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原创2021一建《市政》,4表+2题理清基坑(槽)土方开挖及基坑变形控制要点

2021-06-11 15:21:33

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摘要: 以下主要以地铁车站基坑为主简要介绍明挖基坑(槽)的土方开挖及变形控制。

一、基本要求

项目

内容要点

基本规定

(1)应根据支护结构设计、降水或隔水要求,确定基坑开挖方案

(2)基坑周围地面应设排水沟,基坑内也应设置必要的排水设施

(3)放坡开挖时,应对坡顶、坡面、坡脚采取降水排水措施

(4)软土基坑必须分层、分块、对称、均衡地开挖,分块开挖后必须及时支护

(5)对于有预应力要求的钢支撑或锚,还必须按设计要求施加预应力

(6)当基坑开挖面上方的支撑、锚杆和土钉未达到设计要求时,严禁向下开挖

(7)基坑开挖过程中,必须采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土

(8)当开挖揭露的实际土层性状或地下水情况与设计依据的勘察资料明显不符,或出现异常现象、不明物体时,应停止开挖,在采取相应措施后方可继续开挖

异常情况应立即停止开挖

(1)支护结构变形达到设计规定的控制值或变形速率持续增长且不收敛

(2)支护结构的内力超过其设计值或突然增大

(3)围护结构或止水帷幕出现渗漏,或基坑出现流土、管涌现象

(4)开挖暴露出的基底出现明显异常

(5)围护结构发生异常声响

(6)边坡或支护结构出现失稳征兆

(7)基坑周边建(构)筑物等变形过大或已经开裂

二、基坑(槽)的土方开挖方法

项目

要点

开挖方法

(1)浅层土方开挖:短臂挖掘机及长臂挖掘机直接开挖、出土,自卸运输车运输

(2)深层土方开挖:长臂挖机不能开挖时,应采用小型挖掘机,将开挖后的土方转运至围护墙边,用吊车提升出土,自卸车辆运输,坑底以上0.3m的土方采用人工开挖

基坑分块开挖顺序

(1)地铁车站长条形基坑开挖应遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原则

(2)兼作盾构始发井的车站,一般从两端或一端向中间开挖,以方便端头井的盾构始发

(3)地铁车站端头井,首先撑好标准段内的对撑,再挖斜撑范围内的土方,最后挖除坑内的其余土方

(4)斜撑范围内的土方,应自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑

三、基坑的变形控制

(一)基坑变形特征

基坑变形特征

要点

土体变形

基坑周围地层移动主要是由于围护结构的水平位移坑底土体隆起造成的

围护墙体水平变形

(1)当基坑开挖较浅,还未设支撑时,表现为墙顶位移最大,向基坑方向水平位移,呈三角形分布

刚性墙体,如水泥土搅拌桩墙、旋喷桩墙等;柔性墙体,如钢板桩、地下连续墙等

(2)一般柔性墙如果设支撑,表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动,墙体腹部向基坑内凸出

围护结构竖向变位

危害基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性

基坑底部的隆起

原因

①基坑底不透水土层由于其自重不能承受不透水土层下承压水水头压力而产生突然性的隆起

②由于围护结构插入基坑底土层深度不足而产生坑内土隆起破坏

监测

一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况

地表沉降

围护结构的水平变形墙顶沉降及坑底土体隆起会造成地表沉降,引起基坑周边建(构)筑物变形

【2014年一建案例节选】

  某施工单位中标承建过街地下通道工程,周边地下管线较复杂,设计采用明挖顺作法施工。基坑围护结构采用SMW工法桩,基坑沿深度方向设有2道支撑,其中第一道支撑为钢筋混凝土支撑,第二道支撑为钢管支撑(见图5)。

1、给出图5中A、B构(部)件的名称,并分别简述其功用。

【betway88必威官网答案】
A是H型钢;B是支撑系统的围檩(腰梁,圈梁)。
A 的功用:在围护结构(或水泥搅拌桩)中起骨架作用(或提高围护结构刚度、挡土);B 的功用:整体受力(或提高支撑刚度、均匀受力)。

2、根据两类支撑的特点分析围护结构设置不同类型支撑的理由。
【betway88必威官网答案】

【betway88必威官网答案】
(1)上部第一道支撑用混凝土结构,理由:
混凝土支撑,刚度大、变形小,可靠性强。
1)本基坑深度10M,上部受力最大,比起其他结构混凝土结构支撑刚度大,减少围护结构变形。
2)混凝土结构支撑与地面平,施工方便浇筑与凿除。
3)能承受拉应力,整体性强。
(2)下部第二道支撑用钢管结构,理由:
钢支撑体系的特点是,结构自重轻,施工速度快,装拆方便。
1)下部受力较小,用钢结构安全的前提下,安装拆除速度快、工期更短。
2)支撑可施加预应力,控制桩墙体变形。
3)可周转使用(或经济性好)。

(二)基坑的控制

项目

要点

基坑变形控制

(1)增加围护结构和支撑的刚度

(2)增加围护结构的入土深度

(3)加固基坑内被动土压区土体

加固方法有墩式加固、满堂加固、格栅加固、抽条加固、裙边加固及抽条加固与裙边加固相结合的形式

(4)减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖后未及时支撑的暴露时间(软土地区施工时尤其有效)

(5)调整围护结构或隔水帷幕深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响

坑底稳定控制

(1)保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施

(2)适时施做底板结构

【2011年】控制基坑底部土体过大隆起的方法有(  )。

A.增加支撑刚度

B.增加固护结构入土深度

C.加固坑底土体

D.采用降压井降水

E.适时施作底板结构

betway88必威官网答案:BCDE
betway88必威官网解析:增加围护结构和支撑的刚度是控制基坑变形的主要方法之一。

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