基坑穩(wěn)定性驗算

第4章基坑的穩(wěn)定性驗算概述在基坑開挖時，由于坑內(nèi)土體挖出后，使地基的應(yīng)力場和變形場發(fā)生變化，可能導(dǎo)致地基的失穩(wěn)，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在進行支護設(shè)計時，需要驗算基坑穩(wěn)定性，必要時應(yīng)采取適當?shù)募訌姺婪洞胧沟鼗姆€(wěn)定性具有一定的安全度。驗算內(nèi)容對有支護的基坑全面地進行基坑穩(wěn)定性分析和驗算，是基坑工程設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。目前，對基坑穩(wěn)定性驗算主要有如下內(nèi)容：基坑整體穩(wěn)定性驗算基坑的抗隆起穩(wěn)定驗算基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算驗算方法及計算過程4.3.1基坑的整體抗滑穩(wěn)定性驗算根據(jù)《簡明深基坑工程設(shè)計施工手冊》采用圓弧滑動面驗算板式支護結(jié)構(gòu)和地基的整體穩(wěn)定抗滑動穩(wěn)定性時，應(yīng)注意支護結(jié)構(gòu)一般有內(nèi)支撐或外拉錨桿結(jié)構(gòu)、墻面垂直的特點。不同于邊坡穩(wěn)定驗算的圓弧滑動，滑動面的圓心一般在擋墻上方，基坑內(nèi)側(cè)附近。通過試算確定最危險的滑動面和最小安全系數(shù)?？紤]內(nèi)支撐或者錨拉力的作用時，通常不會發(fā)生整體穩(wěn)定破壞，因此，對支護結(jié)構(gòu)，當設(shè)置外拉錨桿時可不做基坑的整體抗滑移穩(wěn)定性驗算?；涌孤∑鸱€(wěn)定性驗算

圖4.1圖4.1基坑抗隆起穩(wěn)定性驗算計算簡圖采用同時考慮c、e的計算方法驗算抗隆起穩(wěn)定性。YDN+cN/（H+D）+q式中D——墻體插入深度；H——基坑開挖深度；q——地面超載；1——坑外地表至墻底，各土層天然重度的加強平均值；——坑內(nèi)開挖面以下至墻底，各土層天然重度的加強平均值；2N、N——地基極限承載力的計算系數(shù)；qcc、9——為墻體底端的土體參數(shù)值；用普郎特爾公式，N、N分別為：qcN=tan245°+—e兀tan9qI2丿-1-1）tan9其中D=2.22mq=10kpaH=7m9=240丫二I882.1+IS"2+18.9x2.9二18.41718.980.3+18.380.7Y= =18.52124Nq24Nq=tan2(45o+-^)”3.148tan24=9.6Nc二(Nq-1)-1二(9.6-1) -二19.32tan9 tan240則Ks=(18.5x2.22x9.6+10x19.32)/18.4(7+2.22)+10=3.27>1.2符合要求抗?jié)B流(或管涌)穩(wěn)定性驗算（1）概述根據(jù)《建筑基坑工程設(shè)計計算與施工》在地下水豐富、滲流系數(shù)較大（滲透系數(shù)>10-6cm/s）的地區(qū)進行支護開挖時，通常需要在基坑內(nèi)降水。如果圍護短墻自身不透水，由于基坑內(nèi)外水位差，導(dǎo)致基坑外的地下水繞過圍護墻下端向基坑內(nèi)外滲流，這種滲流產(chǎn)生的動水壓力在墻背后向下作用，而在墻前則向上作用，當動水壓力大于土的水下重度時，土顆粒就會隨水流向上噴涌。在軟粘土地基中滲流力往往使地基產(chǎn)生突發(fā)性的泥流涌出，從而出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。以上現(xiàn)象發(fā)生后，使基坑內(nèi)土體向上推移，基坑外地面產(chǎn)生下沉，墻前被動土壓力減少甚至喪失，危及支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。驗算抗?jié)B流穩(wěn)定的基本原則是使基坑內(nèi)土體的有效壓力大于地下水的滲透力（2）抗?jié)B穩(wěn)定性驗算如下圖所示，本設(shè)計采用一般方法避免基坑底部土體發(fā)生管涌破壞需滿足下式：

Y'K=—>2.0其中K——安全系數(shù)一般去1.5~2.0本設(shè)計去2.0Y'——土體浮重度動水壓力J二iY二乞Yw 2t+h'w其中i——水力梯度水的重度h'——水頭差2t+h'一最短滲流路徑h'=7-2.1=4.9mYw20.81x2+h'=7-2.1=4.9mYw20.81x2+21x3.2+20.13x8

Y= =20.44sat=10KN/m3t=9.22-7=2.22m13.2J二iY二乞Yw 2t+h'w〔4.9/(2x2.22+4.9)10=5.25Y'=Y-Y=20.44-10=10.44satwK丄二10.44/5.25二1.99J為保證不發(fā)生管涌破壞插入深度要滿足下式：t>Qxh'xy-Y'xh'》2丫’=(1.99x4.9x