軟土大型基坑開挖(excavation of big foundation pitin soft soil)

在軟土地基中開挖面積大和(或)深度深的基坑作業。軟土地基是由軟塑到流塑狀態軟弱粘性土構成的高壓縮性地基。

軟土特性在靜水或緩慢流水環境中沉積，經生物化學作用形成的粘性土，稱軟弱粘性土，簡稱軟土。例如：淤泥、淤泥質土、其他高壓縮性飽和粘性土等。軟土具有觸變性、蠕變性、高壓縮性、低透水性、沉降不均勻、穩定時間較長等工程性質。軟土的觸變性和蠕變性對軟土基坑邊坡的穩定有不利影響。

觸變性軟土受到振動作用后，結構連接破壞、強度顯著降低或很快變成稀釋狀態，靜置以后，強度又恢復并隨靜置時間而增長的特性。軟土地基受振動荷載作用后容易發生側向移動。施工時土方運輸車輛頻繁行駛的振動和挖土機操作時柴油發動機的振動可使基坑邊坡土體的強度降低，重型土方運輸車輛頻繁行駛和剎車時沖擊力可使土中應力成倍增加，造成邊坡土體超載，而引起邊坡失穩，發生邊坡滑坍事故。

蠕變性軟土在恒定荷載作用下長期處于變形發展過程的特性。當作用于土體的剪應力小于某一長期強度時，剪應力變為衰減型蠕變，變形是收斂的，土體不會發生破壞；當剪應力大于某一長期強度時，剪應力變為非衰減型蠕變，變形是發展的，最終導致土體破壞。在基坑開挖歷時較長時會造成基坑邊坡失穩。

基坑開挖采用支護開挖(有撐開挖)或放坡開挖(無撐開挖)。根據技術經濟效果比較和施工條件選定開挖方案。

支護開挖使用鋼板樁、混凝土板樁、鉆孔灌注樁、水泥一土拌合樁、鋼筋混凝土地下連續墻作為支護結構。使用H型鋼、鋼管斜拉錨桿或鋼筋混凝土結構作為支撐。

放坡開挖有二種挖土方法：(1)分層挖土法(每層厚度2～3m)。其優點是可以防止開挖過程中發生邊坡失穩和樁基位移；但開挖一層土以后，需要重新鋪設臨地道路。(2)多層一次接力(多臺挖土機接力)開挖到坑底標高法。其優點是不需多次重新鋪設臨時道路；但開挖過程中由于邊坡過陡而易發生邊坡失穩和樁基位移。放坡斷面(坡度和高度)根據地質條件通過圓弧滑動分析計算并參考地區經驗確定。放坡開挖時，可以采用下述技術措施來保持和提高基坑邊坡的穩定性：(1)基坑降水。降低地下水能消除邊坡土體中的滲透壓力，減小土體中的孔隙水壓力，增大土體中有效應力，提高土體的有效抗剪強度。(2)防止雨水浸入。大雨或連綿陰雨以后，由于土中含水量增大和孔隙水壓力上升，導致土的抗剪強度下降會引起邊坡失穩。為此，必須及時排除地表水和淺層地下水。(3)縮小基坑臨空面。基坑較小時，基坑受側面摩阻力的約束，邊坡穩定是個三維空間問題，其抗滑穩定安全率較大。基坑愈小，其抗滑安全率愈大，所以軟土大型基坑劃分成幾段開挖來縮小臨空面，能夠顯著提高基坑邊坡的穩定性。(4)縮短邊坡暴露時間。開挖軟土基坑時，由于軟土的蠕變特性，往往引起邊坡的蠕變位移。蠕變位移大小與基坑深淺、剪應力大小、邊坡暴露時間長短成正比關系。邊坡暴露時間愈長，蠕變位移愈大。因此，組織快速施工，縮短邊坡暴露時間，可以減小蠕變位移，降低邊坡失穩的可能性。

由于軟土有觸變性、蠕變性和大型基坑的挖方量大、工期長等特點，因此開挖軟土大型基坑難度大，經常會發生邊坡失穩、地面下沉、基坑底面隆起、樁基水平位移等工程事故，而在特定條件下這些工程事故會危害基坑周圍建筑物和地下管線等安全使用。為保證開挖大型軟土基坑安全施工，不發生基坑邊坡失穩事故，在基坑施工期間要進行監測工作(見基坑施工監測)，以進行邊坡險情預報，及時采取補救措施。

施工機械主要有各種挖掘機、鏟運機、推土機和載重汽車等。