深基坑工程穩(wěn)定性

1第三章基坑工程穩(wěn)定性分析

主要內(nèi)容一、基坑工程常見失穩(wěn)模式分析二、整體滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算

三、嵌固深度穩(wěn)定性驗(yàn)算四、坑底土抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算

五、基坑滲流穩(wěn)定性分析23基坑工程常見失穩(wěn)模式分析基坑工程穩(wěn)定性分析的主要內(nèi)容第一節(jié)基坑工程常見失穩(wěn)模式分析一、基坑工程常見失穩(wěn)模式分析兩類失穩(wěn)形式（1）開挖坡度過陡、土釘長度不夠、樁（墻）入土深度偏淺，無法給土體提供足夠的阻力，導(dǎo)致整體失穩(wěn)破壞。（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，在土壓力作用下發(fā)生破壞，進(jìn)一步導(dǎo)致土體的破壞。誘因降雨或水的滲入基坑周邊堆載振動4各類支護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞模式（1）剛性擋土墻基坑嵌固深度不夠超載土層強(qiáng)度低（整體滑移破壞）1.土體破壞（強(qiáng)度、滲流、變形）傾覆破壞擋土墻滑移破壞整體滑移破壞5各類支護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞模式（2）內(nèi)支撐基坑超載土軟涌砂土層強(qiáng)度低隆起破壞1.土體破壞（強(qiáng)度、滲流、變形）（坑底土隆起）6承壓水突涌破壞管涌破壞降水設(shè)計(jì)不合理或設(shè)備失效失穩(wěn)破壞分區(qū)開挖，放坡過陡（超大基坑）（2）內(nèi)支撐基坑7（3）拉錨基坑嵌固深度不夠或超挖錨桿長度不夠失穩(wěn)破壞整體失穩(wěn)破壞82.圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞（1）圍護(hù)墻（樁）破壞剪切破壞彎曲破壞（2）內(nèi)撐或拉錨破壞（3）墻（樁）后體變形過大導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞壓曲破壞剪切破壞壓曲破壞壓曲破壞拉錨失效9排樁支護(hù)基坑失穩(wěn)破壞10二、基坑工程穩(wěn)定性分析的主要內(nèi)容穩(wěn)定性破壞計(jì)算項(xiàng)目：重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)（水泥土墻、雙排樁）傾覆滑移土體整體滑動失穩(wěn)坑底隆起滲透非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)（懸臂支擋、錨拉、內(nèi)撐結(jié)構(gòu)等）墻后土體整體滑動失穩(wěn)嵌固穩(wěn)定性（傾覆）坑底隆起滲透傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算又稱為嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算或踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算1112無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑穩(wěn)定性分析有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑穩(wěn)定性分析第二節(jié)整體滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算砂性土土坡穩(wěn)定性分析一、無圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑穩(wěn)定性分析13當(dāng)α=β時，安全系數(shù)最小，則工程中一般要求K≥1.25~1.3014黏性土土坡穩(wěn)定性分析1.瑞典圓弧滑動整體穩(wěn)定分析穩(wěn)定安全系數(shù)：滑動面上平均抗剪強(qiáng)度與平均剪應(yīng)力之比也可定義為：滑動面上最大抗滑力矩與滑動力矩之比。對O點(diǎn)力矩平衡：15對于外形復(fù)雜、

>0的粘性土土坡，土體分層情況時，要確定滑動土體的重量及其重心位置比較困難，而且抗剪強(qiáng)度的分布不同，一般采用基于極限平衡原理的條分法分析。

2.土坡穩(wěn)定分析條分法極限平衡分析的條分法：滑動土體分為若干垂直土條各土條對滑弧圓心的抗滑力矩和滑動力矩土坡穩(wěn)定安全系數(shù)abcdiβiOCRABH16對于均質(zhì)土坡，其最危險(xiǎn)滑動面通過坡腳

最危險(xiǎn)滑動面圓心的確定（費(fèi)倫紐斯近似法）

β1β2ROβBA

=0

>0

需多次試算

OBβ1β2βAHE2H4.5H圓心位置由β1，β2（查表得到)確定171819底面法向靜力平衡:土條底面孔隙水應(yīng)力已知時，可用有效應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算：20二、三有圍三護(hù)結(jié)三構(gòu)基三坑穩(wěn)三定性三分析21圓弧三滑動三整體三穩(wěn)定三性系三數(shù)Ks：對三于一三級、三二級三和三三級基三坑分三別不三小于1.三35、1.三30和1.三252223當(dāng)驗(yàn)三算結(jié)三果不三能滿三足整三體穩(wěn)三定性三要求三時，三可以三采取三以下三兩種三方法三：一是三增加三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的嵌固三深度和墻體三厚度;二是三改變?nèi)ёo(hù)三結(jié)構(gòu)三類型三，如三采取加內(nèi)三支撐的方三式。2425懸臂三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的嵌三固穩(wěn)三定性三驗(yàn)算單層三錨桿三和單三層支三撐嵌三固穩(wěn)三定性三驗(yàn)算第三三節(jié)三嵌三固深三度穩(wěn)三定性三驗(yàn)算三（抗三傾覆三）一、三懸臂三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的嵌三固穩(wěn)三定性三驗(yàn)算2627二、三單層三錨桿三和單三層支三撐支三擋結(jié)三構(gòu)嵌三固穩(wěn)三定性三驗(yàn)算2829根據(jù)《建筑三基坑三支護(hù)三技術(shù)三規(guī)程》（20三12）：擋土三結(jié)構(gòu)三的嵌三固深三度要三滿足三：整三體穩(wěn)三定性三驗(yàn)算三、嵌三固深三度驗(yàn)三算和三抗隆三起驗(yàn)三算；對于三懸臂三式結(jié)三構(gòu)，三尚不三應(yīng)小三于0.三8h；對三單點(diǎn)三支撐三式結(jié)三構(gòu)，三尚不三應(yīng)小三于0.三3h；對三于多三點(diǎn)支三撐式三結(jié)構(gòu)三，尚三不應(yīng)三小于0.三2h。30例三題【例三】某二三級基三坑開三挖深三度為10三m，采三用懸三臂式三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三，土三層為三黏性三土，c=三20三kP三a，φ=3三0三°，γ=1三8k三N/三m3，試三計(jì)算三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的嵌三固深三度。313233例三題【例三】某一三級基三坑開三挖深三度為8m，采三用排三樁加三一水三平支三撐支三護(hù)結(jié)三構(gòu)，三內(nèi)支三撐位三于地三面下3m處，三支護(hù)三樁入三土深三度ld=7三m，土三層為三黏性三土，c=三12三kP三a，φ=1三5三°，γ=1三9.三3k三N/三m3，無三地面三施工三荷載三，樁三長范三圍內(nèi)三無地三下水三，試三計(jì)算三該基三坑的三嵌固三穩(wěn)定三性（三踢腳三穩(wěn)定三性）三。348m7m3m內(nèi)撐計(jì)算三主動三、被三動土三壓力三系數(shù)主動三土壓三力為0點(diǎn)距三地面三距離內(nèi)撐三點(diǎn)處三的主三動土三壓力三為：主動三土壓三力的三合力三為：35樁端三處的三主動三土壓三力為三：主動三土壓三力的三合力三距內(nèi)三撐點(diǎn)三的距三離為三：基坑三底面三處的三被動三土壓三力為三：被動三土壓三力的三合力三為：36樁端三處的三被動三土壓三力為三：被動三土壓三力的三合力三距內(nèi)三撐點(diǎn)三的距三離為三：嵌固三穩(wěn)定三安全三系數(shù)三為：37錨拉三式或三支撐三式支三擋結(jié)三構(gòu)抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算支護(hù)三結(jié)構(gòu)三底面三以下三有軟三弱下三臥層三是抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算第四三節(jié)三坑三底土三抗隆三起穩(wěn)三定性三驗(yàn)算一、三錨拉三式或三支撐三式支三擋結(jié)三構(gòu)抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算《建筑三基坑三支護(hù)三技術(shù)三規(guī)程-2三01三2》推薦三的Pr三an三dt三li的地三基承三載力三公式3839一、三錨拉三式或三支撐三式支三擋結(jié)三構(gòu)抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算當(dāng)坑三底以三下為三軟土三時，三以最三下層三支點(diǎn)三為轉(zhuǎn)三動軸三心的三圓弧三滑動三模式三按下列三公式三驗(yàn)算三抗隆三起穩(wěn)三定性三：40二、三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三底面三以下三有軟三弱下三臥層三是抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算當(dāng)擋三土構(gòu)三件底三面以三下有三軟弱三下臥三層時三，抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算的三部分三應(yīng)包三括軟三弱下三臥層三，采三用Pr三an三dt三li地基三承載三力法三驗(yàn)算三，γm1,γm2應(yīng)取三軟弱三下臥三層頂三面以三上土三的重三度，ld應(yīng)用D替代。D為坑三底至三下臥三層頂三面的三土層三厚度三。懸臂三式支三擋結(jié)三構(gòu)可三不進(jìn)三行抗三隆起三穩(wěn)定三性驗(yàn)三算。41《建筑三地基三基礎(chǔ)三規(guī)范20三02三》中的三驗(yàn)算三方法42當(dāng)驗(yàn)三算結(jié)三果不三能滿三足抗三隆起三穩(wěn)定三要求三時，三可以三采取三以下三兩種三方法三：一是三增加三支護(hù)三結(jié)構(gòu)三的嵌固三深度和墻體三厚度；二是三改變?nèi)尤撞咳馏w三的工三程性三質(zhì)，三如采三取地基三處理的方三法使三基坑三內(nèi)土三體的三抗剪三強(qiáng)度三增大三。43例三題【例三】某飽三和黏三土層三中開三挖條三形基三礎(chǔ)，三擬采三用8m長的三板狀三支護(hù)三，地三下水三位已三降至三板狀三底部三，坑三側(cè)地三面荷三載q=三10三kP三a，土三層性三質(zhì)c=三5k三Pa，φ=1三5三°，γ=1三9k三N/三m3，按《建筑三基坑三支護(hù)三技術(shù)三規(guī)程20三12三》，為三滿足三基底三抗隆三起穩(wěn)三定性三的要三求，三此基三坑的三最大三開挖三深度三不能三超過三多少三？（三按一三級基三坑計(jì)三算）44設(shè)基三坑的三開挖三深度三為h：45解：解得三：4647解：48抗突三涌穩(wěn)三定性三驗(yàn)算抗流三土穩(wěn)三定性三驗(yàn)算抗管三涌穩(wěn)三定性三驗(yàn)算第五三節(jié)三基三坑滲三流穩(wěn)三定性三分析基坑三底部三滲流三穩(wěn)定三性分三析破壞三形式三：坑底三土體三突涌三破壞：坑底三以下三存在三承壓三含水三層時三，隔三水層三厚度三不足三將無三法抵三抗含三水層三水壓三力，三導(dǎo)致三坑底三土體三突涌三。流砂三或流三土破三壞：砂土三等透三水性三地層三中，三受基三坑內(nèi)三外水三頭差三作用,水力三梯度三超過三臨界三梯度三時,出現(xiàn)三流砂三或流三土。49一、三抗突三涌穩(wěn)三定性三驗(yàn)算坑底三以下三有水三頭高三于坑三底的三承壓三含水三層，三且未三用截三水帷三幕隔三斷其三基坑三內(nèi)外三的水三頭聯(lián)三系時三，承三壓水三作用三下的三坑三底突三涌穩(wěn)三定性三驗(yàn)算三如下三：5051二、三抗流三土穩(wěn)三定性三驗(yàn)算懸掛三式截三水帷三幕底三端位三于碎三石土三、砂三土或三粉土三含水三層時三，對三均質(zhì)三含水三層，三地下三水滲三流的三流三土穩(wěn)三定性三驗(yàn)算三如下三：5253三、三抗管三涌穩(wěn)三定性三驗(yàn)算54當(dāng)驗(yàn)三算結(jié)三果不三能滿三足土三體抗三滲穩(wěn)三定要三求時三，可三以采三取以三下兩三種方三法：一是三做截水三帷幕，截三斷含三水層三，同三時將三帷幕三內(nèi)的三承壓三水降三壓；二是三在基三坑底三部進(jìn)三行地基三加固，加三大土三體重三度。55例三題【例三】某基三坑底三下有三承壓三含水三層，三已知三不透三水層三的天三然重三度γ=2三0k三N/三m3。如三要求三基坑三底抗三突涌三穩(wěn)定三系數(shù)Kh≥1三.1，根三據(jù)《建筑三基坑三支護(hù)三技術(shù)三規(guī)程20三12三》則基三坑的三最大三開挖三深度