基坑稳定性验算(2020年整理).pdf
基坑稳定性验算
概述在基坑开挖时，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时，需要验算基坑稳定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。
验算内容对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。
目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：①基坑整体稳定性验算②基坑的抗隆起稳定验算③基坑底抗渗流稳定性验算验算方法及计算过程基坑的整体抗滑稳定性验算根据《简明深基坑工程设计施工手册》采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。
不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。
通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。
考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。
基坑抗隆起稳定性验算图 基坑抗隆起稳定性验算计算简图采用同时考虑c 、φ的计算方法验算抗隆起稳定性。
()qD H cN DN K c q s +++=12γγ 式中D —— 墙体插入深度；H —— 基坑开挖深度；q —— 地面超载；1γ—— 坑外地表至墙底，各土层天然重度的加强平均值；2γ—— 坑内开挖面以下至墙底，各土层天然重度的加强平均值； q N 、c N —— 地基极限承载力的计算系数；c 、ϕ—— 为墙体底端的土体参数值；用普郎特尔公式，q N 、c N 分别为：ϕπϕtan 2245tan e N q ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=︒ ()ϕtan 11-=q c N N 其中 D= q=10kpa H=7m ϕ= 244.1879.29.1821.181.2181=⨯+⨯+⨯=γ 5.1817.03.183.09.182=⨯+⨯=γ 6.9)22445(tan 24tan 14.302=+=⨯e Nq 32.1924tan 1)16.9(tan 1)1(0=-=-=ϕNq Nc 则 Ks=××+10×/(7++10=> 符合要求抗渗流（或管涌）稳定性验算（1）概述根据《建筑基坑工程设计计算与施工》 在地下水丰富、渗流系数较大（渗透系数s cm /106-≥）的地区进行支护开挖时，通常需要在基坑内降水。
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。
基坑放坡稳定性验算
基坑放坡稳定性验算根据施工组织安排，10-03地块各楼栋基坑采用分块开挖，临时放坡的施工方案，我司对基坑临时放坡后的坑边坡顶堆载及车载道路进行边坡稳定性验算，验算过程如下：参数信息:条分方法：瑞典条分法；考虑地下水位影响；基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：1.50；基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：8.00；放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 条分块数1 2.50 3.80 2.00 0.002 3.00 4.50 2.00 0.00计算原理:根据土坡极限平衡稳定进行计算。
自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：1、土条自重2、作用于土条弧面上的法向反力3、作用于土条圆弧面上的切向阻力将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足>=1.3的要求。
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足>=1.3的要求。
计算公式:式子中：--土坡稳定安全系数；Fsc --土层的粘聚力；--第i条土条的圆弧长度；liγ --土层的计算重度；--第i条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角；θiφ --土层的内摩擦角；--第i条土的宽度；bi--第i条土的平均高度；hi――第i条土水位以上的高度；h1i――第i条土水位以下的高度；h2iγ' ――第i条土的平均重度的浮重度；q ――第i条土条土上的均布荷载；其中，根据几何关系，求得hi为：式子中：r --土坡滑动圆弧的半径；l--坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；α ---土坡与水平面的夹角；h1i的计算公式当h1i ≥ hi时，取h1i= hi；当h1i ≤0时，取h1i= 0；h2i的计算公式：h2i = hi-h1i；hw――土坡外地下水位深度；li的几何关系为：计算安全系数:将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数Fs：计算步数安全系数滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第1步 1.391 45.259 -0.038 8.449 8.449示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m) 第2步 1.321 52.516 -0.028 18.947 18.947示意图如下：计算结论如下：第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.391>1.30 满足要求! [标高 -3.60 m]第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.321>1.30 满足要求! [标高 -6.60 m]宝山新城顾村A单元10-03、10-05地块项目部2018年3月8日。
抗倾覆稳定性验算
五、动工估计之阳早格格创做1、抗颠覆宁静性验算原工程基坑最深11.0米安排，此处的土为粘性土，不妨采与“等值梁法”举止强度验算.最先举止最小进土深度的决定：最先决定土压力强度等于整的面离掘土里的距离y ，果为正在此处的主动土压力等于墙后的主动土压力即： 式中：P b 掘土里处挡土结构的主动土压力强度值，按郎肯土压力表里举止估计即a ab K cH K H P 2212-=γ γ土的重力稀度此处与18KN/m 3p K 建正过后的主动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后的土损害棱柱体背下移动，使挡土结构对于土爆收进与的摩揩力，进而使挡土结构后的主动土压力有所减小，果此正在估计中思量收撑结构与土的摩揩效率，将收撑结构的主动土压力乘以建正系数，此处φ=28°则K=1.7893.42452=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=ϕ tg K K pa K 主动土压力系数361.02452=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ϕ tg K a经估计y=m挡土结构的最小进土深度t 0:x 不妨根据P 0战墙前主动土压力对于挡土结构底端的力矩相等去举止估计挡土结构下端的本质埋深应位于x 之下，所以挡土结构的本质埋深应为m t K t 5.302=⋅=（k 2 体味系数此处与1.2） 经估计：根据抗颠覆宁静的验算，36号工字钢需进土深度为3.5米，本质进土深度为3.7米，故：能谦脚滑动宁静性的央供2、收撑结构内力验算 主动土压力：a a a K cH K H P 2212-=γ 主动土压力：p p p cK K H P 2212+=γ m 的场合，36b 工字钢所启受的最大剪应力,3.30*max cm I S z x= d=12mm,经估计 []ττ<=a MP 6.26max36b 工字钢所启受的最大正应力通过估计可知此收撑结构是仄安的3、管涌验算：基坑启掘后，基坑周围挨大心井二眼，正在出进洞心的位子，可落矮 经估计25.12''''=-γγγωh kh果此此处没有会爆收管涌局里4、顶力的估计工程采与注浆减阻的办法去落矮顶力.φ1800注浆后总顶力为：F=fo.S*0.3=25*667/10*0.3*1.1=550tfo—土的摩揩阻力，普遍为25KN/m2S—土与管中皮的摩揩里积0．3—注浆减阻系数1．1—顶力系数5、后背的估计××Υ×H2×tg2(45+φ/2)+2chtg(45+φ/2)（式中Υ土的重度（18KN/m3）c土的粘散力10kpa,φ摩揩角28º）估计得每米588吨，后后脚做宽度为4米，后背拆载力为2354吨.（参照最深基坑）.思量到工字钢战管材的受力战完全后背的情况后背的拆载力没有超出1200吨为宜.六、处事坑的收护处事坑按坑深分二步收撑或者三步收撑，深度小于6米的为二步收撑，深度大于6米的为三步收撑，收撑采与I36b单工子钢做逆火，逆火托架用三角形钢板造成焊接正在钢桩上，每一个里上二个，并用Φ16钢筋将逆火与钢桩焊接坚韧.逆火拆置时采与以少边顶住短边，并正在4个接角处用钢管（Φ120、）或者散工字钢干角撑，与逆火焊接.头一步逆火位子正在距大天米处，末尾一步逆火正在距管中顶米处，按坑的深度可正在第一步逆火与第三步逆火中间减少一步.七、处事坑落火1、挨设大心井正在火泥搅拌桩的中侧出洞心处二侧各挨一眼大心井，井深12米—14米、曲径米.大心井井中距火泥搅拌桩中皮米，距管中皮米，管材为无砂砼管.○1大心井的动工要领井筒的重设要领，采与回转钻机，或者冲打钻机冲打成孔，孔径比管中径（包罗过滤层）大于30厘米以上.钻冲成孔后，孔内的泥浆应稀释、置换，而后重设井筒.井筒的底部用草袋片或者土工布加细砂砾石做反滤层，薄度约20厘米.井筒与孔之间的清闲，用细砂、砾石等滤料回挖至天下火位.大心井动工完毕后应坐时举止排泥及试抽火，预防淤塞.若试抽火6小时后出火仍含有洪量土颗粒呈浑浊火时，应坐时查看井筒启底、管心对接、过滤层等，如创造问题应即时建复或者拔出井筒，重新重设.正在大心井启初抽火至基坑回挖到天下火位前，没有得中断抽火.使用火位自动启闭统造井内火位.正在抽火功夫应时常查看火泵出火、天下火位变更、井底回淤等情况，预防潜火泵或者火泵进火管被回淤掩埋.大心井停止抽火后，应坐时裁撤抽火设备，并将井孔回挖稀真.大心井应正在基坑启掘前抽火，提前落矮天下火，那有好处基坑（槽）的启掘及坑壁、坑底的宁静.○2、大心井重设深度的估计H = h ＋δ ＋ h l ＋ h 2 ＋I*B式中：H —大心井的深度h —基坑（槽）深度δ —井筒启底薄度h1 —抽火泵吸火头下度h2 —井筒内预留回淤下度普遍与 0.5～1.0米I —落火坡度，普遍与1/10；B —大心井与基槽的火仄距离（rn）；八、处事坑的启掘采与板滞（1m³、1.2 m³掘掘机）协同人为掘土，掘土程序为最先用掘掘机掘至第一步逆火处，而后干第一步逆火，再用掘掘机掘至第二步逆火处，干第二步逆火.并用木板卡正在工子钢槽心干基坑四周的挡土撑板，中间用Φ16钢筋干横肋与钢桩焊住，再掘第三步土.当掘掘机掘到够没有着土时，改用人为掘土拆进土斗，用16吨吊车吊车将土吊到大天上，拆进运止车推走.。
基坑底抗渗流稳定性检算
基坑底抗渗流稳定性检算基坑底抗渗流稳定性检算中铁九局集团有限公司：刘东跃⼀、基坑底抗渗流要求的安全效果在基坑内外⽔头差压⼒作⽤下，基坑底产⽣的反涌涌⽔冲击⼒，不能把基坑底⼟壤颗粒吹浮起来。
⼟壤在⾃重压⼒作⽤下依旧能够稳定，⼟体结构仍然处于⾃然稳定状态。
⼆、检算⽬的1、了解基坑内排⽔效果：基坑底涌⽔没有压⼒，基坑内明排⽔能达到预期效果。
2、掌握桩墙的抗倾覆稳定性：基坑底⼟壤依然处于稳定状态下，桩墙底部坑内被动⼟压⼒就不会损失，能够处于稳定⽀撑状态，能够保证桩墙的底脚稳定-不倾覆！三、计算书图⽰某基坑深度8m，地下⽔位于地表以下1.5m深。
地下⼟壤为粘性⼟质，桩墙式咬合护壁桩结构。
基坑横断⾯结构⽰意图如图1所⽰。
四、计算公式验算公式：2212≥=h h K w b S ρρ。
公式中：b ρ——⼟壤在⽔中的重度，取0.9kg/cm3(粘性⼟壤⼲燥状态最⼤1.9kg/cm3，砂性⼟最⼤2.5kg/cm3)；w ρ——⽔重度（密度），1.0kg/cm3；2h ——护壁桩基坑底以下⼊⼟深度；暂时取4m ；1h ——基坑内外⽔头⾼度差；暂取6.5m ；计算结果：5.60.149.02=S K =1.11，安全系数⼩于2，不满⾜稳定性要求。
五、结果论证 1、基坑底抗渗流（管涌）的检算公式为2212≥=h h K w b S ρρ。
要保证基坑底不涌砂⼟，按《相关规范》要求，其安全系数K S ≥2。
在公式中，只有护壁桩h 2可变，反推算h 2数值：25.60.19.022212≥=h h h w b ρρ；得到：h2≥7.22m 。
护壁桩⼊⼟深度（基坑底以下埋深）⾄少7.22m ，护壁桩墙全长⾄少H=15.22m 。
2、基坑底抗管涌检算满⾜要求，不等于基坑底不渗⽔或者基坑内没⽔。
如不采⽤暗降⽔⽅案，基坑内依旧会涌⽔，应须进⾏基坑内明排⽔。
3、从公式2212≥=h h K w b S ρρ可以看出，地下⼟壤⼟质越弱，护壁桩墙的⼊⼟深度越深；基坑内外⽔头差越⼤，护壁桩墙的⼊⼟深度越深。
地铁车站基坑抗突涌稳定性验算
地铁车站基坑抗突涌稳定性验算一、工程概况（略）二、工程地质与水文地质条件2.1工程地质条件（略）2.2水文地质条件本场区的地下水，主要有浅层潜水和深层承压水。
浅层潜水主要赋存于上部填土层及粉土、砂土层中，补给来源主要为大气降水和地表水，其静止水位一般在深1～4m。
潜水含水层的渗透系数在10－3～10－6之间。
深层承压水含水层主要分布于深部的（12）4（14）1圆砾层中，隔水顶班为其上部的粘性土层。
水头埋深约在地表下6.4m，相当于高程＋1.10m。
三、降水方案的设计根据水文地质条件和围护结构型式，本次降水设计主要包含两方面：基底稳定性验算和基坑内疏干井的设计。
3.1基底稳定性分析基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。
即：H·γs ≥Fs·γw·h式中：H —基坑底至承压含水层顶板间距离（m）；γs —基坑底至承压含水层顶板间的土的平均重度（kN/m3）；h —承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m）；γw —水的重度（KN/m3），取10kN/m3；Fs —安全系数，一般为1.0～1.2,取1.05；2、计算情况：以开挖深度最大的换乘节点附近的资料为计算依据，验算基底的抗涌稳定性。
有关参数如下：地面标高＋5.906m，承压水水位标高＋1.10m，承压含水层顶板标高－35.17m，换乘节点最大开挖深度处的标高－18.754m。
A.计算承压含水层的顶托力Fs·γw·hFs·γw·h= Fs ×10×（1.10-(－18.754)）=198.754 Fs kPa；B.根据基坑开挖深度计算基坑底至承压含水层顶板间的土压力H·γs。
H=-18.754–（－35.17）=16.417m，γs=17.70kN/m3则：H·γs=16.417×17.70=290.58 kPa；C.计算安全系数198.754 Fs =290.58Fs＝1.462>1.10因此，本基坑可以不考虑承压水的突涌问题。
基坑放坡稳定性验算
序号
放坡高度(m)
放坡宽度(m)
平台宽度(m)
条分块数
1
2.50
3.80
2.00
0.00
2
3.00
4.50
2.00
0.00
计算原理：
根据土坡极限平衡稳定进行讣算。自然界匀质土坡失去稳定，滑动面呈曲面, 通常滑动面接近圆弧，可将滑裂面近似成圆弧讣算。将土坡的土体沿竖直方向分 成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条 上存在着：
1、土条自重
2、作用于土条弧面上的法向反力
3、作用于土条圆弧面上的切向阻力
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全 储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足＞=1.3的要求。
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数，考虑安全 储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足>=1.3的要求。
基坑放坡稳定性验算
根据施工组织安排，10-03地块各楼栋基坑采用分块开挖，临时放坡的施工 方案，我司对基坑临时放坡后的坑边坡顶堆载及车载道路进行边坡稳定性验算， 验算过程如下：
参数信息：
条分方法：瑞典条分法；
考虑地下水位影响；
基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：1.50；
基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：8.00；
计算公式：
式子中：
F:一土坡稳定安全系数；
c一土层的粘聚力；
1厂-第i条土条的圆弧长度；
Y一土层的计算重度；
0i--第1>―土层的内摩擦角；
b,--第i条土的宽度；
hi--第i条土的平均高度；
hii第i条土水位以上的高度；
氐一一第i条土水位以下的高度；
稳定性验算规范(2020年整理).pdf
学 海 无 涯
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（图4.2.4-1、4.2.4-2）：
he m c q m K q D h cN DN ≥+++0
12)(γγ (4.2.4-1) ϕ
πϕ
tan 2)245(e tg N q +=︒ (4.2.4-2) ϕtan /)1(−=q c N N (4.2.4-3) 式中： K he ──抗隆起安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支护结构， K he 分别不
应小于1.8、1.6、1.4；
γm1——基坑外挡土构件底面以上土的重度(kN/m 3)；对地下水位以下的砂土、碎
石土、粉土取浮重度；对多层土取各层土按厚度加权的平均重度；
γm2——基坑内挡土构件底面以上土的重度(kN/m 3)；对地下水位以下的砂土、碎
石土、粉土取浮重度；对多层土取各层土按厚度加权的平均重度；
D ——基坑底面至挡土构件底面的土层厚度 (m)；
h ──基坑深度(m)；
q 0──地面均布荷载(kPa)；
N c 、N q ——承载力系数；
c 、ϕ──挡土构件底面以下土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)，按本规程第3.1.14条
的规定取值。
m2m1
图4.2.4-1 挡土构件底端平面下土的抗隆起稳定性验算
当挡土构件底面以下有软弱下卧层时，挡土构件底面土的抗隆起稳定性验算的部位尚应包括软弱下卧层，公式(4.2.4-1)中的γm1、γm2应取软弱下卧层顶面以上土的重度（图
4.2.4-2），D 应取基坑底面至软弱下卧层顶面的土层厚度。
基坑放坡稳定性验算
基坑放坡稳定性验算根据施工组织安排， 10-03 地块各楼栋基坑采用分块开挖，临时放坡的施工 方案，我司对基坑临时放坡后的坑边坡顶堆载及车载道路进行边坡稳定性验算， 验算过程如下：参数信息 :条分方法：瑞典条分法； 考虑地下水位影响； 基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：1.50 ； 基坑内侧水位到坑顶的距离 (m)：8.00 ； 放坡参数：序号 放坡高度 (m)1 2.503.80 2.00 2 3.004.50 2.00 计算原理: 根据土坡极限平衡稳定进行计算。
通常滑动面接近圆弧， 可将滑裂面近似成圆弧计算。
将土坡的土体沿竖直方向分 成若干个土条， 从土条中任意取出第 i 条，不考虑其侧面上的作用力时， 该土条r F - /■- .、”/•■上存在着： 1、土条自重2、作用于土条弧面上的法向反力3、作用于土条圆弧面上的切向阻力 将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数， 考虑安全 储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足 >=1.3 的要求。
放坡宽度 (m) 平台宽度 (m) 条分块数 0.00 0.00自然界匀质土坡失去稳定， 滑动面呈曲面，式子中：F s -- 土坡稳定安全系数；c -- 土层的粘聚力；l i --第i 条土条的圆弧长度；丫 -- 土层的计算重度；9 i --第i 条土到滑动圆弧圆心与竖直方向的夹角;© -- 土层的内摩擦角；b i --第i 条土的宽度；h i --第i 条土的平均高度； h ii ――第i 条土水位以上的高度；h 2i ――第i 条土水位以下的高度；丫 ’一一第i 条土的平均重度的浮重度；将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,储备的大小，按照《规范》要求，安全系数要满足 >=1.3的要求。
计算公式：考虑安全 工*£ + f （?% + r 俎）勺tan （p第i条土条土上的均布荷载;其中，根据几何关系，求得h i为：______________ __________ 2&二一[(f-0・5)xg _厶]—r + 4 -(/-0.5)xZ?Jtana!式子中：r -- 土坡滑动圆弧的半径；丨0 --坡角距圆心垂线与坡角地坪线交点长度；a --- 土坡与水平面的夹角；h ii的计算公式\( h \cos Qi- \r sm(/7 + d)- H几二九一I COSM)当h ii > h i 时，取h ii = h i当h ii < 0 时，取h ii = 0 ;h2i的计算公式：h 2i = h i -h ii ；h w 土坡外地下水位深度；i i的几何关系为:h_ 1 )x ® / i 乂 bj — Iarccos ----- --- ——-一 arccos -- ——-x 2 x 旷 x 兀360二90-碎亦上四4k计算安全系数：将数据各参数代入上面的公式，通过循环计算，求得最小的安全系数 Fs ： 计算步数 安全系数 滑裂角(度)圆心X(m)圆心丫(m)半径R(m)第 1 步 1.39145.259-0.038 8.449 示意图如下：计算结论如下:8.449第 2 步 1.32152.516 -0.028 示意图如下： 圆心X 18.947圆心Y(m) 半径R(m) 18.947■1daagw •oooml计算步数安全系数 滑裂角(度)第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.391>1.30 满足要求 ! [ 标 高-3.60 m]第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.321>1.30 高 -6.60 m]2018年3月8日 满足要求 ! [ 标宝山新城顾村A 单元 10-03 10-05 地块项目部。
【重要】岩土工程稳定性(四)----基坑稳定性
2、整体稳定性分析（7/11）
四、 重力式围护体系的整体稳定性验算
仍可采用圆弧滑动法进行验算 验算中需要考虑，圆弧通过围护墙体底部以及圆弧切墙两种可能模 式。 对于水泥土桩墙支护当验算切墙圆弧的安全系数时，可取墙体强度 指标 ϕ =0，c = (1/5~1/10)qu，其中qu为挡墙体无侧限抗压强度。 当qu>0.8MPa时可不计算切墙圆弧的安全系数。当支护体系下面有 软弱土层时，应增大计算深度，直至整体稳定安全系数增大为止。
1、概
述 （2/10）
2、基坑破坏模式分类 根据时间：长期稳定和短期稳定； 根据基坑的形式：有支护基坑和无支护基坑破坏。其中有支 护基坑围护形式又可分为刚性围护、无支撑柔性围护和带支 撑柔性围护。 各种基坑围护形式因为作用机理不同，因而具有不同的破坏 模式。
1、概
3、基坑的失稳形态分类
述 （3/10）
（1）放坡开挖基坑 由于设计不合理坡度太陡，或雨水、管道渗漏等原因造成边坡渗水导致 土体抗剪强度降低，引起基坑边土体整体滑坡
1、概
述 （4/10）
（2）刚性挡土墙基坑 是指水泥土搅拌桩、旋喷桩等加固土组成的宽度较大的一种重力式基坑围 护结构，其破坏形式有如下几种： (a)由于墙体的入土深度不足，或由于墙底存在软弱土层，土体抗剪强度不 够等原因，导致墙体随附近土体整体滑移破坏，如图 (a)所示 (b)由于基坑外挤土施工如坑外施工挤土桩或者坑外超载作用如基坑边堆载、 重型施工机械行走等引起墙后土体压力增加，导致墙体向坑内倾覆，如图 (b)所示 (c)当坑内土体强度较低或坑外超载时，导致墙底变形过大或整体刚性移动， 如图(c)所示
岩土工程稳定性（四）--
基坑稳定性
1、概述
2、整体稳定性分析
基坑支护结构稳定性验算
基坑支护结构稳定性验算引言基坑支护结构的稳定性验算是确保施工过程中基坑的安全和稳定的重要环节。
稳定性验算的目的是根据基坑的尺寸、土壤力学参数及施工过程中的荷载情况，评估支护结构的稳定性。
稳定性验算方法稳定性验算通常采用弹性平衡法或有限元分析方法进行。
下面将简要介绍这两种方法：1. 弹性平衡法：该方法基于力学平衡原理，将基坑支护结构视为一个弹性体系，在施工过程中受到的荷载作用下，通过平衡力的计算来评估结构的稳定性。
该方法适用于基坑边界条件简单、土壤参数变化不大的情况。
2. 有限元分析方法：该方法基于有限元理论，将基坑支护结构划分为有限个小单元，通过求解土体的应力、位移等参数来评估结构的稳定性。
该方法适用于基坑边界条件复杂、土壤参数变化较大的情况。
稳定性验算内容稳定性验算的内容通常包括以下方面：1. 土体参数的测定：稳定性验算需要准确的土体参数数据，包括土的内摩擦角、黏聚力、承载力等。
这些参数可以通过现场取样、室内实验或文献资料等方式获取。
2. 基坑尺寸的确定：稳定性验算需要基于设计要求确定基坑的尺寸，包括深度、宽度等。
这些尺寸应基于土体参数和施工条件进行合理的确定。
3. 荷载的考虑：稳定性验算应考虑施工过程中的各种荷载，如土压力、水压力、防护结构重量等。
这些荷载应根据实际情况进行准确的估算。
4. 稳定性验算的方法选择：根据基坑边界条件、土体参数的变化和施工工艺特点等因素，选择合适的稳定性验算方法进行分析计算。
结论稳定性验算是确保基坑支护结构安全和稳定的关键环节。
我们可以根据实际情况选择合适的稳定性验算方法，确定土体参数和基坑尺寸，并综合考虑各种荷载进行分析计算，以保证基坑支护结构的稳定性。
深基坑边坡计算
深基坑边坡计算The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020XX项目污水处理装置生活、生产污水（废水）收集池格栅渠（460AB）基坑边坡稳定性验算书（放坡开挖施工）编制:审核: 日期：二O—二年九月十九日1.基坑简介 (1)基坑概况 (1)场地土质情况 (1)2.计算依据 (1)3.力学验算法的基本假定 (1)4.判定标准 (2)5.验算过程（泰勒图表法） (2)公式及字母意义 (2)验算理论及方法 (2)验算计算过程（H二） (3)验算计算过程（H二） (4)6.结论 (4)1.基坑简介基坑概况污水处理装置460AB （生活污水收集池格栅渠、生产废水收集池格栅渠）水池池体长度米，宽度米。
基坑底部开挖尺寸长度米，宽度米。
基坑有效工作深度米（绝对标高），上部放坡比1：,下部放坡比1：。
基坑上部开挖尺寸长度米，宽度米。
场地土质情况根据地勘报告（KC-2012-3-051）（详勘）结果（勘探点号21#,孑L顶标高）：场地湿陷等级按I级（轻微）设防。
2•计算依据采用力学验算法计算。
场地土质为粘性土, 按圆弧滑动面法中表解法规则在图解和计算的基础上，经过分析研究，制定图表, 供边坡稳定性验算时采用。
基坑周边无其它荷载。
按正常工作状态算：基坑总深度米.正常工作状态基坑深度米. 上部放坡比1:,下部放坡比1:,错台米。
3. 力学验算法的基本假定滑动土楔体是均质各向同性、滑动面通过坡脚、不考虑滑动土体内部的应力分布及各土条（指条分法）之间相互作用力的影响。
再假定几个可能的滑动圆弧，按步骤分别计算相应的稳定系数，在圆心辅肋线上绘出稳定系数对应于圆心的关系曲线K=f（o）;在该曲线上找出最小的稳定系数Kmin,与Kmin对应的滑动面就是最危险的滑动面。
4. 判定标准国标50330-2002《建筑边坡工程技术规范》，边坡稳定性评价：边坡类别：二级边坡当Kmin＞认为边坡是稳定的。
基坑稳定性分析.
式中：γm——透水层以上土的饱和重度(kN/m3)； t+Δt——透水层顶面距基坑底面的深度(m)；
Pw——含水层水压力(kPa)。
Ep bp Ea ba
≥1.3 1.3
Ep
1.2 Ea ≥1.2
式中：Ep、bp——分别为被动侧土压力的合力及合力对支护结构 底端的力臂； 支护结构底 端的力臂。
杭州地铁1号线基坑内发生土体滑移
2009年1月26日18时20分左右，杭州地铁1号线 凤起路站基坑内发生土体纵向滑移事故，没有造成 人员伤亡。事故发生后，现场立即启动了应急预案， 采取了一系列应急抢险措施：补设钢支撑，确保基 坑安全；加强对基坑和周边建筑物的监测；北面土 体滑移面的顶部适当进行卸载；调整公交延安路(凤 起路-庆春路段)交通；进一步优化凤起路站的支撑体 系以加强安全性等。
抗滑移稳定性按下式验算：
EP Wu Kh Ea
K h ≥1.2； 式中：K h ——抗滑移安全系数， ——墙底与土之间的摩擦系数，当无试验资料时， 可取：对淤泥质土 ＝0.2～0.50，黏性土 ＝0.25～0.4，砂土＝0.4～0.50。
桩墙式悬臂支护结构的水平推移和抗整体倾覆稳定验算应 满足下列条件，如下图所示。
基坑的稳定性分析
主要内容
(1) 基坑边坡整体稳定性； (2) 支护结构抗倾覆及抗滑移稳定性； (3) 基坑底抗隆起稳定性； (4) 基坑底土体抗渗流稳定性。
1. 基坑边坡整体稳定性验算
土坡及基坑内外土体的整体稳定性验算，常用条分 法进行整体稳定性分析，可按平面问题考虑，宜采用圆 弧滑动面计算。有软土夹层和倾斜岩面等情况时，尚需 采用非圆弧滑动面计算。 土坡及基坑最危险滑动面上诸力对滑动中心所产生 的滑动力矩与抗滑力矩应符合下式要求：
基坑稳定性验算.pdf
第4章基坑的稳定性验算4.1概述在基坑开挖时，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时，需要验算基坑稳定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。
4.2 验算内容对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。
目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：①基坑整体稳定性验算②基坑的抗隆起稳定验算③基坑底抗渗流稳定性验算4.3 验算方法及计算过程4.3.1基坑的整体抗滑稳定性验算根据《简明深基坑工程设计施工手册》采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。
不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。
通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。
考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。
4.3.3基坑抗隆起稳定性验算图4.1 基坑抗隆起稳定性验算计算简图采用同时考虑c 、φ的计算方法验算抗隆起稳定性。
()qD H cN DN K c q s +++=12γγ 式中D —— 墙体插入深度；H —— 基坑开挖深度；q —— 地面超载；1γ—— 坑外地表至墙底，各土层天然重度的加强平均值； 2γ—— 坑内开挖面以下至墙底，各土层天然重度的加强平均值； q N 、c N —— 地基极限承载力的计算系数；c 、ϕ—— 为墙体底端的土体参数值；用普郎特尔公式，q N 、c N 分别为：ϕπϕtan 2245tan e N q ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=︒ ()ϕtan 11−=q c N N 其中 D=2.22m q=10kpa H=7m ϕ= 240 4.1879.29.1821.181.2181=⨯+⨯+⨯=γ 5.1817.03.183.09.182=⨯+⨯=γ 6.9)22445(tan 24tan 14.302=+=⨯e Nq 32.1924tan 1)16.9(tan 1)1(0=−=−=ϕNq Nc 则 Ks=(18.5×2.22×9.6+10×19.32)/18.4(7+2.22)+10=3.27>1.2 符合要求4.3.4抗渗流（或管涌）稳定性验算（1）概述根据《建筑基坑工程设计计算与施工》 在地下水丰富、渗流系数较大（渗透系数s cm /106−≥）的地区进行支护开挖时，通常需要在基坑内降水。
深基坑工程稳定性分析[详细]
![深基坑工程稳定性分析[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/af3aa0bd7cd184254b3535e4.png)
K tan tan
工程中一般要求K≥1.25~1.30
14
➢ 黏性土土坡稳定性分析 1. 瑞典圆弧滑动整体稳定分析
稳定安全系数：滑动面上平均抗剪强度与平均剪应力之比
Fs
f
也可定义为：滑动面上最大抗滑力矩
与滑动力矩之比。
对O点力矩平衡：
Fs
f LR
Wd
15
2. 土坡稳定分析条分法
对于外形复杂、 >0的粘性土土坡，土体分层情况时，要确
桩端处的主动土压力为：
pa桩端 h2Ka 2c Ka 19.3 （15 - 1.62） 0.589 2 12 0.767 133.7kPa
主动土压力的合力为： Eak 133.7 0.5 （15 - 1.62） 894.45kN / m 主动土压力的合力距内撑点的距离为：
aa2 15 3 ( 15 1.62 ) / 3 7.54m
性验算
37
一、锚拉式或支撑式支挡结构抗隆起稳定性验算
《建筑基坑支护技术规程-2012》推荐的Prandtli的地基承载力公式
m2ld Nq cNc m1( h ld ) q0
Kb
m1( h ld ) q0
ld
m 2ld
坑底土的地基极限压力pk m2ld Nq cNc
38
m2ld Nq cNc m1( h ld ) q0
诱因降雨或水的渗入基坑周边堆载振动各类支护结构的失稳破坏模式1刚性挡土墙基坑嵌固深度不够超载土层强度低整体滑移破坏土体破坏强度渗流变形倾覆破坏挡土墙滑移破坏整体滑移破坏各类支护结构的失稳破坏模式2内支撑基坑土层强度低隆起破坏土体破坏强度渗流变形坑底土隆起承压水突涌破坏管涌破坏降水设计不合理或设备失效失稳破坏分区开挖放坡过陡超大基坑2内支撑基坑3拉锚基坑嵌固深度不够锚杆长度不够失稳破坏整体失稳破坏围护结构破坏1围护墙桩破坏剪切破坏弯曲破坏3墙桩后体变形过大导致支护结构破坏压曲破坏剪切破坏压曲破坏压曲破坏拉锚失效排桩支护基坑失稳破坏10稳定性破坏计算项目
基坑稳定验算书
基坑稳定验算书一、基坑稳定分析验算主要考虑基坑的失稳类型：a、支撑强度不够，刚度不够；b、整体滑动失稳；c、踢脚引起隆起失稳；d、砂地层管涌失稳；e、低鼓失稳（本工程地下无承压水）。
本次论证主要是关于钢板桩及支撑结构的稳定问题，其中以支撑强度不够或刚度不够、整体滑动失稳和踢脚引起隆起失稳为主要验算对象。
（一）、W47钢板桩挡土结构的内力简化模型与分析计算1、W47工作井参数的选用地层情况，见表1，地下水位地面以下6米，接收坑开挖深度为6.58米，基坑宽×长为B×L=3.5×7.5m。
地层可分为粘性土层和砂层（如图1），并将粘性土层和砂层的γ、c、ϕ值各自算得加权平均值。
（1）、粘性土层：3118 1.918.7 1.718.1 1.918.3/5.5i ih KN m h γγ⨯+⨯+⨯===∑116 1.914 1.719 1.916.45.5i ia c h c KP h ⨯+⨯+⨯===∑11.90.287 1.70.394 1.90.133tan tan 0.2675.5i ih h ϕϕ⨯+⨯+⨯===∑tan0.1312ϕ=（2）、砂层：则有加权浮重度'''329.8/iihKN m h γγ==∑，'tan 0.732ϕ=，'tan0.3272ϕ=。
2、内力的计算（1）、钢板桩外侧主动土压力（采用粘性土层和砂层分开计算主动土压力的方法其中将水头压力看作为主动土压力的一部分）2001tan (45)2tan(45)22a P h c ϕϕγ=---'''22tan (45)2aP h ϕγ=-其中 20tan (45)0.5902a K ϕ=-=''20tan (45)0.2572aK ϕ=-=式中：a P —粘土层主动土压力； 'a P —砂土层主动土压力； a K —粘土层主动土压力系数；'a K —砂土层主动土压力系数。
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第4章基坑的稳定性验算
4.1概述
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时，需要验算基坑稳定性，必要时应采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。
4.2 验算内容
对有支护的基坑全面地进行基坑稳定性分析和验算，是基坑工程设计的重要环节之一。
目前，对基坑稳定性验算主要有如下内容：
①基坑整体稳定性验算
②基坑的抗隆起稳定验算
③基坑底抗渗流稳定性验算
4.3 验算方法及计算过程
4.3.1基坑的整体抗滑稳定性验算
根据《简明深基坑工程设计施工手册》采用圆弧滑动面验算板式支护结构和地基的整体稳定抗滑动稳定性时，应注意支护结构一般有内支撑或外拉锚杆结构、墙面垂直的特点。
不同于边坡稳定验算的圆弧滑动，滑动面的圆心一般在挡墙上方，基坑内侧附近。
通过试算确定最危险的滑动面和最小安全系数。
考虑内支撑或者锚拉力的作用时，通常不会发生整体稳定破坏，因此，对支护结构，当设置外拉锚杆时可不做基坑的整体抗滑移稳定性验算。
4.3.3基坑抗隆起稳定性验算
图4.1 基坑抗隆起稳定性验算计算简图
采用同时考虑c 、φ的计算方法验算抗隆起稳定性。
()q
D H cN DN K c q s +++=
12γγ 式中 D —— 墙体插入深度；
H —— 基坑开挖深度；
q —— 地面超载；
1γ—— 坑外地表至墙底，各土层天然重度的加强平均值； 2γ—— 坑内开挖面以下至墙底，各土层天然重度的加强平均值； q N 、c N —— 地基极限承载力的计算系数；
c 、ϕ—— 为墙体底端的土体参数值；
用普郎特尔公式，q N 、c N 分别为：
ϕπϕtan 2245tan e N q ⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=︒ ()ϕ
tan 11−=q c N N 其中 D=2.22m q=10kpa H=7m ϕ= 240 4.1879.29.1821.181.2181=⨯+⨯+⨯=
γ 5.181
7.03.183.09.182=⨯+⨯=γ 6.9)22445(tan 24tan 14.302=+
=⨯e Nq 32.1924
tan 1)16.9(tan 1)1(0=−=−=ϕNq Nc 则 Ks=(18.5×2.22×9.6+10×19.32)/18.4(7+2.22)+10=3.27>1.2 符合要求
4.3.4抗渗流（或管涌）稳定性验算
（1）概述
根据《建筑基坑工程设计计算与施工》 在地下水丰富、渗流系数较大（渗透系数
s cm /106−≥）的地区进行支护开挖时，
通常需要在基坑内降水。
如果围护短墙自身不透水，由于基坑内外水位差，导致基坑外的地下水绕过围护墙下端向基坑内外渗流，这种渗流产生的动水压力在墙背后向下作用，而在墙前则向上作用，当动水压力大于土的水下重度时，土颗粒就会随水流向上喷涌。
在软粘土地基中渗流力往往使地基产生突发性的泥流涌出，从而出现管涌现象。
以上现象发生后，使基坑内土体向上推移，基坑外地面产生下沉，墙前被动土压力减少甚至丧失，危及支护结构的稳定。
验算抗渗流稳定的基本原则是使基坑内土体的有效压力大于地下水的渗透力
（2）抗渗稳定性验算
如下图所示，
本设计采用一般方法避免基坑底部土体发生管涌破坏
需满足下式：
0.2'
≥=J
K γ
其中 K ——安全系数 一般去1.5~2.0 本设计去2.0
'γ——土体浮重度
J ——动水压力
w w h
t h i J γγ''
2+== 其中 i ——水力梯度
w γ——水的重度
'h ——水头差
'2h t +——最短渗流路径
'h =7-2.1=4.9m w γ=10KN/m 3 t=9.22-7=2.22m 44.202
.13813.202.321281.20=⨯+⨯+⨯=sat γ w w h
t h i J γγ''
2+===〔4.9/(2×2.22+4.9)〕10=5.25 'γ=sat γ-w γ=20.44-10=10.44 99.125.5/44.10'
===J
K γ
为保证不发生管涌破坏插入深度要满足下式： ()m h h K t w 22.244.102/)9.444.10109.499.1(2/''''=⨯⨯−⨯⨯=⨯−⨯⨯≥γγγ 则管涌验算符合要求，插入深度满足要求。