1、路漫漫其悠远路漫漫其悠远2022-12-7本科深基坑工程教学课本科深基坑工程教学课件件路漫漫其悠远路漫漫其悠远基坑稳定性分析基坑稳定性分析q基坑的破坏来源于两个基坑的破坏来源于两个方面：方面：支护结构的破坏支护结构的破坏和和土体本身强度的破坏土体本身强度的破坏。基坑的稳定性分析主要基坑的稳定性分析主要分析后者。分析后者。q基坑稳定性包括基坑稳定性包括基坑整体稳定性基坑整体稳定性 抗倾覆（踢脚）抗倾覆（踢脚）基坑底抗隆起稳定性基坑底抗隆起稳定性基坑底抗渗流稳定基坑底抗渗流稳定 抗流土抗流土(管涌管涌)抗浮托抗浮托与水密切与水密切相关相关与支护墙与支护墙体的嵌固体的嵌固深度紧密深度紧密相关相关路漫
2、漫其悠远路漫漫其悠远整体稳定性整体稳定性q 抗倾覆（踢脚）抗倾覆（踢脚）水平向力的平衡水平向力的平衡侧重结构的稳定性侧重结构的稳定性q 基坑底抗隆起稳定基坑底抗隆起稳定性性竖向力的平衡（承竖向力的平衡（承载力）载力）侧重于土体的稳定侧重于土体的稳定路漫漫其悠远路漫漫其悠远抗倾覆抗倾覆(踢脚踢脚)分析方法分析方法q自由端点法自由端点法适用于多支撑支护适用于多支撑支护体系体系分析范围取至桩底分析范围取至桩底q固定端点法固定端点法适用于悬臂梁适用于悬臂梁分析范围取至分析范围取至o点点路漫漫其悠远路漫漫其悠远自由端点法自由端点法q分析模型分析模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远固定端点法固定端点法q简化分析模
3、型简化分析模型路漫漫其悠远路漫漫其悠远基坑底抗隆起稳定性验算基坑底抗隆起稳定性验算q在深厚软土层中，当基坑开挖深在深厚软土层中，当基坑开挖深度较大时，若作用在坑外侧的坑度较大时，若作用在坑外侧的坑底水平面上的荷载值超过了软土底水平面上的荷载值超过了软土地基的极限承载力，则坑底软土地基的极限承载力，则坑底软土将发生整体剪切破坏，产生从坑将发生整体剪切破坏，产生从坑外向坑内的塑性流动，使挡墙出外向坑内的塑性流动，使挡墙出现现“踢脚踢脚”（指挡墙在基坑底面以（指挡墙在基坑底面以下部分产生了过大的水平位移这下部分产生了过大的水平位移这一现象）、坑底土隆起。相应地，一现象）、坑底土隆起。相应地，坑外地面
4、将下陷而对周围环境产坑外地面将下陷而对周围环境产生不良影响；坑内已设置好的工生不良影响；坑内已设置好的工程桩受到软土流动的推挤，会产程桩受到软土流动的推挤，会产生严重的水平位移，甚至断裂。生严重的水平位移，甚至断裂。路漫漫其悠远路漫漫其悠远工程实例工程实例1：三水某基坑工程：三水某基坑工程q基坑深基坑深78m，坑底为软土。，坑底为软土。q2005年年3月月30日坑底局部出现隆起，隆起日坑底局部出现隆起，隆起400mm即停止，挖去后又立即隆起即停止，挖去后又立即隆起400mm。q先采用卸载法，但引起边坡坍塌。后打长先采用卸载法，但引起边坡坍塌。后打长15m的钢板桩，入土的钢板桩，入土12m。垫层
5、有少量开裂。垫层有少量开裂。60t载重汽车200mm厚砼垫层路漫漫其悠远路漫漫其悠远工程实例工程实例2：澳门某基坑工程澳门某基坑工程q上部上部28层，筒体承台层，筒体承台15m15m，厚度，厚度2.5m，其下打设了，其下打设了80根直径根直径500mm的管桩。的管桩。当基坑开挖至设计标当基坑开挖至设计标高时，坑底隆起严重，高时，坑底隆起严重，管桩普遍向坑内弯曲，管桩普遍向坑内弯曲，桩顶水平位移最大达桩顶水平位移最大达1.52m，并造成附近，并造成附近路面下沉开裂。路面下沉开裂。路漫漫其悠远路漫漫其悠远路漫漫其悠远路漫漫其悠远路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法一坑底隆起验算方法一=0分析法
6、分析法q（1）半圆滑动面）半圆滑动面分析法分析法需作多个滑动面，需作多个滑动面，未考虑垂直面未考虑垂直面AB上土的抗剪强度上土的抗剪强度未考虑挡墙入深未考虑挡墙入深度的影响度的影响未考虑空间作用未考虑空间作用存在软弱下卧层存在软弱下卧层路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法一坑底隆起验算方法一=0分析法分析法q(2)太沙基法太沙基法滑动面唯一滑动面唯一未考虑挡墙入土深度未考虑挡墙入土深度的影响的影响未考虑空间作用未考虑空间作用适用于浅基坑（适用于浅基坑（bd）下卧硬层下卧硬层路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法一坑底隆起验算方法一=0分析法分析法q(3)斯肯普顿斯肯普顿（Skempton
7、）法）法考虑了基坑形状、考虑了基坑形状、基坑深宽比等因素基坑深宽比等因素的影响。的影响。路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法一坑底隆起验算方法一=0分析法分析法q(4)Modified Bjerrum and Eides method考虑了基坑形状、考虑了基坑形状、基坑深宽比等因素基坑深宽比等因素的影响。的影响。路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法二坑底隆起验算方法二考虑考虑c、的分析法的分析法该方法使用较多该方法使用较多路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法三坑底隆起验算方法三规范方法规范方法q鉴于坑底隆起多发生鉴于坑底隆起多发生于软土层中，下面采于软土层中，下面采用用=0分析法。
8、分析法。q图为一条形基坑，开图为一条形基坑，开挖深度为挖深度为h，挡墙入，挡墙入土深度为土深度为t。根据斯肯。根据斯肯普顿极限承载力理论，普顿极限承载力理论，OB面的极限承载力面的极限承载力pu为：为：pu=5.14cu+t式中式中cu为土的不排水抗剪强度；为土的不排水抗剪强度；为为土的天然重度。土的天然重度。路漫漫其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法三坑底隆起验算方法三规范方法规范方法q 如忽略如忽略AB面上土的面上土的抗剪强度的有利影响，抗剪强度的有利影响，作用在作用在OB面上的实际面上的实际压力压力pv为：为：pv=(h+t)+q q坑底土抗隆起安全系坑底土抗隆起安全系数数K为：为：路漫漫
9、其悠远路漫漫其悠远坑底隆起验算方法三坑底隆起验算方法三规范方法规范方法q上式即为现行国家规范建筑地基基础设计规上式即为现行国家规范建筑地基基础设计规范推荐的基坑底抗隆起稳定性验算公式。范推荐的基坑底抗隆起稳定性验算公式。q q问题：问题：随着随着t的增大，安全系数的增大，安全系数K反而减小。反而减小。q 上式实质上是忽略了挡墙入土深度的有利影上式实质上是忽略了挡墙入土深度的有利影响。该式适合于宽度较大、开挖深度和挡墙入响。该式适合于宽度较大、开挖深度和挡墙入土深度不大的基坑，计算结果偏于安全。土深度不大的基坑，计算结果偏于安全。路漫漫其悠远路漫漫其悠远例例5-1 q开挖一条形基坑，基坑宽度开挖
10、一条形基坑，基坑宽度b=10m，开挖深度，开挖深度h=4m，地基为饱和软土，地基为饱和软土，cu=20kPa，=17kN/m3，采用刚性挡土墙，挡墙入土深度，采用刚性挡土墙，挡墙入土深度t=2m。试对以下几种情况求坑底抗隆起安全。试对以下几种情况求坑底抗隆起安全系数系数K。(1)按式按式(5-7)计算；计算；(2)改取改取t=4m。q解解:(1)按式按式(5-7)计算（规范公式）：计算（规范公式）：q (2)取取t=4m，由式，由式(5-7)得：得：路漫漫其悠远路漫漫其悠远基坑底抗渗流（流土）稳定性验算基坑底抗渗流（流土）稳定性验算q当基坑底下某深度处存在承压水当基坑底下某深度处存在承压水层时
11、，应验算坑底土是否会被承层时，应验算坑底土是否会被承压水冲破。压水冲破。q当基坑内外存在水头差，而挡墙当基坑内外存在水头差，而挡墙两侧又均为透水层，且坑底土为两侧又均为透水层，且坑底土为砂性土时，应砂性土时，应q验算发生流砂的可能性。要求安验算发生流砂的可能性。要求安全系数：全系数：qK=/j 1.5 式中式中j为渗流力。为渗流力。路漫漫其悠远路漫漫其悠远q如坑底以上土层为透水如坑底以上土层为透水性好的粗粒土、松散填性好的粗粒土、松散填土或多裂隙土等，则流土或多裂隙土等，则流经该层的水头损失很小，经该层的水头损失很小，可略而不计，上式可改可略而不计，上式可改写写基坑底抗渗流（流土）稳定性验算基坑底抗渗流（流土）稳定性验算路漫漫其悠远路漫漫其悠远q如果基坑底部弱透水层如果基坑底部弱透水层下存在强透水层，由于下存在强透水层，由于强透水层的水头往往较强透水层的水头往往较高，这时应验算基坑抗高，这时应验算基坑抗浮托稳定性。浮托稳定性。基坑底抗渗流（浮托）稳定性验算基坑底抗渗流（浮托）稳定性验算
