資源描述：
《深基坑坑底土體抗隆起穩(wěn)定性計算方法差異辨析資料》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、深基坑坑底土體抗隆起穩(wěn)定性的計算方法辨析占學(xué)釗（上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院）摘要：深基坑抗隆起驗算是基坑設(shè)計中的一項非常重要的內(nèi)容。本文對現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)基坑抗隆起穩(wěn)定性驗算的內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)地梳理，并就驗算模式的適用條件、計算參數(shù)的取值和抗隆起安全度的指標(biāo)值等提出了一些建議，并推導(dǎo)、完善了部分計算公式，以供同行參考。關(guān)鍵詞：深基坑，穩(wěn)定性，抗隆起，分項系數(shù)，安全系數(shù)《期刊名稱》2011年第期-5-1引言深基坑抗隆起穩(wěn)定是基坑自身穩(wěn)定和變形控制的重要指標(biāo)，它不僅關(guān)系著基坑的穩(wěn)定安全問題，也與基坑及其周邊環(huán)境的變形密切相關(guān)。因此，基坑抗隆起穩(wěn)定性驗
2、算是基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中一項十分關(guān)鍵的設(shè)計內(nèi)容。目前已有的基坑抗隆起穩(wěn)定性分析計算方法大致可以歸納為四大類：極限平衡法、極限分析法、常規(guī)位移有限元法以及經(jīng)驗公式法。在我國基坑工程實踐中，目前常用的是能同時考慮土體c、φ值的抗隆起穩(wěn)定性分析方法，即墻底地基極限承載力模式和墻底圓弧滑動模式[1]。2墻底地基極限承載力模式基于不同的假定，Prandtl（1920）、Terzaghi（1943）和Vesic等人推導(dǎo)出了均質(zhì)地基的極限承載力（修正）計算公式，內(nèi)容不盡相同，為了節(jié)約篇幅，在此就不再贅述，可參閱文獻(xiàn)[2]。由于當(dāng)時許多驗算抗隆起安全系數(shù)的公式僅僅適
3、用于純粘性土或者純砂性土的情況，而一般粘性土的抗剪強度應(yīng)同時包括c和φ兩個因素。參照地基極限承載力的分析計算方法，文獻(xiàn)[3]提出了能同時考慮土體c、φ值的墻底地基極限承載力抗隆起驗算模式。其定義式為：（式1）式中，Nq和Nc是根據(jù)圍護(hù)墻底地基土特性計算的地基承載力系數(shù)，有Prandtl解和Terzaghi解等?？梢钥闯觯涸撃Ｊ降膶嵸|(zhì)是“坑內(nèi)開挖面以下至圍護(hù)墻體的地基極限承載力”與“作用在墻底基準(zhǔn)面地基上的全部豎向荷載”之比值，如圖1所示。圖1墻底地基極限承載力模式計算簡圖（1）與Prandtl地基承載力的計算方法一樣，假定基底以下土為無重量介質(zhì)，該模式
4、沒有考慮與基底以下土重地基承載力的有利貢獻(xiàn)，故此偏安全。（2）與Terzaghi地基承載力計算公式相比，因為此處基礎(chǔ)寬度不能明確界定，該模式?jīng)]有考慮基礎(chǔ)寬度項對地基承載力的有利貢獻(xiàn)，故此偏安全。（3）由于該分析模式假定以圍護(hù)墻體底面為驗算基準(zhǔn)面，因此，它只是對設(shè)定的計算基面進(jìn)行驗算，也不能考慮基坑開挖面以上土體抗剪強度的影響，而只能反映圍護(hù)墻底土體的抗剪強度對其抗隆起穩(wěn)定性的影響，有一定的近似性，安全系數(shù)亦可取小一些。但是，當(dāng)土體內(nèi)摩擦角較大時，由于地基承載力系數(shù)增長迅速，所求的抗隆起安全系數(shù)過大，偏不安全。圍護(hù)墻底壓漿有助于《期刊名稱》2011年第期
5、-5-改善墻底地基土的c、φ值，進(jìn)而提高地基極限承載力，但計算時不宜計入，因為施工質(zhì)量不能保證。1墻底圓弧滑動模式墻底圓弧滑動模式假定基坑的隆起破壞面為圓弧形且滑動面通過墻底，利用力矩平衡法進(jìn)行分析，如圖2所示。其實質(zhì)是“總抗滑動力矩”與“總滑動力矩”之比值。在此，僅對以下幾個問題進(jìn)行討論：《期刊名稱》2011年第期-5-（a）圓心位于最下道撐錨點處（b）圓心位于坑底開挖面處《期刊名稱》2011年第期-5-圖2墻底圓弧滑動模式計算簡圖《期刊名稱》2011年第期-5-（1）基坑尺寸的影響墻底圓弧滑動驗算模式未考慮基坑尺寸的影響，如果基坑開挖深度大，但平面
6、尺寸小的話，實際上圓弧滑動面就無法形成，因為滑到對側(cè)圍護(hù)墻體深度范圍內(nèi)。因此，實際使用過程中，應(yīng)注意是否可能形成連貫的圓弧滑動面。（2）滑動圓弧的位置圍護(hù)結(jié)構(gòu)本體有抗彎及抗剪強度，滑裂面一般不可能通過墻體；分析墻底以下的滑動面，一般土質(zhì)優(yōu)于淺層土體。如果墻底以下存在軟弱地層分布，可采取適當(dāng)加深圍護(hù)墻體穿過軟弱地層的辦法加以解決。若墻體加長不多的話，可以將鋼筋籠直接加長，否則可以采取“上葷下素”的辦法來處理，也即，上部鋼筋籠照放，墻體下部加深的范圍內(nèi)灌注素混凝土。（3）轉(zhuǎn)動中心的位置力矩平衡法的圓心（轉(zhuǎn)動中心）可以固定在最下道支撐點或錨碇點處，也可以固定
7、在坑底開挖面處。前者認(rèn)為，一般基坑開挖到底時，坑底面以上滑動力矩最大，而坑底墊層尚未澆筑前，此時，完全憑借基坑開挖側(cè)的坑底土體自身的抗剪強度不足以提供圍護(hù)墻體的轉(zhuǎn)動支點，應(yīng)該是坑底最危險的工況，因此滑動面的圓心應(yīng)設(shè)在對圍護(hù)墻體旋轉(zhuǎn)有抵抗能力的最下道撐錨點?；瑒影霃綖樽钕碌罁五^點至圍護(hù)墻體底面的距離。圓心設(shè)于坑底處時，坑底墊層應(yīng)該是已經(jīng)澆筑完畢，且具有一定強度，能夠提供圍護(hù)墻體的轉(zhuǎn)動支點?；瑒影霃綖榭拥组_挖面至圍護(hù)墻體底面的距離。筆者認(rèn)為，相對于以最下道撐錨點為圓心的計算工況，由于滑動圓弧半徑減小了“最下?lián)五^點至坑底的豎向距離”，因而總滑動力矩（滑動土體
8、的自重減少）和總抗滑動力矩（抗滑動力矩的積分路徑減短了）都減小了，反映到基坑抗隆起穩(wěn)定性安全度
