软土大型基坑开挖(excavation of big foundation pitin soft soil)

在软土地基中开挖面积大和(或)深度深的基坑作业。软土地基是由软塑到流塑状态软弱粘性土构成的高压缩性地基。

软土特性     在静水或缓慢流水环境中沉积，经生物化学作用形成的粘性土，称软弱粘性土，简称软土。例如：淤泥、淤泥质土、其他高压缩性饱和粘性土等。软土具有触变性、蠕变性、高压缩性、低透水性、沉降不均匀、稳定时间较长等工程性质。软土的触变性和蠕变性对软土基坑边坡的稳定有不利影响。

触变性     软土受到振动作用后，结构连接破坏、强度显著降低或很快变成稀释状态，静置以后，强度又恢复并随静置时间而增长的特性。软土地基受振动荷载作用后容易发生侧向移动。施工时土方运输车辆频繁行驶的振动和挖土机操作时柴油发动机的振动可使基坑边坡土体的强度降低，重型土方运输车辆频繁行驶和刹车时冲击力可使土中应力成倍增加，造成边坡土体超载，而引起边坡失稳，发生边坡滑坍事故。

蠕变性     软土在恒定荷载作用下长期处于变形发展过程的特性。当作用于土体的剪应力小于某一长期强度时，剪应力变为衰减型蠕变，变形是收敛的，土体不会发生破坏；当剪应力大于某一长期强度时，剪应力变为非衰减型蠕变，变形是发展的，最终导致土体破坏。在基坑开挖历时较长时会造成基坑边坡失稳。

基坑开挖     采用支护开挖(有撑开挖)或放坡开挖(无撑开挖)。根据技术经济效果比较和施工条件选定开挖方案。

支护开挖      使用钢板桩、混凝土板桩、钻孔灌注桩、水泥一土拌合桩、钢筋混凝土地下连续墙作为支护结构。使用H型钢、钢管斜拉锚杆或钢筋混凝土结构作为支撑。

放坡开挖      有二种挖土方法：(1)分层挖土法(每层厚度2～3m)。其优点是可以防止开挖过程中发生边坡失稳和桩基位移；但开挖一层土以后，需要重新铺设临地道路。(2)多层一次接力(多台挖土机接力)开挖到坑底标高法。其优点是不需多次重新铺设临时道路；但开挖过程中由于边坡过陡而易发生边坡失稳和桩基位移。放坡断面(坡度和高度)根据地质条件通过圆弧滑动分析计算并参考地区经验确定。放坡开挖时，可以采用下述技术措施来保持和提高基坑边坡的稳定性：(1)基坑降水。降低地下水能消除边坡土体中的渗透压力，减小土体中的孔隙水压力，增大土体中有效应力，提高土体的有效抗剪强度。(2)防止雨水浸入。大雨或连绵阴雨以后，由于土中含水量增大和孔隙水压力上升，导致土的抗剪强度下降会引起边坡失稳。为此，必须及时排除地表水和浅层地下水。(3)缩小基坑临空面。基坑较小时，基坑受侧面摩阻力的约束，边坡稳定是个三维空间问题，其抗滑稳定安全率较大。基坑愈小，其抗滑安全率愈大，所以软土大型基坑划分成几段开挖来缩小临空面，能够显著提高基坑边坡的稳定性。(4)缩短边坡暴露时间。开挖软土基坑时，由于软土的蠕变特性，往往引起边坡的蠕变位移。蠕变位移大小与基坑深浅、剪应力大小、边坡暴露时间长短成正比关系。边坡暴露时间愈长，蠕变位移愈大。因此，组织快速施工，缩短边坡暴露时间，可以减小蠕变位移，降低边坡失稳的可能性。

由于软土有触变性、蠕变性和大型基坑的挖方量大、工期长等特点，因此开挖软土大型基坑难度大，经常会发生边坡失稳、地面下沉、基坑底面隆起、桩基水平位移等工程事故，而在特定条件下这些工程事故会危害基坑周围建筑物和地下管线等安全使用。为保证开挖大型软土基坑安全施工，不发生基坑边坡失稳事故，在基坑施工期间要进行监测工作(见基坑施工监测)，以进行边坡险情预报，及时采取补救措施。

施工机械     主要有各种挖掘机、铲运机、推土机和载重汽车等。