[發明專利]一種基于坑底承壓水的基坑墻底抗隆起穩定性的計算方法

在審

• 申請號: 202011079325.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112380594A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 李昌寶;陽吉寶;劉福東;董林兵;趙家毅;劉志祥;胡立明;汪中衛
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔

本發明提供了一種基于坑底承壓水的基坑墻底抗隆起穩定性的計算方法，在基坑墻底抗隆起理論計算的基礎上，引入承壓水對土體自重的作用效應，根據不同情況建立特征模型，結合承壓水的影響擬合基坑墻底穩定性的計算公式。本發明主要是作為基坑墻底穩定性計算的一種補充，通過分析圍護墻底相對承壓水層不同位置，建立相應的計算公式，以改善常規基坑墻底穩定性中沒有考慮承壓水的影響的不足。與常規計算方法相比，本發明理論計算貼合實際，與實際工程項目現場監測表現一致，彌補了傳統計算方法忽略承壓水作用的不足，不僅體現在理論上的補充，也合理考慮的工程建設中的關于安全的迫切性要求。

技術領域

本發明基于承壓水的作用機理研究基坑墻底的抗隆起穩定性，著重分析坑底承壓水對軟土地區基坑墻底的穩定性影響，具體為一種基于坑底承壓水的基坑墻底抗隆起穩定性的計算方法。

背景技術

近年來，伴隨著我國工程建設的飛速發展，基坑工程的建設也大量涌現，其中基坑的墻底抗隆起驗算是設計中一項關鍵的技術指標。當前，此類計算方法普遍采用Terzaghi公式和Prandtl公式的方法，其中又以Prandtl公式的方法計算較為保守，規范中主要采用此種計算方法。但根據大量的工程實例可知，尤其在軟土地區，當滿足當前規范的計算要求的情況下，有些工程反而會出現墻底穩定性問題，主要影響因素表現在基坑坑底存在承壓水，說明在此類工程中承壓水對墻底的穩定性影響沒有得到充分的認識。

傳統的基坑墻底穩定性計算只考慮了地下水位以下土體的浮重，當存在坑底存在承壓水時沒有充分考慮到其對墻底土體自重的影響。本發明旨在提供一種理論計算方法，該專利所提出的計算方法充分考慮了坑底承壓水的作用，顯著突出了工程建設的安全性原則；其次，該方法立意明確，與實際工程問題的出現及處置相符，利于類似工程的借鑒和推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于坑底承壓水的基坑墻底抗隆起穩定性的計算方法，是為了解決當前基坑墻底穩定性計算的不足而提供的一種有效的替代計算分析方法，特別適用于基坑坑底存在承壓水的軟土地區。

本發明的目的可以通過以下方法來實現：一種基于坑底承壓水的基坑墻底抗隆起穩定性的計算方法，其特征在于：在基坑墻底抗隆起理論計算的基礎上，引入承壓水對土體自重的作用效應，根據基坑圍護墻體在承壓水層以上、基坑圍護墻體位于在承壓水層中、和基坑圍護墻體穿過承壓水層三種不同情況建立特征模型，結合承壓水的影響擬合基坑墻底穩定性的計算公式。

進一步地，當基坑圍護墻體在承壓水層以上時，基于基坑特點建立墻底抗隆起模型，

當γ₀₁d≤γ_wH_w時，墻底抗隆起穩定性安全系數為

其中Δ＝γ_wH_w-γ₀₁d (公式1)

式中：γ_RL1—抗隆起分項系數；

γ₀₁—承壓水層頂至圍護墻底的各土層天然重度的加權平均值；

γ₀₂—坑外地表至圍護墻底各土層天然重度的加權平均值；

γ₀₃—坑內開挖面至圍護墻底各土層天然重度的加權平均值；

γ_w—水的重度；

γ_s—承壓水作用分項系數，取1.0；

H_w—承壓水頭；

d—圍護樁底到承壓水層頂之間的距離；

H—基坑開挖深度(m)；