413024地基加固處理方法一、地基加固處理作用與方法選擇（一）基坑地基加固的目的基坑地基按加固部位不同，分為基坑內(nèi)加固和基坑外兩種。（1）基坑外加固的目的主要是止水，有時(shí)也可減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的主動(dòng)土壓力。（2）基坑內(nèi)加固的目的主要有：提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向抗力，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移，保護(hù)基坑周邊建筑物及地下管線；防止坑底土體隆起破壞；防止坑底土體滲流破壞；彌補(bǔ)圍護(hù)墻體插入深度不足等?；油饧庸棠康蘑僦顾跍p少圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的主動(dòng)土壓力基坑內(nèi)加固目的①提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向抗力②減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移③保護(hù)基坑周邊建筑物及地下管線④防止坑底土體隆起破壞⑤防止坑底土體滲流破壞⑥彌補(bǔ)圍護(hù)墻體插入深度不足等（二）基坑地基加固的方式基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固形式墩式加固裙邊加固抽條加固格柵式加固滿堂加固長(zhǎng)條形基坑→抽條加固；基坑面積較大時(shí)→裙邊加固；地鐵車站端頭井→格柵式加固；環(huán)境保護(hù)要求高或?yàn)榱朔忾]地下水時(shí)→滿堂加固。（2）換填材料加固處理法，以提高地基承載力為主，適用于較淺基坑，方法簡(jiǎn)單，操作方便。（3）采用水泥土攪拌、高壓噴射注漿、注漿或其他方法對(duì)地基摻入一定量的固化劑或使土體固結(jié)，以提高土體的強(qiáng)度和土體的側(cè)向抗力為主，適用于深基坑。二、常用方法與技術(shù)要點(diǎn)（一）注漿法（1）注漿法是利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過(guò)注漿管把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一定時(shí)間后，漿液將原來(lái)松散的土粒或裂隙膠結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。（3）在地基處理中，注漿工藝所依據(jù)的理論主要可分為滲透注漿、劈裂注漿、壓密注漿和電動(dòng)化學(xué)注漿四類，（二）水泥土攪拌法（1）利用水泥作為固化劑通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固土，從而提高地基土強(qiáng)度和增大變形模量。根據(jù)固化劑摻入狀態(tài)的不同，它可分為漿液攪拌和粉體噴射攪拌兩種。前者是用漿液和地基土攪拌，后者是用粉體和地基土攪拌?？刹捎脝屋S、雙軸、三軸及多軸攪拌機(jī)或連續(xù)成槽攪拌機(jī)。（2）水泥土攪拌法加固軟土技術(shù)具有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：1）最大限度地利用了原土；2）攪拌時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲和無(wú)污染，可在密集建筑群中進(jìn)行施工，對(duì)周圍原有建筑物及地下溝管影響很?。?）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形式；4）與鋼筋混凝土樁基相比，可節(jié)約鋼材并降低造價(jià)。其主要步驟應(yīng)為：1）攪拌機(jī)械就位、調(diào)平；2）預(yù)攪下沉至設(shè)計(jì)加固深度；3）邊噴漿（粉）、邊攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面；4）重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計(jì)加固深度；5）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，噴漿（粉）或僅攪拌提升直至預(yù)定的停漿（灰）面；6）關(guān)閉攪拌機(jī)械。（三）高壓噴射注漿法原理：利用鉆機(jī)鉆孔，把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為20Mpa以上的高壓射流，從噴嘴中噴射出來(lái)沖擊破壞土體。部分細(xì)小的土料隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力，離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例有規(guī)律地重新排列。漿液凝固后，便在土中形成一個(gè)固結(jié)體與樁間土一起構(gòu)成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減少地基的變形，達(dá)到地基加固的目的。（2）高壓噴射有旋噴（固結(jié)體為圓柱狀）、定噴（固結(jié)體為壁狀）和擺噴（固結(jié)體為扇狀）等三種基本形狀。高壓噴射注漿三種基本形式它們均可用下列方法實(shí)現(xiàn)：1）單管法：噴射高壓水泥漿液一種介質(zhì)；2）雙管法：噴射高壓水泥漿液和壓縮空氣兩種介質(zhì)；3）三管法：噴射高壓水流、壓縮空氣及水泥漿液等三種介質(zhì)。由于上述三種噴射流的結(jié)構(gòu)和噴射的介質(zhì)不同，有效處理長(zhǎng)度也不同；以三管法最長(zhǎng)，雙管法次之，單管法最短。實(shí)踐表明，旋噴形式可采用單管法、雙管法和三管法中的任何一種方法。定噴和擺噴注漿常用雙管法和三管法。（5）高壓噴射注漿的全過(guò)程為鉆機(jī)就位、鉆孔、置入注漿管、高壓噴射注漿和拔出注漿管等基本工序。【例1】在明挖基坑外進(jìn)行地基加固的目的包括（）。A.止水B.減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的主動(dòng)土壓力C.減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移D.防止坑底土體隆起E.彌補(bǔ)圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入深度不足【例2】基坑內(nèi)地基加固的主要目的有（