5.3 】 基坑稳定性验【算
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5.3—.1 一些—文献中?把滑移面全部或部】分穿:过被土钉《加固的土体》时的破?坏模:式称为?“,内部稳定破坏”完】。全不穿过时称为【“外部整体稳定【破坏”或“深部稳】定破坏”《按本规?范推荐的整体稳定性!验,算模型及公式程序】自动搜索《最危险滑《移面时是不分—“内:外”的搜《索到的最危险滑移面!是,土,体、土钉及各复合】构,件提供的安全度之】和为最小《。值的滑移《面,。如果此时《土,钉及各构《件的贡献值为零【即为“?外部:整体稳定”》模式但经验》与,理论分析表明—土钉贡献值》为零的情《况不:会出现因为最—危险滑移《面至少要穿过最下】一排或最长》一排土钉如图3曲】线,1,所示曲线2为“【外部整体稳定—”最危险滑移面【与曲线1相》比因位?置,后移导?致,滑弧长?度增加土《体抗剪强度提供的安!全度增?加土钉在滑》弧外的长度lm【。很,小时摩阻力》Nu很?小Nu 《对,安全度的贡献小于曲!线,。1后移至曲线2时】土体抗剪《强度提供的安全【度增量故曲线2的】安全:度大于曲线1—曲线2并非最危险滑!移面故本规范不采】用“:外部:整体稳定”及“内部!整体稳?定”等概念
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图3! 整体《稳,定性分析比较
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, 整体稳【定验算可计取—止,水帷幕、预应力锚】杆及微型《桩的作用这是—对大:量工程?实,践统计?的结果如果不计取这!些构:件的作用设计—将过于保守不—仅与事实不符且有些!。情况下(如》在软弱?土,层中)设计》计算很?难达到一定》的安全度人为地【限,制了复合土》钉墙技术《的应:用当然也不能过高】估算这些复合—构件的作用如果这些!复合:构件:(如微型桩》或锚杆)起到了主导!性作:用就:已经:不适用本规范推荐】的整体?稳定性验算公—式了验?算公式中通过—设置组合作用折【减系数限制了这些】复合:构件的作用程度【
—5,.3.2《 式(5.3.】2-1)以在国内】广泛使用、直观、】易于理解的瑞典【条分法作为理论基】础采用极限平衡【法作:为分析方法认为截】。水帷:。幕预应?力锚杆及《微型桩能够与—土钉:共,同工作计算时—考虑这些复合—构件的作用
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为【便于研究公式作【了如下假定及—。简化
》
,
—1 破坏模式为】圆弧滑移破坏;
】
】 2 土钉为最】主要受力构件;【
,
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3 】 ,土钉、?预应力锚杆》只考虑抗拉作用【截,。水帷幕?及微:型桩只考虑抗—剪作:用忽略?这些构件的其他作】。用;
《
— 4 》。。破坏时土钉与土体】能够发挥全部—。作,用复合构件不能与】土钉:同时达到极限平【衡,状态即不《。能,发挥最大《作用:也,不,能同时发挥较大作】用,要按一定规则进【行,强度折减构件强度越!高、类型越》多、:组合状态《越不利则折》。减越大;
【
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: 5 —预应力?锚,杆拉:力的法向分力与【切向分力可同时【达到极?限值但只是计—取假定滑移面之【后的锚固段提供的抗!滑力矩;
》
:。。
— 6: , ,滑移面穿过截水帷幕!或,微型桩时平行于【桩,的正截?面;
】 ? ,7 不《考虑地震作》用;:
》
, ,。 8《 安全《系,数定义为滑移面的】抗滑力矩与滑动力】矩之比
【
》 破裂面的形状不】能事先确《。定,取决:于坡面的几何形状】、土体的性状、土钉!参数及地《面附加荷载等—许,多因素采《用圆弧形主要因为它!与一些试验结果【。及大多数《工程实践比》较接近且分析计算相!对容:易一些在某些特殊情!况下圆弧滑》动并:非最佳需要与其他】破坏模式《对比:例如在深厚的软土】地层采用《圆弧:形可能会过》高估计软土的—被动土压《力如图?4(:a)所?示土钉墙《可能会?沿着曲?。线2:破坏而并非圆—弧1因土《质软:。弱坑底的滑移面不】会,扩,展,到很远的《地方;基坑上半部分!。为软弱土层、下半部!分,为坚硬土层且—层面向基坑内顺层倾!斜时:可能:产生顺层滑动破裂面!。为双折线或上曲下】直的双?线如图4(b)所】示;土体中存—在较薄?弱的土层或薄夹层】时可:能会产生沿薄弱【面,的滑动破坏如—图4:(c)所示
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,
《
图【4 特殊地—质条件下《的破:坏模:。式
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,
—。 无:试验资料或》类似经验时截水【帷幕:如采用深层搅拌【法形成?可,按,表2取?值[喷?浆法:单轴(2~4)喷】、4搅工艺]工艺】不同时可参考该表】取值高压喷射注浆】法,形成的水泥土—截水帷?幕抗剪强度可参考表!2按水泥土》设,计抗:压强度标准值的1】5%~2《0%取值《但最大不应超过80!0kPa
》
表2 !。深层搅拌法水泥土抗!剪强度标准值—τs
【
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5.3.3 】式(5.《3.2-1)是个】半,经验半理论公式其中!。的组合作用折减系】数根据实《际,工程反?算而来反算时在国】内外:已实施的约500】个复合土钉墙案例】中挑选了2》02个有《代,表性的进《行了详细计算思路为!通,过,对一些特殊案例(】已塌方或变形很大的!工程)的定性—分析:及定量计算估算【出折减系数的大【致范围然后再通【过大:量,的案例(《正常使用的工—程)验证该》范,围的合理性
!
《 组合作用折减系!数η是经验值根据大!量失稳、濒临—失稳及?正,。。常使用工程的监测数!。据反:算而来反算时—作,了如下假设
!
《 1 基坑坍塌!时支护体系》达到了承载能—力极限状态》略低于临界》稳定整体稳定安全系!数Ks为《0.:98~0.99
!
,
:。
: 2 基坑水!平位移很大时支护】体,系为正常使用极【限状态接近临界【稳定Ks为1.0】1,~1.0《3,
【 3 —正常使用时土钉墙的!。位移量与整体稳定】安全系数Ks之间大!致存在着表》。3,所示的经验关—系
表】3 土钉墙位【移与:整体稳定安全系数】Ks关系
!
! 4 》。微型桩与土钉墙结合!后整体性不如截【。水帷幕与土》钉,墙,结合后整体性效果】。。好
! 5 《 预应力锚杆的组合!作用折?减系数取0.5时】。作用效果与将其【视为土钉相当而预】。应力锚杆的》作用效果应》好,于将之完《全视为土钉
【
】提高截水帷幕及微型!桩材料的抗》剪强:度、增大截》面面积等会使复【合构件自身抗剪能力!得到:较大提高但复合【土,钉墙整体稳定性依】靠地:是土、土钉与复【。合,构件的协同》作用复合构件自身】抗,剪能力提高的程度】越大复合土钉墙整】体稳定性提高—的程度越小》并不:同比增?长
5.!3.5 复合【土钉墙的《。整体稳定性首先应】由土与土《。钉的共同作用提供基!本保证设《置复合构件的主要目!的,是隔水或减》小变形、控》制位移同时对整体】稳定性?亦有:。贡献本条规定—保证了土钉是最【主要受力构件弱【化了复合构》件的抗力作》用从:而保证了工程—安全性及整体—稳定性验《算公式的适用—性
?
?
大—。量基坑?监测数据统计结【果表:明如:满足以下条件基【坑位:移不大
! ? 1 ? ,截水帷幕单独或与】微型桩组合作用【时 Ks0+K【s1≥0.86
!
》。 2 微型桩!单独作用时Ks0】+Ks1≥》0.97
【
3 ! 预应力锚杆单独】作用时K《s0+Ks1≥0】.96?
《
4 】 截水帷《幕及微?型桩分别与预应【力锚杆组合或—三者一起组合—作用时Ks0+K】s1+0.5Ks2!≥1.0
】
本条】统一:为式(5.3—.5)是偏》。于,安全的?
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5.3—.6 常用—的基坑抗隆起稳定】性分析模式》主要有地基承载【。力模式及《圆弧滑动模式复【合土钉墙的》刚度及构件强度【均较弱很难形成转】动,中心不宜采》用圆:弧滑动模《式
5】.3.?7 采《用式(5.》3.7-1)验算坑!底抗隆起稳定—性时注意以》下问:题
! 1 式(5】.,3.7-1)忽【略了土钉及锚杆【的抗剪?作用:
《
—2 坡面倾—斜时可考《虑倾斜区土体自重】减,轻的有利因》素
!。 3? 以下情况可计取!t微型桩为直径大于!2,00mm的钻孔混】。凝土桩、不小于1】6号的?工字钢、预制—桩或预应力管桩【间距不超过4倍桩】径;:插入不小于》12号工字钢—的水泥?土墙;厚度不—小,于1m?的水泥土墙等
!
— 4 以下—情况不?宜计取t厚度—小于0.《5m:的水泥?土,墙;超前《。支护桩?为竹:桩直:径不大?于48?m,。m的钢管及直—径不大?于50m《m的木桩等
】。
5】。。 坡脚《。附近有软弱土层的】。一级:基坑采用复合土钉】墙支护很难满足【抗隆起稳定性要求】故没有给出安—全等:级为一级《的基坑抗隆起稳定安!全系:数指标
》