承压水基坑开挖隆起稳定性分析一些事儿

2024-10-12 16:40:58http://www.qinzhuanhanwa.cn

开挖基坑时经常会遇到坑底不透水黏性土层的下部土层含高承压水或为含有较高水压的滞水层，此时，如果不透水土层（隔水土层）的厚度不大，基坑底板就可能因隆起变形过大而破坏。

因此，基坑底板的稳定性分析是此类基坑设计的一项重要内容。

分析基坑底板稳定性的传统方法是压力平衡法，即底板厚度Hb应不小于其临界厚度，基坑底板的临界厚度Hcr为隔水土层的自重压力和承压水的压力之比。

当Hb<Hcr时，传统方法认为基坑底板失去稳定。但是许多工程实践表明，当Hb<Hcr时，基坑底板不一定会发生破坏。

针对这种情况，一些研究者对基坑底板的稳定性进行了分析和研究。认为底板失稳的原因是基坑底板边缘处，由承压水产生的剪应力超过了土体的抗剪强度，从而导致基坑底板破坏。

尚待研究的问题

含承压水地层的深大基坑开挖中，基坑底板受力如图所示（为简单起见，图中只画出了底面和两个侧面的受力，板为固支时的弯矩未画出）。

此时，基坑底板的破坏形式主要有三种：

①底板向上隆起变形过大，出现较大面积的网状或树枝状裂缝后形成泥沙突涌，这种情况多见于较均匀的软黏土地层。从破坏机理上来说，第①种情况是不透水土层在下部承压水压力作用下产生较大的塑性变形，最后因内部抗剪强度和上部抗拉强度不足而开裂破坏。

②第二种情况出现在各类不均匀地层，其底板基本保持稳定，但是坑底发生流土，出现喷水、冒砂现象。从破坏机理上来说，第②种情况是由于土组成不均匀或前期探孔遗留等原因使土层内部出现了渗水通道，在渗流作用下产生流土，并最终使底板失稳破坏。

③基坑底板沿周边被剪坏。从破坏机理上来说，在第③种情况中，当基坑开挖有支护时，通常是土体与支护结构间出现剪切滑移破坏；而在无支护时，则是板边缘土体本身受剪破坏，此时一般认为基坑底板还保持相对完整。

从以上分析可知，基坑底板土层在下部承压水压力作用下失稳破坏的原因较为复杂，破坏的形式多样，因此应进行多因素、多方面的分析才有可能较准确地分析其稳定性。

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