20XX文档整理 | 借鉴参考collection of questions and answers探讨基坑抗隆起稳定性验算张耀年〔福建省建筑科学研究院, 福州, 350025〕[摘要] 本文探讨新公布标准中基坑抗隆起稳定性验算的方法和规定[关键词] 基坑，抗隆起稳定性，地基极限承载力模式，圆弧滑动模式Discussion on Basal Stability Analysis against Upheaval in ExcavationAbstract: The method and regulation of new issued building code for basal stability against upheaval in excavation are discussed. Keywords: Excavation, basal stability against upheaval, the ultimate bearing capacity method, circle slip method21 前言基坑抗隆起稳定性验算是基坑支护设计中一项重要的内容，我国现行建筑标准中基坑抗隆起稳定性验算主要采用两种分析模式：地基极限承载力模式和圆弧滑动模式。
近三十年来，大量的基坑工程实践使支护构造设计日臻完善，新修订的基坑支护设计标准反映了基坑工程实践中积累的经历基坑支护构造设计具有很强的地区性，我国地域辽阔，各地工程地质的差异较大，因此，各行业和各地方的标准对基坑支护构造设计的方法和规定都稍有差异本文对2000年以后新修订的基坑支护设计标准中隆起稳定性验算的方法和规定作一点分析和比较，因为，在使用新标准的设计过程中大家发现在软土地基中抗隆起稳定性验算是基坑支护构造设计的控制因素2 国标?建筑地基根底设计标准? 在国标?建筑地基根底设计标准?(GB50007-2012) (以下简称标准A)中，基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式，极限承载力模式的计算简图如图1所示：图1 标准A极限承载力模式的计算简图基坑底下部土体的强度稳定性应满足下式规定：式中：KD——抗隆起稳定平安系数，KD≥1.6；NC——承载力系数，NC =5.14；τ0——由十字板试验确定的总强度；γ——土的重度；D——支护构造入土深度；H——基坑开挖深度；q——地面荷载圆弧滑动模式的计算简图如图2所示：基坑底下部土体的强度稳定性应满足下式规定：式中：Mp——支护桩、墙横截面抗弯强度标准值；KD——抗隆起稳定平安系数，KD≥1.4。
标准A中基坑抗隆起稳定性验算方法与?建筑基坑工程技术标准?(YB9258-97) 的计算方法完全一样， 只是稳定平安系数稍有提高，原稳定平安系数分别为1.4和1.3图2 标准A圆弧滑动模式的计算简图3 建立部?建筑基坑支护技术规程?在新公布的建立部行规?建筑基坑支护技术规程?(JGJ120-2012)〔以下简称标准B)中，基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式，极限承载力模式的计算简图如图3所示：图3 标准B极限承载力模式的计算简图标准B规定：锚拉式支挡构造和支撑式支挡构造，其嵌固深度应满足坑底隆起稳定性要求，抗隆起稳定性可按以下公式验算：式中：Kb──抗隆起平安系数；γm1——基坑外挡土构件底面以上土的重度；γm2——基坑内挡土构件底面以上土的重度；D——基坑底面至挡土构件底面的土层厚度；h──基坑开挖深度；q0──地面均布荷载； Nc、Nq——承载力系数；c、j──挡土构件底面以下土的粘聚力、内摩擦角平安等级为一级、二级、三级的支护构造，抗隆起平安系数Kb分别不应小于1.8、1.6、1.4；标准B还规定：锚拉式支挡构造和支撑式支挡构造，当坑底以下为软土时， 其嵌固深度应符合以最下层支点为转动轴心的圆弧滑动稳定性要求〔本规程报批稿电子文档这段文字是这样表述的：尚应以最下层支点为转动轴心的圆弧滑动模式按以下公式验算抗隆起稳定性〕：式中：Kr──以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定平安系数；cj、jj ──第j土条在滑弧面处土的粘聚力、内摩擦角；lj──第j土条的滑弧段长度，取lj＝bj/cosθj；qj──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值；bj──第j土条的宽度；θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角；ΔGj──第j土条的自重(kN)，按天然重度。
平安等级为一级、二级、三级的支挡式构造，抗隆起平安系数Kr分别不应小于2.2、1.9、1.7圆弧滑动模式的计算简图如图4所示：图4 标准B圆弧滑动模式的计算简图4 上海市?基坑工程技术标准?上海市?基坑工程技术标准?(DG T J08-61-2010 ) 〔以下简称标准C)基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式，极限承载力模式的计算方法与标准B根本相似，但对于平安等级为一级、二级、三级的支护构造规定：稳定平安系数γRL分别不应小于2.5、2.0、1.7标准C圆弧滑动模式的计算简图如图5所示：标准C规定：板式支护体系按圆弧滑动模式验算绕最下道内支撑点的抗隆起稳定性时，应符合以下公式要求：式中：γRL──抗隆起平安系数；MRLK──抗隆起力矩标准值MSLK──隆起力矩标准值Msk──围护墙的容许力矩标准值MRLkj──坑外最下道支撑以下第j层土产生的抗隆起力矩标准值MRLkm──坑内开挖面以下第m层土产生的抗隆起力矩标准值MSLkq──坑外地面荷载产生的隆起力矩标准值MSLki──坑外最下道支撑以上第i层土产生的隆起力矩标准值MSLkj──坑外最下道支撑以下、开挖面以上第j层土产生的隆起力矩标准值标准C规定：平安等级为一级、二级、三级的支挡式构造，抗隆起平安系数γRL分别不应小于2.2、1.9、1.7。
图5 标准C圆弧滑动模式的计算简图5上海市?城市轨道交通设计标准?上海市?城市轨道交通设计标准?(沪DBJ08-109-2004) 〔以下简称标准D)的基坑抗隆起稳定性验算仅采用圆弧滑动一种模式其计算简图如图6所示：图6 标准D的计算简图标准D规定：板式支护体系按圆弧滑动模式验算绕最下道内支撑点的抗隆起稳定性：抗滑力矩：滑动力矩：式中：Ks──抗隆起平安系数；──坑外最下道支撑以上土层产生的抗滑力矩；j──坑外最下道支撑以下土层产生的抗滑力矩；Mh──围护墙的容许力矩标准D规定：平安等级为一级、二级、三级的支挡式构造，抗隆起平安系数分别不应小于2.2、2.0、1.86 标准B、标准C和标准D的比较上海市由于其地理位置和经济地位集中了我国许多最大、最深的基坑工程，上海的基坑开挖支护技术根本上反映了我国基坑工程的最高水准，上海市的基坑支护设计标准对我国沿海地区的软土地基基坑开挖支护工程具有示范作用表1以标准B、标准C和标准D为例，对计算特征和稳定平安系数作一比较表1 标准B、标准C和标准D的比较?建筑基坑支护技术规程?标准B (JGJ120-2012)?基坑工程技术标准?标准C (沪DG T J08-61-2010 )?城市轨道交通设计标准?标准D (沪DBJ08-109-2004)脱离体的力平衡图滑动力矩①由OK段上覆压力产生的滑动力矩，②KCGO区域内土体自重产生的滑动力矩，③CEG区域内土体自重产生的滑动力矩。
①由OK段上覆压力产生的滑动力矩，②KCGO区域内土体自重产生的滑动力矩，③CEG区域内土体自重产生的滑动力矩①由OK段上覆压力产生的滑动力矩，②KCGO区域内土体自重产生的滑动力矩，③CEG区域内土体自重产生的滑动力矩抗滑动力矩1、滑动面ECK上抗剪强度产生的抗滑动力矩1、围护墙的容许力矩，2、EFG区域内土体自重产生的抗滑动力矩，〔与滑动力矩的第③项相抵消〕3、滑动面FECK上抗剪强度产生的抗滑动力矩1、围护墙的容许力矩，2、EFG区域内土体自重产生的抗滑动力矩，〔与滑动力矩的第③项相抵消〕3、滑动面FECK上抗剪强度产生的抗滑动力矩3、滑动面IK上抗剪强度产生的抗滑动力矩平安系数平安等级为一级、二级、三级的支挡式构造， Kr分别不应小于2.2、1.9、1.7平安等级为一级、二级、三级的支挡式构造，γRL分别不应小于2.2、1.9、1.7平安等级为一级、二级、三级的支挡式构造，Ks分别不应小于2.2、2.0、1.8按圆弧滑动模式的抗隆起稳定性验算时，标准B和标准C产生的滑动力矩的项完全一样，稳定平安系数也完全一样但是，?标准B?产生的抗滑动力矩的项忽略了：①围护墙的容许力矩，②EFG区域内土体自重产生的抗滑动力矩，和③滑动面FE上抗剪强度产生的抗滑动力矩。
所以，与?标准C?相比较，?标准B?按圆弧滑动模式的抗隆起稳定性验算结果偏于平安对于按极限承载力模式的抗隆起稳定性验算，情况那么恰恰相反由于两本标准的计算公式完全一样，而?标准C?的稳定平安系数比?标准B?要大的多，所以，按极限承载力模式?标准C?的抗隆起稳定性验算结果偏于平安按圆弧滑动模式的抗隆起稳定性验算时，标准C和标准D产生的滑动力矩的项完全一样，稳定平安系数也根本一样但是，?标准D?的抗滑动力矩多了一项，即滑动面IK上抗剪强度产生的抗滑动力矩所以，与?标准D?相比较，?标准C?抗隆起稳定性验算结果偏于平安在软土中，抗隆起稳定性验算以圆弧滑动模式为主，因此，按平安度大小比较：标准B>标准C>标准D，基坑支护构造是施工临时设施，平安度大的设计并不一定是最优的设计7 其他一局部省市的地方标准 2000年以后新修订的地方基坑支护设计标准还有：1〕北京市?建筑基坑支护技术规程?〔DB11/489-2007〕基坑抗隆起稳定性验算仅采用地基极限承载力一种模式，计算方法与标准B根本相似，这可能因为北京地区没有软土，稳定平安系数为1.62〕浙江省标准?建筑基坑工程技术规程?〔DB33/T1008-2010〕，其基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式，稳定平安系数分别为2.0和1.6, 地基极限承载力模式的计算方法与标准B根本相似，而圆弧滑动模式的计算方法与标准A根本相似，围护墙最下道支撑位置作为圆弧滑动的圆心。
3〕天津市?建筑基坑工程技术规程?〔DB29-202-2010〕，其基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式，计算方法与标准A根本相似，稳定平安系数均为不小于1.44〕深圳市?基坑支护技术标准?〔SJG05-2011〕，其基坑抗隆起稳定性验算采用地基极限承载力和圆弧滑动两种模式，稳定平安系数分别为1.2和1.4 地基极限承载力模式的计算方法与标准B根本相似，而圆弧滑动模式的计算方法与标准A根本相似5〕成都地区?基坑工程平安技术标准?〔DB51T5072-2011〕基坑抗隆起稳定性验算仅采用圆弧滑动一种模式，稳定平安系数为1.36〕?合肥市深基坑开挖与支护技术实施细那么?〔2009〕基坑抗隆起稳定性验算仅采用地基极限承载力一种模式，计算方法与标准B根本相似，稳定平安系数为不小于2.08 小结建立部行规?建筑基坑支护技术规程?(JGJ120-2012)对基坑抗隆起稳定性验算是最严格、平安度最高上海市?基坑工程技术标准?(DG T J08-61-2010 ) 基坑抗隆起稳定性验算方法最严谨，。