黄茂松-基坑抗隆起稳定分析进展

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1、基坑抗隆起稳定分析的现状与进展基坑抗隆起稳定分析的现状与进展黄茂松黄茂松同济大学同济大学一、基坑抗隆起稳定分析方法综述一、基坑抗隆起稳定分析方法综述1 极限平衡法极限平衡法（1）基于地基承载力模式）基于地基承载力模式（2）基于圆弧滑动模式）基于圆弧滑动模式2 常规弹塑性有限元分析方法常规弹塑性有限元分析方法3 极限分析方法极限分析方法强度折减有限元技术在粘土基坑抗隆起分析中的应用强度折减有限元技术在粘土基坑抗隆起分析中的应用（1）极限分析上限方法）极限分析上限方法（2）极限分析上下限有限元）极限分析上下限有限元二 我国规范常用的两种抗隆起分析方法二 我国规范常用的两种抗隆起分析方法1 地基承载

2、力模式的抗隆起稳定分析方法1 地基承载力模式的抗隆起稳定分析方法计算公式：计算公式：主要特点：主要特点：不考虑基础宽度项影响不考虑基础宽度项影响以墙底作为验算的基准面以墙底作为验算的基准面2 圆弧滑动模式的抗隆起分析方法2 圆弧滑动模式的抗隆起分析方法计算模式：计算模式：以绕最下道支撑或基坑开挖 底面的抗滑力矩与滑动力矩 的比值定义抗隆起安全系数以绕最下道支撑或基坑开挖 底面的抗滑力矩与滑动力矩 的比值定义抗隆起安全系数主要特点：主要特点：所假定破坏面通过支护墙体底部，所假定破坏面通过支护墙体底部，隆起破坏影响范围限定在支护墙 体范围内隆起破坏影响范围限定在支护墙 体范围内上海市基坑工程设计规

3、 程（DBJ-61-97）给出 基于图示圆弧滑动模式的 抗隆起计算公式存在缺 陷，计算结果一般偏大。上海市基坑工程设计规 程（DBJ-61-97）给出 基于图示圆弧滑动模式的 抗隆起计算公式存在缺 陷，计算结果一般偏大。)(cossin61)2(2sincos32 324tancossin21sin)2(21cos31 3142tan2 02322332 02 0321+=+=DhDcDDqDDqhDqhDKMMMMffarrrr2 0223)(21cos)(61sin31DhqDDDDMs+=滑动力矩抗滑力矩3 两种抗隆模式下抗隆起影响因素的分析与对比3 两种抗隆模式下抗隆起影响因素的分析与

4、对比（1）随土体内摩擦角的变化 基坑开挖深度（1）随土体内摩擦角的变化 基坑开挖深度h0=10 m，土体重度，土体重度20 kN/m3，地面超载，地面超载q=20kN/m2， 支护墙体入土深度， 支护墙体入土深度D=8 m，最下道支撑距坑顶，最下道支撑距坑顶8 m，土体粘聚力，土体粘聚力c=15 kPa? 抗隆稳定性随土体内摩擦角的增加而提高抗隆稳定性随土体内摩擦角的增加而提高 ? 地基承载力模式下的抗隆起稳定分析在内摩擦角较大时给 抗隆安全系数过大地基承载力模式下的抗隆起稳定分析在内摩擦角较大时给 抗隆安全系数过大 ? 上海市基坑工程设计规程（上海市基坑工程设计规程（DBJ-61-97）的基

5、于圆弧 滑动模式的计算结果偏大）的基于圆弧 滑动模式的计算结果偏大随土体内摩擦角的变化规律总结随土体内摩擦角的变化规律总结（2）随土体粘聚力的变化（2）随土体粘聚力的变化抗隆安全系数随土体粘聚力 的增加而提高抗隆安全系数随土体粘聚力 的增加而提高特点总 结：特点总 结：本文计算结果最小本文计算结果最小（3）随支护墙体入土深度的变化（3）随支护墙体入土深度的变化020=规律总结：规律总结：地基承载力模式所 反映的抗隆起稳定 随支护墙体入土深 度的增加而提高地基承载力模式所 反映的抗隆起稳定 随支护墙体入土深 度的增加而提高圆弧滑动模式的抗隆起稳 定性随支护墙体入土深度 的增加先减小后增大圆弧滑动

6、模式的抗隆起稳 定性随支护墙体入土深度 的增加先减小后增大040=（4）随最下道支撑位置的变化（4）随最下道支撑位置的变化原上海基坑规程计 算结果不合理原上海基坑规程计 算结果不合理本文计算公式所反映的 抗隆起随支撑 位置变化 的规律更合理本文计算公式所反映的 抗隆起随支撑 位置变化 的规律更合理与上海地铁基坑规范比较 （1）0.50.60.70.80.91.02.02.53.03.54.04.5地铁基坑规范圆弧推荐抗 隆 安 全 系 数(支 撑 位 置) /h0滑动力矩与上海地铁基坑规范比较 （2）0.50.60.70.80.91.02.002.252.502.753.00地铁基坑规范地铁基

7、坑规范修改抗 隆 安 全 系 数(支 撑 位 置) /h0滑动力矩4.两种抗隆起模式影响因素分析总结4.两种抗隆起模式影响因素分析总结? 地基承载力模式中只能反映支护墙体底部土体对抗隆稳定性的影响， 不能反映支护墙体范围土体强度的影响；地基承载力模式中只能反映支护墙体底部土体对抗隆稳定性的影响， 不能反映支护墙体范围土体强度的影响； ? 地基承载力模式中不能反映出基础宽度项的影响；地基承载力模式中不能反映出基础宽度项的影响； ? 地基承载力的抗隆起分析模式应该对应于支护墙体刚度相当大以至于 不发生弯曲变形的情况；地基承载力的抗隆起分析模式应该对应于支护墙体刚度相当大以至于 不发生弯曲变形的情况

8、； ? 地基承载力模式下，在土体内摩擦角较大时所求解的抗隆起安全系数 过大；地基承载力模式下，在土体内摩擦角较大时所求解的抗隆起安全系数 过大； ? 圆弧滑动模式的抗隆起稳定分析中仅能反映支护墙体范围的土体强度 的影响，不能反映支护墙体以下土体强度性状的影响；圆弧滑动模式的抗隆起稳定分析中仅能反映支护墙体范围的土体强度 的影响，不能反映支护墙体以下土体强度性状的影响； ? 圆弧滑动模式在支护墙体入土深度较小时，所反映的抗隆起安全性随 支护墙体入土深度的变化规律不合理，因此不适用；圆弧滑动模式在支护墙体入土深度较小时，所反映的抗隆起安全性随 支护墙体入土深度的变化规律不合理，因此不适用； ? 从

9、圆弧滑动的抗隆起失稳破坏模式来看模式来看，该模式考虑支护墙 体可以发生明显的弯曲变形。从圆弧滑动的抗隆起失稳破坏模式来看模式来看，该模式考虑支护墙 体可以发生明显的弯曲变形。4.两种抗隆起模式影响因素分析总结4.两种抗隆起模式影响因素分析总结? 两种抗隆起分析模式均可以反映，土体强度、支护墙体入土深度以及 地面超载等对抗隆起稳定性的影响，但不能反映基坑宽度支护墙体抗 弯刚度等对抗隆起安全的影响。两种抗隆起分析模式均可以反映，土体强度、支护墙体入土深度以及 地面超载等对抗隆起稳定性的影响，但不能反映基坑宽度支护墙体抗 弯刚度等对抗隆起安全的影响。5.典型基坑工程计算5.典型基坑工程计算地基承载力

10、模式：地基承载力模式：2.44原上海基坑规程：5.76原上海基坑规程：5.76 本文推导：2.11本文推导：2.11 启明星：2.00启明星：2.00圆弧滑动模式圆弧滑动模式土层参数土层参数基坑支护剖面基坑支护剖面实例实例15.典型基坑工程计算5.典型基坑工程计算地基承载力模式：地基承载力模式：2.55原上海基坑规程：3.84原上海基坑规程：3.84 本文推导：1.72本文推导：1.72 启明星：1.77启明星：1.77圆弧滑动模式圆弧滑动模式土层参数土层参数基坑支护剖面基坑支护剖面实例实例25.典型基坑工程计算5.典型基坑工程计算地基承载力模式：地基承载力模式：2.12原上海基坑规程：3.1

11、2原上海基坑规程：3.12 本文推导：2.00本文推导：2.00 启明星：1.85启明星：1.85圆弧滑动模式圆弧滑动模式土层参数土层参数基坑支护剖面基坑支护剖面实例实例35.典型基坑工程计算5.典型基坑工程计算地基承载力模式：地基承载力模式：3.46原上海基坑规程：3.22原上海基坑规程：3.22 本文推导：1.86本文推导：1.86 启明星：2.18启明星：2.18圆弧滑动模式圆弧滑动模式土层参数土层参数基坑支护剖面基坑支护剖面实例实例45.典型基坑工程计算5.典型基坑工程计算地基承载力模式：地基承载力模式：3.60原上海基坑规程：3.78原上海基坑规程：3.78 本文推导：2.38本文推

12、导：2.38 启明星：2.18启明星：2.18圆弧滑动模式圆弧滑动模式土层参数土层参数基坑支护剖面基坑支护剖面实例实例55.典型基坑工程计算5.典型基坑工程计算地基承载力模式：地基承载力模式：4.19原上海基坑规程：3.42 本文推导：2.21 启明星：2.45原上海基坑规程：3.42 本文推导：2.21 启明星：2.45圆弧滑动模式圆弧滑动模式土层参数土层参数基坑支护剖面基坑支护剖面实例实例6地基承载力模式 圆弧滑动模式 工程 编号工程名称 基坑开挖 深度 规范 计算值启明星 计算值 原设计 计算值 原规范 计算值建议规范 计算值 启明星 计算值 原设计 计算值1 莱茵半岛 3.2 7.96

13、 7.96 7.96 4.75 2.42 2.63 2.66 2 华璟苑 4.7 1.72 1.69 1.69 5.78 2.07 1.69 1.73 3 松江区劳动保障事务中心业 务用房 4.7 2.22 2.19 2.19 4.15 1.87 1.81 1.84 4 老沪闵路 1060 号地块 4.95 1.94 1.91 1.91 6.68 1.92 1.74 1.78 5 海峡思泉综合楼 5 2.25 2.21 2.21 4.79 1.85 1.96 2.02 6 南洋模范高级中学 5.54 1.86 1.84 1.84 7.52 2 1.72 1.75 7 杨浦大学城 5.87 1.

14、82 1.82 1.82 8.73 3.46 2.91 2.96 8 盛旺汽车二期铸造加工车间 切削水池 5.9 5.92 5.95 8.29 8.15 2.33 2.85 2.81 9 市政协 A-A 剖面 6 2.407 2.37 2.37 5.068 2.04 1.84 1.76 10 华东医院门急诊楼 1-1 剖面6.2 2.175 2 2.04 6.4 2.025 1.77 1.82 11 华东医院门急诊楼 2-2 剖面6.2 2.322 2.29 2.29 7.755 2.364 2.12 1.93 12 移动通讯 1-1 剖面 6.3 1.932 1.95 1.91 6.777

15、2.443 1.96 1.82 13 安达家园 3-3 剖面 6.45 1.663 1.63 1.62 5.421 2.212 1.47 1.5 14 共同沟 A-A 6.47 1.72371.8 1.71 4.88362.304 1.89 1.97 15 精神卫生中心 A-A 剖面 6.7 3.164 3.15 3.67 5.608 2.253 2.23 2.27 16 精神卫生中心 B-B 剖面 6.7 10.40910.36 10.36 6.03 2.384 2.58 2.62 板式围护结构计算值汇总（按开挖深度排序）板式围护结构计算值汇总（按开挖深度排序）17 市政协 B-B 剖面 6

16、.8 2.439 2.42 2.42 5.763 2.112 2 1.63 18 中远老西门 6.8 1.83 1.8 1.8 6.53 1.84 1.65 1.68 19 富华广场 6.85 1.92 1.87 1.87 6.35 2.04 1.62 1.66 20 永达大厦 7.2 1.55 1.52 1.52 3.14 2.18 1.54 1.58 21 华东医院门急诊楼 2-2剖 面 7.7 2.176 2.15 2.27 7.812 2.077 1.88 1.78 22 上海银七星室内滑雪场 6-6 剖面 7.7 3.46 3.43 3.41 4.19 1.81 2.16 2.06 23 宝莲城 7.8 2.97 2.08 2.08 5.72 2.21 1.79 1.85 24 上海银七星室内滑雪场 1-1 剖面 8.3 3.58 3.57 3.57 6.69 2.18 2.36 2