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承壓水基坑開挖隆起穩定性分析一些事兒

2024-10-12 16:40:58http://www.callls.com

開挖基坑時經常會遇到坑底不透水黏性土層的下部土層含高承壓水或為含有較高水壓的滯水層，此時，如果不透水土層（隔水土層）的厚度不大，基坑底板就可能因隆起變形過大而破壞。

因此，基坑底板的穩定性分析是此類基坑設計的一項重要內容。

分析基坑底板穩定性的傳統方法是壓力平衡法，即底板厚度Hb應不小于其臨界厚度，基坑底板的臨界厚度Hcr為隔水土層的自重壓力和承壓水的壓力之比。

當Hb<Hcr時，傳統方法認為基坑底板失去穩定。但是許多工程實踐表明，當Hb<Hcr時，基坑底板不一定會發生破壞。

針對這種情況，一些研究者對基坑底板的穩定性進行了分析和研究。認為底板失穩的原因是基坑底板邊緣處，由承壓水產生的剪應力超過了土體的抗剪強度，從而導致基坑底板破壞。

尚待研究的問題

含承壓水地層的深大基坑開挖中，基坑底板受力如圖所示（為簡單起見，圖中只畫出了底面和兩個側面的受力，板為固支時的彎矩未畫出）。

此時，基坑底板的破壞形式主要有三種：

①底板向上隆起變形過大，出現較大面積的網狀或樹枝狀裂縫后形成泥沙突涌，這種情況多見于較均勻的軟黏土地層。從破壞機理上來說，第①種情況是不透水土層在下部承壓水壓力作用下產生較大的塑性變形，最后因內部抗剪強度和上部抗拉強度不足而開裂破壞。

②第二種情況出現在各類不均勻地層，其底板基本保持穩定，但是坑底發生流土，出現噴水、冒砂現象。從破壞機理上來說，第②種情況是由于土組成不均勻或前期探孔遺留等原因使土層內部出現了滲水通道，在滲流作用下產生流土，并最終使底板失穩破壞。

③基坑底板沿周邊被剪壞。從破壞機理上來說，在第③種情況中，當基坑開挖有支護時，通常是土體與支護結構間出現剪切滑移破壞；而在無支護時，則是板邊緣土體本身受剪破壞，此時一般認為基坑底板還保持相對完整。

從以上分析可知，基坑底板土層在下部承壓水壓力作用下失穩破壞的原因較為復雜，破壞的形式多樣，因此應進行多因素、多方面的分析才有可能較準確地分析其穩定性。

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