土力学计算题《土的渗透》在厚9米的粘土沉积层上进行深基坑开挖,下面为沙层,沙层顶面具有7.5米承压水,试求开挖深度为6米
某矩形基坑工程概况
本工程涉及一个矩形基坑的开挖，其坑底平面尺寸为长4米、宽2米，开挖深度为2.0米。一个关键的工程参数是坡度系数m=0。在基坑工程中，坡度系数m定义为边坡的水平投影长度与垂直高度之比（即m = b/h）。当m=0时，意味着基坑边坡为垂直开挖，无需进行放坡。这种设计通常适用于场地空间极其受限、或通过支护结构（如钢板桩、排桩、地下连续墙等）来维持坑壁稳定的情况。因此，该基坑的形态是一个规则的长方体，其坑口尺寸与坑底尺寸完全相同，均为4米×2米。
基坑土方量计算与分析
由于边坡垂直（m=0），基坑土方量的计算变得相对简单。其体积V可直接由底面积S与开挖深度H相乘得出，即 V = S × H = (4米 × 2米) × 2.0米 = 16立方米。这16立方米的土方即为需要开挖和清运的实体工程量。与需要放坡的基坑相比，垂直开挖虽然减少了地表开挖面积和对周边场地空间的占用，但也对基坑的稳定性和安全性提出了更高要求。在无自然放坡的情况下，坑壁土体完全依靠自身的粘聚力或外部支护来抵抗侧向土压力，失稳风险增大。
工程特点与施工考量
采用垂直开挖方式（m=0）进行施工，必须配套严谨的工程措施。首先，必须进行详细的地质勘察，确认土层条件是否具备短期直立开挖的可行性。在大多数情况下，尤其在松散填土、砂土或软粘土层中，必须设计并实施可靠的基坑支护体系，并可能需设置降排水设施以防止渗流破坏。其次，施工过程中需加强对基坑壁的水平位移和周边地表沉降的监测，实行信息化施工。总之，该尺寸的矩形基坑虽然工程量明确，但因其“垂直开挖”的特性，施工重点从土方量的控制转移到了基坑支护与安全控制上，确保施工全过程的安全与稳定是工程成败的关键。
