基坑稳定性问题评价-《土木工程地质》

（一）基坑整体稳定性分析

对于不设支护结构的基坑，边坡稳定分析可参考土力学部分的相关内容。

对于设有维护桩的维护结构，一般采用圆弧滑动法验算维护结构和地基的整体抗滑动稳定性，滑动面的圆心一般在挡墙上方，靠坑内侧附近，通过试算确定最危险的滑动面和最小的安全系数。

对于有支护结构的基坑整体稳定性分析是对已有支护结构的直立边坡进行稳定性分析，通过分析确定支护结构的嵌固深度，如水泥土桩墙、排桩墙和地下连续墙等的嵌固深度。整体稳定性计算方法，采用圆弧滑动面简单条分法。当有软弱土夹层，倾斜基岩面情况时，宜用非圆弧滑动面进行计算。

（二）基坑底隆起稳定性分析

开挖较深的软土基坑时，在坑壁土体自重和坑顶荷载作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起现象。常用简化方法验算，即假定地基破坏时会发生如图8-9所示滑动面，其滑动面圆心在最底层支撑点A处，半径为x，垂直面上的抗滑阻力不予考虑，则滑动力矩为

稳定力矩为

图8-9　抗隆起计算简图

式中　Su——滑动面上不排水抗剪强度，如土为饱和软黏土，则φ＝0，Su＝Cu。

Mγ与Md之比即为安全系数K，如基坑处地层土质均匀，则安全系数为

式中　π＋2α——弧度。

（三）基坑渗流稳定性分析

基坑渗流稳定性验算包括坑底抗流砂稳定性和抗承压水稳定性验算。

1.抗流砂稳定性

图8-10　基坑抽水后水头差引起的渗流

若坑底土为粉砂、细砂等时，在基坑内抽水可能引起流砂的危险。一般可采用简化计算方法进行验算。其原则是板桩有足够的入土深度以增大渗流长度，减少向上动水力。由于基坑内抽水后引起的水头差h′（图8-10）造成的渗流，其最短渗流途径为h1＋t，在流程t中水对土粒动水力应是垂直向上的，故可要求此动水力不超过土的有效重度γb，则不产生流砂的安全条件为

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式中　K——安全系数，取2.0；

i——水力梯度，i＝；

γw——水的重度。

由此可计算确定板桩要求的入土深度t。

2.基坑底土体突涌稳定性

当基坑底的不透水层较薄，而且在不透水层下面存在有较大水压力的滞水层或承压水层时，如果上覆土重不足以抵抗下部水压，则基坑底土体将会发生突涌破坏（图8-11）。基坑底土体突涌稳定性验算应满足

式中　hs——不透水层厚度，m；

H——承压水头高于含水层顶板的高度，m。

（四）基坑抗倾覆稳定性验算

图8-11　基坑底抗突涌稳定性验算

图8-12　墙体抗倾覆稳定性验算

基坑抗倾覆稳定性计算模型，如图8-12所示。

式中　W——支护墙体自重，kN；

Ea——墙后主动土压力，kN；

Ep——墙前被动土压力，kN；

Za——主动土压力作用线距墙趾O距离，m；

Zp——被动土压力作用线距墙趾O距离，m；

b——支护墙体厚度，m。