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深基坑稳定计算中强度指标的使用问题

322 2021-04-26 14:50:07

在国外的文献、教科书及各种工程手册规范中,深基坑稳定分析几乎均采用不排水强度,而在我国如今的基坑稳定分析计算中,各种国家标准、地方标准和行业标准的规范所推荐使用的强度指标有很大的不同,有的要求使用不排水强度指标 (包括有效自重压力下预固结后的三轴不固结不排水试验,即重固结法不排水试验),有的要求使用固结不排水强度指标。以下为我国主要的-一些规范标准中基坑整体稳定验算和坑底抗降起稳定验算推荐使用的强度指标。

国家标准《建筑地基基础设计规范 GB 50005—2002》中规定基坑整体稳定验算采用不排水强度指标;基于地基承载力模式的基坑抗隆起稳定验算采用十字板试验或三轴不固结不排水试验确定的不排水强度。

岩土工程

国家行业标准《建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99》中规定基坑整体稳定性验算采用固结不排水(快)剪强度指标。

国家行业标准《建筑基坑工程技术规范 YB 9258—97》中规定基坑整体稳定性验算采用固结快剪峰值强度指标;基坑的抗隆起稳定验算,圆弧滑动模式和基于地基承载力模式两种方法都采用十字板试验确定的不排水强度指标。

天津地方标准《岩土工程技术规范 DB 29—20—2000》中整体稳定验算区分了设计使用期(持久状况)和施工期(短期状况)两种,抗滑力矩标准值采用不同的抗剪强度指标来进行计算。对于基坑来说,较为关注施工期(短期状况)稳定性,其采用的强度指标为不排水强度指标(十字板剪、无侧限抗压强度、三轴不排水剪和直剪快剪)。基坑的抗隆起稳定验算,圆弧滑动模式和基于地基承载力模式两种方法都采用十字板试验确定的不排水强度指标。

上海地方标准《基坑工程设计规程 DBJ 08—61—97》均规定在二、三级基坑稳定性验算时采用固结快剪峰值强度指标,一级基坑采用有效强度指标或十字板剪切试验、无侧限抗压强度试验测定的不排水指标。

浙江地方标准《建筑基坑工程技术规程 DB33/T 1008—2000》仅在放坡开挖基坑整体稳定性公式中明确指出使用固结快剪强度指标,其他稳定性计算均未明确指出采用何种强度指标,需要工程师根据实际情况判断使用。根据其勘察规定要求提供的强度指标,可以知道,当土体为淤泥和淤泥质土时,强度指标采用不排水强度指标。

湖北地方标准《基坑工程技术规程 DB42/159—2004》规定稳定性验算时,对黏性七和粉土采用直接快剪或自重固结不排水三轴剪(UU)的总应力强度指标。

在这些规范里有的要求使用固结不排水指标(固结快剪指标),有关这个使用问题的争议在上—节不排水强度的测定的内容里有所讨论,在此不再赘述。有几个问题需要注意,如果地基土为欠固结土(在软土地区很普遍),这时采用固结不排水指标 (固结快剪指标) 或者有效自重压力下预固结后的不排水指标都是不合理的,因为地基土体并没有在原位有效应力下完全固结。在利用固结不排水指标(固结快剪指标)计算稳定的抗力强度时,应采用有效应力,即计算土体自重时水位线下应采用浮重度,这在固结不排水指标的使用一节强调过,但某些规范中并未明确说明,或做出了错误的说明,并且验算基坑短期稳定性,不应该将临时的地表超载(如临时堆载,交通荷载等)考虑在抗滑力(力矩)的有效固结应力内,因为地基土体不可能在这些超载下发生固结而提高强度。