基坑的几种失稳形态
基坑的失稳形态有哪几种
基坑工程的设计计算一般包括三方面的内容，即稳定性验算、支护结构强度设计和基坑变形计算。
稳定性验算是指分析基坑周围土体或土体与围护体系一起保持稳定性的能力；支护结构强度设计是指分析计算支护结构的内力使其满足构件强度设计的要求；变形计算的目的是为了控制基坑开挖对周边环境的影响，保证周边相邻建筑物、构筑物和地下管线等的安全。
基坑边坡的坡度太陡，围护结构的插入深度太浅，或支撑力不够，都有可能导致基坑丧失稳定性而破坏。
基坑的失稳破坏可能缓慢发展，也有可能突然发生。
有的有明显的触发原因，如振动、暴雨、超载或其他人为因素，有的却没有明显的触发原因，这主要由于土的强度逐渐降低引起安全度不足造成的。
基坑破坏模式根据时间可分为长期稳定和短期稳定。
根据基坑的形式又可分为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。
基坑可能的破坏模式在一定程度上揭示了基坑的失稳形态和破坏机理，是基坑稳定性分析的基础。
《建筑地基基础设计规范》(GB50007)将基坑的失稳形态归纳为两类：一、因基坑土体强度不足、地下水渗流作用而造成基坑失稳，包括基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底土隆起；地层因承压水作用，管涌、渗漏等等。
二、因支护结构(包括桩、墙、支撑系统等)的强度、刚度或稳定性不足引起支护系统破坏而造成基坑倒塌、破坏。
1、根据围护形式不同，基坑的第一类失稳形态主要表现为如下一些模式。
（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，如图5.1所示。
（2）刚性挡土墙基坑刚性挡土墙是水泥土搅拌桩、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5.2 (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5.2 (b）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5.2 (c）（3）内支撑基坑内支撑基坑是指通过在坑内架设混凝土支撑或者钢支撑来减小柔性围护墙变形的围护形式，其主要破坏形式如下：a. 因为坑底土体压缩模量低，坑外超载等原因，致使围护墙踢脚产生很大的变形，见图5.3 (a）b. 在含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他透水性较好的地层），由于围护结构的止水设施失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成支护结构失稳和地面塌陷的严重事故，还可能先在墙后形成空穴而后突然发生地面塌陷，见图5.3 (b)；c. 由于基坑底部土体的抗剪强度较低，致使坑底土体随围护墙踢脚向坑内移动，产生隆起破坏，见图5.3 (c)；d. 在承压含水层上覆隔水层中开挖基坑时，由于设计不合理或者坑底超挖，承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，发生坑底突涌破坏，见图5.3 (d)；e. 在砂层或者粉砂地层中开挖基坑时，降水设计不合理或者降水井点失效后，导致水位上升，会产生管涌，严重时会导致基坑失稳，见图5.3 (e)；f. 在超大基坑，特别是长条形基坑（如地铁站、明挖法施工隧道等）内分区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因导致滑坡，冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏，见图5.3 (f)。
基坑的失稳形态有哪几种
基坑工程的设计计算一般包括三方面的内容，即稳定性验算、支护结构强度设计和基坑变形计算。
稳定性验算是指分析基坑周围土体或土体与围护体系一起保持稳定性的能力；支护结构强度设计是指分析计算支护结构的内力使其满足构件强度设计的要求；变形计算的目的是为了控制基坑开挖对周边环境的影响，保证周边相邻建筑物、构筑物和地下管线等的安全。
基坑边坡的坡度太陡，围护结构的插入深度太浅，或支撑力不够，都有可能导致基坑丧失稳定性而破坏。
基坑的失稳破坏可能缓慢发展，也有可能突然发生。
有的有明显的触发原因，如振动、暴雨、超载或其他人为因素，有的却没有明显的触发原因，这主要由于土的强度逐渐降低引起安全度不足造成的。
基坑破坏模式根据时间可分为长期稳定和短期稳定。
根据基坑的形式又可分为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。
基坑可能的破坏模式在一定程度上揭示了基坑的失稳形态和破坏机理，是基坑稳定性分析的基础。
《建筑地基基础设计规范》(GB50007)将基坑的失稳形态归纳为两类：一、因基坑土体强度不足、地下水渗流作用而造成基坑失稳，包括基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底土隆起；地层因承压水作用，管涌、渗漏等等。
二、因支护结构(包括桩、墙、支撑系统等)的强度、刚度或稳定性不足引起支护系统破坏而造成基坑倒塌、破坏。
1、根据围护形式不同，基坑的第一类失稳形态主要表现为如下一些模式。
（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，如图5.1所示。
（2）刚性挡土墙基坑刚性挡土墙是水泥土搅拌桩、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5.2 (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5.2 (b）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5.2 (c）（3）内支撑基坑内支撑基坑是指通过在坑内架设混凝土支撑或者钢支撑来减小柔性围护墙变形的围护形式，其主要破坏形式如下：a. 因为坑底土体压缩模量低，坑外超载等原因，致使围护墙踢脚产生很大的变形，见图5.3 (a）b. 在含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他透水性较好的地层），由于围护结构的止水设施失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成支护结构失稳和地面塌陷的严重事故，还可能先在墙后形成空穴而后突然发生地面塌陷，见图5.3 (b)；c. 由于基坑底部土体的抗剪强度较低，致使坑底土体随围护墙踢脚向坑内移动，产生隆起破坏，见图5.3 (c)；d. 在承压含水层上覆隔水层中开挖基坑时，由于设计不合理或者坑底超挖，承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，发生坑底突涌破坏，见图5.3 (d)；e. 在砂层或者粉砂地层中开挖基坑时，降水设计不合理或者降水井点失效后，导致水位上升，会产生管涌，严重时会导致基坑失稳，见图5.3 (e)；f. 在超大基坑，特别是长条形基坑（如地铁站、明挖法施工隧道等）内分区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因导致滑坡，冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏，见图5.3 (f)。
基坑支护结构失稳主要包括哪些内容
.基坑支护结构失稳主要包括哪些内容?土体与支护结构的失稳主要表现为两种形态，其一是因基坑土体强度不足、地下水渗流作用造成的失稳，包括基坑整体失稳、基坑底土隆起失稳、突涌以及流土（砂）失稳等等；其二是因支护结构（包括支护桩、墙、锚杆、支撑等）的承载力、刚度或稳定性不足引起的失稳。
基坑支护结构的形式一般有哪些?分别适用于什么条件?(1)支挡式结构:①锚拉式结构：适用于较深的基坑②支撑式结构：适用于较深的基坑.③悬臂式结构：适用于较浅的基坑.④双排桩：当锚拉式，支撑式、悬臂式不适用时，可考虑使用双排桩、⑤支护结构与主体结构相结合的逆作法：适用于基坑周边环境很复杂的深基(2)土钉墙.①单一土钉墙：适用于地下水位以上或经降水的非软土基坑，目基坑深度不宜大于12m.②预应力锚杆复合土钉墙：适用于地下水位以上或经降水的非软土基坑,且基坑深度不宜大15m③水泥土桩复合土钉墙:用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于12m,用于淤泥质土基坑时,基坑深度不宜大于6m.不宜用在高水位的碎石土、砂土层中④.微型桩复合土钉墙：适用于地下水以上或经降水的基坑、用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于12m,用于淤泥质土基坑时、基坑深度不宜大于6m(3)重力式水泥土墙:适用于泥质土,淤泥基坑,且深度不宜大于7m.(4)放坡:施工场地应满足放坡条件. 可与上述支护结构形式结合支护桩桩身配筋方式平面上可采用哪两种布置方式?在竖向可采用哪两种布置方式？平面：竖向.影响锚杆抗拔力的因素有哪些?土层性质、灌浆和锚杆形式。
泥浆在地下连续墙挖槽施工中有什么作用?答：①护壁作用；②携渣作用；③冷却和润滑作用.地下连续墙具有哪些优点和缺点?地下连续墙是一种比钻孔灌桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式；为什么还要采用？答:优点:(1)可在沉井、板桩支护等施工方法难以实施的环境下作用,对邻近建筑物和地面交通影响较小.(2)能适应不同的地质条件。
(3)符合安全要求(4)承载能力高、刚度大(5)可结合逆作法施工,缩短施工总工期。
9种基坑坍塌类型
9种基坑坍塌类型一、整体失稳整体失稳是指在土体中形成了滑动面，围护结构连同基坑外侧及坑底的土体一起丧失稳定性，一般的失稳形态是围护结构的上部向坑外倾倒，围护结构的底部向坑内移动，坑底土体隆起，坑外地面下陷。
二、坑底隆起（1）坑底隆起是一种向上的位移，产生的原因一是深层土的卸荷回弹，二是由开挖形成的压力差导致的土体塑流。
（2）由于土体是连续体，坑底的隆起和围护结构的水平位移必然导致坑外土体产生沉降和水平位移，带动相邻建筑物或市政设施发生倾斜或挠曲，这些附加的变形使结构构件或管道可能产生开裂，影响使用，危及安全。
（3）一般解决的方法是被动区加固，提高土的抗力，减少变形，同时解决整体稳定和坑底隆起问题。
三、围护结构倾覆失稳围护结构倾覆失稳主要发生在重力式结构或悬臂式围护结构，重力式结构在坑外主动土压力的作用下，围护结构绕其下部的某点转动，围护结构的顶部向坑内倾倒。
抵抗倾覆失稳的力矩主要由围护结构自身的重力形成，坑底的被动抗力也是构成抵抗力矩的因素。
四、围护结构滑移失稳围护结构底部地基承载力失稳是指重力式围护结构的底面压力过大，地基承载力不足引起的失稳。
由于在围护结构的外侧还作用着土压力，因此其合力是倾斜的。
在倾斜荷载作用下，地基土发生向坑内的挤出，围护结构产生不均匀的沉降，可能导致部分围护结构的开裂损坏。
五、围护结构滑移失稳围护结构滑移失稳亦主要发生在重力式结构中，在坑外主动土压力的作用下，围护结构向坑内平移。
抵抗滑移的阻力主要由围护体底面的摩阻力以及内侧的被动土压力构成。
当坑底土软弱或围护结构底部的地基土软化时，墙体发生滑移失稳。
六、“踢脚”失稳“踢脚”失稳在单支撑的基坑中，可能发生绕支撑点转动，围护结构上部向坑外倾倒，围护结构的下部向上翻的失稳模式，故形象地称为“踢脚”失稳。
在多支撑的围护结构中一般不会产生踢脚失稳，除非其他支撑都已失效，只有一道支撑起作用的情况。
七、围护结构的结构性破坏围护结构的结构性破坏是指围护体本身发生开裂、折断、剪断或压屈，致使结构失去了承载能力的破坏模式。
一级基坑双排桩固稳定安全系数嵌
一级基坑双排桩固稳定安全系数嵌
因支挡结构嵌固深度不足、基坑土体的强度不足或因地下水渗流作用，均可能造成基坑失稳。
失稳形态包括：支护结构倾覆失稳（嵌固失稳）；支护结构与基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底土因承载力不足而隆起；地层因地下水渗流作用引起流土（砂）、管涌以及承压水突涌等，从而导致基坑工程破坏。
为此，基坑稳定性验算显得相当重要，是设计计算不可或缺的重要内容。
基坑稳定性验算按支护结构极限状态设计方法中的承载能力极
限状态要求进行，采用单一安全系数法，并应符合以下式要求：嵌固稳定性验算
悬臂式支挡结构、单层锚杆和单层支撑的支挡式结构以及双排桩，均应进行嵌固稳定性验算。
其目的是验算这些支挡结构的嵌固深度是否满足嵌固稳定性要求。
本节了解悬臂式支挡结构、单层锚杆和单层支撑的支挡式结构的嵌固稳定性验算方法，双排桩的嵌固稳定性分析详见后续章节。
1、悬臂式支挡结构嵌固稳定性验算
悬臂式支挡结构嵌固稳定性验算是以挡土构件底部为转动点，计算基坑外侧土压力对转动点的转动力矩和坑内开挖深度以下土反力
对转动点的抵抗力矩是否满足整体极限平衡，控制的是挡土构件的倾覆稳定性。
2、单层锚杆和单层支撑的支挡式结构嵌固稳定性验算
单层锚杆和单层支撑支挡结构嵌固稳定性验算是以支点为转动
点，计算基坑外侧土压力对支点的转动力矩和坑内开挖深度以下土反力对支点的抵抗力矩是否满足整体极限平衡，控制的是挡土构件嵌固段的踢脚稳定性。
基坑的这几种失稳形态
基坑的这几种失稳形态基坑工程的设计计算一般包括三方面的内容，即稳定性验算、支护结构强度设计和基坑变形计算。
稳定性验算是指分析基坑周围土体或土体与围护体系一起保持稳定性的能力。
支护结构强度设计是指分析计算支护结构的内力使其满足构件强度设计的要求。
变形计算的目的是为了控制基坑开挖对周边环境的影响，保证周边相邻建筑物、构筑物和地下管线等的安全。
基坑边坡的坡度太陡，围护结构的插入深度太浅，或支撑力不够，都有可能导致基坑丧失稳定性而破坏。
基坑的失稳破坏可能缓慢发展，也有可能突然发生。
有的有明显的触发原因，如振动、暴雨、超载或其他人为因素，有的却没有明显的触发原因，这主要由于土的强度逐渐降低引起安全度不足造成的。
基坑破坏模式根据时间可分为长期稳定和短期稳定。
根据基坑的形式又可分为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。
基坑可能的破坏模式在一定程度上揭示了基坑的失稳形态和破坏机理，是基坑稳定性分析的基础。
《建筑地基基础设计规范》(GB50007)将基坑的失稳形态归纳为两类：一、因基坑土体强度不足、地下水渗流作用而造成基坑失稳，包括基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底土隆起；地层因承压水作用，管涌、渗漏等等。
二、因支护结构(包括桩、墙、支撑系统等)的强度、刚度或稳定性不足引起支护系统破坏而造成基坑倒塌、破坏。
1、根据围护形式不同，基坑的第一类失稳形态主要表现为如下一些模式。
（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。
（2）刚性挡土墙基坑刚性挡土墙是水泥土搅拌桩、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。
基坑边坡失稳原因及应对措施
的情况 ， 使设 计与实际相结合 ， 确定合理的设计方案 。 ２ ）勘 测人 员应 该认 真 负责 ， 合理 选用 勘测 工具 ， 提
高勘测 的精确 度。 ３ ）挡土结构断 面设计 等 ， 应 通过选用科 学合理 的计 算方法计算得 到。
２ ． ２ ． ３ 施 工 原 因
１ ）未按设计要求施工。
２ ）未对边坡 采取 有效 的支护 ， 在边坡 的外 侧 开挖 ，
［ 收稿 日期 ］ ２ ０ １ ３一ｌ Ｏ一 ２ ２ ［ 作者简介］ 张 超 （ １ ９ ９ １ 一） ， 男， 云南施甸人 ； 高仕荣 （ １ ９ ９ １ 一） ， 男（ 白族 ） ， 云南鹤庆人 ； 杨 玲（ １ ９ ７ ７一） ， 女， 云南勐 腊人 ， 讲师， 硕士 ， 主要从事水利工程制 图 、 水利信息化 、 水工 的教学与科研工作 ．
３ ． １ 对 工程 地 质原 因引 起 的基 坑 失 稳 所 采 取 的 应 对措 施
根据 土质 、 地下水位 、 基坑开挖情况 ， 采取 以下措施 ： １ ）按设计要 求并结合 施工时 的具 体情况 ， 合 理确定 放坡 比例 ， 根据土质 、 水文等情 况 ， 采取 多级放坡 ， 增加坡
１ 概
述
边坡稳定性 是指 边坡 岩 、 土体 在一 定坡 高 和坡 角条 件下 的稳 定程 度。基坑 的失稳 给设计和施 工带来很 多不 便， 对周围建筑 等设 施造 成很 大 的影 响。研 究基 坑边 坡 稳定性的 目的 ， 在于完善 基坑施工 工艺 ， 避免基坑 失稳事 故， 从 而保证工程施工的顺利进行 。
第２ ０卷第 ２期
２ ０ １ ４年 ２月
水 利科 技 与 经 济
九种基坑坍塌事故案例分析
四、围护结构底部地基承载力失稳
• 围护结构底部地基承载力失稳是指重力式围护结构的底面压力过大，地基承载力不足引起
的失稳。由于在围护结构的外侧还作用着土压力，因此其合力是倾斜的。在倾斜荷载作用下， 地基土发生向坑内的挤出，围护结构产生不均匀的沉降，可能导致部分围护结构的开裂损坏。
如天恒大厦开挖深度约5m,淤泥及淤泥质土的厚度近20m，工程桩采用1000m钻孔灌注嵌岩桩，开
五、围护结构滑移失稳
• 围护结构滑移失
• 2004年6月4日中午，汉口新华下路新华豪庭的基坑护坡突然出 现塌方，一墙之隔的中鑫汽车修理公司的维修车间坍塌 。
稳亦主要发生在重力 式结构中，在坑外主
动土压力的作用下，
围护结构向坑内平移。 抵抗滑移的阻力主要 由围护体底面的摩阻 力以及内侧的被动土 压力构成。当坑底土 软弱或围护结构底部 的地基土软化时，墙 体发生滑移失稳。
七、围护结构的结构性破坏
• 围护结构的结构性破坏是指围护体本身发生开裂、折断、剪断或压屈，致使结构失去了承载能力的破坏模式。 如支撑体系不当或围护结构不闭合；也可能是设计计算时荷载估计不足或结构材料强度估计过高，支撑或围檩截
面不足导致破坏；此外，结构节点处理不当，也会因局部失稳而引起整体破坏，特别在钢支撑体系中，节点多，
华瑞大厦位于卓刀泉南路与雄楚大街交汇处，一幢26层高层建筑，基础埋深 约-10.8m。基坑支护地面以下约6m，坡率1：03喷锚支护，6m以下为人工挖孔桩锚
杆支护。2005年6月26日，基坑西侧产生滑坍，支护桩严重内倾，部分护坡桩断裂；
西侧坡顶地面沉降，坡面外鼓；南侧、东侧坡顶地面(含人行道产生裂缝)，险情严 重。事故的原因主要是红粘土层遇水后强度迅速降低，导致浅层滑坡
深基坑工程失效模式及简要分析
深基坑工程失效模式及简要分析随着城市化的发展，地下空间也被广泛的开发和利用。
基坑的开挖越来越深，面积越来越大，基坑围护结构的设计和施工越来越复杂，所需要的理论和技术越来越高，远远超过了作为施工辅助措施的范畴，施工单位没有足够的技术力量来解决复杂的基坑稳定、变形和环境保护问题，研究和设计单位的介入解决了基坑工程的理论计算和设计问题。
但这并没有完全解决基坑开挖过程中出现的问题，还有少许深基坑项目工程由于种种原因出现了失效。
深基坑失效模式有很多种：1.整体失稳；2.坑底隆起；3.围护结构倾覆失稳或者滑移失稳；4.围护结构底部地基承载力失稳；5.“踢脚”失稳；6.止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏；7.围护结构的结构性破坏；8.支、锚体系失稳破坏等等。
失效案例图1 失效案例图2失效案例图3事故分析：上图是某基坑开挖过程中失效出现的工程事故。
其破坏形态为后仰、折断；侧面往坑内涌土，底部涌土情况不明；钢支撑与连续墙之间没有围檩，只能承受压力，不能受拉；连续墙钢筋混凝土存在严重质量问题，被剪断；主要原因为超挖且坑底未加固。
岩土工程，特别是基坑工程，特别需要重视地质条件，尊重当地的经验；设计、施工都不能生搬硬套其他地区的工程经验；任何重大事故，都有先兆和预兆，布置监测的目的是为了防微杜渐，及时纠错；监测的作假，将施工单位的错误暂时掩盖了，但隐瞒了数据，失去了最佳的纠错时机，终成大祸；工程的速度与造价取决于工程自身的规律，不尊重自然规律，行政过度地干预技术。
地下连续墙的垮塌基坑开挖边坡失稳土钉墙的垮塌深基坑工程事故频发的原因：1.地质勘察资料、对周边环境的调研等设计所需的相关资料错误、不详、缺失等；2.设计方案有缺陷，可能是建设单位修改原设计，或是设计人员理论计算错误或工程经验不足，也可能是设计条件发生变化后没有及时进行设计变更等；3.设计理论存在欠缺，岩土工程设计尚处于半理论半经验状态；4.施工中所用材料质量没有达到设计要求；5.没有按图施工。
市政工程基坑支护结构破坏的主要形式
市政工程基坑支护结构破坏的主要形式
1、整体失稳
由于作为支护结构的挡土结构插入深度不够，或支撑位置不当，或支撑与围檩系列的结合不牢等原因，造成挡土结构位移过大的前倾或后仰，甚至挡土结构倒塌，导致坑外土体大滑坡，支护结构系统整体失稳破坏。
2、基坑隆起
在软弱的粘性土层中开挖基坑，当基坑内的主体不断开挖，挡土结构内外土面的高差等于结构外在基坑开挖水平面上作用一附加荷载。
挖深增大，荷载亦增加。
当挡土结构入土深度不足，则会使基坑内土体大量隆起，基坑外土体过量沉陷，支撑系统应力陡增，导致支护结构整体失稳破坏。
3、管涌及流砂
含水砂质粉土层或粉质砂土层中的基坑支护结构，在基坑开挖过程中，挡土墙内外形成水头差。
当动水压力的渗流速度超过临界流速或水力坡度超过临界坡度时，就会引起管涌及流砂现象。
基坑底部和墙体外面大量的泥砂随地下水涌
入基坑，导致坑外地面坍陷，严重时使墙体产生过大位移，引起整个支护体系崩坍。
4、支撑强度不足折断或压屈
当支撑设计时，由于计算受力不准确，或套用的规范不对，考虑的安全系数有误，亦或施工质量低劣，未能满足设计要求，一旦基坑土方开挖，在较大的侧向上压力作用下，发生支撑折断破坏，或严重压屈，引起墙体变形过大或破坏，导致整个支护结构破坏。
5、墙体破坏
墙体强度不够，或连接构造不合理，在土压力、水压力作用下，产生的最大弯矩超过墙体抗弯强度，引起强度破坏。
深基坑工程基坑的变形和失稳
筑及设施必须确保安全
离基坑周围H范围内设有重要干线、
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水管、大型正在使用的构筑物、建
筑物
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离基坑周围H范围内设有较重要专 线管道，即一般建筑、设施
12
离基坑周围30m范围内设有需保护 建筑设施和管线、建筑物
监测值的 变化速率 （mm/d）
墙顶位移（cm）
墙体最大水平位移 （cm）
地面最大沉降（cm）
基坑管涌和流砂失稳
基坑隆起变形
• 每个基坑开挖后，都会有不同程度隆起现象发生，主要原 因有5个方面：
（1）由于土体挖除，自重应力释放，致使基底向上回弹； （2）基底土体回弹后，土体松弛与蠕变的影响，使基底隆起； （3）基坑开挖后，支护结构向基坑内变形，在基底面以下部
分的支护结构向基坑方向变形时，挤推其前面的土体，造 成基底的隆起； （4）粘性土基坑积水，因粘性土吸水使土体体积增大而隆起； （5）在开挖软粘土基坑时，如果支护结构背后的潜在滑动面 内土体的重量超过基坑底部地基的承载力，就会发生流土 现象，引起坑顶下陷、坑底隆起，引起基坑失稳。
后水位降低不太大，此时产生的沉降可不予考虑；但如果 水头降低过大，并且疏干的范围较小时，不均匀沉降可能 引起建筑物的倾斜、墙体开裂。 • 另一种是由于支护结构的侧向变形引起的地面沉降，且往 往是严重的。 • 前者产生的沉降是在较大范围内，一般是以深基坑为中心 的环形区域里；后者主要集中在基坑四周。基坑周边的地 面沉降往往是地下水疏干和支护结构变形叠加的结果。
基坑的变形和失稳
支护结构的变形
• 支护结构水平变形的大小，主要取决于基坑的宽度、 开挖深度、地层的性质、支护结构的刚度和入土深度。 基坑的暴露时间、设置支撑（或锚杆）的及时性和位 置、支撑预加轴力和预应力锚杆，将对减少支护结构 的变形起重要作用。
深基坑工程基坑的变形和失稳
基坑开挖变形的特点与规律
• 变形危害的严重性 • 在软土地区，由于基坑开挖深度过大，地下水位又高，
地基土质软弱等不良地质条件，及深基坑开挖技术的 不太成熟，导致深基坑失事事故频繁，引起地面沉降、 深基坑变形破坏，不仅对地质环境带来影响，而且对 社会环境带来巨大伤害。如1994年11月22日，威格大 厦深基坑支护结构失效、周围地面沉降，造成汉口煤 气大量泄漏；1994年上海一深基坑因为失稳，致使基 坑边坡附近的通讯电缆线和煤气管道断裂，造成经济 损失上亿元。因此，深基坑开挖变形的危害是严重的， 应采取有力措施加以防治。
环境要求特别严格
安全 F1<0.4% F1<0.2% F2<0.4% F2<0.2% F2<0.04% F3<0.4% F3<0.2% F3<0.04%
控制标准 警戒
0.4%F11.2% 0.2%F10.7% 0.4%F21.0% 0.2%F20.5% 0.04%F20.2% 0.4%F31.2% 0.2%F30.7% 0.04%F30.2%
监测值 设计值 监测值 设计值 监测值 设计值
一级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工程
2
二级 工程
3
3
5
5
8
3
5
6
10
8
12
6
10
取自广州市标准《广州地区建筑基坑支护技术规定》 GJB 02-98
安全等级
墙体最大水平位移（mm）
一级
30
二级
50
三级
100
墙体最大水平位移 与开挖深度控制比值
0.0025H 0.004H 0.02H
合理的计算方法和计算模型。另外，计算模型只是一 种逼近实际的拟合，而且是主要方面和主要因素的拟 合。预测模型输出的只是一种趋势预测，其真实性和 可靠性需通过动态实际予以验证、改善和提高，特别 是从监测信息中获取更加准确的计算参数。
深基坑工程基坑稳定性分析ppt课件
一、抗突涌稳定性验算
坑底以下有水头高于坑底的承压含水层，且未用截水帷幕隔 断其基坑内外的水头联系时，承压水作用下的 坑底突涌稳 定性验算如下：
D hw w
Kh
hw
49
D hw w
Kh
Kh — 突涌稳定性安全系数，K h不应小于1.1; D — 承压含水层顶面至坑底的土层厚度；
— 承压含水层顶面至坑底土层的天然重度；
13
➢ 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
14
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
定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的 分布不同，一般采用基于极限平衡原理的条分法分析。
B
>0
H 2H
需多次试算
4.5H
E
16
17
18
底面法向静力平衡:
Ni Wi cosi
Ti
fi
Fs
li
cili
Nitgi
Fs
K Mr (cili Wi cosi tani )
Ms
Wi sini
土条底面孔隙水应力已知时，可用 有效应力法进行计算：
K cili (Wi uili )cosi tani Wi sini
对 多 层 土 ， 取 土 层 厚 度加 权 平 均 天 然 重 度 ；
hw — 承压含水层顶面的压力水头高度;
w —水的重度；
深基坑工程——基坑稳定性分析
对于均质土坡， 其最危险滑动面 通过坡脚
需多次试算
β
2H
>0
4.5H
E
18
19
20
底面法向静力平衡:
Ni Wi cosi
fi cili Nitgi Ti li Fs Fs
M r (ci li Wi cos i tan i ) K Ms Wi sin i
地下水位已降至板状底部，坑侧地面荷载q=10kPa，土层性 质c=5kPa，φ=15 °，γ=19kN/m3，按《建筑基坑支护技术 规程2012》，为满足基底抗隆起稳定性的要求，此基坑的最 大开挖深度不能超过多少？（按一级基坑计算）
45
解：
设基坑的开挖深度为h：
N q tan ( 45
2
支护结构底面以下有软弱下卧层是抗隆起稳定
性验算
38
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
m 2ld N q cNc Kb m1 ( h ld ) q0
m1 ( h ld ) q0
ld
m 2 ld
悬臂式支挡结构可不进行抗隆起稳定性验算。
42
《建筑地基基础规范2002》中的验算方法
43
当验算结果不能满足抗隆起稳定要求时，可以采 取以下两种方法： 一是增加支护结构的嵌固深度和墙体厚度； 二是改变基坑底部土体的工程性质，如采取地基 处理的方法使基坑内土体的抗剪强度增大。
44
例
题
【例】某饱和黏土层中开挖条形基础，拟采用8m长的板状支护，
12
第二节 整体滑动稳定性验算
地铁深基坑工程：支护结构失稳形态
支护结构失稳形态>导入CONTENTS01基坑土体自身原因破坏当基坑土体强度不足、地下水渗流作用，或支护结构插入深度不够，或撑锚系统失效，会造成基坑边坡整体滑动破坏。
广州市珠海区某施工现场基坑在软土地基中，当基坑内土体不断挖去，坑内外土体的高差使支护结构外侧土体向坑内方向挤压，造成基坑土体隆起在渗流作用下，土体中的细颗粒被地下水从粗颗粒的空隙中带走，从而导致土体形成贯通的渗流通道，造成土体塌陷的现象。
湖南浯溪水电站二期基坑出现管涌当基坑下有承压水存在时，开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度，在厚度减小到一定程度时，承压水的的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，引起基坑底土体隆起破坏并同时发生喷水涌砂的现象当基坑下有承压水存在时，开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度，在厚度减小到一定程度时，承压水的的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，引起基坑底土体隆起破坏并同时发生喷水涌砂的现象2016年7月8日,浙江杭州地铁4号线南段中医药大学站南基坑施工时，发生北基坑土体从车站中隔墙ZQ5与W24处接缝处突涌至南基坑（约800立方米），致施工人员4人遇难在渗流作用下，局部土体隆起、浮动或颗粒群同时发生移动而流失的现象。
多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中。
成都某基坑发生流土破坏02基坑支护结构原因破坏支护桩、支护墙折断破坏，对撑锚支护结构，支撑或锚拉系统失稳、锚撑节点断裂等等，其中悬臂桩最容易出现墙体断裂2008年杭州地铁地下连续墙折断破坏对内撑式支护结构，插入深度不够或坑内土质差，被动土压力很小，造成支护结构踢脚失稳破坏。
坑外土体压力过大导致踢脚破坏由于支撑的强度、刚度、稳定性不足，导致的支撑体系失效。
> <施工质量太差结构强度不足l 基坑整体失稳l 基坑隆起破坏l 突涌、管涌及流土（砂）破坏支护结构失稳形态l 支护体系破坏l 基坑围护踢脚破坏l 支撑体系失稳破坏思考题请分别举例说明由于基坑土体自身原因和支护结构的原因导致基坑破坏的情况有哪些？谢谢观看>。
学习：基坑工程事故类型介绍
学习：基坑工程事故类型介绍基坑工程事故类型很多，粗略地划分，有三种形式：1、支护体系破坏：①墙体折断②整体失稳③基坑踢脚隆起破坏④锚撑失稳；2、基坑降水引起的沉降：土体渗透破坏①流土②突涌③管涌；3、周边环境破坏：围护结构变形过大或地下水位降低造成周围路面、建筑物及地下管线破坏事故。
基坑事故一旦发生，危害甚大。
下面这些触目惊心的事故案例正是以上三种事故形式的典型，我们要从中分析原因、吸取教训，杜绝一切工程安全事故！1支护体系破坏1、围护体系折断由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是围护体系缺少大量设计上必须的支撑，或者由于施工单位不按图施工，抱侥幸心理，少加支撑，致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。
2008年苏州某基坑事故2008年杭州地铁地下连续墙折断破坏2011年杭州基坑围护桩折断2、围护体整体失稳模式基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。
3、围护体踢脚破坏模式由于基坑围护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，同时引起坑内土体隆起。
某基坑发生“踢脚”破坏4、坑内土滑坡，使内支撑失稳地铁车站长条形基坑内区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因引致滑坡、冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。
2009年杭州地铁1号线凤起路站基坑内土体滑坡及支撑体系破坏2基坑降水引起的沉降在深基坑开挖过程中，降低地下水位过大或围护结构有较大变形时，可能会引起基坑周围地面沉降，若不均匀沉降过大时，还有可能引起建筑物倾斜，墙体、道路及地下管线开裂等严重问题。
1、基坑壁流土破坏在饱和含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他透水性较好的地层），由于围护墙的止水效果不好或止水结构失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成地面塌陷。
宁波某基坑发生流土与地面塌陷2、基坑底突涌破坏由于对承压水的降水不当，在隔水层中开挖基坑时，当基底以下承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，发生坑底突涌破坏。
浅谈基坑失稳分析
浅谈基坑失稳分析摘要：在建筑行业内基坑工程是属于高风险的技术领域，基坑失稳的发生率虽然逐年减少，但仍不断地出现。
基坑失稳不仅会严重破坏基坑，影响工程进行，还会危及周围环境，带来巨大损失。
因此保持基坑稳定是基坑支护设计重要目标之一。
本文对基坑隆起失稳、管涌失稳进行分析，获得解决办法。
关键词：基坑失稳；隆起；管涌。
基坑失稳是指由于基坑施工时对某些关键部位和工艺如锚索成孔、注浆、张拉以及泄水孔的控制不严引发基坑施工造成事故或达不到设计标准。
基坑失稳是基坑支护失败的最常见的原因，《建筑地基基础设计规范》将基坑的失稳形态归纳为两类：1、因基坑土体强度不足、地下水渗流作用而造成基坑失稳。
2、因支护结构(包括桩、墙、支撑系统等)的强度、刚度或稳定性不足引起支护系统破坏而造成基坑倒塌、破坏。
为了确保工程安全和经济效益，研究基坑工程失稳形式和分析就显得很必要了。
一、隆起失稳分析当基坑底为软土时，基坑开挖后经常会发现基地土隆起、坑顶下陷和板桩向坑内倾斜，产生的主要原因是由于板桩后的土桩重量超过基底以下的地基承载力，地基土的塑性平衡状态受到破坏，发生板桩背后土的流动，即使坑顶下陷、坑底隆起，严重的可能造成坑壁坍塌、基底破坏等后果。
为了避免上述情况发生，我们通过两种方法进行计算：1.太沙基—佩克的方法太沙基认为对于基坑底部的水平断面而言，基坑两侧的土就如作用在该断面上的均布超载，它有使无超载的基坑底部发生隆起的趋向。
当单位面积的荷载强度超过地基的极限承载力就会产生基坑隆起。
抗隆起的安全系数K不小于1.5，这种方法适用于一般的基坑开挖工程，但没有考虑刚度很大且有一定的插入深度的板桩墙对抗隆起的作用。
2.墙底极限承载力法墙底极限承载力法是将支护结构的底平面作为求极限承载力的基准面，墙底圆弧滑动模式假定基坑的隆起破坏面，求得墙体的入土深度。
但在实际计算中存在以下问题：（1）基坑尺寸的影响。
墙底圆弧滑动验算模式未考虑基坑尺寸的影响，如果基坑开挖深度大，但平面尺寸小的话，实际上圆弧滑动面就无法形成，因为该面已经滑到对侧围护墙体深度范围内。
深基坑工程事故类型大汇总
深基坑工程事故类型大汇总基坑工程事故类型很多。
在水土压力作用下，支护结构可能发生破坏，支护结构型式不同，破坏形式也有差异。
渗流可能引起流土、流砂、突涌，造成破坏。
围护结构变形过大及地下水流失，引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。
粗略地划分，基坑工程事故形式可分为：(1) 周边环境破坏：围护结构变形过大或地下水位降低造成周围路面、建筑物及地下管线破坏事故。
(2) 支护体系破坏：主要包括：①墙体折断；②整体失稳; ③基坑踢脚隆起破坏；④锚撑失稳。
(3) 渗透破坏：土体渗透破坏（流土、管涌、突涌）。
支护结构变形引起的沉降在深基坑工程施工过程中,会对周围土体有不同程度的扰动 ,一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉 ,从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用 ,严重的造成工程事故。
引起周围地表沉降的因素大体有:墙体变位; 基坑回弹、隆起;井点降水地层固结;抽水造成砂土损失、管涌流砂等。
在这些因素中又以前三种为主 ,因此如何预测和减小其所引起的地面沉降为基坑工程界的一个重要课题。
基坑事故基坑降水引起的沉降在深基坑开挖过程中,降低地下水位过大或围护结构有较大变形时,可能会引起基坑周围地面沉降。
若不均匀沉降过大时,还有可能引起建筑物倾斜,墙体、道路及地下管线开裂等严重问题。
基坑围护桩折断支护体系破坏围护体系折断由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是围护体系缺少大量设计上必须的支撑，或者由于施工单位不按图施工，抱侥幸心理，少加支撑，致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。
围护体整体失稳模式基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。
围护体踢脚破坏模式由于基坑围护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，同时引起坑内土体隆起。
某基坑发生“踢脚”破坏坑内土滑坡，使内支撑失稳在地铁车站那样的长条形基坑内区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因引致滑坡、冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。
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基坑的几种失稳形态
基坑工程的设计计算一般包括三方面的内容，即稳定性验算、支护结构强度设计和基坑变形计算。
稳定性验算是指分析基坑周围土体或土体与围护体系一起保持稳定性的能力。
支护结构强度设计是指分析计算支护结构的内力使其满足构件强度设计的要求。
变形计算的目的是为了控制基坑开挖对周边环境的影响，保证周边相邻建筑物、构筑物和地下管线等的安全。
基坑边坡的坡度太陡，围护结构的插入深度太浅，或支撑力不够，都有可能导致基坑丧失稳定性而破坏。
基坑的失稳破坏可能缓慢发展，也有可能突然发生。
有的有明显的触发原因，如振动、暴雨、超载或其他人为因素，有的却没有明显的触发原因，这主要由于土的强度逐渐降低引起安全度不足造成的。
基坑破坏模式根据时间可分为长期稳定和短期稳定。
根据基坑的形式又可分为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。
基坑可能的破坏模式在一定程度上揭示了基坑的失稳形态和破坏机理，是基坑稳定性分析的基础。
《建筑地基基础设计规范》(GB50007)将基坑的失稳形态归纳为两类：一、因基坑土体强度不足、地下水渗流作用而造成基坑失稳，包括基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底土隆起；地层因承压水作用，管涌、渗漏等等。
二、因支护结构(包括桩、墙、支撑系统等)的强度、刚度或稳定性不足引起支护系统破坏而造成基坑倒塌、破坏。
1、根据围护形式不同，基坑的第一类失稳形态主要表现为如下一些模式。
（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。
（2）刚性挡土墙基坑
刚性挡土墙是水泥土搅拌桩、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。
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。
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。
（3）内支撑基坑
内支撑基坑是指通过在坑内架设混凝土支撑或者钢支撑来减小柔性围护墙变形的围护形式，其主要破坏形式如下：
a. 因为坑底土体压缩模量低，坑外超载等原因，致使围护墙踢脚产生很大的变形。
b.在含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他透水性较好的地层），由于围护结构的止水设施失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成支护结构失稳和地面塌陷的严重事故，还可能先在墙后形成空穴而后突然发生地面塌陷。
c. 由于基坑底部土体的抗剪强度较低，致使坑底土体随围护墙踢脚向坑内移动，产生隆起破坏。
d. 在承压含水层上覆隔水层中开挖基坑时，由于设计不合理或者坑底超挖，承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，发生坑底突涌破坏。
e. 在砂层或者粉砂地层中开挖基坑时，降水设计不合理或者降水井点失效后，导致水位上升，会产生管涌，严重时会导致基坑失稳。
f.在超大基坑，特别是长条形基坑（如地铁站、明挖法施工隧道等）内分区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因导致滑坡，冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。
（4）拉锚基坑
a. 由于围护墙插入深度不够，或基坑底部超挖，导致基坑踢脚破坏，如图5.4 (a)；
b.由于设计锚杆太短，锚杆和围护墙均在滑裂面以内，与土体一起呈整体滑移，致使基坑整体滑移破坏，如图5.4 (b)。
2、基坑第二类失稳形态根据破坏类型主要表现为以下几种。
（1）围护墙破坏
此类破坏模式主要是由于设计或施工不当造成围护墙强度不足引起的围护墙剪切破坏或折断，导致基坑整体破坏，例如挡土墙剪切破坏，柔性围护墙墙后土压力较大，而围护墙插入较好土层或者少加支撑导致墙体应力过大，使围护墙折断，基坑向坑内塌陷。
（2）支撑或者拉锚破坏
该类破坏主要是因为设计支撑或拉锚强度不足，造成支撑或拉锚破坏，导致基坑失稳。
（3）墙后土体变形过大引起的破坏
该类破坏主要是因为围护墙刚度较小，造成墙后土体产生过大变形，危及基坑周边既有构筑物，或者使锚杆变位，或产生附加应力，危及基坑安全。