[发明专利]一种长条形基坑抗隆起稳定性计算方法

说明书

本发明提供了一种长条形基坑抗隆起稳定性计算方法，该方法采用基坑开挖卸荷后坑底中点以下墙底深度处的残余应力替代原计算公式中的坑底至围护墙底之间的土层自重应力，以改进现有坑底抗隆起稳定性验算公式，有效地解决了现有基坑规范中坑底抗隆起稳定性验算公式不能考虑基坑开挖卸荷空间效应的影响问题。

技术领域

本发明涉及岩土工程设计领域，是一种长条形基坑抗隆起稳定性计算方法。

背景技术

隆起破坏之发生，是由于开挖面外土体载重大于开挖底部土体的抗剪强度，使得土体产生滑动而导致开挖面底部土体产生向上隆起之现象。

目前，基坑抗隆起稳定性验算方法是采用基于地基极限承载力的Prandtl极限平衡理论公式，按墙底地基承载力模式验算坑底抗隆起稳定性。该方法以围护墙底作为基准面，按基坑开挖后坑内外土体自重和竖向荷载作用下，墙底以下地基土的承载力和稳定来判别坑底的抗隆起稳定性。

坑底抗隆起稳定性验算公式如下：

K_b-抗隆起安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支护结构，分别不应小于1.8、1.6、1.4；

γ_m1、γ_m2-分别为基坑外、基坑内挡土构件底面以上土的天然重度(kN/m³)；对多层土，取各层土按厚度加权的平均重度；

D-挡土构件的嵌固深度(m)；

H-基坑深度(m)；

q-地面均布荷载(kPa)；

N_c、N_q-承载力系数；

c、-分别为挡土构件底面以下土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°)。

经研究认为，基坑坑底抗隆起稳定性验算模式已比较成熟，既写进各种、各地规范，也为基坑工程实践所认可。相对于市政工程基坑，如长条形基坑，主要矛盾集中在本公式未能反映基坑开挖卸荷的空间效应的影响，使得长条形基坑抗隆起安全系数被低估，造成设计浪费。

发明内容

为了解决现有基坑规范中坑底抗隆起稳定性验算公式未能反映基坑开挖卸荷的空间效应的影响，使得长条形基坑抗隆起安全系数被低估，造成设计浪费, 本发明提供了一种考虑基坑开挖空间效应的长条形基坑抗隆起稳定性计算方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种长条形基坑抗隆起稳定性计算方法，其特征在于，该计算方法采用开挖卸荷后坑底中点以下墙底深度处的残余应力，来验算坑底抗隆起稳定性。

进一步地，坑底抗隆起稳定性验算公式如下：

σ_z-开挖卸荷后坑底中点以下墙底深度处的残余应力，按如下公式计算：

σ_z＝γ_m2(H+D)-2α_zγ_m3H

α_z-基坑在坑底作用单位负载时的附加应力系数，与基坑宽度、基坑深度、墙底深度有关；

γ_m1、γ_m2-分别为基坑外、基坑内挡土构件底面以上土的天然重度(kN/m³)；

γ_m3-基坑内基坑底面以上土的天然重度(kN/m³)；

K_b-抗隆起安全系数；