水运施工教学课件：船闸工程施工-第二节基坑开挖及地基处理

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1、第二节基坑开挖及地基处理一、基坑开挖建筑物施工的笫一道工序就是开挖基坑。决定棊坑开挖线的依据是船闸的轮廓尺寸，开挖线需在船闸平而布置图上绘制出來。它与船闸底面的轮丿廊、排水方式、施工条件及边坡坡度等因素有关。在任何情况下，基坑开挖和某础施工都应该在最短的时间内连续抓紧完成，以免边坡坍方和坑底部的承载能力遭到破坏，并可减少基坑的排水费用和加快施工进度。（一）基坑轮廓尺寸的确定基坑排水由丁•耍考虑布置排水沟以及模板的架立、支撑和施工机具的运转等的需要，在船刚底平面外侧要留有一定的富余尺寸，一般取3〜

2、5叫砂土地基或有承压水者,每侧可留5〜8m。市于船闸闸首比闸室宽且深，为节省开挖和回填的土方，慕坑的形状-•般为多边形；而慕坑的横断面，随施工现场客观条件的不同而有倒梯形或多级变坡倒梯形等。在选择基坑开挖断而形式时，通常要考虑土壤的性质、地下水情况、施丁场地人小、施工方法和开挖深度等因素。当土壤较松软、挖深较人时，坡度应放缓，反之则可较陡。当基坑处于不同性质的土层时，则应根据各层土壤的不同性质确定每一层的边坡坡度，采用变坡的形式，即各段坡度不一的曲折边坡（图5-12）o当基坑较深时，一般挖成复式

3、断面槽，以减少土方量，通常在15〜20肌左右深度可在中间留出3〜5ni宽的马道，以便于施工布置及增加边坡稳定，同时，上部的边坡可适当陡些，如图5-13所示图5-12变坡梯形槽图5-13复式梯形断面总之，各种开挖断面形式的选择，应以节省十方、施工简便、T期短以及保证工程质量和施工安全为前提。基坑的边坡，一般须通过圆弧滑动法等计算确定，在初步估算时可参考下列经验数值：用明沟排水时，对坚实粘土为1：1.5〜1：2；砂壤土为1：2〜1：3o粉砂土为1：5〜1：7；用人工降低地下水位时，对粘十•为1：1〜

4、1.5,砂性土1：1.5〜1：2o岩石基坑的边坡约为1：0.5。风化岩及软岩石为1：1左右。基坑开挖的顺序应依照船闸建筑物施工的先后来决定。基础土层挖好后不能扰动。如果开挖完毕至浇筑要和隔儿天或遇天气阴雨时，均应预留厚约15〜20cm的保护层不挖，待浇筑前再开挖至设计标高。基坑开挖高程应控制准确，以免超挖。个别地方如确因施工错谋或其他原因而使挖深超过设计高程时，应用砂、砾石或碎石填补，并仔细夯实。在重要的结构部位偶然超挖时，应用石砌或低标号混凝土填补并应取得监理和设计单位的同意。（二）基坑开挖方

5、法基坑开挖的基本方法有：人工开挖、机械开挖、爆破开挖和水力机械开挖。如果有水F开挖的土方工程则需要挖泥船或能进行水下挖掘的机械进行施工。人工开挖在历史上曾经被广泛采用，但hl前人工开挖已经很少，只冇一些机械施工受到限制，机械难以施工的局部地方仍采用AT开挖。二、基础处理（一）基础防渗措施为了保证围堰和基坑边坡的稳定性，达到减少渗流屋和降低渗透压力的口的，一般均要采取-•定的防渗措施。常用的防渗措施有打钢板桩、浇筑地下连续墙、基坑帷幕灌浆和防渗板桩墙等。钢板桩的防渗效果好，施工速度快，而且可起扌当

6、土墙的作用，能减少开挖和冋填土方量。帷幕灌浆是工程中常用的防渗措施。灌浆材料有粘土浆和水泥浆等（图5-14）。灌浆帷幕图5-14围堰基础灌浆帷幕（二）基坑排水在有承压水的地区，当为建筑物基础开挖基坑时，如果塘底覆盖土层自重小于承压水头上托力（图5-15）,则塘底部有可能被顶穿而人量涌水或形成泉眼，使施工作业被迫屮止；当含水层的土层发生渗流变形（管涌或流砂等），地基整体1生将被破坏，因此，在开挖基坑时应该使上覆土重远大丁•浮托力。为此，施工中釆取的有效办法是降低承压水头Ht,使Z卜•降到满足下列关

7、系式：(5-1)基坑Eka）浮托力图5-15承压水的作用a）从河流供水的承压水.b）地下水供水的承压水式屮：h、、・——基坑内水深（m）；人•，人——单位体积水及土的垂度（N/m3）；久——承压水层以上的覆盖土层厚度（m）。降低H托的措施很多，最常用的是用深井泵或深井点排水，或打口流排水井降压（图5-16）o如果由于措施不力或其他原因，造成地下水穿过薄弱土层向外流出形成泉眼，会影响施工。工程屮常根据泉眼产生的位置不同，采用不同的方法处置。当泉眼位于建筑物的底部，则在泉眼处先挖〜小坑铺填砂右滤层（

8、滤层的作用是使水流出但不带走士粒，防I上泉眼进一步扩大），并预埋灌浆管和排水管，用抽水泵不断抽水，先浇筑好混凝土,再向灌浆管内压注水泥砂浆，予以堵塞。如果在具他部位则采取引流方法，使泉眼不致影响施工即可。处理的方法通常是在泉眼上抛一层粗砂（滤层），再在英上铺一层小石T.并将泉水引流到排水沟即可。砂性土地基（尤具是粉砂土地基），在受到渗透水压力的作用卜.，基坑底部及边坡处极易发生流砂，对施工造成不利影响。对这一现象只能从预防人手，对渗透水压力的作用可用降低地下水位的方法减小其作用力。而対地血迳流造