学员专用 请勿外泄 2020 环球网校一级建造师《市政公用工程管理与实务》考点精讲 【考点】基坑（槽）土方开挖及基坑变形控制 一、基本要求 （1）基本规定如下： 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，且应避免雨水、渗水等流入坑内；同时，基坑内也应设置必要 的排水设施，保证开挖时及时排出雨水。放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。 当采取基坑内、外降水措施时，应按要求降水后方可开挖土方。 3）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施工支撑。对于有预 应力要求的钢支撑或锚杆，还必须按设计要求施加预应力。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。 4）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。 5）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。 （2）发生下列异常情况时，应立即停止开挖，并应立即查清原因和及时采取措施后，方可继 续施工： 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（包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层水位过高造成开 挖施工困难）。 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）筑物变形过大或已经开裂。 二、基坑（槽）的土方开挖方法 （1）根据不同的开挖深度采用不同的施工方法，主要开挖方法包括以下两种: 1）浅层土方开挖。 2）深层土方开挖：坑底以上 0.3m 的土方采用人工开挖。 上述开挖方法是典型的地铁车站基坑开挖方法，其长处在于水平挖掘或运输和垂直运输分离， 可以多点垂直运输，缓解了纵坡问题、支撑延迟安装问题，极大地提高了挖土速度，可以有效保 证基坑的安全。 环球网校学员专用 1 课程咨询： 学员专用 请勿外泄 （2）基坑分块开挖顺序： 地铁车站的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，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。 对于地铁车站端头井，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。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。具体见图 1K413023-4，图中序号为土方分块开挖顺序。 三、基坑的变形控制 （一）基坑变形特征 1.土地变形 可以认为，基坑周围地层移动主要是由围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的。 环球网校学员专用 2 课程咨询： 学员专用 请勿外泄 2.围护墙体水平变形 当基坑开挖较浅，还未设支撑时，不论对刚性墙体（如水泥土搅拌桩墙、旋喷桩墙等）还是 柔性墙体（如钢板桩、地下连续墙等） ，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形 分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位 移；而一般柔性墙如果设支撑，则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。 4.基坑底部的隆起 过大的坑底隆起可能是两种原因造成的： （1）基坑底不透水土层由于其自重不能够承受下方承压水水头压力而产生突然性隆起； （2）基坑由于围护结构插入坑底土层深度不足而产生坑内土体隆起破坏。 基坑底土体的过大隆起可能会造成基坑围护结构失稳。另外，由于坑底隆起会造成立柱隆起， 进一步造成支撑向上弯曲，可能引起支撑体系失稳。 一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。 （二）基坑的变形控制 （1）为保证基坑支护结构及邻近建(构)筑物等安全，必须控制基坑的变形以保证邻近建（构） 筑物的安全。 （2）控制基坑变形的主要方法有： 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。加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式。 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，这一点在软土地区 施工时尤其有效。 5）通过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。 （三）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）适时施作底板结构。 【考点】地基加固处理方法 一、地基加固处理作用与方法选择 （一）基坑地基加固的目的 （2）基坑外加固的目的主要是止水，有时也可减少围护结构承受的主动土压力。 （3）基坑内加固的目的主要有：提高土体的强度和土体的侧向抗力，减少围护结构位移，保 护基坑周边建筑物及地下管线；防止坑底土体隆起破坏；防止坑底土体渗流破坏；弥补围护墙体 插入深度不足等。 （二）基坑地基加固的方式 （1）在软土地基中，按平面布置形式分类，基坑内被动区加固形式主要有墩式加固、裙边加 固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固（见图 1K413024-1） 。 环球网校学员专用 3 课程咨询： 学员专用 请勿外泄 采用墩式加固时，土体加固一般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域；长条形基坑可考虑 采用抽条加固；基坑面积较大时，宜采用裙边加固；地铁车站的端头井一般采用格栅式加固；环 境保护要求高，或为了封闭地下水时，可采用满堂加固。加固体的深度范围应从第二道支撑底至 开挖面以下一定深度，考虑地表有施工机具运行需要时，也可以采用低水泥掺量加固到地面。 （2）换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便。 （3）采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体 固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基坑。 二、常用方法与技术要点 （一）注浆法 （2）注浆法所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂混合而成。 外加剂可根据在浆液中所起的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。注浆材 料有很多，其中，水泥浆是以水泥为主的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。 （3）在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电 动化学注浆四类；其应用条件见表 1K413024-1。 不同注浆法的适用范围表 1K413024-1 注浆方法 适用范围 渗透注浆 只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石 劈裂注浆 适用于低渗透性的土层 压密注浆 常用于中砂地基，黏土地基中若有适宜的排水条件也可采用。如遇排水困难而可能 在土体中引起高孔隙水压力时，就必须采用很低的注浆速率。压密注浆可用于非饱 和的土体，以调整不均匀沉降以及在大开挖或隧道开挖时对邻近土进行加固 电动化学注浆 地基土的渗透系数 k<10-4cm/s，只靠一般静压力难以使浆液注入土的孔隙的地层 （4）注浆设计包括注浆量、布孔、注浆有效范围、注浆流量、注浆压力、浆液配方等主要 工艺参数，没有经验可供参考时，应通过现场试验确定上述工艺参数。 （5）注浆加固土的强度具有较大的离散性，注浆检验应在加固后 28d 进行。可采用标准贯入、 轻型静力触探法或面波等方法检测加固地层均匀性；按加固土体尝试范围每间隔 1m 进行室内试验， 测定强度或渗透性。检验点数和合格率应满足相关规范要求，对不合格的注浆区应进行重复注浆。 环球网校学员专用 4 课程咨询： 学员专用 请勿外泄 （二）水泥土搅拌法 （1）根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和 地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。可采用单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机或连续成槽搅 拌机。 （2）水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土（软塑和可塑）、粉土（稍 密、中密）、粉细砂（稍密、中密） 、中粗砂（松散、稍密）、饱和黄土等土层。不适用于含有大孤 石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的 砂类土，以及地下水影响成桩质量的土层。当地下水的含水量小于 30%（黄土含水量小于 25%）时 不宜采用粉体搅拌法。水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、pH 值小于 4 的酸性土、塑性指 数大于 25 的黏土，当在腐蚀性环境中以及无工程经验地区使用时，必须通过现场和室内试验确定 其适用性。 （ 4）水 泥土搅拌 法施工 步骤由于 湿法和干 法的 施工设备 不同而略 有差 异，具体 见图 1K413024-2、图 1K413024-3。 其主要步骤应为： 1）搅拌机械就位、调平； 2）预搅下沉至设计加固深度； 3）边喷浆（粉） 、边搅拌提升直至预定的停浆（灰）面； 4）重复搅拌下沉至设计加固深度； 5）根据设计要求，喷浆（粉）或仅搅拌提升直至预定的停浆（灰）面； 6）关闭搅拌机械。 在预（复）搅下沉时，也可采用喷浆（粉）的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少再重复 搅拌一次。 环球网校学员专用 5 课程咨询： 学员专用 请勿外泄 （5）应根据室内试验确定需加固地基土的固化剂和外加剂的掺量，也可根据工程经验确定。 （6）水泥土搅拌桩的施工质量检测可采用下列方法： 在成桩 3d 内，采用轻型动力触控检查上部桩身的均匀性；在成桩 7d 后，采用浅部开挖桩头 进行检查，开挖深度宜超过停浆（灰）面下 0.5m，检查搅拌的均匀性，量测成桩的直径。作为重 力式水泥土墙时，还应用开挖方法检查搭接宽度和位置偏差，应采用钻芯法检查水泥土搅拌桩的 单轴抗压强度、完整性和深度。 （三）高压喷射注浆法 （1）高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、黏性土（流塑、软塑和可塑） 、粉土、砂土、黄土、 素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬黏性土，含有较多的块石或大量植物根茎 的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范围小或影响处理效果。而 对于含有过多有机质的土层，其处理效果取决于固结体的化学稳定性。 应根据现场试验结果确定其适用程度。 对于湿陷性黄土地基，也应预先进行现场试验。 （3）高压喷射有旋喷（固结体为圆柱状）、定喷（固结体为壁状）和摆喷（固结体为扇状） 等三种基本形状。 高压喷射注浆的三种形式 1-桩 2-射流 3-冒浆 4-喷射注浆 5-板 6-墙 1）单管法：喷射高压水泥浆液一种介质； 2）双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质； 3）三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。 有效处理长度，以三管法最长，双管法次之，单管法最短。 实践表明，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常 环球