深厚软弱土基坑墙底抗隆起稳定性验算的探讨
上海软土地铁超深基坑抗隆起稳定安全评判研究的开题报告
上海软土地铁超深基坑抗隆起稳定安全评判研究的开题报告一、研究背景及意义地下基础工程是现代建筑工程不可或缺的一环。
在复杂的地质条件下,地下基础施工面临着严峻的挑战。
在上海等软土地区,地铁超深基坑的施工常常受到土层隆起等问题的影响,给地铁地下工程的安全施工带来了巨大的风险。
因此,对于上海地区地铁超深基坑抗隆起稳定的研究非常重要。
本课题将从上海地区软土地层的特点、施工方法、土体力学及地下水流动等多方面分析地铁超深基坑的抗隆起稳定问题,深入探究原因以及解决方法,为相关工程的顺利推进提供科学的技术支持和参考。
二、研究内容(一)文献调研对国内外软土地区地铁超深基坑的相关文献及实例进行综合调研与分析,概述地铁超深基坑在抗隆起稳定方面存在的问题及严重性,为后续研究提供资料和指导。
(二)土层特性及隆起机理分析探究上海地区软土地质及地下水流动特征,研究土层的物理力学性质、力学特性及其变形机制,并相应地对地铁超深基坑隆起机理进行分析。
(三)施工方法及影响因素分析研究地铁超深基坑的施工方式及存在的问题,分析施工进度、自重、侧向土压力等因素对超深基坑隆起的影响。
(四)抗隆起稳定措施设计及评估根据地铁超深基坑的施工特点,探究不同的抗隆起稳定措施,并设计适合上海地区地质条件的超深基坑抗隆起稳定措施,然后进行评估。
(五)结论及建议综合研究成果,对地铁超深基坑的抗隆起稳定问题进行总结,提出相应的建议和对未来相关研究的展望。
三、研究方法(一)文献调研:收集已发表的文献资料,通过文献分类、筛选、阅读、总结等方式获取相关信息。
(二)野外取样与试验:在上海地区的地铁超深基坑工地取样,进行实验室测试,包括土样物理力学性质、应力-应变关系、土-水力学性质等试验。
(三)数值模拟:使用有限元数值模拟软土地层及地铁超深基坑施工过程中的土体变形和应力分布规律。
(四)案例分析:对过去地铁施工过程中出现的抗隆起稳定问题进行分析,并提取经验教训。
四、预期成果本研究将对地铁超深基坑建设的抗隆起稳定方面进行深入研究,探究其抗隆起稳定的原因、现状以及未来趋势,同时提出相应的解决方法和建议,为地铁超深基坑建设提供科学依据和参考。
基坑稳定性分析之隆起验算
基坑稳定性分析之抗隆起验算在基坑开挖时,由于坑内土体挖出后,使地基的应力场和变形场发生变化,可能导致地基的失稳,例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。
所以在进行支护设计(包括排桩支护与地下连续墙支护等)时,需要验算基坑稳定性,必要时应采取一定的防范措施使地基的稳定性具有一定的安全度。
在基础施工过程中基坑有时会失去稳定而发生破坏,这种破坏可能是缓慢的发生,也可能是突然的发生。
这种现象有的有明显的触发因素,诸如振动、暴雨、外荷或其它的人为因素;有的却没有这些触发因素,则主要是由于设计时安全度不够或施工不当造成的。
基坑的稳定性验算主要包括边坡的稳定性验算、基坑的抗渗流验算、基坑抗承压水验算和基坑抗隆起验算。
由于地基的隆起常常是发生在深厚软土层中,当开挖深度较大时,则作用在坑外侧的坑底水平面上的荷载相应增大,此时需要验算坑底软土的承载力,如果承载力不足将导致坑底土的隆起.对于坑底土抗隆起稳定验算的方法很多,下面介绍四种方法。
1。
太沙基—派克方法太沙基研究了坑底的稳定条件,设粘土的内磨擦角φ =0,滑动面为圆筒面与平面组成,如图1所示。
太沙基认为,对于基坑底部的水平断面来说,基坑两侧的土就如作用在该断面上的均布荷载,这个荷载有趋向坑底发生隆起的现象。
当考虑dd1面上的凝聚力c 后,c1d1面上的全荷载P 为:cH rH 2BP -= (1—1)式中 r —土的湿容重;B -基坑宽度;c -土的内聚力;H -基坑开挖深度。
其荷载强度p r 为:cH Br 2H P r -= (1—2)太沙基认为, 若荷载强度超过地基的极限承载力就会产生基坑隆起。
以粘聚力c 表达的粘土地基极限承载力q d 为:c qd 7.5= (1—3)则隆起的安全系数K 为: B cH rH c p q K r 27.5d -== (1-4)太沙基建议K 不小于1.5。
图1抗隆起计算的太沙基和派克法太沙基和派克的方法适用于一般的基坑开挖过程,这种方法没有考虑刚度很大且有一定的插入深度的地下墙对于抗隆起的有利作用.2。
软土地区基坑抗隆起稳定性验算存在的一些问题探讨
软土地区基坑抗隆起稳定性验算存在的一些问题探讨摘要:基坑抗隆起稳定性验算是基坑支护设计中一项重要的内容,本文就沿海软土地区基坑支护设计抗隆起验算中存在的一些问题及影响因素等进行探讨。
关键词:基坑,抗隆起稳定性,存在问题,影响因素1、前言随着开挖深度增加,基坑内外的土面高差不断增大,当开挖到一定深度,基坑内外土面高差所形成的加载和地面各种超载的作用,就会使围护墙外侧土体产生向基坑内移动,基坑坑底产生向上的隆起,同时在基坑周围产生较大的塑性区,并引起地面沉降。
基坑抗隆起验算是基坑工程设计中一项重要的内容,它不仅关系着基坑的稳定安全问题,也与基坑及其周边环境的变形密切相关,尤其在软土地基中抗隆起稳定性验算是基坑支护结构设计的控制因素。
我国现行建筑规范中基坑抗隆起稳定性验算主要采用两种分析模式:地基极限承载力模式和圆弧滑动模式。
但在浙江沿海地区,上部为深厚软土层,含水量高,呈流塑性,物理力学性质极差。
在大量工程实践中,围护桩插入比在2.0以上,甚至达到3.0以上时,按规程地基极限承载力模式计算抗隆起稳定安全系数不满足1.8;按加设滑动面为通过墙底的圆弧滑动模式计算,抗隆起稳定安全系数不满足1.60,但在施工时并没有产生隆起破坏。
因此,本文就沿海软土地区基坑抗隆起稳定性验算存在的一些问题及影响因素加以探讨。
2、各类规范差别(1)建设部《建筑基坑支护技术规程》建设部行规《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中,基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式,极限承载力模式的计算简图如图1所示:图1 建设部规范极限承载力模式的计算简图规范规定:锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构,其嵌固深度应满足坑底隆起稳定性要求,抗隆起稳定性可按下列公式验算:安全等级为一级、二级、三级的支护结构,抗隆起安全系数Kb分别不应小于1.8、1.6、1.4;规范还规定:锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构,当坑底以下为软土时,其嵌固深度应符合以最下层支点为转动轴心的圆弧滑动稳定性要求:安全等级为一级、二级、三级的支挡式结构,抗隆起安全系数Kr分别不应小于2.2、1.9、1.7。
深基坑坑底抗隆起稳定性的探讨
深基坑坑底抗隆起稳定性的探讨0.引言基坑工程中,为确保基坑在开挖阶段的稳定性,必需将围护墙体插入到基坑底面以下一定深度。
插入深度越深,基坑的稳定性越好,但相应地增加基坑工程造价。
因此必须在工程造价和稳定性两者间找到一个平衡点,从而在保证基坑施工安全的前提下,尽量减少围护结构的插入深度。
这使得基坑的坑底抗隆起稳定性验算成为基坑设计中的重要内容。
本文简要回顾目前常用的坑底抗隆起稳定性分析方法,基于强度折减方法提出轴对称条件下基坑的坑底抗隆起稳定性分析方法,并研究圆形基坑强度折减到破坏时的滑裂面形状及其与平面应变条件下的差别。
分析开挖深度、插入比等因素对坑底抗隆起稳定系数的影响。
1.圆形基坑强度折减方法的有限元分析算例为一采用逆作法施工的圆形深基坑,基坑直径140m,基坑开挖深度20m,采用直径800mm厚圆形地下连续墙作为围护结构,竖向设置3道楼板作为水平支撑。
基坑分4次开挖,各次开挖面深度依次为3m、9m、15m、20m,并依次在2m、8m和14m深度处设置水平支撑,如图1所示。
采用专业的大型岩土工程有限元分析软件PLAXIS按平面轴对称连续介质有限元方法进行分析。
通过程序特有的Fhi/c reduction分析实现土体强度折减直至破坏,从而得到坑底抗隆起稳定系数。
取算例模型的平面尺寸为200m@80m,基坑的左右边界约束水平向位移,下边界约束水平和竖向位移。
划分网格时适当加密坑内部分和连续墙附近的网格。
有限元模型的单元划分如图2所示该模型可以同时考虑剪切硬化和压缩硬化,并采用Mohr-Coulomb破坏准则,其计算参数如图2所示。
连续墙抗拉刚度EA=810@106kN/m,抗弯刚度EI=4127@105kN#m2/m。
各道支撑的刚度EA=210@106kN。
地下连续墙与土体的相互作用采用接触面单元来模拟,该接触面单元切线方向服从Mohr-Coulomb 破坏准则。
由于接触面的强度参数一般低于与其相连的土体的强度参数,采用折减系数Ri反映接触面强度参数与所在土层的摩擦角和粘聚力之间的关系,本文取Ri=0165。
探讨基坑抗隆起稳定性验算
探讨基坑抗隆起稳定性验算张耀年(福建省建筑科学研究院, 福州, 350025)[摘要] 本文探讨新颁布规范中基坑抗隆起稳定性验算的方法和规定。
[关键词] 基坑,抗隆起稳定性,地基极限承载力模式,圆弧滑动模式Discussion on Basal Stability Analysis against Upheaval in ExcavationAbstract: The method and regulation of new issued building code for basal stability against upheaval in excavation are discussed. Keywords: Excavation, basal stability against upheaval, the ultimate bearing capacity method, circle slip method1 前言基坑抗隆起稳定性验算是基坑支护设计中一项重要的内容,我国现行建筑规范中基坑抗隆起稳定性验算主要采用两种分析模式:地基极限承载力模式和圆弧滑动模式。
近三十年来,大量的基坑工程实践使支护结构设计日臻完善,新修订的基坑支护设计规范反映了基坑工程实践中积累的经验。
基坑支护结构设计具有很强的地区性,我国地域辽阔,各地工程地质的差异较大,因此,各行业和各地方的规范对基坑支护结构设计的方法和规定都稍有差别。
本文对2000年以后新修订的基坑支护设计规范中隆起稳定性验算的方法和规定作一点分析和比较,因为,在使用新规范的设计过程中大家发现在软土地基中抗隆起稳定性验算是基坑支护结构设计的控制因素。
2 国标《建筑地基基础设计规范》在国标《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2012) (以下简称规范A )中,基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式,极限承载力模式的计算简图如图1所示:q图1 规范A 极限承载力模式的计算简图 基坑底下部土体的强度稳定性应满足下式规定:qD H D N K +++=)(0C D γγτ 式中:K D ——抗隆起稳定安全系数,K D ≥1.6;N C ——承载力系数,N C =5.14; τ0——由十字板试验确定的总强度; γ——土的重度;D ——支护结构入土深度; H ——基坑开挖深度;q ——地面荷载。
探讨基坑抗隆起稳定性验算
K e y wo r d s:E x c a v a t i o n ;b a s a l s t a b i l i t y a g a i n s t u p h e a v a l ;t h e u l t i ma t e b e a r i n g c a p a c i t y me t h o d;c i r c l e s l i p me t h o d
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图 2 规范 A圆弧滑动模式的计算 简图
3建设 部《 建筑基坑支护技术规 程》 在新 颁 布 的 建 设 部 行 规 《 建筑 基坑支 护技术 规程》 ( J G J 1 2 0—2 0 1 2 ) ( 以下 简称 规范 B ) 中, 基坑 抗隆起稳 定性 验
■地基 基础 工 程
福建建设科技 2 0 1 3 . N o . 2
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探 讨基 坑 抗 隆 起 稳 定 性 验 算
张耀 年 ( 福 建省 建筑 科 学研究 院
[ 摘
福建 省 绿色 建筑 技术 重 点实验 室
福建 福州
3 5 0 0 2 5 )
要] 本文探讨新颁 布规 范 中基坑抗隆起稳定性验算 的方法和规定。 抗 隆起 稳定性 地基极限承我 力模 式 圆弧滑动模式
图1 规 范 A极 限承 载 力模 式 的 计 算 简 图
算 采用地基极限承载力 和圆弧 滑动两种 模式 , 极 限承载力模 式的计算简 图如 图 3所示 :
基坑底下部土体 的强度稳定性应满足下式规定
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深厚软土地区基坑墙底抗隆起稳定性Prandlt计算式的讨论
DOI :10.16030/ki.issn.1000-3665.202006031深厚软土地区基坑墙底抗隆起稳定性Prandlt 计算式的讨论阳吉宝(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海 200092)摘要:深厚软土地区采用Prandlt 公式计算基坑抗隆起稳定性常常不满足规范要求,给基坑支护设计带来较大困惑。
本文在分析基坑开挖与Prandlt 公式计算地基极限承载力的力学边界条件差异的基础上,指出采用Prandlt 计算式、临界宽度法和计入基坑内侧土体抗剪强度等改进计算方法的不足,提出同时考虑基坑支护体内外两侧土体抗剪作用的改进计算公式。
通过对4个计算公式各参数的敏感度分析,发现内摩擦角是影响基坑墙底抗隆起稳定性的首要因素,基坑挖深和支护体插入深度是主要影响因素,土体黏聚力是次要影响因素,土体重度的影响可以忽略。
软土内摩擦角较小,在基坑挖深一定的条件下,只有通过加大支护体插入深度才能保证基坑墙底抗隆起稳定性,因此,考虑基坑支护体内外两侧土体抗剪强度的有利作用可合理优化基坑支护设计。
本文通过工程实例研究,验证了计入基坑支护体内外两侧土体抗剪强度作用的合理性;同时,根据浙江软土地区多项工程墙底抗隆起稳定安全系数计算结果的统计分析,指出目前规范取值标准偏高,在软土地区不尽合理,建议在积累工程经验的基础上,适当降低规范计算方法的标准限值。
关键词:软土地区;抗隆起稳定性;Prandlt 公式;改进中图分类号:TU471+.8 文献标志码:A 文章编号:1000-3665(2021)02-0061-09A discussion of the Prandlt calculation formula for anti-uplift stabilityof the bottom of a foundation pit wall in deep soft soil areasYANG Jibao(Shanghai Municipal Engineering Design Institute (Group ) Co. Ltd., Shanghai 200092, China )Abstract :The Prandlt formula is often used to calculate the anti-uplift stability of foundation pits in deep soft soil areas, which often fails to meet the specification requirements and brings great confusion to the design of foundation pit support. Based on the analysis of the difference in mechanical boundary conditions between the foundation pit excavation and the Prandlt formula for calculating the foundation bearing capacity, this paper points out the shortcomings of the improved calculation methods such as the Prandlt formula, critical width method, and takes into account the shear strength of the soil inside the foundation pit method, and puts forward an improved calculation formula considering the shear effect of the soil inside and outside the foundation pit support. Through sensitivity analysis of each parameter of the four calculation formulas, it is found that the internal friction angle is the most important factor affecting the stability of foundation pit wall bottom against uplift. The excavation depth and the insertion depth of the supporting body are the main influencing factors, the cohesion of soil body is the secondary influencing factor, and the influence of soil weight can be ignored. The friction angle of soft soil is small. Under certain excavation depth, the stability against uplift of foundation pit wall bottom can be guaranteed only by increasing the insertion depth. Therefore, considering the favorable effect of shear strength of soil on the收稿日期:2020-06-15;修订日期:2020-07-30第一作者:阳吉宝(1964-),男,博士,教授级高级工程师,主要从事岩土工程设计和施工技术管理工作。
软土地基增强建筑结构稳定性的对策研究
软土地基增强建筑结构稳定性的对策研究【摘要】软土地基处理的优劣,关系到整个工程的质量。
合理的软土地基处理、上部结构设计,可以减轻和消除软土地基对上部建筑物的不利影响。
采用水泥土搅拌桩可以成功解决软土地基加固的施工问题。
详细地阐述了水泥土搅拌桩施工工艺流程、方法、质量标准及要求。
给出了控制质量的具体做法。
【关键词】软土地基处理水泥土搅拌桩稳定性加固对策1 软土地基的工程特征及主要处理方法(1)对于场地内地表水系发育的典型软土地基,如何加固地基是施工中碰到的最大问题。
为了解决软土地基加固,采用水泥土搅拌桩的支护措施,可以使这一问题得到很好的解决。
水泥土搅拌桩加固的特点是施工工期短,效率高,施工中无振动,无噪声,无地面隆起,不排污,不挤土,不污染环境,施工工具简易,费用低廉等。
软弱土如何去保证在软弱地区修建的建筑物稳定性和正常使用一直以来都是一个重大的技术课题。
(2)目前软基处理的主要方法有:1)换填垫层法;2)挤密法;3)深层搅拌法;4)灌浆法;5)强夯法等。
实践证明,采用水泥土搅拌桩可以成功解决软土地基加固的施工问题。
水泥土搅拌桩使用的固化剂,分为水泥浆液和干水泥粉。
水泥浆液又分为双头深层水泥土搅拌和单头水泥土搅拌。
双头深层水泥土搅拌桩对软土地基加固效果理想,能够达到工程质量标准要求。
2 双头深层水泥土搅拌桩的工艺流程及施工方法(1)水泥浆配制。
本项目水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水、灰质量比为(0.5~0.55):1。
水泥用量严格计量,加水用专用定量器。
浆液每次搅拌时间不得少于3min,浆液搅拌均匀,不得离析、沉淀,停置1h以上的浆液应清理。
(2)搅拌桩钻机就位。
搅拌桩钻机在配制浆液的同时,在指定的桩位就位,让搅拌轴对中,用水平尺调平机座,导向架对地面的垂直偏差不超过1%,对位偏差不大于5cm,且必须保证搅拌桩相互搭接200mm。
(3)预搅拌浆下沉。
搅拌浆下沉过程中,距离设计桩顶标高0.5m发出信号通知后台,喷浆钻进,直至设计桩底标高。
软黏土中坑中坑式抗隆起稳定安全系数计算
第38卷第1期2021年2月土木工程与管理学报Journal of Civil Engineering and ManagementVol.38 No.1Feb. 2021软黏土中坑中坑式抗隆起稳定安全系数计算李惠霞\何鑫龙2,繆广吉3,周宏伟2,林上顺1(1.福建工程学院土木工程学院,福建福州350118; 2.中铁二局第三工程有限公司,四川成都610041;3.福州大学土木工程学院,福建福州350116)摘要:坑中坑的开挖会明显降低基坑的抗隆起稳定性,目前的基坑抗隆起稳定分析方法基本没有考虑坑中坑的影响,导致基坑设计偏于不安全。
在不同的参数影响下,坑中坑式基坑存在三种不同的破坏模式。
对传统的圆弧滑动法的假定圆弧面进行改进,通过移动圆弧面的圆心,分别构建不同破坏模式下对应的圆弧滑动面。
根据圆弧滑动面的特征,全面搜索得到最危险的滑动面,从而确定坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数。
将该方法与强度折减有限元法进行对比,通过算例分析内坑宽度及深度、内外坑间平台宽度、软土层的不排水抗剪强度对基坑抗隆稳定性的影响。
发现改进的圆弧滑动法计算得到的抗隆起稳定安全系数与强度折减有限元法基本吻合。
关键词:坑中坑;抗隆起稳定;安全系数;圆弧滑动法中图分类号:TU447 文献标识码:A 文章编号:2095-0985(2021)01-0066-06Calculation Method of Safety Factor of Heave-resistantStability of Pit-in-pit Braced Excavations in ClayLI Huixia1,HE Xinlong2,MIAO Guangji3,ZHOU Hongwei2,Lin Shangshun1(1. School of Civil Engineering,Fujian University of Technology,Fuzhou 350118,China;2.China Railway Second Engineering Bureau No.3Engineering Co L td,Chengdu 610041,China;3.College of Civil Engineering,Fuzhou University,Fuzhou 350116,China)A bstract:Excavating pit-in-pit w ill decrease the basal heave stability of outer pit.The influence of pit-in-pit on basal heave stability analysis has not been considered in existing research,which w ill lead to the insecurity design of pit.There are three kinds of failure modes of pit-in-pit excavation under the influence of different parameters.The traditional circle sliding surface has been improved by moving the center of circle.The circle sliding surface under different failure modes has been established.The most dangerous sliding surface is searched by the feature of sliding surface of pit-in-pit to calculate the factor of safety of basal heave stability.We compare the improved circle sliding method with finite element method based on reduced shear strength technique and get the influence of width and depth of inner p it,spacing between inner and outer pit and undrained shear strength of clay on the basal heave stability.The factor of safety calculated by improved circle sliding method is consistent with the result calculated by FEM.Key words:pit-in-p it;basal heave stability;factor of safety;circle slip method沿海地区的土体含水率高、强度低、变形量 大,在软土地区的基坑开挖过程中,坑底隆起破坏 是最常见的一种破坏形式。
深基坑工程整体稳定性验算研究
深基坑工程整体稳定性验算研究摘要:深基坑工程作为建筑施工的重要组成部分,在基坑工程的施工和设计过程中,工程的稳定性需要严谨的分析和验算。
本文结合工程实例,介绍了深基坑工程支护体系方案的选择,针对基坑工程各方面的稳定性验算进行研究,确保施工安全进行。
供类似工程验算参考。
关键词:深基坑工程;稳定性验算;支护体系随着我国社会经济建设步伐的不断加快,建筑向着大型化、高层化快速发展,高层建筑数量日益增多。
深基坑施工作为建筑工程常见施工部分,目前已广泛应用于高层建筑的施工当中。
影响深基坑工程施工的因素比较多,包括场地工程勘察、支护结构设计、施工开挖、基坑稳定、施工管理等,其中基坑工程的稳定性验算是保证基坑工程整体安全的关键环节。
因此,通过对深基坑工程各方面的稳定性验算进行分析,保证工程的整体质量,并且在保证工程稳定性的前提条件下,能够设计出最经济的方案。
1工程概况某高层建筑大楼,建筑地面以上高22层,地面以下为1层停车场,该建筑占地面积为1044.43m2,地面以上总建筑面积21045.46m2。
2水文地质条件场地内地下水的类型可分为上层滞水和基岩裂隙水。
上层滞水主要赋存于人工填土中,主要受大气降水补给,水量小,水位因季节变化而异;基岩裂隙水主要赋存于砂岩的节理裂隙内,主要受大气降水及潜水的补给,由于岩体的节理裂隙非常发育,基岩裂隙水含水量比较丰富。
勘察过程中,测得上层滞水、基岩裂隙水的混合稳定谁高层为1.30-3.30m。
3支护体系方案的选择3.1支护体系的组成当基坑工程的土方开挖,采用有支护开挖方式时,在基坑的土方开挖之前则需先施工支护体系。
支护体系按其工作机理和材料特性,分为水泥挡土墙体系、排桩和板墙支护体系和边坡稳定式三类。
水泥挡土墙体系,依靠其本身的自重和刚度保护坑壁,一半不设支撑。
排桩和板墙式支护体系,通常由围护墙、支撑及止水帷幕组成。
3.2支护方案的比较和确定3.2.1基坑的特点依据现场工程地质条件、临近地面地下环境、基坑开挖深度等得出基坑具有以下特点:①基坑开挖面积较大。
软土深基坑坑底抗隆起稳定性数值分析
值时,基坑发生坑底隆起破坏的可能性明显增大。 关键词:基坑工程;强度折减;抗隆起稳定性;公式拟合;安全系数
中图分类号:TU473
文献标识码:A
文章编号:2010–4548(2010)S1–0186–05
作者简介:孔德森(1977- ),男,博士后,副教授,主要从事地下工程支护方面的研究。E-mail: dskong828@。
用强度折减法并结合数值分析结果所拟合的公式在求解基坑坑底抗隆起稳定性安全系数方面可以取得较高的精度。值
得注意的是,土体应力随着开挖深度的增加重新分布,应力水平最终超过极限强度导致基坑坑底隆起;塑性参数越小,
基坑坑底隆起量越大,塑性区范围也越大,基坑坑底稳定性则越差;土体参数存在某一临界值,当塑性参数小于临界
1 强度折减有限单元法
强 度 折 减 有 限 单 元 法 最 初 被 Zienkiewicz[3] 和 Ugai[4]应用于二维边坡稳定性分析中,近几年,Cai 等[5]成功将其引入到预测基坑坑底抗隆起稳定分析问
题中[6]。王金昌[7]将强度折减法运用到 ABAQUS 有限 元软件处理岩土工程问题中。
地下连续墙与土体在强度和刚度上存在较大差 异,在外力作用下,其界面有可能产生相对滑移或脱 离。为此,在有限元分析中,在地下连续墙与土体之 间设置接触面单元,并采用 Coulomb 摩擦接触模型描 述接触面的特性[2]。当表面发生接触时,在接触面之 间传递切向力和法向力。根据选用接触对的原则,设 置主从面,法向接触采用“硬接触”形式,切向接触选 用罚函数模拟墙土摩擦作用。横撑与地下连续墙之间 采用基于表面的约束将两个面束缚在一起,横撑支点 与地下连续墙的接触处具有相同的运动。
软土地基土钉支护坑底隆起失稳及其对策
软土地基土钉支护坑底隆起失稳及其对策摘要:本文着重考虑软土地基中土钉支护的基坑底隆起破坏模式,即土钉足够长、足够密,从而使得滑弧通过土钉的内部稳定足够安全,但是由于土钉支护中竖向无插入深度,坑底土未做任何加固,极易引起坑底土隆起破坏。
本文分析了软土地基土钉支护坑底隆起失稳的性状,并提出了相应的对策,即放缓坡、增加平台宽度,或增设超前锚杆等措施对抗隆起失稳的影响。
关键词:土钉支护;失稳;对策一、引言现行的基坑边坡土钉支护规范一般规定土钉支护不适合用于或应严格谨慎地用于软粘土基坑围护工程。
如《基坑土钉支护技术规程》CECS96:97总则第1.0.3条规定,土钉适用于下列土体:可塑、硬塑或坚硬的粘性土,胶结或弱胶结(包括毛细水粘结)的粉土、砂土和角砾、填土、风化岩层等。
在松散砂土夹有局部软塑、流塑粘性土的土层中采用土钉支护时,应在开挖前预先对开挖面上的土体进行加固,如采用注浆或微型桩托换。
并又在基本规定第3.0.6条规定:当支护变形需要严格限制且在不良土体中施工时,宜联合使用其它支护技术,将土钉支护扩展为土钉-预应力锚杆联合支护、土钉-桩联合支护、土钉-防渗墙联合支护等,并参照相应标准结合本规程进行设计施工。
在软粘土地基中土钉支护体系较普遍的破坏形式是发生基坑隆起,土钉支护坑底抗隆起破坏稳定分析及对策是值得研究的。
二、土钉支护基坑底隆起分析原理一个典型的土钉墙结构剖面图1如下所示。
最常见的破坏模式是土体沿着最危险滑动面发生滑动。
但在软土层中,如果土坡加固有足够稳定,破坏不再沿着图1所示最危险滑动面向下滑动,而是发生基坑土体隆起破坏,如图2所示。
即滑弧不穿过土钉加固的深度,而仅发生在最下一排土钉一下的土体中,也可看作基坑承载力破坏。
图1土钉支护剖面图图2基坑隆起示意图此时,土层开挖,应力释放,基坑土体发生的是由地基竖向承载力不足所导致的剪切破坏,土坡下陷,基坑土体不断从坡角处隆起。
由于土钉是打在基坑边坡的土体中,对基坑底部土体没有任何的约束和抗隆起作用,显然再加密加长土钉都不会起任何作用,只能造成浪费。
深厚软土地层基坑稳定性分析方法的适用性及工程应对措施
深厚软土地层基坑稳定性分析方法的适用性及工程应对措施摘要:随着当前建筑行业的发展,深基坑施工技术水平不断提升,有效保证了建筑工程的施工质量和进度。
但是从实际计算情况来看,受到多方面因素的影响,存在一些不足和问题,导致计算不全面,影响了计算结果,不能发挥对基坑施工的指导作用。
在进行深厚软土地层基坑施工过程中,为了保证稳定性,施工人员需要结合实际情况,采取合理的处理方法,充分考虑到多方面的因素,选择科学合理的软土力学指标,结合以往的施工经验,制定切实可行的施工技术方案,保证施工顺利进行。
关键词:深厚软土地层;基坑;稳定性;适用性;工程;措施为了保证施工安全和施工质量,施工单位要根据深厚软土基坑的实际情况,做好地质和水文勘察工作,根据建筑基坑规程的计算模式,确定坑底平面抗隆起稳定系数和最下支点的圆弧滑动真题稳定安全系数,基于此,施工人员要采取有效措施,增大支护结构的嵌入深度,保证施工安全,但是这会增加工程投资,需要施工单位进行全面合理的论证,从而保证工程建设顺利进行。
因此,本文主要针对深厚软土地层基坑稳定性分析方法的适用性及工程应对措施展开论述,并且提出相应的完善对策和建议。
一、深厚软土地层基坑稳定性分析方法针对软土层,施工单位不仅要按照稳定性验算要求,,分析圆弧滑动面的稳定性计算。
第一,在进行抗隆起稳定性计算过程中,可以采用极限承载力的极限平衡理论。
但是从实际情况来看,实际与理论存在一定的差距,需要计算人员进行合理的处理。
比如在进行坑外支挡结构施工过程中,需要简化整体的土体重量,作为柔性均布的荷载,但是这忽略了土体剪应力对抗隆起产生的影响与作用。
对于宽度比较小和深度比较深度的基坑,理论的滑移面会切过支护构件过程中,不能充分体现支护构件对抗滑移的作用。
在进行位于深厚软土地基的管廊结构施工过程中,施工单位通常会使用水泥搅拌桩加固的方式,但是没有充分考虑到加固土体对抗隆稳定的作用,只能发挥安全储备的作用。
软弱下卧层深基坑坑底隆起及稳定性浅析
软弱下卧层深基坑坑底隆起及稳定性浅析摘要:根据地质特点进行分析可以发现,我国的长江流域以及沿海的很多地区都是软土平原地区。
这些地区地基土主要具备的特点就是承载力较低,地下水位较高,在施工的过程容易出现基坑失稳的事故;另外软弱下卧层深基坑坑底隆起失稳的问题也是比较常见的,如何做好这种软弱下卧层深基坑的坑底隆起预防以及稳定性的问题就显得至关重要。
本文主要在对下卧层基坑坑底隆起的破坏进行分析的基础上,总结了基坑坑底抗隆起稳定性影响因素,最后分析了这些因素对稳定性的影响。
关键词:深基坑;软弱下卧层;抗隆起稳定性引言从实际工程的角度来说,影响到软土地区的含有软弱下卧层深基坑坑底隆起稳定性的因素有很多,在进行深基坑设计的时候应该对各种不同的影响因素确定对应的主要因素和次要因素,结合深基坑所处的实际工程环境,综合考虑各种其他的影响,确定最为合理的设计。
1软弱下卧层基坑坑底隆起的破坏在对软土地区含有软弱下卧层的深基坑坑底隆起进行分析的时候,首先就应该对隆起的原因以及破坏的机理进行阐述和研究,在此基础上之上结合实际的工程确定各种各种不同的影响因素,通过对相关工程实际案例的分析和总结,分析得出当前影响软土地区含有软弱下卧层深基坑坑底隆起的主要原因包括:在深基坑开挖之后,由于基坑底部的荷载被卸去,导致基坑底部土体出现了回弹变形。
同时由于基坑的开挖,受到基坑侧面地面超载、土压力等因素的影响,在基坑的内外形成了土体压力差,使得坑底范围的应力场发生了变化,在塑性变形的影响之下,导致了坑底的中间部位容易出现隆起变形,出现失稳隆起的现象。
2软弱下卧层深基坑坑底抗隆起稳定性的影响因素2.1地面荷载在坑底隆起失稳的事故中,有很多都是因为周边地面的施工堆积荷载超载造成的;随着地面超载的增大,均质土圆弧滑动法公式与推导公式所得安全系数增长变化率相同,均大于极限承载力模式所得安全系数值变化率。
周边地面的荷载会导致周边土体实际重度的加大,对于下部的土体会产生较大的挤压,使得下部土体对基坑支护结构的侧压力增大,使得坑底的土压力上升,最终导致坑底隆起失稳。
深厚软土地区市政基坑稳定性计算分析探讨
深厚软土地区市政基坑稳定性计算分析探讨
杨建学
【期刊名称】《福建建设科技》
【年(卷),期】2017(000)005
【摘要】对于深厚软土中的长条形市政基坑,当开挖深度较大时,抗隆起稳定性及圆弧滑动稳定性验算应考虑对面支护构件和坑底加固等有利因素.深厚软土的力学指标对稳定性计算结果的影响也非常大,软土力学指标的合理取值也非常重要,应该不断积累工程经验,推动计算理论的不断完善.
【总页数】3页(P1-2,29)
【作者】杨建学
【作者单位】福建省建筑科学研究院福建省绿色建筑技术重点实验室福建福州350025
【正文语种】中文
【相关文献】
1.珠海地区深厚软土地区基坑支护工程实例 [J], 肖磊
2.深厚软土地区基坑墙底抗隆起稳定性Prandlt计算式的讨论 [J], 阳吉宝
3.桩锚支护在深厚软土地区基坑中的应用 [J], 马玉飞;李禄;唐建政;付垚;于峰
4.深厚软土地区综合管廊深基坑开挖变形分析 [J], 刘刚;张丹
5.广州地区深厚软土地层深基坑大面积放坡支护有限元数值模拟研究 [J], 谢晟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
软土层基坑隆起稳定性分析与处理措施
Research Findings | 研究成果 |·1·2019年第15期软土层基坑隆起稳定性分析与处理措施刘银芳(福建岩土工程勘察研究院有限公司,福建 福州 350001)摘 要:在深厚软土基坑设计计算中,基坑抗隆起验算是一项重要的验算内容,为确保软土基坑不产生隆起破坏,往往采用加大围护结构长度,以增加桩前被动土压力,造成工程造价增加。
本文根据淤泥软土基坑隆起变形特征,结合工程实践,利用地基极限承载力理论验算模型,采用被动区加固等方法提高软土力学指标,增强坑内抗隆起稳定性能力,得出坑底以下软土深厚时,采用被动区加固等方法可以有效提高抗隆起稳定性。
关键词:软土;抗隆起;被动区加固中图分类号:TU753 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)15-0001-03作者简介:刘银芳(1973—),男,高级工程师,研究方向:岩土工程。
1 淤泥软土基坑隆起变形特征基坑隆起是指在基坑开挖面的卸荷过程中,由于坑内卸荷及土体的应力释放,引起坑底土体向上回弹,随着基坑开挖深度的增加,基坑内外压力差也增大,引起支护结构的变形与基坑外土体的位移。
基坑坑底隆起变形随基坑开挖深度加大,变形也由弹性变形发展到塑性变形。
当变形继续发展,基坑塑性区不断扩大,直至连通,会致使基坑失稳,基坑侧壁土体产生破坏性滑移,坑外地面产生严重沉降。
之所以基坑隆起多发生于软土基坑中,是因为淤泥软土天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土,力学强度低、压缩性强,具有流变性、触变性、透水性差、抗剪强度低等特征。
2 基坑抗隆起稳定性计算分析方法目前对于软土基坑抗隆起稳定性验算的方法很多,国内外先后采用极限平衡法,利用圆弧滑动模式推导土体各向异性的基坑抗隆起稳定性公式;也有利用有限元建立三维数值模型,进行基坑稳定性分析。
国内外对软土地区基坑隆起稳定性已取得较多成果,但对于厚度较大的软土基坑,目前研究较少。
浅析软土狭窄基坑抗隆起稳定性
D0l:10.16767/ki.10-1213/tu.2019.07.170浅析软土狭窄基坑抗隆起稳定性方明慧中铁第四勘察设计院集团有限公司厦门分院摘要:狭窄基坑比一般基坑具有较好的稳定性和较小的变形,但目前规范采用的计算方法并未考虑基坑宽度对基坑稳定和变形的影响,导致计算结果过于保守,与实际相差太大,造成工程浪费。
本文分析了传统抗隆起稳定计算方法的适用性及局限性,并提出考虑宽度影响的抗隆起稳定计算的必要性。
采用传统方法和考虑宽度影响的抗隆起稳定计算方法对漳州次五路雨水管道基坑支护设计进行对比分析;结合工程实际施工情况,证明考虑宽度影响的抗隆起稳定计算方法设计是安全可行的,而且可节省工程造价,在狭窄基坑稳定计算中可以推广使用。
关键词:陕窄基坑;抗隆起稳定;宽度1引言基坑的安全问题是重大的工程问题,其主要涉及基坑变形和稳定性,而稳定性是首要的问题。
稳定计算包括整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起稳定计算,其直接影响工程安全和造价,是设计中必须重视的因素。
软土地区,抗隆起稳定系数决定了围护结构的嵌入坑底的深度叫基坑的形状和尺寸对基坑的变形和稳定性有很大的影响叫若采用规范推荐的抗隆起稳定计算公式,无法考虑基坑宽度的影响,造成计算结果过于保守,围护结构嵌入坑底的深度过长.导致浪费。
粘土基坑抗隆起稳定分析最早是由Terzaghi(1943)以及Bjerrum和Eide(1956)所提出的基于承载力模式的极限平衡法,该方法虽然考虑基坑宽度的影响,但未考虑围护桩嵌入坑底以下深度对基坑稳定性的影响,具有一定的局限性,故在实际应用中未被推广日。
汪炳鉴基于Temaghi方法基础上,提出了能反映围护桩嵌入深度影响的计算方法,但因计算结果过于保守。
国内外学者在这方面做了许多深入的研究:曾庆义(1996)分析研究了基坑抗隆起稳定的应力强度计算方法;秦会来(2008)对非均质软土基坑抗隆起稳定性的极限分析方法进行了研究;郑刚(2012)基于弧长和法向应力的影响,修正了规范推荐的抗隆起稳定计算方法。
深厚软土地基处理方法及稳定性分析
深厚软土地基处理方法及稳定性分析引言现如今道路路基建设工程中,常常会出现各种各样由于复杂地质条件导致的问题,这大量不良的地质条件里面,工程设计过程中最常见的一种较为复杂的地质条件就是软土地基,尤其是出现在沿江、沿海以及沿湖的位置。
软土地基的特点就是液限高、含水率高、粘粒含量高、压缩性大、强度较低以及排水性能比较差,这些都会产生很大的不利影响不利于道路工程建设的进一步实施,尤其是在一部分道路工程里面,软土的厚度如果过厚,而地表上的硬壳层又太薄,如果在施工的过程中没有重视好这一点,就有可能因为这些软土地质的条件产生路基的失稳滑坡情况,对于道路的使用寿命以及车辆的行车安全都有严重的影响。
一、软土地地基的处理以及对于路基的作用路基在施工的过程以及使用的过程中应该是比较稳定的,不会因为施工机器和填筑载荷以及交通载荷的原因而引起路基出现破坏、失稳的现象,也不会因为路基产生的过大变形而导致涵洞、桥台以及挡土墙这些构造物和其沿线的各种设施产生过大的变形。
如果可以不对软土地基进行处理,那么,工程上为了减免路基沉降而造成构造物的破坏变形情况,就应该实现对路基的填筑进行考虑,在充分填筑完之后再对路基施工方案进行探讨。
在那些沉降时间比较长并且软土层相对较厚的地区或者是大面积的软土地区,要想把施工之后的沉降剩余量控制在合理范围内是非常困难的,及时能够控制住也很难长期的进行控制,这时就应该对地基的桥头搭板的设置、堆栽以及超载的预测压力、养护方面的加强工作等进行考虑了。
如果软土地基上面没有合适厚度的硬壳层的话,就不要在上面修建高度低于两米的低路基了。
因为这种类型的低路基在交通荷载的条件下,会导致路面上出现不均匀的沉降现象,尤其是当软土层也不均与的时候,重型的车辆流通过多就会引发路面破坏现象。
二、软土地基处理方案确定的步骤对水文地质进行勘察是首先要做好的工作,并且还要把地基的水文地质条件以及工程地质条件搞清楚,这是也进行好施工过程以及路基设计的关键所在,我们一定要把握好关键的因素,再进行处理方案的选择。
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深厚软弱土基坑墙底抗隆起稳定性验算的探讨
周 鸿 郝百晋 浙江中技建设工程检测有限公司,浙江 杭州 310006
摘要:在深厚软弱土深基坑设计中,基坑墙底抗隆起验算是一项重要的内容。首先比较了不同规范规程对基坑抗隆起稳定性 的典型验算方法。然后引入围护墙入土深度、墙底以上土体抗剪强度对基坑抗隆起稳定性的影响,并且介绍了相应的验算改 进方法,为计算抗隆起稳定性提供了更为合理的方法,并且计算简便 ,易于工程技术人员使用。最后通过对浙江 8 个基坑工程 实例计算表明,验算改进方法计入有利因素的影响,抗隆起稳定安全系数相应增加,证实了改进验算方法的合理性。 关键词:抗隆起稳定性;软弱土;地基承载力 中图分类号:TU447 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)15-0243-02 引言 近十年来随着经济的发展,城市空间愈来愈紧张,涌现 出了大量的深基坑工程。随着开挖深度增加,基坑内外的土 面高差不断增大,当开挖到一定深度,基坑内外土面高差所 形成的加载和地面各种超载的作用,就会使围护墙外侧土体 产生向基坑内的移动,使基坑坑底产生向上的隆起,同时在 基坑周围产生较大的塑性区,并引起地面沉降。因此,基坑 抗隆起验算是基坑工程设计中一项重要的内容,特别对软土 深基坑尤为重要。正确计算基坑抗隆起安全系数具有保证基 坑稳定和控制变形的重要的实践和经济意义。 目前,已有的基坑抗隆起稳定性分析验算方法大致可以 归纳为四大类:极限平衡法、极限分析法、常规位移有限元 法以及经验公式法。在国内基坑工程实践中,目前常用的是 能同时考虑土体 c 、 值的抗隆起稳定性分析方法,即墙底 地基极限承载力模式和墙底圆弧滑动模式[1]。 在浙江滨海滨湖地区,软弱土层深厚,采用排桩、连续 墙等围护结构施工基坑时,围护结构插入强度较高的土层。 基坑抗隆起稳定安全系数成为决定插入比的主要参数。但目 前按照地基承载力模式计算的安全系数既没有考虑挡墙入 土深度对安全系数的影响,也没有考虑墙底以上土体抗剪强 度对抗隆起的影响,在实际应用过程中普遍认为偏保守。在 浙江地区实际工程中,按浙江省标准《建筑基坑工程技术规 [ ] 程》 (DB33/T1008-2000) 2 地基承载力模式计算的抗隆起稳 定安全系数,如墙底位于软弱土层中,抗隆起稳定安全系数 经常不能满足第 9.2.3.1 条分项系数不小于 2.0 的要求。而 将挡墙穿越深厚软弱土,进入强度较高土层或岩层显然也不 经济。由于没有找到科学,准确计算公式,合理的基坑排桩 插入比一直未有定论,目前浙江地区围护结构在深厚软弱土 中插入比在 1.8~2.3 之间,基坑多数并未出现失稳。由于插 入比大小对基坑造价影响非常大,因此寻找合理、准确、简 便的计算公式对本地区基坑围护工程意义重大。 笔者收集浙江地区大量软弱土地区基坑工程实例对基 坑抗隆起稳定进行分析。尝试探讨可行的墙底地基极限承载 力抗隆起计算模型,建立相应的计算公式,对各参数敏感性 作了分析,并利用浙江地区基坑工程实例对公式进行了验 证。 2 现有验算方法 Prandtl 与 Terzaghi 以浅基础半无限土体为研究对象,根 据极限平衡理论对地基极限承载力进行了研究,得出相似的 地基极限承载力公式[3]:目前主要规范都基本以 Prandtl 法 或其简化公式作为隆起验算依据,之间区别主要为安全度取 值高低不同。 但对具体工程而言,Prandtl 理论和 Terzaghi 理论都是以 浅基础为研究对象,同时进行了过分的简化,滑动区被假定 与基础底面水平线相交,未延伸到坑底开挖面;忽略了围护 墙入土深度、墙底到坑底间软土抗剪强度、坑底被动区地基 加固处理等有利因素的影响;这些都与实际破坏情况有一定 差别。 3 墙底以上土体破坏模式的选择 目前浙江地区软弱土基坑挡墙插入比普遍较深,入土深 度在 1~2h 左右,将 1~2h 覆土忽略其抗剪强度显得保守,在 实际工程设计中保留了较高的安全富余量,因抗隆起验算不 满足而加大插入比,挡墙进入强度较高土层也不够经济。另 外 2.0 的安全系数比国标《建筑基坑支护技术规程》及《建 筑地基基础设计规范》的安全系数 1.6 高出 25%,多项基坑 工程结果显示,虽然一些软弱土基坑不能满足规范要求的墙 底抗隆起安全系数,但监测数据显示基坑是稳定安全的,故 将上覆土抗剪强度有利影响计入目前计算方法有其合理性。 计入上覆土抗剪强度后的破坏面有三种可能的模式: M eyehoff 破坏模式,被动破坏模式,直剪破坏模式。 (图 1) 针对 Prandtl 与 Terzaghi 承载力理论的局限性, M eyehoff 假定滑动面延伸到地表面,使地基土的塑性平衡区随地基埋 深增加到最大,用简化的方法推出条形基础在中心荷载作用 时均质地基的极限承载力公式,如图 1 中模式○ 1 所示。
0 z
Pu ct
2 (分量 ct 即直剪段土体粘聚力, 如被动区土体已做 加固,可考虑折减采用加固后土体的粘聚力。 5 模式的验证 下面以工程实例应用本文给出的改进公式(式 1)与浙 江省规程公式的比较,对比分析研究公式的准确性和适用范 围。
图 1 计入上覆土抗剪强度后的 3 类破坏模式 Fig. 1 3 method for basal stability analysis 被动破坏模式是假设墙底 以上土体受到隆起土体传来的荷 ( 45 + /2 ) 载, 沿与坑底成 的斜截面破坏, 如图 1 中模式○ 2 所示。 直剪破坏模式是假设墙底以上土体受到隆起土体传来的荷 载,沿 90 铅直面自下而上破坏,如图 1 中模式○ 3 所示。 相较而言,采用直剪破坏模式在三种模式中破坏面最 短,是破坏发生可能性较高的一种模式,即安全系数最小的 破坏模式,既可以考虑上覆土抗剪强度有利影响,得到的安 全系数也偏安全。所以本文采用第三种直剪破坏模式建立抗 隆起分析模型。 4 模型的建立 根据以上分析,土的抗剪强度可近似地将直剪段土体粘 聚力替代计入有利影响,故可以得到改进公式如下: