考虑土体强度不均匀性时宽窄基坑坑底隆起稳定研究

在基坑坑底隆起稳定性分析中,准确的破坏模式及滑动面是确定安全系数的基础。然而,基坑坑底隆起破坏模式种类繁多且形式各异。传统的经典基坑坑底隆起稳定分析以及规范分析方法在破坏模式及滑动面的选取上均存在差异和局限性。基于不连续布局优化法,首先研究了土体强度不均匀性对不同宽度基坑坑底隆起稳定性的影响。结果表明,软土层厚度较大且土体强度沿深度逐渐增长时,宽基坑坑底隆起滑动面并不覆盖整个坑底,即相当于软土层下部存在一硬土层,限制了滑动面向下延伸。进一步,分析了围护结构长度及抗弯强度对破坏模式及安全系数的影响,并提出以滑动面触碰围护结构来区分宽窄基坑。在宽基坑中,当围护结构嵌固深度较小时,失稳破坏滑动面并不通过桩底,此时应用绕最下道支撑的圆弧滑动模式时应适当修正滑动面半径。对于窄基坑,应用圆弧滑动模式时需修正坑内滑动面,以考虑窄基坑的空间效应对安全系数的提高作用。     

基于正交试验的基坑抗隆起稳定性影响因素灰色关联分析

为探究基坑抗隆起稳定性各影响因素敏感程度的大小,在深入研究基坑抗隆起稳定性影响因素敏感性分析方法的基础上,提出采用正交试验和灰色关联分析相结合的方法对基坑抗隆起稳定性影响因素进行敏感性分析.结合福建地区某基坑工程实例,通过有限元强度折减计算,对影响坑底抗隆起稳定性的6个主要影响因素敏感性大小进行研究.结果表明,内摩擦角是影响基坑抗隆起稳定性的主要敏感因素,黏聚力和支挡墙插入比敏感性次之,土体重度、地面超载敏感性较小,最下道内支撑距坑底距离的影响最小.正交试验和灰色关联分析相结合可以在充分考虑各影响因素相互作用的基础上,通过定量分析清楚地确定各因素之间的主次关系,达到对研究对象各影响因素整体评价的目的.     

软土地区基坑坑底隆起稳定破坏滑动半径研究

为了研究软土地区基坑坑底隆起的破坏模式并确定合理的隆起破坏滑动面大小,采用不连续布局优化法对不同围护结构插入比条件下的基坑坑底隆起失稳滑动面进行分析; 通过大量计算得到可用于判断滑动面是否通过围护结构底端的不同基坑开挖深度下土体强度和围护结构临界插入比的幂函数关系表达式; 通过分析围护结构插入比较小时归一化的坑底隆起破坏滑动半径和围护结构插入比的关系,得到修正传统圆弧滑动法滑动半径的对数表达式及其系数。最后,将修正滑动半径后计算的安全系数与数值模拟结果进行了对比,验证了滑动半径公式的可靠性。结果表明:在插入比较大(大于临界插入比)情况下,滑动面通过围护结构底端; 在插入比较小情况下,滑动面不通过围护结构底端,需对传统圆弧滑动法进行修正; 提出的修正方法可为软黏土层较厚的基坑坑底隆起稳定分析时滑动半径的选取提供参考,同时可以解决传统圆弧滑动法在插入比较小时安全系数变化不合理的问题。     

基坑坑底抗隆起稳定性影响因素分析

基坑工程的坑底抗隆起影响因素众多,且各因素对坑底稳定性的影响程度存在较大差异,设计中明确各因素的影响程度对保证基坑安全具有重要意义。考虑土体横观各向同性特征,推导了坑底抗隆起计算公式,并就土体参数和支护结构参数变化对基坑坑底稳定性的影响程度进行了探讨。研究结果表明:增大内聚力c、内摩擦角φ和墙体插入比或减小土体重度γ、最下层内支撑高度和地面超载以及进行坑底加固均能提高基坑抗隆起稳定性。当土体重度γ较小、内聚力c较大、内摩擦角φ较小、墙体插入比较小、最下层内支撑高度较大、地面超载较大时,应尤其注意土体横观各向同性特征的影响。     

深厚软土地区市政基坑稳定性计算分析探讨

对于深厚软土中的长条形市政基坑,当开挖深度较大时,抗隆起稳定性及圆弧滑动稳定性验算应考虑对面支护构件和坑底加固等有利因素。深厚软土的力学指标对稳定性计算结果的影响也非常大,软土力学指标的合理取值也非常重要,应该不断积累工程经验,推动计算理论的不断完善。     

基于不排水强度的黏土基坑抗隆起稳定计算方法

目前的基坑抗隆起稳定计算方法多是直接采用固结不排水强度指标进行计算,这种方法对于软黏土地层的计算在理论上是不合理的,且传统的圆弧滑动法未考虑最下道支撑以上土体强度的发挥。针对上述问题,通过将固结不排水强度指标转换成不排水抗剪强度,考虑最下道支撑以上土体强度的发挥,对传统圆弧滑动法进行了改进,并进一步提出了基于不排水强度的圆弧机构上限分析方法。工程算例分析表明,传统圆弧滑动法得到的安全系数普遍偏高,而所提出上限分析方法计算得到的结果则更为合理。     

深基坑基底抗隆起稳定计算的一点补充

深基坑基底抗隆起稳定是基坑稳定和变形控制的重要指标。根据极限平衡原理，考虑坑底土体自重产生不平衡弯矩，分别以最下道支撑和坑底开挖面与围护结构的交点为滑动圆心，进行了公式推导，提出了一种新的基底抗隆起稳定计算方法，补充了一般计算方法的不足。同时进行了实际工程的应用，通过计算能够比较准确的判断基底抗隆稳定安全系数的大小。     

软土基坑抗隆起稳定性计算的改进

在软土深基坑设计中,基坑抗隆起验算是一项重要的验算。首先介绍了不同的情况下基坑抗隆起稳定性的典型计算方法。然后引入基坑形状、围护墙入土深度、坑底下软土深度、坑底被动区地基加固处理及基坑内工程桩对基坑抗隆起稳定性的影响,并且介绍了相应的计算改进方法,为计算抗隆起稳定性提供了更为合理的方法。最后通过对新加坡Clarke Quay地铁站入口基坑开挖工程实例验算表明,计入各有利因素的影响,抗隆起稳定安全系数由0.6增加到1.528,证实了改进计算方法的合理性,同时也得出当坑底以下软土深厚时,联合使用坑底地基加固和工程桩能比较有效的提高抗隆起稳定性。     

坑底软土夹层较薄基坑以最下层支点为轴心的滑动隆起研究北大核心

2012版《建筑基坑支护技术规程》对于锚拉式、内支撑式支挡结构,新增了当坑底以下为软土时,尚应以最下层支点为轴心的圆弧滑动模式验算基坑抗隆起稳定性的规定,并给出了解析解计算公式,该公式对基坑设计嵌固深度影响很大,大大增加了基坑支护造价。对坑底存在软土夹层基坑进行了有限元分析,得出了标准荷载作用下基坑位移变形云图、极限状态下基坑破坏机理的总位移增量云图。结果表明:软土夹层厚度较小的基坑,以最下层支点为轴心的圆弧滑动模式验算增加的嵌固深度,对于基坑位移影响较小、对破坏机理有一定程度的影响,只要有限元稳定安全系数满足规范要求,可以不进行以最下层支点为轴心的滑动模式验算。     

坑底软土夹层较薄基坑以最下层支点为轴心的滑动隆起研究

2012版《建筑基坑支护技术规程》对于锚拉式、内支撑式支挡结构,新增了当坑底以下为软土时,尚应以最下层支点为轴心的圆弧滑动模式验算基坑抗隆起稳定性的规定,并给出了解析解计算公式,该公式对基坑设计嵌固深度影响很大,大大增加了基坑支护造价。对坑底存在软土夹层基坑进行了有限元分析,得出了标准荷载作用下基坑位移变形云图、极限状态下基坑破坏机理的总位移增量云图。结果表明:软土夹层厚度较小的基坑,以最下层支点为轴心的圆弧滑动模式验算增加的嵌固深度,对于基坑位移影响较小、对破坏机理有一定程度的影响,只要有限元稳定安全系数满足规范要求,可以不进行以最下层支点为轴心的滑动模式验算。     

软黏土中坑中坑式抗隆起稳定安全系数计算

坑中坑的开挖会明显降低基坑的抗隆起稳定性,目前的基坑抗隆起稳定分析方法基本没有考虑坑中坑的影响,导致基坑设计偏于不安全。在不同的参数影响下,坑中坑式基坑存在三种不同的破坏模式。对传统的圆弧滑动法的假定圆弧面进行改进,通过移动圆弧面的圆心,分别构建不同破坏模式下对应的圆弧滑动面。根据圆弧滑动面的特征,全面搜索得到最危险的滑动面,从而确定坑中坑式基坑的抗隆起稳定安全系数。将该方法与强度折减有限元法进行对比,通过算例分析内坑宽度及深度、内外坑间平台宽度、软土层的不排水抗剪强度对基坑抗隆稳定性的影响。发现改进的圆弧滑动法计算得到的抗隆起稳定安全系数与强度折减有限元法基本吻合。     

软黏土基坑抗隆起稳定性研究

目前我国所采用的抗隆起稳定性计算忽略了支护结构底以下滑动区内土的重力对隆起的抵抗作用。基此,文章以福州某软土基坑为研究对象,对支护桩底未穿透软土层的基坑进行了抗隆起计算分析,并据计算分析结果提出新的计算方式。认为:在计算软土较厚的底层时,应充分考虑开挖一侧坑底滑动面以内土体重力对隆起的抵抗作用;开挖侧坑底滑动面以内土体的加固,可以对基坑隆起破坏起到一定的抵抗作用。     

承压水对单层支撑基坑抗倾覆稳定性影响分析

单层支撑基坑抗倾覆稳定性验算至关重要。在分析承压含水层对土体自重应力计算影响的基础上,得到承压水对基坑支护结构体内外两侧主动、被动土压力的计算模式,进而分析承压水对单层支撑基坑抗倾覆稳定性的影响。研究表明:承压水存在对单层支撑基坑抗倾覆稳定性产生不利影响,主要影响因素有:承压水水头、隔水顶板底部与基坑坑底距离和隔水顶板厚度。工程实践表明,可通过降压、坑底封底加固等措施有效降低承压水对基坑稳定性的影响,否则,会给基坑工程带来安全隐患,甚至造成基坑破坏。建议在基坑设计规范里验算基坑稳定性时应考虑承压水的作用。     

坑底抗隆起圆弧滑动模式规范条文适用性研究

结合工程实例,按两个行业标准和两个地方标准,对比分析了地铁基坑坑底抗隆起稳定性验算结果,并通过有限元分析,对基坑的坑底隆起、围护结构变形、地表沉降等进行了验证计算,提出了长条形基坑坑底抗隆起稳定性验算模式的适用条件与计算参数的取值建议。     

承压水富水砂层深基坑的坑底抗突涌加固措施研究

以江苏省泰州市永定路西段快速化改造工程雨水泵房段深基坑为背景,采用数值模拟方法对富水砂层深基坑的坑底抗突涌加固措施进行了研究。结果表明:增加止水帷幕深度能明显减小坑底隆起并增加抗突涌的稳定性;通过对比分析5种常见坑底加固方式可知,满堂加固在降低坑底隆起及塑性区分布方面效果最好。实际监测数据表明,止水帷幕穿过承压水层,坑底采用满堂加固的方式可以有效减小坑底隆起变形,确保基坑坑底抗突涌的安全。     

坑中坑开挖对基坑抗隆起稳定性的影响分析

在既有基坑内部进行二次开挖形成坑中坑的过程也是对基坑被动区土体卸载的过程,被动区土体的卸载加大了坑底隆起变形的趋势,对基坑抗隆起稳定性产生较大影响。根据坑中坑与圆弧滑动面的位置关系的不同,对坑中坑类型进行了分类,推导了不同类型坑中坑基坑抗隆起稳定安全系数的计算公式。研究结果表明：坑中坑基坑抗隆起稳定性与坑中坑开挖位置有关,当坑中坑在圆弧滑动面影响区域内开挖时会减小抗滑力矩,降低基坑抗隆起稳定安全系数。外部型坑中坑对基坑抗隆起稳定性无影响。内部型坑中坑基坑抗隆起安全系数随内外坑壁距离、内坑宽度、内坑深度的增大而减小。坑底相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度无关,随内外坑壁距离的增大而先减小后增大,随内坑深度的增大而减小。坑壁相交型坑中坑基坑抗隆起安全系数与内坑宽度、内坑深度无关,随内外坑壁距离的增大而增大。     

基于强度折减法的狭长基坑坑底抗隆起稳定研究

以电力电缆隧道基坑为代表的狭窄、长条型基坑,由于开挖宽度小于深度,基坑内外侧土层不符合半无限体的假设,其坑底抗隆起稳定破坏模式就与常规建筑基坑不同,采用国家标准GB 50007和建筑行业标准JGJ 120推荐的算法会产生较大误差。文章以强度折减法为分析工具,研究采用支挡结构围护的狭长基坑坑底稳定破坏模式,分析结果显示狭长基坑不再以圆弧滑动形式破坏,而是形成了以基坑外两侧圆弧主动区、坑内整体被动区的新型破坏模式;同时,针对厦门电力进岛第二通道工程的典型基坑断面,进一步分析基坑抗隆起稳定安全系数与支挡结构插入深度的关系,为工程建设提供依据。     

基于强度折减法的软土基坑抗隆起稳定性分析

基坑抗隆起稳定性验算是软土基坑支护设计中的一项重要内容。本文结合基坑工程实例,采用有限元强度折减法对基坑坑底的抗隆起稳定性进行分析。主要分析总结了基坑开挖深度、支护结构入土深度、支护结构刚度、基坑深宽比以及坑底软土层厚度对基坑抗隆起稳定性的影响规律。研究表明:基坑开挖深度、基坑宽度、支护结构入土深度和坑底软土层厚度等参数的变化均对基坑抗隆起稳定性有一定程度的影响,而支护结构刚度参数对抗隆起稳定性影响不明显。通过与规范法计算结果的对比分析,证明了有限元强度折减法在基坑抗隆起稳定性分析中的适用性。     

提高坑底抗隆起稳定性的方法探讨

为了比较新规程、天津规程和上海规程在基坑抗隆起计算方法的差异,深入的研究了三本规程采用抗隆起计算模式,指出其异同点,并针对抗隆起计算模式的特点给出了提高抗隆起稳定性的对策。针对Prandtl公式的坑底抗隆起稳定性验算,给出了坑内土体采用裙边加固的宽度和加固深度,以供抗隆起稳定性验算参考和借鉴。     

基坑变形的尺度效应及控制措施研究

基于狭窄基坑变形较小的工程实际,针对基坑变形的尺度效应,通过二维有限元模拟,对宽深比对基坑变形的影响规律和基于尺度效应的基坑变形控制措施进行了研究。结果表明:随着基坑宽深比的增加,坑底最大隆起量增大;围护结构最大竖向位移先增加,而后基本不变;围护结构最大水平位移基本不变。对于通过增大插入比或被动区加固来减小围护结构最大水平位移的效果,基坑宽深比的影响并不显著。抽条加固对坑底最大隆起量的减小效果随基坑宽度的增加而减弱。宽深比较大时,裙边加固对减小坑底最大隆起量没有效果。不同的变形控制措施对于不同尺度的基坑效果并不一致,在实际工程中,需要结合基坑尺寸等多方面因素选择适当的控制措施。