地基基礎(chǔ)高校講義課件章蘇德利老師原創(chuàng)一二

第九章基坑工程應(yīng)用第一節(jié)概述第二節(jié)基坑工程的特點(diǎn)與安全等級(jí)第三節(jié)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型與特點(diǎn)第四節(jié)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型及穩(wěn)定性驗(yàn)算本章講授內(nèi)容第五節(jié)土中水的滲透性與地下水控制第六節(jié)基坑土體加固與周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)第一節(jié)概述基坑是為了修建建筑物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)、地下室或其它地下設(shè)施所開挖而形成的地面以下空間?；娱_挖使坑底和周圍土體中的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，這些變化不僅涉及到土力學(xué)中典型的強(qiáng)度與穩(wěn)定問題，又涉及到變形問題，可以說基坑工程是土力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。知識(shí)：了解基坑工程特點(diǎn)和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn)，掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型原則和穩(wěn)定性驗(yàn)算、地下水的控制方法，熟悉基坑土體加固和周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)等內(nèi)容。能力：能合理選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型和進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，并能正確實(shí)施基坑支護(hù)方案。第二節(jié)基坑工程的特點(diǎn)與安全等級(jí)

基坑工程是指建筑物地下部分施工時(shí)，需開挖基坑、進(jìn)行降水和對(duì)坑壁圍擋，同時(shí)要對(duì)周圍建（構(gòu)）筑物、道路和地下管線進(jìn)行檢測(cè)及維護(hù)，確保正常、安全施工的整個(gè)過程?；庸こ淌且豁?xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，它不僅包括基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)，而且還與開挖施工技術(shù)緊密相關(guān)。一、基坑工程的特點(diǎn)（1）基坑工程綜合性強(qiáng)。（2）基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性，同時(shí)亦個(gè)性突出。（3）建筑基坑支護(hù)工程，一般情況下均為臨時(shí)性構(gòu)筑物，安全儲(chǔ)備較小，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性。（4）基坑開挖的施工組織是否合理將對(duì)支護(hù)體系是否成功具有重要作用。（5）基坑工程的開挖對(duì)四周既有建（構(gòu)）筑物、道路、地下設(shè)施等會(huì)產(chǎn)生影響，即環(huán)境效應(yīng)。二、基坑安全等級(jí)根據(jù)基坑工程破壞后果的嚴(yán)重程度，依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99，基坑安全等級(jí)劃分為三個(gè)安全等級(jí)。表9-1基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)安全等級(jí)破壞后果重要性系數(shù)(γ0

)一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.1二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.9注：有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定。第三節(jié)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型與特點(diǎn)基坑按是否設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)分無支護(hù)基坑有支護(hù)基坑一般采用放坡開挖，當(dāng)無支護(hù)基坑開挖深度大于4~5m時(shí)，宜采用分級(jí)放坡；當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí)，應(yīng)采取降水措施。重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)土釘墻內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)逆作法一、重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)也叫重力式擋土墻，是依靠支擋結(jié)構(gòu)本身的自重來平衡坑內(nèi)外的土壓力差，保證基坑的順利開挖。工藝：由深層攪拌樁或高壓旋噴樁與樁間土組成。特點(diǎn)：材料抗拉強(qiáng)度小。擋土墻水平方向截面通常做成格柵形狀，形成厚而重的剛性墻。適用：淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、夾有薄砂層的土、素填土等地基承載力不大于150kPa的土層。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，便于施工，造價(jià)較低?！肮ぁ弊趾汀巴酢弊中嗡嗤翗陡駯哦冶凼街ёo(hù)結(jié)構(gòu)概念：懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)指沒有內(nèi)支撐和拉錨的板樁墻、排樁墻和地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)采用抗拉強(qiáng)度較高的材料（如鋼、鋼筋混凝土）抵抗土壓力引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，保證施工期間基坑側(cè)壁穩(wěn)定。分類：根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)采用的材料可分為：鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁、SMW工法、地下連續(xù)墻等。1.鋼板樁適用：淤泥、淤泥質(zhì)土、飽和軟土及地下水位較高的深基坑支護(hù)。當(dāng)環(huán)境要求不高，安全等級(jí)二、三級(jí)，開挖深度≤5m時(shí)適用。工藝：鋼板樁是對(duì)鋼帶進(jìn)行連續(xù)冷彎變形，形成截面為Z形、U形或其它形狀，可通過鎖口互相連接的板材。施工：鋼板樁用打樁機(jī)打（壓）入地基，使其互相連結(jié)成鋼板樁墻對(duì)坑壁土體進(jìn)行支擋。特點(diǎn)：鋼板樁強(qiáng)度高，防水性能好，施工快速簡便，占用空間小，并可在基坑施工完畢后拔出，在下一工程重復(fù)使用。(a)U形鋼板樁(b)Z形鋼板樁(c)一字形鋼板樁2.鋼筋混凝土板樁(a)矩形榫槽結(jié)合(b)工字形薄壁 (c)方形薄壁形式：截面形狀有矩形、工字形薄壁和方形薄壁三種形式。工藝：矩形板樁采用榫槽結(jié)構(gòu)，寬度一般0.4~0.7m，厚度0.5m，深度可達(dá)20m左右，板樁兩側(cè)設(shè)置陰陽榫槽，板樁沉入土中后可在接縫處注漿處理，防止地下水滲透。工字形和方形預(yù)制鋼筋混凝土板樁壁厚0.08~0.12m，截面尺寸在0.5×0.5m。特點(diǎn)：造價(jià)較低，但施工不便，插入土中時(shí)易引起周圍土體擠壓變形，接頭處的防水處理不易做好。不宜在建筑密集的市區(qū)使用，也不適于在硬土層中施工。3.鉆孔灌注樁適用：較硬的土層中開挖基坑，上面兩種板樁不易插入坑周土層中，可采用大直徑鉆孔灌注樁，灌注樁直徑一般0.6~1.2m。布置：鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的常用平面布置方式如圖9-4所示。當(dāng)無地下水時(shí)，可稀疏布置；當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，可采用搭接或在鉆孔樁外側(cè)再增設(shè)阻水帷幕（深層攪拌樁、旋噴樁或注漿處理方式）。特點(diǎn)：鉆孔灌注樁施工容易，自身剛度大，強(qiáng)度高，既適用于軟土層，又適用于硬土層，基坑開挖深度在5~12m之間。其缺點(diǎn)是施工速度慢，質(zhì)量控制難度大，工期較長。(a)一字排列(b)交錯(cuò)排列(c)一字搭接排列(d)水泥土攪拌樁與稀疏布樁4.SMW工法工藝：：是在深深層攪攪拌樁樁施工工后，，在水水泥土土混合合體未未結(jié)硬硬前插插入H型鋼或或鋼板板作為為其應(yīng)應(yīng)力補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)材材料，，至水水泥結(jié)結(jié)硬，，便形形成一一道具具有一一定強(qiáng)強(qiáng)度和和剛度度的、、連續(xù)續(xù)完整整的、、無接接縫的的地下下墻體體，這這種結(jié)結(jié)構(gòu)充充分發(fā)發(fā)揮了了水泥泥土混混合體體和受受拉材材料的的力學(xué)學(xué)特性性。形式：：常用的的布置置型式式如圖圖9-5所示。。SMW工法成成墻厚厚度0.5～1.3m，常用用厚度度0.6m，成墻墻深度度可達(dá)達(dá)30~40m。適用：：粘性土土、粉粉土、、砂土土、砂砂礫土土中應(yīng)應(yīng)用。。特點(diǎn)：：占地面面積小小、擋擋水效效果好好、對(duì)對(duì)周圍圍地基基影響響小，，造價(jià)價(jià)較低低，是是國內(nèi)內(nèi)目前前較新新的基基坑圍圍護(hù)工工藝。。(a)全孔設(shè)設(shè)置(b)隔孔設(shè)設(shè)置(c)組合設(shè)設(shè)置5.地下連連續(xù)墻墻工藝：：是在地地面用用特殊殊的挖挖槽設(shè)設(shè)備，，在泥泥漿護(hù)護(hù)壁的的情況況下沿沿基坑坑的周周邊開開挖一一條狹狹長的的深槽槽，在在槽內(nèi)內(nèi)放置置鋼筋筋籠并并水下下澆灌灌混凝凝土，，筑成成一段段鋼筋筋混凝凝土墻墻段，，然后后將若若干墻墻段連連接成成整體體，形形成一一條連連續(xù)的的地下下墻體體。形式：地下連續(xù)墻既可擋擋土又可防水，為為基坑開挖提供條條件，也可以作為為建筑的外墻承重重結(jié)構(gòu)，兩墻合一一，提高經(jīng)濟(jì)效益益。連續(xù)墻壁厚一一般有0.6m、0.8m、1.0m三種規(guī)格，深度可可達(dá)數(shù)十米。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)剛度大、整體體性、抗?jié)B性和耐耐久性好的特點(diǎn)，，可作為永久性的的擋土、擋水和承承重結(jié)構(gòu)；能適應(yīng)應(yīng)各種復(fù)雜的施工工環(huán)境和水文地質(zhì)質(zhì)條件。在一些特殊的地質(zhì)質(zhì)條件下（如很軟軟的淤泥質(zhì)土，含含漂石的沖積層和和超硬巖石等），，地下連續(xù)墻施工工難度很大，如果果用作臨時(shí)的擋土土結(jié)構(gòu)，比其它方方法所用的費(fèi)用要要高些。地下連續(xù)墻施工程序三、拉錨式支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)概念：在基坑一定深度處處對(duì)懸臂式支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)施加水平向外外的拉力，該拉力力由設(shè)置于土層中中的錨桿提供，這這樣組成的支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)稱為拉錨式支支護(hù)結(jié)構(gòu)。形式：拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)由由錨桿和支護(hù)排樁樁或墻組成（圖9-6），支護(hù)樁或墻采采用鋼筋混凝土樁樁或地下連續(xù)墻。。工藝：施工時(shí)在基坑壁土土層中鉆孔，達(dá)到到設(shè)計(jì)深度后，在在孔內(nèi)放入鋼筋、、鋼管或鋼絞線等等抗拉材料，灌入入水泥漿或化學(xué)漿漿液，使之與土層層結(jié)合成為抗拉(拔)力強(qiáng)的錨桿。整根根錨桿分為自由段段和錨固段（圖9-6a）。(a)錨桿構(gòu)造示意圖優(yōu)點(diǎn)：是為地下工程施工工提供開闊的工作作面，土方開挖、、運(yùn)輸和地下結(jié)構(gòu)構(gòu)施工非常方便，，能施加預(yù)應(yīng)力，，可有效地控制土土體變形；施工不不用大型機(jī)械，可可代替鋼支撐側(cè)壁壁支護(hù)，造價(jià)低。。適用：較硬土層，以利于于錨固，深度不宜宜超過18m，此外，錨桿施工工范圍內(nèi)應(yīng)無地下下管線、相鄰建筑筑的地下室或基礎(chǔ)礎(chǔ)。(b)地下連續(xù)續(xù)墻-錨桿支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)四、土釘釘墻概念：土釘墻支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)是一一種原位土土體加固技技術(shù)，它是是以較密集集排列的插插筋作為土土體主要補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)手段，，通過插筋筋體與土體體之間的摩摩擦力達(dá)到到改善土體體力學(xué)性能能的目的，，使加固區(qū)區(qū)土體成為為能自穩(wěn)的的重力式的的擋土結(jié)構(gòu)構(gòu)（見圖9-7）。圖9-7土釘支護(hù)截截面構(gòu)造示示意圖機(jī)理：土釘墻是高高強(qiáng)度土釘釘、噴射混混凝土面層層及原狀土土三者共同同受力，通通過相互作作用，土體體自身結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度潛力力得到充分分發(fā)揮，改改變了邊坡坡變形和破破壞的性狀狀，顯著提提高了整體體穩(wěn)定性，，更重要的的是土釘墻墻具有明顯顯的漸進(jìn)性性變形和開開裂破壞，，不會(huì)發(fā)生生整體性塌塌滑。適用：當(dāng)基坑開挖挖深度不大大于15m，場(chǎng)地土質(zhì)質(zhì)較好時(shí)，，可采用土土釘墻支護(hù)護(hù)坑壁土體體。土釘墻墻主要用于于加固基坑坑底以上土土體，一般般適合于地地下水位以以上或經(jīng)過過降排水后后的素填土土、粘性土土、粉土以以及非松散散的砂土、、卵石等，，不宜用于于淤泥質(zhì)土土、飽和軟軟土及未經(jīng)經(jīng)降水處理理的地下水水以下的土土層。特點(diǎn)：土釘則是全全長范圍內(nèi)內(nèi)受力。其其次，土釘釘一般要求求土體產(chǎn)生生小量位移移，從而使使土釘與土土體之間的的摩阻力得得以充分發(fā)發(fā)揮；土釘釘墻是在土土釘?shù)淖饔糜孟掳褲撛谠谄屏衙媲扒暗闹鲃?dòng)土土壓力區(qū)的的復(fù)合土體體視為具有有自撐能力力的穩(wěn)定土土體。五、內(nèi)支撐撐支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)概念：當(dāng)基坑開挖挖深度較大大，而且周周圍環(huán)境不不具備錨桿桿施工時(shí)，，可在懸臂臂式支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)設(shè)置支撐結(jié)結(jié)構(gòu)體系，，該體系稱稱為內(nèi)支撐撐支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)。內(nèi)支撐撐式支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)由支護(hù)護(hù)樁或墻和和內(nèi)支撐組組成。機(jī)理：支撐結(jié)構(gòu)是承受受圍護(hù)樁或墻所所傳遞的水、土土壓力的結(jié)構(gòu)體體系，作用在圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水水、土壓力可以以由內(nèi)支撐有效效地傳遞和平衡衡，減少支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的位移。內(nèi)內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)適合各種地基基土層，但設(shè)置置的內(nèi)支撐會(huì)占占用一定的施工工空間。特點(diǎn)：設(shè)置內(nèi)支撐可有有效地減少圍護(hù)護(hù)樁、墻的內(nèi)力力和變形，通過過設(shè)置多道內(nèi)支支撐可用于開挖挖很深的基坑，，但內(nèi)支撐的設(shè)設(shè)置對(duì)土方開挖挖和地下結(jié)構(gòu)施施工帶來較大不不便。形式：按內(nèi)支撐采用材材料內(nèi)支撐支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)可分為鋼鋼筋混凝土內(nèi)支支撐和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)支撐。鋼筋混混凝土內(nèi)支撐為為現(xiàn)場(chǎng)澆注，截截面為矩形，施施工方便，拆除除難。鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)支撐一般采用用鋼管、型鋼等等，施工方便省省時(shí)，可重復(fù)使使用，構(gòu)造復(fù)雜雜，整體性較差差。(a)縱橫對(duì)撐(b)對(duì)撐結(jié)合角撐(c)邊桁架工藝：1.縱橫對(duì)撐構(gòu)成的井字形式式安全穩(wěn)定，整整體剛度大，施施工不便，拆除除困難。2.角撐結(jié)合對(duì)撐在挖土及主體結(jié)結(jié)構(gòu)施工時(shí)較方方便，但整體剛剛度及穩(wěn)定性差差，當(dāng)基坑的范范圍較大時(shí)不宜宜采用。3.邊桁架挖土及主體結(jié)構(gòu)構(gòu)施工較方便，，但其整體剛度度及穩(wěn)定性相對(duì)對(duì)較差，適用開開挖范圍小的基基坑。(d)圓形環(huán)梁(d)豎向斜撐工藝：4.圓形環(huán)梁較經(jīng)濟(jì)，受力較較合理，可節(jié)省省鋼筋混凝土用用量，挖土及主主體結(jié)構(gòu)施工較較方便。5.豎直向斜撐優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省立柱柱及支撐材料，，但其不易控制制基坑穩(wěn)定和變變形，適用于開開挖面積大而挖挖深小的基坑。。六、逆作法概念與機(jī)理：逆作法是先施工工基坑周圍地下下連續(xù)墻，同時(shí)時(shí)在基坑內(nèi)部的的有關(guān)位置澆筑筑或打下中間支支承樁、柱，作作為施工期間于于底板封底之前前承受上部結(jié)構(gòu)構(gòu)自重和施工荷荷載的支撐；然然后施工地面一一層的梁板樓面面結(jié)構(gòu)，作為地地下連續(xù)墻剛度度很大的內(nèi)支撐撐；隨后逐層向向下開挖土方和和澆筑各層地下下結(jié)構(gòu)，各層地地下結(jié)構(gòu)就起到到剛度很大的內(nèi)內(nèi)支撐作用，保保證坑壁穩(wěn)定，，直至底板封底底。由于地面一一層的樓面結(jié)構(gòu)構(gòu)已完成，可以以同時(shí)向上逐層層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工。逆作法施工相對(duì)對(duì)順作法有以下下優(yōu)點(diǎn)：（1）基坑變形小。。逆作法施工，，充分利用逐層層澆筑的地下室室結(jié)構(gòu)作為地下下連續(xù)墻的內(nèi)部部支撐，而地下下室結(jié)構(gòu)比臨時(shí)時(shí)支撐剛度大得得多，所以，地地下連續(xù)墻變形形??；（2）節(jié)約成本?；铀絻?nèi)支撐撐支護(hù)與地下室室結(jié)構(gòu)樓板合一一，地下連續(xù)墻墻與地下室墻體體合一，降低造造價(jià)；（3）縮短工期。相相比與順作法，，逆作法上部結(jié)結(jié)構(gòu)與地下室可可同時(shí)施工，工工期短。第四節(jié)基坑坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型型及穩(wěn)定性驗(yàn)算算一、基坑工程的的設(shè)計(jì)內(nèi)容變形：正常使用極限限狀態(tài)的要求（（變形不超使用用容許值）設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定：承載能力極限限狀態(tài)的要求（（結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全全）設(shè)計(jì)荷載：土壓力、水壓力力、建筑物荷載載、施工荷載等等基坑工程設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)體系系的方案比較和和選型，支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變變形計(jì)算；（2）基坑穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算，包括：整整體穩(wěn)定性、抗抗傾覆穩(wěn)定性、、抗隆起穩(wěn)定性性、地下水滲透透穩(wěn)定性和基坑坑突涌驗(yàn)算；（3）地下水控制方方案；（4）基坑周圍環(huán)境境保護(hù)要求、監(jiān)監(jiān)測(cè)方案和應(yīng)急急措施等。二、支護(hù)結(jié)構(gòu)的的選型基坑支護(hù)型式的的選擇，應(yīng)根據(jù)據(jù)地質(zhì)條件、周周邊環(huán)境的要求求及不同支護(hù)型型式的特點(diǎn)、造造價(jià)等綜合確定定。結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連續(xù)墻1.適于基坑側(cè)壁安全等級(jí)一、二、三級(jí)2.懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)2.水泥土樁施工范圍內(nèi)地基他承載力不宜大于150kPa3.基坑深度不宜大于6m土釘墻1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地2.基坑深度不宜大于12m3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施逆作拱墻1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)2.淤泥和淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用3.拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84.基坑深度不宜大于12m5.地下水位高于基坑底面時(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施放坡1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為三級(jí)2.施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地應(yīng)滿足放坡條件3.可獨(dú)立或與上述其它結(jié)構(gòu)結(jié)合使用4.當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí)，應(yīng)采取降水措施三、支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)算穩(wěn)定性分析有支護(hù)基坑無支護(hù)基坑無支護(hù)基坑的穩(wěn)穩(wěn)定性主要取決決于開挖邊坡的的穩(wěn)定性，可采采用邊坡穩(wěn)定的的分析方法；有支護(hù)基坑的穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)算包括括：整體穩(wěn)定性性、抗傾覆穩(wěn)定定性、抗隆起穩(wěn)穩(wěn)定性、地下水水滲透穩(wěn)定性和和基坑突涌驗(yàn)算算。1.整體穩(wěn)定性驗(yàn)算算方法整體穩(wěn)定性計(jì)算算方法采用圓弧弧滑動(dòng)簡單條分分法。對(duì)于重力力式和懸臂式支支護(hù)結(jié)構(gòu)滑動(dòng)面面的圓心一般在在支護(hù)結(jié)構(gòu)上方方，靠近坑壁內(nèi)內(nèi)側(cè)附近，通過過試算確定最危危險(xiǎn)的滑動(dòng)面和和最小的安全系系數(shù)。計(jì)算時(shí)按按照總應(yīng)力法計(jì)計(jì)算，取支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的單位寬度度分析，計(jì)算簡簡圖如圖9-10所示。整體穩(wěn)定性分分析的安全系系數(shù)滿足：地下連續(xù)墻的的最小嵌固深深度計(jì)算h0宜按整體穩(wěn)定定條件確定：：(a)水泥土擋墻(b)樁、地下連續(xù)續(xù)墻2.抗傾覆和抗滑滑穩(wěn)定性驗(yàn)算算方法重力式水泥土土擋土墻抗傾覆穩(wěn)定安安全系數(shù)Kq：圖9-11抗傾覆覆穩(wěn)定定性計(jì)計(jì)算圖圖圖9-12抗滑穩(wěn)穩(wěn)定性性計(jì)算算圖3．抗隆隆起穩(wěn)穩(wěn)定性性驗(yàn)算算的方方法在深厚厚的軟軟土層層中，，當(dāng)基基坑開開挖深深度較較大時(shí)時(shí)，則則作用用在坑坑外側(cè)側(cè)的坑坑底水水平面面上的的荷載載相應(yīng)應(yīng)增大大，此此時(shí)就就需要要驗(yàn)算算坑底底土的的承載載力，，承載載力不不足時(shí)時(shí)可能能會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致坑坑底土土的隆隆起。?？孤∑鹌鸱€(wěn)定定性安安全系系數(shù)：：圖9-13抗隆起起穩(wěn)定定性計(jì)計(jì)算圖圖第五節(jié)節(jié)土土中中水的的滲透透性與與地下下水控控制一、地地下水水運(yùn)動(dòng)動(dòng)的基基本定定律地基中中的地地下水水，在在一定定的壓壓力差差作用用下，，將透透過土土中的的這些些孔隙隙發(fā)生生流動(dòng)動(dòng)，這這種現(xiàn)現(xiàn)象稱稱為滲滲流或或滲透透。達(dá)西線線性滲滲透定定律：：地下水水的滲滲流速速度與與水力力梯度度成正正比，，也就就是線線性滲滲透定定律。。水力力梯度度為沿沿滲流流途徑徑的水水頭損損失與與相應(yīng)應(yīng)滲透透途徑徑長度度的比比值。。地下下水在在空隙隙中運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)，受受到空空隙壁壁以及及水質(zhì)質(zhì)點(diǎn)自自身的的摩擦擦阻力力，克克服這這些阻阻力保保持一一定流流速，，就要要消耗耗能量量，從從而出出現(xiàn)水水頭損損失。。圖9-14二、滲滲透力力及滲滲透變變形滲透水水流對(duì)對(duì)土骨骨架產(chǎn)產(chǎn)生的的拖曳曳力稱稱為滲透力力當(dāng)水力力梯度度超過過一定定的界界限值1.流土流土是是指在在向上上的滲滲透力力作用用下局局部土土體表表面的的隆起起、頂頂穿或或粗顆顆粒群群同時(shí)時(shí)浮動(dòng)動(dòng)而流流失的的現(xiàn)象象。流流土一一般是是突然2.管涌管涌(也叫潛潛蝕)是指三、基基坑工工程中在地下水位位較高的地地區(qū)，基坑坑開挖時(shí)要要求基坑內(nèi)內(nèi)無積水，，須在基坑坑周圍設(shè)置置防滲帷幕幕。在防滲滲帷幕內(nèi)側(cè)側(cè)進(jìn)行降水水勢(shì)必存在在水位差，，地下水向向基坑內(nèi)方方向滲透，，當(dāng)?shù)叵滤乃μ萏荻萯大于臨界水水力梯度ic時(shí)，坑底會(huì)會(huì)發(fā)生流土土破壞。1.抗?jié)B透穩(wěn)定定性驗(yàn)算2.基坑突涌驗(yàn)驗(yàn)算當(dāng)基坑下伏伏有承壓含含水層時(shí)，，開挖基坑坑減小了含含水層頂板板以上土的的重力。當(dāng)當(dāng)該重力小小于承壓水水頭的壓力力作用時(shí)，，承壓水的的水頭壓力力會(huì)沖破基基坑底板，，這種工程程地質(zhì)現(xiàn)象象被稱為基基坑突涌。。當(dāng)懸臂式支支護(hù)結(jié)構(gòu)外外設(shè)防滲帷帷幕時(shí)，抗抗?jié)B透性驗(yàn)驗(yàn)算應(yīng)計(jì)算算至帷幕墻墻底；若支支護(hù)結(jié)構(gòu)本本身兼具有有防水作用用時(shí)，抗?jié)B滲透性驗(yàn)算算應(yīng)計(jì)算至至支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)底部。四、地下水水控制基坑工程施施工期間會(huì)會(huì)因地下水水的影響而而無法正常常運(yùn)作，此此時(shí)就必須須進(jìn)行地下下水控制，，措施有降低地下水水位和隔離離地下水。1.降水當(dāng)基坑環(huán)境境簡單、含含水層較薄薄、降水深深度較小時(shí)時(shí)，可考慮慮采用集水水明排。施施工一般采采用明溝加加集水井的的施工方法法。1-基坑內(nèi)邊線線；2-排水溝；3-集水井1-分層開挖面面；2-排水溝圖9-18基坑內(nèi)明溝溝排水圖9-19分層開挖排排水溝當(dāng)基坑深度度大，地下下水位埋深深淺時(shí)，可可采用降水水井降低地地下水位，，降水井包包括電滲井點(diǎn)、、輕型井點(diǎn)點(diǎn)、噴射井井點(diǎn)、深井井井點(diǎn)、電電滲井點(diǎn)等。1-井點(diǎn)管；2-排水總管；3-水泵房；4-原地下水位；；5-降低后地下水水位圖9-20井點(diǎn)降水示意意圖井點(diǎn)類型適用條件滲透系數(shù)(cm/s)降低水位深度(m)土質(zhì)類別一(多)級(jí)輕型井點(diǎn)10-2～10-53～6(6～10)粉砂、砂質(zhì)或粘質(zhì)粉土、含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土噴射井點(diǎn)10-3～10-68～20粉砂、砂質(zhì)或粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土、含薄層粉砂夾層的粘土和淤泥質(zhì)粘土深井井點(diǎn)≥10-5>10粉砂、砂質(zhì)粉土、含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土、富含薄層粉砂的粘土、和淤泥質(zhì)粘土電滲井點(diǎn)<10-6根據(jù)選用的井點(diǎn)確定粉質(zhì)粘土、粘土2.擋水帷幕擋水帷幕的作作用為加長地地下水滲流路路徑，減小水水力梯度，以以阻止或限制制地下水滲流流到基坑中去去。常用擋水水帷幕的種類類主要包括鋼板樁、水泥泥土攪拌樁、、地下連續(xù)墻墻、注漿擋水水帷幕等技術(shù)術(shù)。鋼板樁作作為擋水帷幕幕的有效程度度取決于板樁樁之間的接口口鎖合程度及及鋼板樁的長長度，一般在在板縫間易漏漏水，基坑施施工還需結(jié)合合降水或其他他擋水措施以以增強(qiáng)擋水效效果。水泥攪攪拌樁相互搭搭接形成擋水水帷幕是近年年來常用的擋擋水措施，水水泥攪拌樁樁樁身滲透系數(shù)數(shù)極小，可以以達(dá)到較好的的擋水效果。。地下連續(xù)墻墻墻身為鋼筋筋混凝土，擋擋水效果好，，但地下連續(xù)續(xù)墻造價(jià)昂貴貴，僅在大型型重要工程中中采用，地下下連續(xù)墻不僅僅作為支護(hù)墻墻體，同時(shí)起起到擋水的作作用，而且還還可以作為地地下結(jié)構(gòu)使用用。第六節(jié)基基坑土體加固固與周圍環(huán)境境監(jiān)測(cè)一、基坑土體體加固基坑土體加固固的目的是保保證支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定、保護(hù)護(hù)周圍環(huán)境和和滿足施工要要求。如果采采用合理的地地基加固措施施可以改善坑坑周及坑內(nèi)土土體的物理力力學(xué)性質(zhì)，達(dá)達(dá)到減小支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的規(guī)模模、提高場(chǎng)地地的利用率、、保證開挖放放坡、臨時(shí)堆堆土等施工措