基坑工程思考題

1、1為什么說基坑工程是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)工程？答：復(fù)雜性:基坑支護(hù)技術(shù)主要包括基坑的勘察、設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)技術(shù)，同時(shí)包括地下水的控 制和土方開挖等；綜合性：基坑支護(hù)技術(shù)是基礎(chǔ)和地下工程施工中的一個(gè)傳統(tǒng)課題，同時(shí)又是一個(gè)綜合性的巖土 工程難題，既涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形問題，還設(shè)計(jì)土與結(jié)構(gòu)共同作用問題、基 坑中的時(shí)空效應(yīng)問題以及結(jié)構(gòu)計(jì)算問題。系統(tǒng)性：其設(shè)計(jì)與施工完全是相互依賴、密不可分的。施工的每一個(gè)階段，隨著施工工藝、開 挖位置和次序、支撐和開挖時(shí)間等變化，結(jié)構(gòu)體系和外部荷載都在變化，都對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力 產(chǎn)生直接的影響，每一個(gè)施工工況的數(shù)據(jù)都可能影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及安全。2水泥土攪拌

2、樁和高壓噴射注漿樁的分類、特點(diǎn)、適用范圍、加固機(jī)理分別是什么？ 答：水泥土攪拌樁分為深層攪拌樁和粉體攪拌樁。特點(diǎn)：將原土最大限度的利用起來(lái)?？筛鶕?jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，靈活選用相應(yīng)的加固方式， 如：壁狀、柱狀、塊狀和格柵狀等。攪拌時(shí)無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)和無(wú)污染，并且對(duì)周圍原有的建筑 物及地下管溝影響較小，因此可在密集建筑群中進(jìn)行施工。節(jié)約鋼材并降低造價(jià)并能顯著減 少施工工期，這是顯著優(yōu)于鋼筋混凝土樁基的地方。適用范圍：處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無(wú)流動(dòng)地 下水的飽和松散砂土等地基。水泥土攪拌樁加固機(jī)理是基于水泥漿和加固土體之間所發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng).其機(jī)理如下： (1)水

3、泥水化作用.在對(duì)水泥與加固土體進(jìn)行拌合時(shí)，水泥會(huì)與土中水發(fā)生水化作用，生成以下 水化產(chǎn)物：水化碳酸鈣、水化鐵酸鈣凝膠等.反應(yīng)中所生成的氫氧化鈣和含水硅酸鈣溶解在水 中，與外圍的水泥顆粒繼續(xù)發(fā)生反應(yīng).隨著反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，周圍的水溶液逐漸達(dá)到飽和.飽和后溶 液中的水分子繼續(xù)滲人水泥顆粒內(nèi)部，以細(xì)分散狀態(tài)的膠體析出，懸浮于溶液中形成膠體(2)水 泥的離子交換和顆粒聚集作用.由于土顆粒在天然狀態(tài)下表面帶有負(fù)電荷，而反離子層為陽(yáng)離 子，其層中的Na、K能與水泥漿中Ca(OH)溶液中的Ca進(jìn)行離子交換，使土粒水化膜變薄，進(jìn)而使土顆粒聚結(jié)成較大的團(tuán)粒.另外，水泥水 化后其凝膠顆粒呈分散狀，比表面積極速增大

4、，所產(chǎn)生的表面能具有強(qiáng)烈的吸附活性，能使土 顆粒結(jié)合擴(kuò)大，形成水泥土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，同時(shí)也逐漸封住了各土顆粒之間的空隙.表現(xiàn)在宏 觀上為水泥土的強(qiáng)度有了極大的提高(3)水泥土的硬化作用.離子交換后期，由于Ca數(shù)量超過 離子交換的需要量，在堿性環(huán)境中，Ca會(huì)與土中游離的二氧化硅和三氧化二鋁進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)， 生產(chǎn)不溶于水的穩(wěn)定結(jié)晶化合物.在空氣和水中該結(jié)晶化合物會(huì)逐漸硬化，進(jìn)而導(dǎo)致水泥土的 強(qiáng)度增加.而且，由于其結(jié)構(gòu)比較密實(shí)，可防止水分的侵入，故該水泥土還具有優(yōu)異的防水性 能(4)碳酸化作用.水泥水化中所生成的氫氧化鈣，還能與空氣和水中含有的二氧化碳發(fā)生碳酸 化反應(yīng)，生產(chǎn)不溶于水的碳酸鈣，該過程也可以小

5、幅度增加水泥土的強(qiáng)度，但主要體現(xiàn)在后期 強(qiáng)度2、噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。特點(diǎn)(1)施工機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便。(2)具有較好的耐久性，且料源廣闊，價(jià)格低廉。(3) 噪聲小，無(wú)污染。適用范圍（1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時(shí)間影響小，可廣泛應(yīng) 用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土、黃土及人工填土 中的素填土甚至碎石土等多種土層。2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為 基礎(chǔ)防滲之用；可作為施工中的臨時(shí)措施（如深基坑側(cè)壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為 永久建筑物的地基加固、防滲處理。（3）當(dāng)用于處理泥炭土或

6、地下水具有侵蝕性、地下水流速 過大和已涌水的地基工程時(shí)，宜通過試驗(yàn)確定其適用性。加固原理高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或 水、（空氣）成為2040MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆 桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固 結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的。單管法：?jiǎn)螌訃娚涔埽瑑H噴射水泥漿。二重管法：又稱漿液氣體噴射法，是用二重注漿管同時(shí)將高壓水泥漿和空氣兩種介質(zhì)噴射流橫 向噴射出，沖擊破壞土體。在高壓漿液和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，破壞土體的能量顯著 增大

7、，最后在土中形成較大的固結(jié)體。三重管法：是一種漿液、水、氣噴射法，使用分別輸送水、氣、漿液三種介質(zhì)的三重注漿管， 在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓水流的周圍環(huán)繞一股圓筒狀氣流，進(jìn)行高壓水流噴射流和 氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，再由泥漿泵將水泥漿以較低壓力注入到被切割、破 碎的地基中，噴嘴作旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使水泥漿與土混合，在土中凝固，形成較大的固結(jié)體， 其加固體直徑可達(dá)2m。噴射注漿法的加固半徑和許多因素有關(guān)，其中包括噴射壓力P、提升速度、被加固土的抗剪強(qiáng) 度T、噴咀直徑d和漿液稠度B。加固范圍與噴射壓力P、噴咀直徑d成正比，與提升速度S、土的抗剪強(qiáng)度丁和漿液稠度B成反比。 加固體強(qiáng)

8、度與單位加固體中的水泥摻入量和土質(zhì)有關(guān)。3水泥土墻的設(shè)計(jì)內(nèi)容和驗(yàn)算內(nèi)容分別有哪些？答：設(shè)計(jì)內(nèi)容包括1）確定水泥土擋墻的外荷載：墻頂荷載、墻體自重、墻后土面超載、坑外全 墻高度的主動(dòng)土壓力、水壓力、坑底以下被動(dòng)土壓力，不考慮地震荷載。2）按重力式擋土墻進(jìn)行設(shè)計(jì)：確定墻體的高度、寬度、墻體插入坑底的深度等。驗(yàn)算內(nèi)容為對(duì)墻體進(jìn)行抗傾覆、抗滑移、墻體整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、墻身強(qiáng)度和變形驗(yàn)算、墻底地 基承載力驗(yàn)算、基坑坑底抗隆起、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算及抗?jié)B流驗(yàn)算等。4什么是取樣檢驗(yàn)、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、靜荷載試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、 動(dòng)力觸探試驗(yàn)、透水試驗(yàn)？并簡(jiǎn)介試驗(yàn)過程。答：取樣檢驗(yàn)：是為了評(píng)定礦產(chǎn)

9、取樣結(jié)果的可靠程度，而對(duì)取樣工作的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，即樣品 采取、樣品加工及樣品分析（或試驗(yàn)）所進(jìn)行的檢查工作。旁壓試驗(yàn)：采用旁壓儀在場(chǎng)地的鉆孔中直接測(cè)定土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程見土力 學(xué)P133標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是用63.5 0.5kg的穿心錘以076 0.02m的自由落距將一定規(guī)格尺寸的標(biāo)準(zhǔn)貫 入器在孔底預(yù)打入土中0.15m，測(cè)記再打入0.3m的錘擊數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)。靜力觸探試驗(yàn)將圓錐形探頭按一定速率勻速壓入土中量測(cè)其貫入阻力錐頭阻力側(cè)壁摩阻力的過 程稱為靜力觸探試驗(yàn)樁靜載試驗(yàn)是指在樁頂部逐級(jí)施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力，觀測(cè)樁頂部隨時(shí)間產(chǎn)生 的沉降、上拔位移或水平位移，以確定相應(yīng)

10、的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單 樁水平承載力的試驗(yàn)方法。動(dòng)力觸探測(cè)試：是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入土的難易程度 （用貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來(lái)表示）判定土層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法。土釘墻的特點(diǎn)、適用范圍和支護(hù)原理是什么？答：特點(diǎn)1、土釘墻盡可能的保持并提高了基坑側(cè)壁土體的自穩(wěn)定性2、土釘長(zhǎng)度范圍內(nèi)形成類 似于重力式擋土墻，支撐墻后土體的水平荷載3、提高了邊坡整體穩(wěn)定和承受坡頂超載能力，增 強(qiáng)土體破壞延性，有利于安全施工4、位移小，對(duì)相鄰建筑影響小5、設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便，噪 聲小，工期短，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好。適用范圍：基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二

11、、三級(jí)，周圍不具備放坡條件，地下水位低或基坑外有降水 條件土層具有一定臨時(shí)自穩(wěn)能力，開挖深度在12米以內(nèi)。支護(hù)原理：1、土釘對(duì)復(fù)合體起骨架約束作用：2、土釘對(duì)復(fù)合體起分擔(dān)作用：3、土釘起著應(yīng)力 傳遞與擴(kuò)散作用：4、坡面變形的約束作用。土釘墻的構(gòu)造及其各組成部分的作用是什么？答：土釘墻的構(gòu)造包括土釘、混凝土面層、防水系統(tǒng)。土釘?shù)淖饔茫菏芰?gòu)件、摩擦力、復(fù)合土體混凝土面層的作用：約束坡面變形、將土釘連成整體防水系統(tǒng)的作用：地表防水、坡面泄水、坡底排水、降水或截水措施土釘墻的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括哪些？答：1）確定基坑基坑側(cè)壁的平面和剖面尺寸以及分段施工高度；2）設(shè)計(jì)土釘墻的布置方式和 間距以及直徑、長(zhǎng)度、傾

12、角以及空間的方向；3）設(shè)計(jì)土釘鋼筋的類型直徑及構(gòu)造；4）注漿 配方設(shè)計(jì)、注漿方式、漿體強(qiáng)度指標(biāo)；5）噴射混凝土面層設(shè)計(jì)；6）坡頂防護(hù)措施；7）土釘 抗拔力驗(yàn)算及整體穩(wěn)定性分析計(jì)算，通過計(jì)算驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)參數(shù)；8）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和反饋設(shè)計(jì)；9） 施工圖及說明書。8簡(jiǎn)述土釘墻的施工工藝流程。答：1）分層挖土，修整邊坡，埋設(shè)混凝土厚度標(biāo)志。2）噴第一層混凝土。3）成孔、插筋、注 漿施工土釘，安設(shè)連接件。4）綁扎鋼筋網(wǎng)，噴射第二層混凝土。5）重復(fù)上述步驟，直至基坑 設(shè)計(jì)深度。6）設(shè)置坡頂、坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。9簡(jiǎn)述土釘墻的監(jiān)測(cè)內(nèi)容和監(jiān)測(cè)要求。答：土釘墻的監(jiān)測(cè)內(nèi)容：1）土釘墻的水平位移；2）周圍建筑物、地下管

13、線變形和裂縫觀察記 錄3）基坑滲漏水和基坑內(nèi)外地下水變化4）土體分層豎向位移和地表開裂狀態(tài)觀察記錄 土釘墻的監(jiān)測(cè)要求：1）在土釘墻施工階段，要求每天監(jiān)測(cè)不少于1次。在完成基坑開挖、變形 趨于穩(wěn)定后，可適當(dāng)減少監(jiān)測(cè)次數(shù)。施工監(jiān)測(cè)應(yīng)持續(xù)至土方回填完畢。2）雨天、雨后或土釘墻 出現(xiàn)滲水時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)3）當(dāng)觀測(cè)位移超過監(jiān)控報(bào)警值時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，分析原因，并及時(shí)采 取加固措施，防止事故發(fā)生。10錨桿技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：1）錨桿設(shè)置于圍護(hù)墻背后，基坑內(nèi)有較大的空間，有利于土方施工。2）施工機(jī)械及設(shè)備 的作用空間不大，可為各種地形和場(chǎng)地選用。3）錨桿的設(shè)計(jì)拉力可由抗拔試驗(yàn)來(lái)獲得，可保證 設(shè)計(jì)有足夠的安全度。

14、4）預(yù)應(yīng)力錨桿可采用預(yù)加拉力，以控制結(jié)構(gòu)的變形量。5）施工時(shí)的噪 聲和振動(dòng)均很小。11簡(jiǎn)述錨桿的構(gòu)造與類型。答：1）構(gòu)造擋土結(jié)構(gòu)物：地下連續(xù)墻、灌注樁、各種類型的板樁。錨桿系統(tǒng)：錨桿（索）、自 錨固段、錨頭、墊塊。錨桿可分為錨固段、自由段和錨頭三部分。2）類型單體錨桿支護(hù);錨噴支護(hù);錨網(wǎng)支護(hù);錨網(wǎng)噴支護(hù);錨帶支護(hù);錨網(wǎng)帶支護(hù);錨桁支護(hù);錨網(wǎng)桁支 護(hù);錨索支護(hù)12 錨桿的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括哪些？答：1、確定基坑支護(hù)方案，確定層數(shù)、間距、傾角。2、計(jì)算擋墻單位長(zhǎng)度所受各層錨桿的水 平力。3、根據(jù)錨桿傾角和間距計(jì)算錨桿軸力。4、計(jì)算錨桿錨固段長(zhǎng)度。5、計(jì)算錨桿自由段長(zhǎng) 度。6、計(jì)算樁、墻與錨桿的整體穩(wěn)定。

15、7、計(jì)算錨桿錨索的斷面尺寸。8、計(jì)算錨桿腰梁斷面尺 寸。9、繪制錨桿施工圖。13錨桿與土釘有哪些異同點(diǎn)？答：1）土釘埋入土體的深度短，而錨桿較長(zhǎng)；2）受力原理相同，但是錨桿可以施加預(yù)應(yīng)力， 而土釘不行；3）錨桿全部是注漿型，土釘有注漿也有不注漿的；4）土釘?shù)臈U件受拉可以是鋼 筋、鋼管、角鋼及其他可以使用的材料，而錨桿可以是鋼絲、鋼絞線、鋼筋等。14錨桿的支護(hù)機(jī)理是什么？答：受力機(jī)理：受外拉力后先傳到砂漿中，再傳到土中，發(fā)生相對(duì)位移后，發(fā)生土與錨桿的摩 阻力，直到達(dá)到極限摩阻力。錨桿是一種受拉桿件，它的一端與工程結(jié)構(gòu)物或擋土樁墻聯(lián)結(jié)， 另一端錨固于地基的土層或巖層中，以承受結(jié)構(gòu)物的上托力、拉拔力

16、、傾側(cè)力或擋土墻的土壓 力，它利用土層的錨固力維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。15排樁墻支護(hù)體系由哪些部分組成？支護(hù)墻體的主要形式有哪些？答：1）排樁墻支護(hù)體系由支撐系統(tǒng)和拉錨系統(tǒng)組成；支撐系統(tǒng)包括圍檁、支撐和支撐立柱，拉 錨系統(tǒng)包括土層錨桿、錨碇拉錨和錨樁拉錨2）支護(hù)墻體的形式：鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、H 型鋼木擋板樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻和SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)16 簡(jiǎn)述鉆孔灌注樁、SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)和地下連續(xù)墻的支護(hù)特點(diǎn)。答：鉆孔灌注樁支護(hù)特點(diǎn)：1）施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音等環(huán)境公害，無(wú)擠土現(xiàn)象，對(duì)周圍環(huán)境影響 小;2）墻身強(qiáng)度高,剛度大，支護(hù)穩(wěn)定性好,變形小;3）當(dāng)工程樁也為灌注樁時(shí)，可以同步施工，從而 施工有利

17、于組織、方便、工期短;4）樁間縫隙易造成水土流失,特別時(shí)在高水位軟粘土質(zhì)地區(qū)，需 根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題；5）適用于軟粘土質(zhì) 和砂土地區(qū)，但是在砂礫層和卵石中施工困難應(yīng)該慎用;6）樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍檁 連成整體，因而相對(duì)整體性較差,當(dāng)在重要地區(qū)，特殊工程及開挖深度很大的基坑中應(yīng)用時(shí)需要特 別慎重。SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)特點(diǎn)：1）施工時(shí)基本無(wú)噪音，對(duì)周圍環(huán)境影響??；2）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠，凡是適合 應(yīng)用水泥土攪拌樁的場(chǎng)合都可使用，特別適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層;3）擋水防滲性 能好,不必另設(shè)擋水帷幕;可以配合多道支撐應(yīng)用于較深的基坑;4）此工法

18、在一定條件下可代替作 為地下圍護(hù)的地下連續(xù)墻，在費(fèi)用上如果能夠采取一定施工措施成功回收H型鋼等受拉材料;則 大大低于地下連續(xù)墻，因而具有較大發(fā)展前景。地下連續(xù)墻支護(hù)特點(diǎn)1.施工時(shí)振動(dòng)小，噪音低，能夠緊鄰相鄰建筑物和地下管線施工，施工時(shí)對(duì) 周圍環(huán)境影響小2、墻身剛度大。強(qiáng)度高、整體性好，結(jié)構(gòu)和地基變形較小3、耐久性好、防滲 能力強(qiáng)17板樁墻式支護(hù)體系應(yīng)進(jìn)行哪些穩(wěn)定性分析？答：1）整體抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算3）基坑抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算4）基坑滲流 穩(wěn)定性驗(yàn)算18簡(jiǎn)述支撐體系的分類、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用范圍。答：分類：內(nèi)支撐體系、平面支撐體系、豎向斜撐體系19簡(jiǎn)述鋼筋混凝土支撐和鋼支撐系統(tǒng)的區(qū)別。20、什么是逆作法？與順作法相比，逆作法有哪些技術(shù)特點(diǎn)？答：逆作法：對(duì)深度較大的多層地下室或地下結(jié)構(gòu)，利用先施工完成的地下連續(xù)墻作為深基坑 開挖時(shí)擋土、止水的圍護(hù)墻，利用地下結(jié)構(gòu)各層的樓蓋、柱、墻等作為圍護(hù)墻的強(qiáng)大支撐體系， 由地面起分層向下逐層施工，直至底板完成，同時(shí)在地面結(jié)構(gòu)完成之后，同時(shí)向上逐層施工上 部結(jié)構(gòu)。逆作法的技術(shù)特點(diǎn)：1）縮短工程施工的總工期2）基坑變形小，相鄰建筑物沉降少3）可節(jié)省 地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用4）使底板