[发明专利]一种适用于狭窄基坑的嵌固稳定性分析方法

说明书

本发明公开了一种适用于狭窄基坑的嵌固稳定性分析方法，该方法包含：(1)基坑采用支护桩和内支撑支护，判断基坑是否为狭窄基坑：通过常规分析方法和分析结果，若对向侧支护桩位于滑动面范围内，则为狭窄基坑；(2)搜索所有潜在滑动面，计算各个滑动面的嵌固稳定性，圆弧滑动稳定安全系数最小的滑动面为最不利滑动面。其中，狭窄基坑的嵌固稳定性的计算考虑对向侧支护桩与滑动土体之间的摩阻力和主动土压力对抗滑稳定性的贡献，采用公式(1)判断抗滑安全系数。本发明的方法通过考虑到对向侧支护桩与滑动土体之间的摩阻力和主动土压力对抗滑稳定性的贡献，提高了计算结果对安全性评价的准确度。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体为一种适用于狭窄基坑的嵌固稳定性分析方法。

背景技术

支护桩加内支撑支护是目前基坑工程中应用最为广泛的支护技术方案之一，该方案在设计计算时，需要分析支护桩的嵌固稳定性，以便确定支护桩需要进入基坑底以下的长度(即嵌固长度Ld)。

目前，行业内的分析工作主要是根据现行规范《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012进行。嵌固稳定性分析分两种情况：

(1)采用基于地基极限承载力的Prandtl(普朗德尔)极限平衡理论公式，对土体丧失竖向平衡状态的稳定性验算；

(2)以最下层内支撑和支护桩的交点(简称：最下层支点)为圆心，且绕过支护桩底端的圆弧滑动面的稳定性验算。

如图1所示，为现有以最下层支点为圆心的分析方法的分析模型示意图，该分析方法存在以下两个方面的不足：

(1)该方法有一个假设前提，即假设基坑为半无限体，滑动面由坑底土体滑出，没有考虑对向侧支护结构(即对面支护结构)的影响；这种假设比较符合建筑类基坑，因为建筑类基坑的平面尺寸相对都是比较宽和长的，但现实中有大量市政类基坑，比如综合管廊基坑、电力隧道基坑、地下人行通道基坑、以及各类给排水管道基坑等，其宽度从两三米至十多米不等，这类基坑的情况与上述假定不符，如果仍然按照上述假定分析，会造成所需要的嵌固长度偏长，造成大量浪费；

(2)该方法所假定的圆弧滑动面是唯一的，即以最下层支点为圆心，滑弧穿过桩底的圆弧滑动面，仅能计算出一个滑动面，而不能对基坑周边进行全面的分析，获得最不利的滑动面。

因此，对于需要考虑对向侧支护结构影响的市政类基坑而言，为了能够获得最不利的滑动面，保证基坑安全，需要设计一种方法以对潜在的可能滑动面进行搜索得最不利的滑动面，尤其对软土基坑而言更为重要，否则既可能太过保守造成浪费，又容易遗漏最不利滑动面造成不安全的后果。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种适用于狭窄基坑的嵌固稳定性分析方法，该方法解决了现有计算方法未考虑对向侧支护结构对滑动稳定性的影响而难以应用于市政类基坑的问题，考虑对向侧支护桩对滑动稳定性影响，提高了计算结果对安全性评价的准确度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于狭窄基坑的嵌固稳定性分析方法，该方法包含：

(1)基坑采用支护桩和内支撑支护，判断基坑是否为狭窄基坑：通过常规分析方法和分析结果，若对向侧支护桩位于滑动面范围内，则为狭窄基坑；

(2)搜索所有潜在滑动面，计算各个滑动面的嵌固稳定性，圆弧滑动稳定安全系数最小的滑动面为最不利滑动面。

其中，所述狭窄基坑的嵌固稳定性的计算考虑对向侧支护桩与滑动土体之间的摩阻力和主动土压力对抗滑稳定性的贡献，采用如下公式(1)判断抗滑安全系数：