基坑稳定性分析

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：1sRRMMK式中：、分别为危险弧面上滑动力矩与抗滑力矩（）为整体稳定性安全系数。sMRMkNmRK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式中：Mp——每延米中的桩产生的抗滑力矩(kN·m/m)；——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)；——切桩滑弧面至坡面的深度(m)；γ——范围内土的重度(kN/m3)；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)。iihih对于地下连续墙、重力式支护结构d+Δd＝1.0m。2()coscipaPiMhKKMRdd2.抗倾覆及抗滑移稳定性验算重力式支护结构倾覆及滑移稳定验算计算简图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:aEab(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)。ppaaa/2EbWBKEb抗倾覆稳定性按下式验算：抗滑移稳定性按下式验算：式中：——抗滑移安全系数，≥1.2；——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。PhaEWuKE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。hKhKppaaEbEb1.3≥1.3paEE1.2≥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；Ea、ba——分别为主动侧土压力的合力及合力对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。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：基坑底隆起稳定性验算示意图0cNthtq（）≥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，Nγ=0。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为式中：h——坑内外水头差(m)；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。wd2hjhhh按下式验算，如右图所示突涌稳定性验算示意图mwttP（）≥1.1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)。2）突水稳定性验算