基坑稳定性分析.
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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:
M P R cos i
2M c hi ( K p Ka ) d d
式中:Mp——每延米中的桩产生的抗滑力矩 (kN· m/m);
i ——桩与滑弧切点至圆心连线与垂线的夹角;
Mc——每根桩身的抗弯弯矩(kN· m/单桩); hi ——切桩滑弧面至坡面的深度(m); γ—— h 范围内土的重度 (kN/m3); i Kp、Ka——土的被动与主动土压力系数; d——桩径(m); Δd——两桩间的净距(m)。
h j w h 2hd
式中:
h ——坑内外水头差(m); h
hd——挡土结构入土深(m); γw——水的重度(kN/m3)。 上式表明了要避免发生流土(或流砂)的挡土结构最小嵌入深度。
2)突水稳定性验算 按下式验算,如右图所示
( m t t)
Pw
≥1.1
突涌稳定性验算示意图
基坑底隆起稳定性验算示意图
N c 0 t (h t) q
≥1.6
式中:Nc——承载力系数,条形基础时Nc =5.14; τ0——抗剪强度,由十字板试验或三轴不固结不排水 试验确定(kPa); γ——土的重度(kN/m3); t——支护结构嵌固深度(m); h——基坑开挖深度(m); q——地面荷载(kPa)。 以上公式依据Terzaghi地基承载力公式而来: pu=γtNq+cNc+1/2γbNγ, =0时,Nc=5.14,Nq=1,N γ=0。
对于地下连续墙、重力式支护结构d +Δ d=1.0m。
2. 抗倾覆及抗滑移稳定性验算
重力式支护结构的抗倾覆和抗滑移稳定性验算的计 算简图如图所示:
Ea
ba
重力式支护结构倾覆及滑移稳定验算计算简图
抗倾覆稳定性按下式验算:
Ka Ep bp WB / 2 Ea ba
(2-44)
式中:Ka——抗倾覆安全系数,Ka≥1.3; ba——主动土压力合力点至墙底的距离(m); bp——被动土压力合力点至墙底的距离(m); W——重力式支护体的重力(kN/m); B——重力式支护体的宽度(m); Ea——主动土压力(kN/m); Ep——被动土压力(kN/m)。
1 Ms MR KR
式中: M s 、 M R 分别为危险弧面上滑动力矩与抗滑力矩 (kN m ) K R 为整体稳定性安全系数。
对有支护结构的基坑,需计算圆弧切桩与圆弧通 过桩尖时的基坑整体稳定性,圆弧切桩时需考虑切桩 阻力产生的抗滑作用,即每延米中桩产生的抗滑力矩 Mp。
有支护结构的基坑整体稳定性验算简图
4. 基坑底土体抗渗流稳定性验算
1) 流土(或流砂)稳定性验算 渗流力(或动水压力)可由流网计算,也可按以下简化方法计算
流土(或流砂)稳定性验算
试验证明,流土(或流砂)首先发生在离坑壁大约为挡土结构 嵌入深度一半的范围内(hd/2),近似地按紧贴挡土结构的最短路 线来计算最大渗流力,则渗流力(或动水压力) j为
上海万达广场工地基坑外侧土方滑移
发生坍塌的是宝 山万达广场工地 北面,近一二八 纪念路一侧的围 墙。
3. 基坑底抗隆起稳定性验算
对饱和软黏土,抗隆起稳定性的验算是基坑设计的一个主要 内容。基坑底土隆起,将会导致支护桩后地面下沉,影响环境 安全和正常使用。隆起稳定性验算的方法很多。可按地基规范 推荐的以下条件进行验算: