CN104294859A - 一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述抗坑底隆起体系包括所述基坑的围护体、所述围护体之间的支撑以及水平设置于所述基坑底部的人工加固体，所述人工加固体两端与所述围护体底部接合以构成一体结构；并通过坑底稳定性安全系数的计算公式来判定抗坑底隆起体系的稳定性是否满足工程要求。本发明的优点是，利用人工加固体的强度以及围护体与土体之间的接合形成有效的抗坑底隆起体系，并引入简单可靠的公式进行坑底隆起稳定性判定，可以减少围护体的插入深度，避免对周边环境的不利影响，具备良好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法。
背景技术
近年来，随着我国城市地下隧道、高层建筑、人防工程等基础设施的迅速发展，深基坑工程日益增多，深基坑工程开挖施工的地质条件和环境日益复杂，其工程事故率和损失也越来越大。在深基坑工程中，一项事关全局的工作就是确保基坑稳定性，特别是沿海软土地区，基坑稳定性不满足是导致基坑工程事故最直接的原因之一。基坑抗坑底隆起计算在基坑工程中属于一项重要的基坑稳定重要计算内容，如果不能妥善的解决抗坑底隆起问题，将引发基坑工程的失稳，造成严重的后果。
目前基坑工程中，基坑抗坑底隆起稳定性的计算方法，虽能够解决承压水的问题，但是存在以下不足：不区分基坑的大小，不能考虑基坑尺寸对基坑稳定性的有利因素；对于土质条件较差的地区，计算结果存在浪费的现象。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法，该抗坑底隆起体系通过在基坑底部设置一定厚度的人工加固体，将同基坑围护体接合为一体结构，自身能够抵抗一定的自下而上方向的荷载，形成基坑抗坑底隆起的抵抗弯矩MJG，增加了基坑抗坑底隆起的安全系数，同时引入简单可靠的公式计算坑底稳定性安全系数，以实现对其稳定性做成可靠的判定。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述抗坑底隆起体系包括所述基坑的围护体、所述围护体之间的支撑以及水平设置于所述基坑底部的人工加固体，所述人工加固体两端与所述围护体底部接合以构成一体结构；所述抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数为：
+MJG
其中，
为所述抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数；
为作用分项系数；
为抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为所述围护体的容许力矩标准值，单位kNm/m；
为所述基坑外最下道所述支撑以下第层土产生的抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为所述基坑内开挖面以下第层土产生的抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
MJG为所述人工加固体产生的抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为所述基坑外地面荷载产生的隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为所述基坑外最下道所述支撑以上第层土产生的隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为所述基坑外最下道所述支撑以下、开挖面以上第层土的隆起力矩标准值，单位kNm/m 。
所述抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数的判定准则为：若所述坑底隆起稳定性安全系数大于1.7时，则表明所述人工加固体厚度已达到最小厚度要求，所述抗坑底隆起体系的坑底隆起稳定性满足工程要求；若所述坑底隆起稳定性安全系数小于或等于1.7时，则表明所述人工加固体厚度未达到最小厚度要求，所述抗坑底隆起体系的坑底隆起稳定性没有达到工程要求。
所述人工加固体由一定厚度的水泥土构成。
所述作用分项系数取为1.0。
所述人工加固体产生的抗隆起力矩标准值MJG的计算公式为：
其中，
QJG为所述人工加固体能够承受的均布荷载；
D为最下道所述支撑至所述围护体底部的距离。
本发明的优点是，利用人工加固体的强度以及围护体与土体之间的接合形成有效的抗坑底隆起体系，并引入简单可靠的公式进行坑底隆起稳定性判定，可以减少围护体的插入深度，避免对周边环境的不利影响，具备良好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明中基坑抗坑底隆起体系的结构示意图；
图2为本发明中基坑抗坑底隆起体系的受力示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-2，图中标记1-3分别为：围护体1、人工加固体2、支撑3。
实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法,该基坑的抗坑底隆起体系主要包括基坑的围护体1、支撑3以及人工加固体2，其中围护体1设置于基坑的四周并插入基坑的坑底土体内部，支撑3的两端固定于围护体1上，用于对围护体1提供侧向支挡力，人工加固体2设置于基坑的坑底，人工加固体2的两端与围护体1的下部接合为一体结构。
人工加固体2具体是由水泥搅拌桩、高压旋喷桩或注浆法等工法所形成的具有一定厚度的高强度水泥土；人工加固体2与围护体1之间的连接接合通过水泥土与围护体1之间的摩阻力实现，以达到紧密贴合的目的。
通过科学的计算，充分利用人工加固体2自身的结构强度以及与围护体1之间的接合，可增加抗坑底隆起的安全系数，减少围护体1的插入深度。
在基坑的坑底内设置人工加固体2之后，需要对其坑底隆起稳定性进行判定，以确定人工加固体2的厚度是否达到要求，判定准则如下：
………………………………………….(1)
+MJG……….(2)
……………..(3)
若坑底隆起稳定性安全系数大于1.7时，则表明人工加固体2厚度已达到最小厚度要求，抗坑底隆起体系的坑底隆起稳定性满足工程要求；
若坑底隆起稳定性安全系数小于或等于1.7时，则表明人工加固体2厚度未达到最小厚度要求，抗坑底隆起体系的坑底隆起稳定性没有达到工程要求。
在计算公式(1)-(3)中，
为抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数；
为作用分项系数，取为1.0；
为抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为围护体的容许力矩标准值，单位kNm/m；
为基坑外最下道支撑3以下第层土产生的抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为基坑内开挖面以下第层土产生的抗隆起力矩标准值，单位kNm/m；
MJG为人工加固体2产生的抗隆起力矩标准值，单位kNm/m，，其中，QJG为所述人工加固体能够承受的均布荷载，D为最下道所述支撑至所述围护体底部的距离。
为隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为基坑外地面荷载产生的隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为基坑外最下道支撑以上第层土产生的隆起力矩标准值，单位kNm/m；
为基坑外最下道支撑3以下、开挖面以上第层土的隆起力矩标准值，单位kNm/m 。
如图2所示，计算公式（2）中的计算公式如下：
…………………………………………………………………………………（4）
的计算公式如下：
…………………………………………………………………………………(5)
如图2所示，计算公式（3）中的计算公式如下：
………………………………………………………(6)
的计算公式如下：
………………………………………………(7)
的计算公式如下：
………………………………………………………………………………(8)
在上述计算公式（4）-（8）中，
Ka为对应土层的主动土压力系数，；
为对应土层层顶和层底与最下道支撑3连线的水平夹角，单位为弧度，计算方法为；
为对应土层层顶和层底与最下道支撑3连线的水平夹角，单位为弧度，计算方法为；
如图2所示，单位为弧度；
为对应土层的天然重度，单位为KN/m3；
为围护体在最下道支撑3以下部分的深度；
、为滑裂面上地基土对应的黏聚力标准值（KPa）和内摩擦角标准值（弧度）；
为最下道支撑3距地面的距离，单位为m；
和为对应土层的层顶和层底的埋深，单位为m；
为基坑外对应土层的上覆土压力标准值，单位为KPa；
为基坑内对应土层的上覆土压力标准值，单位为KPa；
n1为基坑外最下道支撑3以上的土层数；
n2为基坑外最下道支撑3一下至墙底的土层数；
n3为基坑内开挖面以下至墙底的土层数；
n4为基坑外最下道支撑3至开挖面之间的土层数。
本实施例采用与围护体1相结合的人工加固体2形成抗坑底隆起体系，利用人工加固体2的强度以及围护体1与土体之间的结合形成有效的抗坑底隆起体系，并引入简单可靠的公式进行计算，可以减少围护体1的插入深度，避免对周边环境的不利影响，具备良好的社会效益和经济效益。
Claims (5)
1.一种基坑抗坑底隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述抗坑底隆起体系包括所述基坑的围护体、所述围护体之间的支撑以及水平设置于所述基坑底部的人工加固体，所述人工加固体两端与所述围护体底部接合以构成一体结构；所述抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数为：
+MJG
其中，
为所述抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数；
为作用分项系数；
为抗隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
为所述围护体的容许力矩标准值，单位kN·m/m；
为所述基坑外最下道所述支撑以下第层土产生的抗隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
为所述基坑内开挖面以下第层土产生的抗隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
MJG为所述人工加固体产生的抗隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
为隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
为所述基坑外地面荷载产生的隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
为所述基坑外最下道所述支撑以上第层土产生的隆起力矩标准值，单位kN·m/m；
为所述基坑外最下道所述支撑以下、开挖面以上第层土的隆起力矩标准值，单位kN·m/m 。
2.根据权利要求1所述的一种基坑坑底抗隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述抗坑底隆起体系的坑底稳定性安全系数的判定准则为：若所述坑底隆起稳定性安全系数大于1.7时，则表明所述人工加固体厚度已达到最小厚度要求，所述抗坑底隆起体系的坑底隆起稳定性满足工程要求；若所述坑底隆起稳定性安全系数小于或等于1.7时，则表明所述人工加固体厚度未达到最小厚度要求，所述抗坑底隆起体系的坑底隆起稳定性没有达到工程要求。
3.根据权利要求1所述的一种基坑坑底抗隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述人工加固体由一定厚度的水泥土构成。
4.根据权利要求1所述的一种基坑坑底抗隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述作用分项系数取为1.0。
5.根据权利要求1所述的一种基坑坑底抗隆起体系的稳定性判定方法，其特征在于所述人工加固体产生的抗隆起力矩标准值MJG的计算公式为：
其中，
QJG为所述人工加固体能够承受的均布荷载；
D为最下道所述支撑至所述围护体底部的距离。
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