1.2. 邊坡穩定
開挖基坑時,如條件允許可放坡開挖,與用支護結構支擋后垂直開挖比較,在許多情況下放坡開挖比較經濟。放坡開挖要正確確定土方邊坡,對深度5m以內的基坑,土方邊坡的數值可從有關規范和文獻上查出,對深基坑的土方邊坡,有時則需通過邊坡穩定驗算來確定,否則處理不當就會產生事故。我國在深基坑邊坡開挖方面發生過一些滑坡事故,有的雖然未滑坡,但產生了過大的變形,影響施工正常進行。對于有支護結構的深基坑,在進行整體穩定驗算時,亦要用到邊坡穩定驗算的知識。
從理論上說,研究土體邊坡穩定有兩類方法,一是利用彈性、塑性或彈塑性理論確定土體的應力狀態,二是假定土體沿著一定的滑動面滑動而進行極限平衡分析。
第一類方法對于邊界條件比較復雜的土坡較難以得出精確解,國內外許多人在這方面進行不少研究工作,也取得一些進展,近年來還可采用有限單元法,根據比較符合實際情況的彈塑性應力應變關系,分析土坡的變形和穩定,一般稱為極限分析法。
第二類方法是根據土體沿著假想滑動面上的極限平衡條件進行分析,一般稱為極限平衡法。在極限平衡法中,條分法由于能適應復雜的幾何形狀、各種土質和孔隙水壓力,因而成為最常用的方法。條分法有十幾種,其不同之處在于使問題靜定化所用的假設不同,以及求安全系數方程所用的方法不同。
1.3. 基坑土方開挖
高層建筑基坑工程的土方開挖,在設法解決了地下水和邊坡穩定問題之后,還要解決土方如何開挖的問題,即選用什么方法、什么機械、如何組織施工等一系列問題。
在基坑土方開挖之前,要進行詳細的施工準備工作,在開挖施工過程中要考慮開挖方法和人工開挖和機械開挖的配合問題,開挖后還要考慮對一些特殊地基的地基處理問題。
1.3.1. 施工準備工作
基坑開挖的施工準備工作一般包括以下幾方面內容:
1.查勘現場,摸清工程實地情況。
2.按設計或施工要求標高整平場地。
3.做好防洪排洪工作。
4.設置測量控制網。
5.設置就緒基坑施工用的臨時設施。
1.3.2. 機械和人工開挖
在開挖施工過程中人工開挖和機械開挖的配合問題一般要遵循以下幾條原則和方法:
1.對大型基坑土方,宜用機械開挖,基坑深在5m內,宜用反鏟挖土機在停機面一次開挖,深5m以上宜分層開挖或開溝道用正鏟挖土機下入基坑分層開挖,或設置鋼棧橋,下層土方用抓斗挖土機在棧橋上開挖,基境內配以小型推土機堆集土。對面積很大、很深的設備基礎基坑或高層建筑地下室深基坑,可采用多層同時開挖方法,土方用翻斗汽車運出。
2.為防止超挖和保持邊坡坡度正確,機械開挖至按近設計坑底標高或邊坡邊界,應預留80~50cm厚土層,用人工開挖和修坡。
3.人工挖土,一般采取分層分段均衡往下開挖,較深的坑(槽),每挖1m左右應檢查邊線和邊坡,隨時糾正偏差。
4.對有工藝要求,深入基巖面以下的基坑,應用邊線控制爆破方法松爆后再挖,但應控制不得震壞基巖面及邊坡。
5.如開挖的基坑(槽)深于鄰近建筑基礎時,開挖應保持一定的距離和坡度,以免在施工時影響鄰近建筑基礎的穩定。如不能滿足要求,應采取在坡腳設擋墻或支撐進行加固處理。
6.挖土時注意檢查基坑底是否有古墓,洞穴,暗溝或裂隙、斷層(對巖石地基)存在,如發現跡象,應及時匯報,并進行探查處理。
7.棄土應及時運出,如需要臨時堆土,或留作回填土,堆土坡角至坑邊距離應按挖坑深度,邊坡坡度和土的類別確定,干燥密實土不小于3m,松軟土不小于5m。
8.基坑挖好后,應對坑底進行抄平,修整。如挖坑時有小部分超挖,可用素土、灰土或礫石回填夯實至與地基土基本相同的密實度。
9.為防止坑底擾動,基坑挖好后應盡量減少暴露時間,及時進行下一道工序的施工,如不能立即進行下一工序時,應預留15—30cm厚覆蓋土層,待基礎施工時再挖去。