§1-3基坑(槽)开挖一、施工准备场地清理排除地面水修筑临时设施基坑槽开挖:确定开挖尺寸—由槽底尺寸、放坡坡度、开挖深度反算地面的开挖长、宽。二、土方边坡与土壁支撑1、土方边坡其中称为坡度系数边坡的大小和坡顶有无荷载,是动载还是静载均有关系。11:/hmbbh土方边坡坡度bmh2、土壁支撑在基坑和沟槽开挖时,为缩小施工面,不能放坡时,可采用设置土壁支撑的方法施工.A、横撑式支撑:开挖较窄的沟槽(适用于浅基础)。lB、大面积深基坑支护①主要支护方法:钢板桩、柱列式钢筋砼桩、连续墙等,对方形或圆形基坑采用拱圈。②利用深层搅拌法加固基坑四周土体③逆作法施工技术日益被重视特点先进施工技术地下连续墙钢板桩柱列式灌注桩土锚杆土钉墙地下连续墙地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。对地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。优点:结构整体性好,刚度大,可作防渗墙,形状灵活缺点:需用专用机械,成本较高NOTE:分段施工接头严密地下连续墙施工过程:导槽开挖——地下墙成槽——钢筋笼吊装——水下混凝土浇注柱列式灌注桩以钢筋砼灌注桩配合土锚杆或横向支撑以减少柱身弯距的挡土结构优点:可使用钻孔机械,按通常灌注柱施工缺点:整体性能较差,无防水能力土层锚杆土层锚杆是一种埋入土层深部的受拉杆件,它一端与构筑物相连,另一端锚固在土层中。钻孔-安放拉杆-灌浆-养护-安装锚头-张拉锚固和挖土土钉墙及土锚杆土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射砼面板组成,形成一个以土挡土的重力式挡土墙。土钉墙自上而下施工,靠土钉的相互作用形成复合整体作用。铺设钢筋网设置排水系统土钉墙土层锚杆适用于地下水低于土坡开挖段或降水措施后使地下水位低于开挖层的情况,但其失效影响较大,不适用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱土层。施工工艺:开挖工作面喷射砼设置土钉三、土方量计算及土方调配基坑、基槽土方量的计算1、基坑土方量计算式中V—土方工程量F1、F2—分别为基坑的上下底面积F0—中截面面积H—基坑深度2、基槽土方量计算∴总的土方量V=V1+V2+V3+…+VnV1=H(F1+4F0+F2)/6四、定位放线定位放线是开挖工作开展的依据。1、测设轴线控制桩引桩—基槽边线外2-3m;轴线延长线上的固定构筑物。宜在轴线测设的同时标定轴线控制桩,以保证控制桩精度。2、测设龙门板目的:施工测量中便于找到轴线和确定某层标高。优点:可以控制±0.000标高,控制轴线、墙、基础、基槽宽度等尺寸。缺点:木材用量多,占用场地。因此,轴线控制桩采用较多。顶设龙门板步骤:1、订龙门桩—开挖线外1-1.5m2、测设±0.000标高线3、顶龙门板—沿龙门桩订4、设置轴线钉—经纬仪等5、检测—保证精度6、设置施工标志—墙边线、挤出边线、及槽开挖边线标定五、排水(排除地面水)排水沟截水沟修筑土堤六、地下水处理基坑排水的原因在基坑开挖过程中,当基底低于地下水位时,由于土的含水层被切断,地下水会不断地渗入坑内。雨期施工时,地面水也会不断流入坑内。如果不采取降水措施,把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低,不仅会使施工条件恶化,而且地基土被水泡软后,容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。另外,当基坑下遇有承压含水层时,若不降水减压,则基底可能被冲溃破坏。因此,为了保证工程质量和施工全,在基坑开挖前或开挖过程中,必须采取措施,控制地下水位,使地基土在开挖及基础施工时保持干燥基坑降水的方法有集水坑降水和井点降水法。(一)、集水坑降水集水坑降水法当基地挖至地下水位以下时,沿基坑四周挖一定坡度的排水沟,设置集水井,使地下水沿沟流入井内,然后用水泵抽走(动画)特点:明排水法构造简单(其由集水井、排水沟和水泵组成),施工成本低,应尽可能采用。优点:方法简单、经济,对周围影响小,应用较广。缺点:当涌水量较大、水位差较大或土质为细砂或粉砂,有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。适用于降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘性土层。当基坑开挖较深,又采用刚性土壁支护结构挡土并形成止水帷幕时,基坑内降水也多采用集水井降水法。在井点降水仍有局部区域降水深度不足时,也可辅以集水井降水。(二)井点降水在基坑开挖前,预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管,利用抽水设备连续不断的抽水,使地下水位降至基底以下,直至基础施工完毕为止。(动画)1、一般轻型井点设备管路系统:滤管、井点管、弯联管、总管。抽水设备:真空泵、离心泵、水气分离器。(一)轻型井点降水系统轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括:滤管、井点管、弯联管及总管(见下图)。轻型井点设备1—地面;2—水泵;3—总管;4—井点管;5—滤管;6—降落后的水位;7—原地下水位;8—基坑底轻型井点设计轻型井点设计包括:⑴井点系统的平面布置⑵井点系统的高程布置⑶涌水量计算⑷确定井点管的数量根据基坑(槽)形状,轻型井点可采用单排布置、双排布置、环形布置,当土方施工机械需进出基坑时,也可采用U形布置。轻型井点布置1、平面布置2、高程布置3、涌水量计算(设备选择)4、井管数量与井距的确定(安装使用)⑴井点系统的平面布置当基坑(槽)宽度小于6m,且降水深度不超过5m时,一般可用单排井点,布置在地下水的上游一侧,其两端延伸长度一般不小于该坑(槽)的宽度为宜;如基坑宽度大于6m或土质不良,则宜采用双排井点。当基坑面积较大时,宜采用环形井点。为便于挖土机械和运土车辆出入基坑,环形井点也可以地下水的下游保留一段不设井管,而形成不封闭的布置。a)单排布置;b)双排布置;c)环形布置(d)U形布置井点的平面布置井管与坑壁距离不宜小于1m,以防止坑壁产生泄漏而影响抽水系统的真空度。井管间距应根据土质、降水深度,工程性质按计算或经验确定,一般为0.8~1.6m。靠近河流处与总管四角部位,井管应适当加密。城墙侧湖底段采用围堰挡水,二级轻型井点降水,辅以管井井点降水,放坡大开挖,挂网喷浆护坡。⑵井点系统的高程布置高程布置即是井点系统的竖向布置,取决于基坑的开挖深度,地下水位高度、降水深度等条件。井管的埋设深度H(不包括滤管)可按下式计算:H≥H1+h+ILH1——井点管埋置面至基坑底的距离H——基坑中心底至降水后地下水位的距离,一般为0.5mI——水力坡度,一般为0.1L——井点管至基坑中心的水平距离。⑶涌水量计算水井根据地下有无压力分为无压井和承压井。当水井布置在具有潜水自由面的含水层中时(即地下水面为自由水面),称为无压井[(a)、(b)];当水井布置在承压含水层中时(含水层中的地下水充满在两层不透水层间,含水层中的地下水面具有一定水压),称为承压井[图(c)、(d)]。另外,根据井底是否达到不透水层,可将水井分为完整井和非完整井,达到者为完整井,否则为非完整井。在实际工程中,以无压非完整井为多见。(a)水井的分类(b)无压完整井的环形井点涌水量设环形布置的群井范围内任意点o距各井中心距离x1=x2=……=xn=x0,即各单井布置在等半径的圆周上,则可简化为:Q=1.366K(2H-S)S/(lgR-lgX0)其中Q——涌水量K——渗透系数H——含水层厚度S——水位降低值R——抽水影响半径X0——环形井点假想半径X0=(F/∏)0.5)(95.1mHKSR(4)井管数量与井距的确定首先根据地下水在土中的渗透速度、滤管的构造与尺寸,确定单根井管的最大出水量q(m3/d):式中d——滤管内径l——滤管长度L0——总管长度n——井点管根数qQn1.1nLD002、轻型井点的施工施工过程:包括井点系统的埋设、安装、运行及拆除等。(1)准备工作:井点设备、动力、水源及必要材料的准备,排水沟开挖,附近建筑物的标高观测及防止沉降措施(2)井点系统的埋设埋设井点的程序:先排放总管,再埋设井点管,用弯联管将井点与总管接通,然后安装抽水设备。井点管的埋设方法:水冲法(分冲孔、埋管两过程)注意事项:①冲孔深度宜比滤管底深0.5m左右。②保证井点管与孔壁间填筑沙滤层的质量。③井点填砂后,须用粘土封口,以防漏气。(3)使用及拆除井点系统全部安装完毕后,需进行试抽,以检查有无漏气现象。正常的排水是细水长流,出水澄清。抽水时需要经常检查井点系统工作是否正常,以及检查观测井中水位下降情况。(4)井点回灌目的:消除周围土壤因固结而引起的地面沉陷