本科深基坑工程教學(xué)()

1、深 基 坑 工 程基坑穩(wěn)定性分析基坑穩(wěn)定性分析基坑的破壞來源于兩個方面：支護結(jié)構(gòu)的破壞和土體本身強度的破壞。基坑的穩(wěn)定性分析主要分析后者?；臃€(wěn)定性包括基坑整體穩(wěn)定性抗傾覆（踢腳）基坑底抗隆起穩(wěn)定性基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定抗流土(管涌)抗浮托與水密切相關(guān)與支護墻體的嵌固深度緊密相關(guān)整體穩(wěn)定性 抗傾覆（踢腳）水平向力的平衡側(cè)重結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 基坑底抗隆起穩(wěn)定性豎向力的平衡（承載力）側(cè)重于土體的穩(wěn)定抗傾覆(踢腳)分析方法自由端點法適用于多支撐支護體系分析范圍取至樁底固定端點法適用于懸臂梁分析范圍取至o點自由端點法分析模型固定端點法簡化分析模型基坑底抗隆起穩(wěn)定性驗算在深厚軟土層中，當(dāng)基坑開挖深度較大時，若作用

2、在坑外側(cè)的坑底水平面上的荷載值超過了軟土地基的極限承載力，則坑底軟土將發(fā)生整體剪切破壞，產(chǎn)生從坑外向坑內(nèi)的塑性流動，使擋墻出現(xiàn)“踢腳”（指擋墻在基坑底面以下部分產(chǎn)生了過大的水平位移這一現(xiàn)象）、坑底土隆起。相應(yīng)地，坑外地面將下陷而對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響；坑內(nèi)已設(shè)置好的工程樁受到軟土流動的推擠，會產(chǎn)生嚴重的水平位移，甚至斷裂。工程實例1：三水某基坑工程基坑深78m，坑底為軟土。2005年3月30日坑底局部出現(xiàn)隆起，隆起400mm即停止，挖去后又立即隆起400mm。先采用卸載法，但引起邊坡坍塌。后打長15m的鋼板樁，入土12m。墊層有少量開裂。60t載重汽車200mm厚砼墊層工程實例2：澳門某基坑工

3、程上部28層，筒體承臺15m15m，厚度2.5m，其下打設(shè)了80根直徑500mm的管樁。當(dāng)基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高時，坑底隆起嚴重，管樁普遍向坑內(nèi)彎曲，樁頂水平位移最大達1.52m，并造成附近路面下沉開裂?？拥茁∑痱炈惴椒ㄒ?=0分析法（1）半圓滑動面分析法需作多個滑動面，未考慮垂直面AB上土的抗剪強度未考慮擋墻入深度的影響未考慮空間作用存在軟弱下臥層坑底隆起驗算方法一 =0分析法(2)太沙基法滑動面唯一未考慮擋墻入土深度的影響未考慮空間作用適用于淺基坑（bd）下臥硬層坑底隆起驗算方法一 =0分析法(3)斯肯普頓（Skempton）法考慮了基坑形狀、基坑深寬比等因素的影響。坑底隆起驗算方法一 =0分

4、析法(4)Modified Bjerrum and Eides method考慮了基坑形狀、基坑深寬比等因素的影響?？拥茁∑痱炈惴椒ǘ紤]c、的分析法該方法使用較多坑底隆起驗算方法三規(guī)范方法鑒于坑底隆起多發(fā)生于軟土層中，下面采用 =0分析法。圖為一條形基坑，開挖深度為h，擋墻入土深度為t。根據(jù)斯肯普頓極限承載力理論，OB面的極限承載力pu為：pu=5.14cu+t式中cu為土的不排水抗剪強度； 為土的天然重度。坑底隆起驗算方法三規(guī)范方法 如忽略AB面上土的抗剪強度的有利影響，作用在OB面上的實際壓力pv為： pv= ( h + t ) + q 坑底土抗隆起安全系數(shù)K為：坑底隆起驗算方法三規(guī)范方

5、法上式即為現(xiàn)行國家規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范推薦的基坑底抗隆起穩(wěn)定性驗算公式。 問題：隨著t的增大，安全系數(shù)K反而減小。 上式實質(zhì)上是忽略了擋墻入土深度的有利影響。該式適合于寬度較大、開挖深度和擋墻入土深度不大的基坑，計算結(jié)果偏于安全。例5-1 開挖一條形基坑，基坑寬度b=10m，開挖深度h=4m，地基為飽和軟土，cu=20kPa，=17kN/m3，采用剛性擋土墻，擋墻入土深度t=2m。試對以下幾種情況求坑底抗隆起安全系數(shù)K。(1)按式(5-7) 計算；(2)改取t=4m。解:(1)按式(5-7)計算（規(guī)范公式）： (2)取t=4m，由式(5-7)得：基坑底抗?jié)B流（流土）穩(wěn)定性驗算當(dāng)基坑底下某深度處存在承壓水層時，應(yīng)驗算坑底土是否會被承壓水沖破。當(dāng)基坑內(nèi)外存在水頭差，而擋墻兩側(cè)又均為透水層，且坑底土為砂性土?xí)r，應(yīng)驗算發(fā)生流砂的可能性。要求安全系數(shù)：K = / j 1.5式中j為滲流力。如坑底以上土層為透水性好的粗粒土、松散填土或多裂隙土等，則流經(jīng)該層的水頭損失很小，可略而不計，上式可改寫基坑底抗?jié)B流