2020年探讨基坑抗隆起稳定性验算.pdf

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1、作者：败转头作品编号44122544:GL568877444633106633215458时间:202012.13探讨基坑抗隆起稳定性验算张耀年（福建省建筑科学研究院，福州，350025）摘要木文探讨新颁布规范中基坑抗隆起稳定性验算的方法和规定。【关键词基坑，抗隆起稳定性.地基极限承载力模式.圆弧滑动模式Discussion on Basal Stability Analysis against Upheaval in ExcavationAbstract:The method and regulation of new issued building code for basal stabi

2、lity against upheaval in excavation arediscussedKeywords:Excavation.basal stability against upheaval,the ultimate bearing capacity method,circle slip method1前盲基坑抗隆起稳定性验算是基坑支护设计中一 项重要的内容，我国现行建筑规范中基坑抗隆起稳 定性验算主要采用两种分析模式：地基极限承载力 模式和恻弧滑动模式。近三十年來，大量的基坑匸 程实践使支护结构设汁日臻完善.新修订的基坑支 护设计规范反映了基坑匸程实践中积累的经验。基 坑支护结构设

3、汁具有很强的地区性，我国地域辽 阔，各地工程地质的差异较大，因此.各行业和各 地方的规范对基坑支护结构设讣的方法利规定都 稍有差别。本文对2000年以后新修订的基坑支护 设汁规范中隆起稳定性验算的方法和规定作一点 分析和比较.伙I为.在使用新规范的设讣过程中大 家发现在软土地基中抗隆起稳定性验算是基坑支 护结构设计的控制因素。y（H+D”q式中：KDA隆起稳定安全系数，KDN16Nc承载力系数，Nc=5.14；ro由十字板试验确定的总强度：y-上的重度：D支护结构入丄深度：H基坑开挖深度：q地面荷载。恻弧滑动模式的讣算简图如图2所示：基坑底下部丄体的强度稳定性应满足下式规 定：2国标建筑地基基

4、础设计规范在国标建筑地基基础设计规范（GB50007-2012）（以下简称规范A）中.基坑抗隆起 稳定性验算采用地基极限承戦力和恻弧滑动两种 模式，极限承戦力模式的汁算简图如图1所示：式中：MP支护桩、增横截面抗弯强度标准值：K _）1隆起稳定安全系数，K214c规范A中基坑抗隆起稳定性验算方法与建 筑基坑匸程技术规范（YB9258-97）的讣算方法完 全相同，只是稳定安全系数稍有提高，原稳定安 全系数分别为14和1.3。K _NE+R图I规范A极限承载力模式的讣算简图基坑底下部上体的强度稳定性应满足下式规 定：图2规范A圆弧滑动模式的计算简图3建设部建筑基坑支护技术规程在新颁布的建设部行规建

5、筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)(以下简称规范B)中.基坑抗隆 起稳定性验算采用地基极限承载力和恻弧滑动两 种模式.极限承载力模式的计算简图如图3所示：图3规范B极限承载力模式的讣算简图规范B规定：锚拉式支挡结构和支梓式支挡结 构，其嵌固深度应满足坑底隆起稳定性要求.抗隆 起稳定性可按下列公式验算：化=tg2(45+p/2)e人山叫+叫乙(力+)+Nc=(N“一l)/lan式中：Kb-抗隆起安全系数：ymi基坑外挡上构件底面以上土的重度：加2一基坑内挡上构件底面以上土的重度：D基坑底面至挡土构件底面的土层厚度:h基坑开挖深度：70地面均布荷載：Nc、Nq承载力系数：擦角。隆起安全系

6、数Kb分别不应小干1.8.1.6.1.4：c(P挡土构件底血以下土的粘聚力.内摩规范B还规定：锚拉式支挡结构和支挫式支播 结构.X 坑安全等级为一级、二级、三级的支护结构，抗底以下为软上时.其嵌固深度应符合以最下层支点为转动轴心的圆弧滑动稳定性婆求(木规程报批稿电子文档这段文字是这样表述的：尚应以展下层支点为转动轴心的圆弧滑动模式按 下列公式验算抗隆起稳定性)：为也+阳+AG”cosq 5创仝尺为(gQ+g)sin _ 式中：K一以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定 安全系数：仆 5第j土条在滑弧而处土的粘聚力、内摩擦角：h第j上条的滑弧段长度.取/j=cosS：幼一作用在第j上条上的附加分布荷戦

7、标准切-第j一上条的宽度：0第j上条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角：ziG第j土条的自重(kN).按天然重度。安全等级为一级、二级、三级的支挡式结构.抗隆起安全系数K分别不应小于2.2、1.9.1.7。圆弧滑动模式的汁算简图如图4所示：图4规范B I训弧滑动模式的计算简图4上海市基坑工程技术规范上海市基坑工程技术规范(DG T J08-61-2010)(以下简称规范C)基坑抗隆起稳定 性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式.极限承载力模式的汁算方法与规范B基本相似但 对于安全等级为一级、二级、三级的支护结构规定：稳定安全系数7RL 分别不应小于2.5、2.0、1.7。规范C圆弧滑动模式的

8、计算简图如图5所示:规范C规定：板式支护体系按恻弧滑动模式验 算绕最下道内支檸点的抗隆起稳定性时，应符合下 列公式要求：/-I式中：)*RL抗隆起安全系数：MRLK-抗隆起力矩标准值MSLK隆起力矩标准值圈护增的容许力矩标准值g坑外最下道支拯以下第j层土产生的 抗隆起力矩标准值血如坑内开挖面以下第m层土产生的抗 隆起力矩标准值Ms%坑外地而荷载产生的隆起力矩标准值沁坑外最7SMSLK-Li RLM亦=M严丈M吗+丈J-lwi-lM$/.K=+/MM下道支撑以上第i层土产生的 隆起力矩标准值叽坑外最下道支擦以下.开挖面以上第j层土产生的隆起力矩标准值规范C规定：安全等级为一级、二级、三级的 支挡

9、式结构抗隆起安全系数分别不应小于2.2、1.9、1.7o算绕报下道内支撐点的抗隆起稳定件:抗滑力矩：kn-l滑动力矩：M,=(九+g)2/2式中：Ks抗隆起安全系数：一坑外最下道支挫以上土层产生的抗 滑力矩；k图5规范C恻弧滑动模式的讣算简图工M；J坑外最下道支撑以下土层产生n-i的抗滑力矩：Mh碉护墙的容许力矩。规范D规定：安全等级为一级.二级、三级的 支挡式结构，抗隆起安全系数K、.分别不应小于2.2、2.0、1.8。5上海市城市轨道交通设计规范上海市城市轨道交通设计规范(沪DBJ08-109-2004)(以下简称规范D)的基坑抗隆起 稳定性验算仅采用圆弧滑动一种模式。其计算简图 如图6所

10、示6规范B、规范C和规范D的比较上海市由干其地理位宜和经济地位集中了我 国许女垠大、最深的基坑工程，上海的基坑开挖支 护技术基木上反映了我国基坑工程的最商水准，上 海市的基坑支护设il规范对我国沿海地区的软上 地基基坑开挖支护I：程具有示范作用。表1以规范B、规范C和规范D为例，对汁算特征和稳定安全 系数作一比较。规范D规定：板式支护体系按圆弧滑动模式验表1规范B、规范C和规范D的比较建筑基坑支护技术坝程3规 MB(JGJ 120-2012)脱离体的力平衡图基坑工程技术规范规范 C(沪 DGTJ08-61-2010)城市轨道交通设汁規范规范 1)(沪 DBJ08-109-2004)lj由 0K

11、 段上覆压力产生的滑动力矩.KCGO区域内上体自車产生的 滑动力矩.EG区域内上体自觅产生的淆由 0K 段上覆压力产生的滑动力矩.KCGO区域内上体自虫产生的滑动力矩CEG区域内上体自重产生的滑动力矩.由 0K 段 I:覆斥力产生的滑动力如KCGO区域内上体自重产生的滑 动力地CEG区域内上体重产生的滑动 力矩。矩k用护境的容许力矩.k滑动面 ECK上抗的賤度产生的 抗 1.围护埼的容许力矩.2.EHG区域内上体自里产生的抗滑动力2.EFG区域内上体自車产生的抗滑 动滑动力矩。淸矩(与溝动力矩的第项相抵消力矩(与滑动力矩的笫项相抵 消)3.滑动面 FECK上抗剪强度产生的抗滑3、滑动面 FEC

12、K上抗剪强度产生的动动力矩。抗淸动力矩.力 矩3、滑动面 IK t：抗剪强度产生的抗滑动力矩抗安全等级为一级、二级、三级的支安全等级为一级.二级、三级的支挡式 结安全等级为-级、二级、三级的支挡挡式结构.分别不应小干 2.2、式结构.仏分别不应小于 2.2、2.0.1.8。构.7RL分别不应小干 22 1.9、1.7。全 系1.9、1.7,安数按恻弧滑动模式的抗隆起稳定性验算时.规范B和 规范C产生的滑动力矩的项完全相同,稳定安全系数也 完全相同。但是，规范B产生的抗滑动力矩的项忽 略了：困护墙的容许力矩.EFG区域内上体自重产 生的抗滑动力矩.和动面FE卜抗剪强度产生的抗 滑动力矩。所以，与

13、徴范Cl相比较册范BS按 圆弧滑动模式M浙隆起稳定性验算结果偏于安全。对于按极限承戦力模式金浙隆起稳定性验算，情况 则恰恰相反。由于两木规范的计算公式完全相同,而规 范C的稳定安全系数比规范B要大的参.所以.按极限承载力模式规范C的抗隆起稳定性验算结果 偏于安全。按圆弧滑动模式的抗隆起稳定性验算时.规范C和 规范汁算方法与 规范B基本相似，而圆弧滑动模式的i I算方法|丿规范A基本相似.困护墙最下道支撑位豐作为圆弧滑动的恻 心。3)天津市喚磁匸程技术附(DB29-202-2010).其基坑抗隆起稳定性验算采 用地基极限承较力和関弧滑动两种模式，il算方法打规 范A基木相似，稳定安全系数均为不小

14、于1.4。4)深yiim基坑支护技术规湖(SJG05-2011),其基坑抗隆起稳定性验算采用地基极脱载力和圆弧 滑动两种模式，稳定安全系数分别为1.2和14地基极 限承载力模式的计算方法七规范B基木郴似而圆弧滑 动模式的计算方法打擁A基木相似D产生的滑动力矩的项完全相同，稳定安全系数 也基木相同。但是，加范D的抗滑动力矩多J一项.EUW动面IK上抗勿强I芟产生的抗动力矩。所以，与 规范D相I：做，规范C抗隆起稳定性删结果 偏于安全。在软上中.抗隆起稳定性验算以圆弧滑动模式为 主刚匕按安全度大小比较：规范B规范C规范D.基坑支护结构是施门湖设施.安全度大的设讣并不一 定是最优的设讣。5)成都地区

15、基坑工程安全技术规范(DB51T5072-2011)基坑抗隆起稳定性验算仅采11【训弧滑动_种模式.稳定安全系数为L3。6)合肥市深基坑开挖与支护技术实施细则2009)基坑抗隆起稳定性验算仅采用地基极限承載力一种模 式，il算方加濒范B基木相似，稳定安全系数为不小 于2.0。8小结建设細亍规唤甜亢支护技术mHJGJ12420 对基坑抗隆起稳定性验算是最严格、安全度最商。懾市勒11餐技术规范(DGTJ08-61-2010)基坑龙薩起稳定性验算方法最严谨，公式也最复朵。7其他一wm范200()年以后新修订的地方戦支护设讣规淘玮:1)北京市建筑基坑支护技术规程(DB11/489-2007)基坑抗隆起稳定性验算仅采用 地基极限承载力_种模式.讣算方法打规范B基木相 似.这可能因为北京地区没有软上稳定安全系数为9说明木文引用的规范大多为电子文挡，可能与正式颁 布的文木在文字表述上有出入.持此说明2)浙江省标准 采W地基极限承较力和圆弧滑动两种模式，稳定安全系 数分别为2.0利16地基极限承戦力模式的(DB33/T1008-2010).其隆起稳定性癖作者歸头作品编号44122544:GL568877444633106633215458时间:20201213