基坑稳定性.pptx

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1、全国专业的土木设计类培训网校轩锐教育全国专业的土木设计类培训网校基坑支护课程正式课课程主题：基坑稳定性 11老师：灰灰老师江苏轩锐教育 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校7课程主题：基坑稳定性课程目的：介绍基坑工程的常见破坏模式：倾覆稳定性、整体稳定性、隆起稳定性、渗流稳定性、突涌稳定性分析，此部分内容为基坑工程设计的 理论知识，不同支护型式都要满足该部分要求，为基坑工程设计的重点内为基坑工程设计的重点内 容。容。知识点：倾覆稳定性、整体稳定性、隆起稳定性、渗流稳定性、突涌稳定性2一、基坑工程常见失稳模式分析二、基坑工程稳定性计算三、小结3全国专业的土木设计类培训网校目录正式课程内容：

2、江苏轩锐教育4全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育5一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育6一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析 两类失稳形式（1）开挖坡度过陡、土钉长度不够、桩（墙）入土深度偏浅或支撑力不 够，无法给土体提供足够的阻力，导致整体失稳破坏。（2）支护结构强度不够，在土压力作用下发生破坏，进一步导致土体 的破坏。诱 因7降雨或水的渗入基坑周边堆载振动全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育8整体滑移破坏整体滑移破坏一

3、、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析各各类类支支护护结结构构的的失失稳稳破破坏坏模模式式1.土体破坏（土体破坏（强度、渗流强度、渗流、变形、变形）全国专业的土木设计类培训网校（1）刚性挡土墙基坑）刚性挡土墙基坑挡土墙滑移破坏挡土墙滑移破坏嵌固深度不够嵌固深度不够江苏轩锐教育倾覆破坏倾覆破坏超载超载9一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析涌砂涌砂隆起破坏隆起破坏土层强度低土层强度低超超 载载（坑底土隆起）（坑底土隆起）土软土软各各类类支支护护结结构构的的失失稳稳破破坏坏模模式式1.土体破坏（土体破坏（强度、渗流强度、渗流、变形、变形）（2）内支撑基坑）内支撑基坑全国专

4、业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育突涌破坏突涌破坏承压水承压水10一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析各各类类支支护护结结构构的的失失稳稳破破坏坏模模式式分区开挖，放坡过陡（超大基分区开挖，放坡过陡（超大基坑）坑）全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育管涌破坏管涌破坏失稳破坏失稳破坏11嵌固深度不够嵌固深度不够或超挖或超挖失稳破坏失稳破坏一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析各各类类支支护护结结构构的的失失稳稳破破坏坏模模式式全国专业的土木设计类培训网校锚杆长度不够锚杆长度不够整体失稳破坏整体失稳破坏（3）拉锚基坑）拉锚基坑江苏轩锐教育12压曲破坏压曲破坏压曲破

5、坏压曲破坏拉锚失效拉锚失效（3）墙（桩）后体变）墙（桩）后体变形过大导致支护结构破坏形过大导致支护结构破坏一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析各各类类支支护护结结构构的的失失稳稳破破坏坏模模式式2.围护结构破坏围护结构破坏（1）围护墙（桩）破坏）围护墙（桩）破坏剪切破坏剪切破坏弯曲破坏弯曲破坏全国专业的土木设计类培训网校（2）内撑或拉锚破坏）内撑或拉锚破坏江苏轩锐教育压曲破坏压曲破坏剪切破坏剪切破坏13一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失稳模式分析排桩支护基坑失稳破坏排桩支护基坑失稳破坏全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育14一、基坑工程常见失稳模式分析基坑工程常见失

6、稳模式分析膨胀土基坑失稳破坏膨胀土基坑失稳破坏全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算1、基坑工程的设计计基坑工程的设计计算算的主要内容的主要内容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、支护结构强稳定性验算、支护结构强度设计和基坑变形度设计和基坑变形计算：（1）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；（2）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；（3）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。1516二、

7、基坑工程稳定性计算全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育17取矩点二、基坑工程稳定性计算2、抗倾覆稳定性(嵌固深度稳定嵌固深度稳定性验算性验算)全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育18二、基坑工程稳定性计算2、抗倾覆稳定性(嵌固深度稳嵌固深度稳定性验算定性验算)全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育【例】某二级基坑开挖深度为某二级基坑开挖深度为10m，采用悬臂式支护结构，土层为黏性土，采用悬臂式支护结构，土层为黏性土，c=20kPa，=30 ,=18kN/m3，试计算支护结构的嵌固深度。，试计算支护结构的嵌固深度。19全国专业的土木设计类培训网校例例 题题江苏轩锐教育19 江苏轩锐教育

8、 全国专业的土木设计类培训网校7202021全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育21撑支护结构，内支撑位于地面下撑支护结构，内支撑位于地面下3m处，支护桩入土深处，支护桩入土深度度ld=7m，土层为黏性，土层为黏性土，土，c=12kPa，=15 ,=19.3kN/m3，无地面施工荷载，桩长范围内无地下水，无地面施工荷载，桩长范围内无地下水，试计算该基坑的嵌固稳定性（踢脚稳定性）。试计算该基坑的嵌固稳定性（踢脚稳定性）。228m7m全国专业的土木设计类培训网校例例 题题【例】某一级基坑开挖深度为某一级基坑开挖深度为8m，采，采用排桩加一水平支用排桩加一水平支江苏轩锐教育内内撑撑3m22桩端处

9、的主动土压力为：桩端处的主动土压力为：pa 桩 端桩 端=Y Yh2Ka 一一 2c =19.3 x x（15-1.62）x x 0.589 一一 2 x x12 x x 0.767=133.7kPa主动土压力的合力为：主动土压力的合力为：Eak =133.7 x x 0.5 x x（15-1.62）=894.45kN/m主动土压力的合力距内撑点的距离为：主动土压力的合力距内撑点的距离为：Ka =tan2(45。一一 )=tan2（45。一一 Kp =tan2(45。+)=tan2（45。+23内撑点处的主动土压力为：内撑点处的主动土压力为：pa 支 点支 点=Y Yh1Ka 一一 2c =1

10、9.3 x x 3 x x 0.589 一一 2主动土压力为主动土压力为0点距地面距离点距地面距离 z0 =江苏轩锐教育计算主动、被动土压力系数计算主动、被动土压力系数aa2 =15 一一 3 一一(15 一一 1.62)/3=7.54m2 x x 1 219.3 x x 0.767=1.62m)=0.589)=1.7=0.767=1.3全国专业的土木设计类培训网校x x12 x x 0.767=15.7kPa 23pp 坑 底坑 底=y yh3Kp +2c =2 x x12 x x1.3=31.2kPa桩端处的被动土压力为：桩端处的被动土压力为：pp 桩 端桩 端=y yh4Kp +2c =

11、19.3 x x 7 x x1.7+2 x x12 x x1.3=260.87kPa被动土压力的合力为：被动土压力的合力为：Epk =(31.2+260.87)x x 0.5 x x 7=1022.2kN/m被动土压力的合力距内被动土压力的合力距内撑点的距离为：撑点的距离为：ap2 =5+7 一一 2.58=9.42m嵌固稳定安全系数为：嵌固稳定安全系数为：Ke =1.43Ke 1.2 5，满 足 嵌 固 稳 定 性 要 求，满 足 嵌 固 稳 定 性 要 求5442.45 x x 72.2 x x 942908122apaakkapEE24江苏轩锐教育基坑底面处的被动土压力为：基坑底面处的被

12、动土压力为：全国专业的土木设计类培训网校24江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算3、整体稳定性 强度参数：强度参数：粘聚力粘聚力c，内摩擦角内摩擦角 破坏形式：破坏形式：危险滑裂面位置危险滑裂面位置在土坡深处，在土坡深处，对于均对于均 匀土坡，匀土坡，在平面应变条件下，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆其滑动面可用一圆 弧弧(圆柱面圆柱面)近似。近似。O25R二、基坑工程稳定性计算3、整体稳定性基坑支护体系整体稳定性验算的目的就是要防止基坑支护结构与周围土体整体滑动失稳破坏，在基坑 支护设计中是需要经常考虑的一项验算内容。对于 不同的支护形式其验算会有一些差异，26

13、全国专业的土木设计类培训网校(a)整体滑动失稳江苏轩锐教育滑动面27安全系数K=Wc =C tantanCtansinC.WosTTf抗滑力Tf =Ntan =W cosC.tan 砂性土土坡稳定性分析砂性土土坡稳定性分析二、基坑工程稳定性计算法向分力N=WcosC下滑力T=WsinC全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育安全系数K=Wc Q=CQnnaattCtansinC.WosTTf28二、基坑工程稳定性计算当当=时，安全系数时，安全系数最小，则最小，则K=tanQ tan 工程中一般要求工程中一般要求K1.251.30全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育整体圆弧法整体圆弧法(瑞典

14、圆弧法瑞典圆弧法)(一一)分析计算方法分析计算方法1 1 假设条件：假设条件：均质土均质土 二维二维 圆弧滑动面圆弧滑动面 滑动土体呈刚性滑动土体呈刚性转动转动 在滑动面上处于极限平衡在滑动面上处于极限平衡状态状态ORdW29黏性土土坡稳定性分析黏性土土坡稳定性分析二、基坑工程稳定性计算全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育二、基坑工程稳定性计算整体圆弧法整体圆弧法(瑞典圆弧法瑞典圆弧法)(一一)分析计算方法分析计算方法2.平衡条件平衡条件(各力对各力对O的力矩平衡的力矩平衡30MR =f de.R=R (c+ntgQ)dl=cAc+R ntgQdl0e0e0e注：(其中 n =n(l)是未

15、知函数)当当Q Q=0(=0(粘土不排粘土不排水强度水强度)时，时，滑动面上最大抗滑力矩滑动面上最大抗滑力矩与滑动力矩之比。与滑动力矩之比。c=cu MR =cAcR(1)滑动力矩滑动力矩：M =Wd抗滑力矩滑动力矩BWd全国专业的土木设计类培训网校ORCu AcRWd(3)安全系数安全系数：(2)抗滑力矩抗滑力矩：MRMs江苏轩锐教育F=sAC)s=抗滑力矩抗滑力矩 MR =R f dl=c.弧弧+R ntgQdl2.当当Q Q 子子 0时，时，n 是是l(x,y)的函数，的函数，无法得到无法得到Fs 的理的理 论解论解3.瑞典圆弧法适用于饱和粘土瑞典圆弧法适用于饱和粘土0e0e 江苏轩锐教

16、育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算311.其中圆心其中圆心O及半径及半径R是任意假是任意假 设的，设的，须计算若干组须计算若干组(O,R)找找到到 最小安全系数最小安全系数 最可能滑动面最可能滑动面安全系数安全系数：=Ms WdsFAORMR Cu AcRWdB C江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算对于对于外形复杂、外形复杂、Q Q 00的粘性土的粘性土土坡，土体分层情况时，土坡，土体分层情况时，要确要确 定滑动土体的重量及其定滑动土体的重量及其重心位置比较困难，而且抗剪强度的重心位置比较困难，而且抗剪强度的 分布不同，分布不同，一般采用基于一

17、般采用基于极限平衡原理的条分法分析。极限平衡原理的条分法分析。条分法的基本原理及分析条分法的基本原理及分析1 原理原理抗滑力矩抗滑力矩 MR =R f dl=c.弧弧+R ntgQdlO R0e0e32A注:无法求理论解，是 一个边值问题，应通过数值计算解决。简化解决方 法是将滑动土体离散化成土条 条CB765b32-2 -1 0 1分法。s4江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算33第第i条条土土 的的 作作 用用 力力CB765b32-1 0 1TiNiHi+1Pi+1hi+1HiWiPishi-3-2tiAOR434二、基坑工程稳定性计算n条土条的未知量数目Wi

18、 是已知的作用在土条体底部的力与作用点 Ni Ti ti 共3n个作用在条间的力及作用点：Pi Hi hi 共3(n-1)个 (两端边界是已知的)假设总体安全系数为Fs Fs 共1个未知数合计=3n+3(n-1)+1=6n-2WiNi条分法中的求解条件条分法中的求解条件CB765Pi+1hi+1全国专业的土木设计类培训网校b32江苏轩锐教育-1 0 1PihiHi+12.HisTi-3-2AOR4 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算2.条分法中的求解条件平衡方条分法中的求解条件平衡方程程各条：各条：求解条件共求解条件共4n1个个水平向静力平衡条件：水平向静力平衡条

19、件：x=0 共共n个个垂直向静力平衡条件：垂直向静力平衡条件：z=0 共共n个个力矩平衡条件：力矩平衡条件：M0=0 共共n个个n个土条底面上满足极限平衡条个土条底面上满足极限平衡条件：件：共共n个个 整体力矩平衡整体力矩平衡 1个个35Wi不同的假设条件，对应不同计算方法整体圆弧法：n=1,6n-2=4个未知数，4个方程简单(瑞典瑞典)条分法 Pi=Hi=hi=0,ti=li/2 2(n+1)个未知数 其他方法：假设 条间力的假设条间力的假设36由于未知数为6n-2个求解条件为4n1个 二者相差(2n-3)二、基坑工程稳定性计算2.条分法中的求解条件讨条分法中的求解条件讨论论Pi+1hi+1

20、全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育PihiTiNiHi+1Hiti1 基本原理：忽略所有条间作用力，即：Pi=Hi=hi=0 3n-3 ti=li/2 n共计减去4n-3未知数未知数为2n+1 A江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算简单条分法简单条分法(瑞典条分法瑞典条分法)37CBTiNidiORbWiii2.安全系数计算安全系数计算 R 总体对圆心O的力矩平衡(1个)Ms =MR 滑动力矩=抗滑力矩 T Ti)W iNi N+cositgQi)RFsWitgQi(Ci liisisicRCR(siniFss si F F Wi b BNi =Wi cosi

21、 A 滑动面上极限平衡条件(n个)TiNi 方向静力平衡(n个)Wi 38O二、江基苏 轩坑锐 教工育程稳定性 国 业的土木设计类培d训i网校求解方程(2n+1)个 i CT=Cili +NitgQi =Cili +Wi cositgQii Ni 39变化圆心变化圆心O和半径和半径R分条：分条：b=R/10F =(Cili +Wi cositgQi)s Wi sini全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育二、基坑工程稳定性计算编号：编号：过圆心垂线为过圆心垂线为0条中线条中线ENDFs 最小最小列表计算列表计算 li Wi i圆心圆心O，半径半径R(如图如图)b42 3CB765WiTiN法

22、法计计算算单单条条分分步步 骤骤s13简简-2-1 AOR0ii4.瑞典简单条分法的讨论瑞典简单条分法的讨论*由于忽略条间力，由于忽略条间力，有有4n1个平衡条个平衡条件。实际件。实际 用用2n+1个，个，有些平衡条件不能满足有些平衡条件不能满足N 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校7二、基坑工程稳定性计算*忽略了条间力，忽略了条间力，所计算安全系数所计算安全系数Fs 偏小，偏小，越大越大(条间力的抗滑作用条间力的抗滑作用越越 大大),Fs 越偏小越偏小一般情况下，一般情况下，F Fs s偏小偏小10%左右工程应用中偏左右工程应用中偏于安全于安全40TW*假设圆弧滑裂面，假设圆弧滑裂面

23、，有时与实际有时与实际滑裂面有差别滑裂面有差别41方法方法整体圆弧法整体圆弧法简单条分简单条分法法毕肖普法毕肖普法普遍条分法普遍条分法滑裂面形状滑裂面形状圆弧圆弧圆弧圆弧圆弧圆弧任意任意 假设假设刚体滑动面刚体滑动面 上极限平衡上极限平衡忽略条间忽略条间 力力考虑条间考虑条间 力力 Hi=0条间力和条间力和 Ni 作用作用 点点条件条件软粘土不排软粘土不排 水水 Pn=0一般均质一般均质 土土一般均质一般均质 土土任意土任意土(分层土分层土)精度精度Fs 偏小偏小 10%较高较高比较难确定比较难确定平平衡衡条条件件整体力矩整体力矩V VV VV VV V 各条力矩各条力矩V VV V 各条垂直

24、力各条垂直力V VV VV V 各条水平力各条水平力V VV V 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算几种分析计算方法的总结几种分析计算方法的总结42江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校对有支护结构的基坑，需计算圆弧切桩切桩与圆弧通过桩尖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圆弧切桩时需考虑切桩阻力产生的抗滑作用抗滑作用，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有支护结构的基坑整体稳定性验算式中：Mp每延米中的桩产生的抗滑力矩(kNm/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(kNm/单桩)；

25、hi切桩滑弧面至坡面的深度(m)；hi 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)；d两桩间的净距(m)。432Mcyhi（Kp 一 Ka）d+d对于地下连续墙、重力式支护结构d+d1.0m。MP =Rcos Ci全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育(2-43)C二、江基苏 轩坑锐教工育程稳定性 国 业的土木设计 类培训网校建筑基坑支护技术规建筑基坑支护技术规范范 的稳定性计算的稳定性计算桩桩(墙墙)底端有软弱下卧底端有软弱下卧层时，滑面为圆层时，滑面为圆 弧与软土层面组成的复合弧与软土层面组成的复合滑动面；滑动面；对于锚拉支挡结构或土钉对于锚拉支挡结构

26、或土钉墙，计入超墙，计入超 过滑动面后部分锚杆过滑动面后部分锚杆/土钉的土钉的抗滑作用。抗滑作用。二、江基苏 轩坑锐教工育程稳定性 国 业的土木设计 类培训网校建筑基坑支护技术规建筑基坑支护技术规范范 的稳定性计算的稳定性计算4546二、江基苏 轩坑锐教工育程稳定性 国 业的土木设计 类培训网校建筑基坑支护技术规建筑基坑支护技术规范范 的稳定性计算的稳定性计算 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校7二、基坑工程稳定性计算当验算结果不能满足整体稳定性要求时，可以采取以下两种方法：当验算结果不能满足整体稳定性要求时，可以采取以下两种方法：一是增加支护结构的一是增加支护结构的嵌固深度嵌固深度和

27、和墙体厚度墙体厚度;二是改变支护结构类型，如采取二是改变支护结构类型，如采取加内支撑加内支撑的方式。的方式。47二、基坑工程稳定性计算4、坑底抗隆起稳定性对饱和软黏饱和软黏 土土，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，将会导致将会导致 支护桩后地面下支护桩后地面下 沉，影响环境安沉，影响环境安 全和正常使用全和正常使用。48坑底土的地基极限压坑底土的地基极限压 =y ym2ld Nq +cNcy ym2ld Nq +cNcy ym1(h+ld)+q0y ym1(h+ld)+q0全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育之之 Kby ym 2ldld49ldy ym1,

28、y ym2 分别为基坑外、基坑分别为基坑外、基坑 内挡土构件底面以上内挡土构件底面以上土的天然重度；对多层土，取土的天然重度；对多层土，取各层土按厚度各层土按厚度加权的平均重度；加权的平均重度；以上公式依据Terzaghi地基承载力公式而来：pu=tNq+cNc+1/2bN,y ym2ld Nq +cNcy ym1(h+ld)+q0 Kb二、基坑工程稳定性计算4、坑底抗隆起稳定性全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育KbKb50全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算4、坑底抗隆起稳定性江苏轩锐教育 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算4、坑底抗隆起稳定

29、性 建筑地基基础规范建筑地基基础规范2002中的验算方法中的验算方法51适用于支护桩底为软土(=0）52二、基坑工程稳定性计算4、坑底抗隆起稳定性全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育53二、基坑工程稳定性计算5、墙底抗隆起稳定性全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算当验算结果不能满足抗隆起稳定要求时，可以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：采取以下两种方法：一是增加支护结构的一是增加支护结构的嵌固深度嵌固深度和和墙体厚度墙体厚度；二是改变基坑底部土体的二是改变基坑底部土体的工程性质，如采取工程性质，如采

30、取地基处理地基处理的方法使基的方法使基坑内土体的抗剪强度增大。坑内土体的抗剪强度增大。5454 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算案例 基底隆起 1 现象 基坑宽10m，长超过200m，挖深9.510.5m，地下连续墙80cm厚，深20m，两道 钢筋混凝土支撑，地面下20m范围内为饱和流塑状灰色淤泥，内摩擦角=11.5，粘 聚力为12kPa。挖土到设计标高时，地下连续墙12幅(单元)发生整体滑移，基坑地面 隆起，第二道支撑大部分剪断，第一道支撑拉脱跌落，基坑支护破坏。坑外滑塌区 很大，地面下沉最大4m，附近民房受到损害。2 原因分析勘察单位建议用于稳定分析的c值为

31、13kPa，值为6.5kPa，经重新勘察，分析结果 稳定系数K为0.74，认为造成事故的主要原因是土体失稳，被动土区提供的被动抗力 不足。3 防治措施提高基坑底面的稳定性(包括坑底隆起、管涌、抗渗等)采用的方法，一是加深嵌固 深度，二是加强坑底土的强度。该工程以加强坑底土的强度较为合适(以深层搅拌水 泥土加固)。实践说明用这种方法比加深嵌固深度较为经济。55【例】某饱和黏土层中开挖条形基础，拟采用某饱和黏土层中开挖条形基础，拟采用8m长的板状支护，地下水位已降至板长的板状支护，地下水位已降至板状底部，坑侧地面荷载状底部，坑侧地面荷载q=10kPa，土层性质，土层性质c=5kPa，=15 ,=1

32、9kN/m3，按，按建筑基坑支护技术规程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，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大开挖深度不能超过多少多少？（？（按一级基坑计算）按一级基坑计算）二、基坑工程稳定性计算例例 题题56全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育56江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算解：解：设基坑的开挖深度为设基坑的开挖深度为h：Nq =tan2(45。+)e t a nQQ =3.93Nc =(Nq 一一 1)/tan15。=10.93y ym 2ld Nq +cNc =19 x x（8-h）x

33、x 3.93+5 x x10.93 1.8 y ym 1(h+ld)+q0 19 x x 8+10解得：解得：h 1.8,满 足 抗 隆 起 稳 定 性 要 求满 足 抗 隆 起 稳 定 性 要 求二、基坑工程稳定性计算y ym 1 =y ym 2 =17.74kN/m3全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育解：解：坑底以下存在承压含水层时，隔水层厚度不足将无法抵抗含 水层水压力，导致坑底土体突 涌。井降水以保证安全60二、基坑工程稳定性计算6、坑底突涌稳定性验算全国专业的土木设计类培训网校(d)底鼓失 稳江苏轩锐教育不透水层承压水 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定

34、性计算6、坑底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61Kh 突涌稳定性安全系数突涌稳定性安全系数，Kh不应小于不应小于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的土层厚度；Y Y 承压含水层顶面至坑底土层的天然重度；承压含水层顶面至坑底土层的天然重度；对多层土，取土层厚度加权平均天然对多层土，取土层厚度加权平均天然重度重度hw 承压含水层顶面的压承压含水层顶面的压力水头高度力水头高度;Y Yw 水的重度；水的重度；DY YhwY Yw Kh联系时，承压水作

35、用联系时，承压水作用下的下的 坑底突涌稳定性验算如下：坑底突涌稳定性验算如下：7、渗透稳定性验算.A A点总水头：点总水头：hA =zA +.B B点总水头：点总水头：hB =zB +.二点总水头差：反映了二点总水头差：反映了 两点间水流由于摩阻力两点间水流由于摩阻力 造成的能量损失造成的能量损失AB L62h=hA 一 hB 水力坡降水力坡降 i：单位渗流长：单位渗流长度上的水头损失度上的水头损失二、基坑工程稳定性计算全国专业的土木设计类培训网校u AYw uB Yw h huBY Y whAzA江苏轩锐教育水力坡降线水力坡降线基准面基准面u AY Y w hi=hBzBL二、基坑工程稳定性

36、计算7、渗透稳定性验算 流土：流土：在向上的渗透作用下，在向上的渗透作用下，表层局部范围内的土体或颗粒群同时发表层局部范围内的土体或颗粒群同时发 生悬浮、移动的现象。任何类型的土，只要水力坡降生悬浮、移动的现象。任何类型的土，只要水力坡降达到一定的大小，达到一定的大小，都可发生流土破坏都可发生流土破坏渗流渗流砂性土砂性土k263坝体坝体i cr =11G负,YY=原因：原因：i=i cr全国专业的土木设计类培训网校与土的密实度有关与土的密实度有关粘性土粘性土k1k2江苏轩锐教育 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算7、渗透稳定性验算 流土可能性的判别流土可能性的判别

37、 在自下而上的渗流逸出处，任何土，包括粘性土和在自下而上的渗流逸出处，任何土，包括粘性土和无粘性土，只要满足渗透坡降大于临界水力坡降这无粘性土，只要满足渗透坡降大于临界水力坡降这 一水力条件，均要发生流土：一水力条件，均要发生流土：i icr :土体发生流土破坏土体发生流土破坏 i=icr :土体处于临界状态土体处于临界状态 工程设计：工程设计：i i=i :允许坡降允许坡降Fs:安全系数安全系数1.52.06465二、基坑工程稳定性计算7、渗透稳定性验算流砂或流土破坏：砂土等透水性地层中，受基坑内外水头差作用,水力梯度超过临界梯度时,出现流砂或流土全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育66

38、7、渗透稳定性验算 建筑基炕支护技术规范的稳定性计算二、基坑工程稳定性计算全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算8、管涌破坏 在渗流作用下，在渗流作用下，一定级配的无粘性一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通土中的细小颗粒，通 过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与 地表贯通的管道地表贯通的管道1.在渗透水流作用下，在渗透水流作用下，细颗粒在粗颗粒形成细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动流失的孔隙中移动流失2.孔隙不断扩大，孔隙不断扩大，渗流渗流速度不断增加，速度不断增加，较粗较粗

39、颗粒也相继被水带走颗粒也相继被水带走3.形成贯穿的渗流通道，形成贯穿的渗流通道，造成土体塌陷造成土体塌陷 原因原因 内因：有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙内因：有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙外因：渗透力足够大外因：渗透力足够大67坝体坝体渗流渗流二、基坑工程稳定性计算8、管涌破坏 土是否会发生管涌，土是否会发生管涌，取决于土的性质：取决于土的性质：粘性土（分散性土例外）粘性土（分散性土例外）属于非属于非管涌土管涌土 无粘性土中发生管涌必须无粘性土中发生管涌必须具备相具备相应的应的几何条件几何条件和和水力水力条件条件68管涌可能性的判别管涌可能性的判别全国专业的土木设计类培训网校江

40、苏轩锐教育级配级配孔隙及细粒孔隙及细粒判定判定较均匀土较均匀土（CuCu 10Cu10）不连续不连续细粒含量细粒含量35%35%非管涌土非管涌土细粒含量细粒含量25%25%管涌土管涌土细粒含量细粒含量=25-35%=25-35%过渡型土过渡型土连续连续d d0 0=0.25d0.25d2 20 0d d0 0 d d5 5管涌土管涌土d d0 0 =d d3 3-d-d5 5过渡型土过渡型土全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算8、管涌破坏骨架骨架 充填料充填料 无粘性土管无粘性土管 涌的判别涌的判别 几何条件几何条件 水力条件水力条件=发生管涌的发生管涌的 必要条件必要条件：粗颗

41、：粗颗 粒所构成的孔隙粒所构成的孔隙 直径大于细颗粒直径大于细颗粒 直径直径江苏轩锐教育P(%)lgd0.500Cu 20时时,icr 考虑考虑=0.25-安全安全0.30，系数后系数后:i=0.10-0.15全国专业的土木设计类培训网校二、基坑工程稳定性计算8、管涌破坏水力坡降水力坡降级配连续土级配连续土级配不连续土级配不连续土破坏坡降破坏坡降 icr0.20-0.400.1-0.3允许坡降允许坡降 i0.15-0.250.1-0.2=渗透力能够渗透力能够 带动细颗粒在孔带动细颗粒在孔 隙间滚动或移动。隙间滚动或移动。可用管涌临界水可用管涌临界水 力坡降表示力坡降表示 无粘性土管无粘性土管

42、涌的判别涌的判别 几何条件几何条件25 30 35管涌管涌10 15 20过渡过渡伊斯托敏娜（苏）伊斯托敏娜（苏）icr1.51.0 水力条件水力条件5流土流土中国学者中国学者江苏轩锐教育Cu当验算结果不能满足土体抗渗稳定要求时，可以采取以下两种方当验算结果不能满足土体抗渗稳定要求时，可以采取以下两种方法：法：一是做一是做截水帷幕截水帷幕，截断含水层，截断含水层，同同时将帷幕内的承压水降压；时将帷幕内的承压水降压；二是在基坑底部进行二是在基坑底部进行地基加固地基加固，加大土体重度。，加大土体重度。71全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育717272挖深度为多少？挖深度为多少？【例】某基坑底

43、下有承压含水层，已知不透水层的天然重度某基坑底下有承压含水层，已知不透水层的天然重度=20kN/m3。如要求基坑。如要求基坑底抗突涌稳定系数底抗突涌稳定系数Kh1.1，根据建筑基坑支护技术规程，根据建筑基坑支护技术规程2012则基坑的最大开则基坑的最大开全国专业的土木设计类培训网校例例 题题江苏轩锐教育K =之之 1 1h hwY Yw (16 _ _ _ 2)根根10 .73根据建筑基坑支护技术规程根据建筑基坑支护技术规程2012设基坑开挖深度为设基坑开挖深度为h：解得：解得：h 8.3mDY Y (16 _ h)根根 20全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育解：解：73 江苏轩锐教育

44、全国专业的土木设计类培训网校7例例 题题【例】某止水帷幕，上游土中最高水位为某止水帷幕，上游土中最高水位为0.00m，下游，下游地面水位为地面水位为-8.00m，已知土的，已知土的7474天然重度天然重度=18kN/m3。为满足流土稳定性要求，试求止水帷幕的合理深度。为满足流土稳定性要求，试求止水帷幕的合理深度（Kf=1.5）。）。75 2 根根(h 一一 8)+0.8 根根 8 根根 88 根根10（2ld +0.8D1）Y Y,hY Yw解得：解得：h 之之 12.3m根据建筑基坑支护技术规程根据建筑基坑支护技术规程2012设止水帷幕的深度为设止水帷幕的深度为h：全国专业的土木设计类培训网

45、校江苏轩锐教育Kf =解：解：之之 1.5=75 江苏轩锐教育 全国专业的土木设计类培训网校7例例 题题【例】某二级基坑采用板状作为支护结构，地下水位平地面，坑内用集水池进行排水，某二级基坑采用板状作为支护结构，地下水位平地面，坑内用集水池进行排水，试计算板状嵌固深度为试计算板状嵌固深度为3m时，是否满足基坑时，是否满足基坑底抗渗稳定性要求。底抗渗稳定性要求。7676Kf =（2ld 1）Y Y,=2 根根 3 4 根根 9=2.07Kf =2.07 之之 1.5，满 足 抗 渗 稳 定 性 要 求。，满 足 抗 渗 稳 定 性 要 求。0根根根根10.8wD hY Y+0.877根据建筑基坑支护技术规程根据建筑基坑支护技术规程2012设止水帷幕的深度为设止水帷幕的深度为h：全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育解：解：7778二、基坑工程稳定性计算9、构造要求全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育79 江苏轩锐教育三、小结全国专业的土木设计类培训网校80答疑时间：大家如有专业方面问题请大家积极提问全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育(81谢谢大家！全国专业的土木设计类培训网校江苏轩锐教育