
01、2025D17基坑悬臂式结构的嵌固稳定系数计算

(1)题目

(2)华山论剑解析及点评:

(3)争议点思考:
①解法一:考虑地面有堆载q,不计入支挡结构自重下的抗倾覆力矩Mp’。
根据基坑规4.2.1条,本题为悬臂式支挡结构的嵌固稳定系数计算,一般不考虑支挡结构自重下的抗倾覆力矩,也不考虑基坑底面活荷载产生的被动土压力。故抗倾覆力矩Mp与嵌固深度、土层参数有关;倾覆力矩Ma与悬臂桩总长、地面堆载和土层参数有关。
因本题未配图表示基坑地面有无荷载,主动土压力情况不明;工况1和2,因嵌固深度变化,导致Mp有变化;工况1和2,Ma无变化。
故根据工况1,Fs1=Mp1/Ma求出倾覆力矩Ma=2001kN.m/m;
根据工况2,求出变更开挖深度后的抗倾覆力矩Mp2,故新的嵌固稳定系数Fs2=Mp2/Ma。
计算简图和公式如下:

(来自华山论剑答题手册)
②解法二:不考虑地面堆载q,计入支挡结构自重下的抗倾覆力矩Mp’。
土主动和被动力矩前后不变,为Ma和Mp1;考虑Mp计入支挡结构的自重抗倾覆力矩Mp’,由工况1,Fs1=(Mp1+Mp’)/Ma求出Mp’;根据工况2,Fs2=(Mp2+Mp’)/Ma
③解法三:不考虑地面有堆载q,不计入支挡结构自重下的抗倾覆力矩Mp’。
不考虑工况1,直接计算工况2的嵌固稳定系数Fs2=Mp2/Ma。
④本题思考和探讨:
根据基坑规4.2.1条及条文说明:Ⅰ、对于悬臂结构和单支点结构的抗倾覆力矩是由嵌固段的土抗力起控制作用,故安全系数称为嵌固稳定安全系数Ke;Ⅱ、重力式水泥土墙抵抗力矩中墙体重力占一定比例,因此其安全系数称为抗倾覆安全系数Kov;Ⅲ、双排桩的抵抗力矩包括嵌固段土的抗力和重力力矩两部分,但嵌固段土的抗力占主要部分,因此其安全系数也称为嵌固稳定安全系数Ke。
由上述条文说明可知,悬臂结构的抗倾覆验算由嵌固段的土抗力起控制作用,不计入支挡结构自重的抗力。故本题采用解法一更为合适。
根据条文说明的拓展点可知,悬臂结构、单支点结构和双排桩的抗倾覆验算均为嵌固稳定安全系数Ke,但前者不计入支挡结构自重的抗力,而后者双排桩则计入(通过规范公式也可得出此结论)。重力式水泥土墙的抗倾覆验算为抗倾覆安全系数Kov,也计入支挡结构自重的抗力。注意三者的区分。
附基坑规4.2.1及4.2.2条文说明:


注:上述部分小结来自华山论剑的相关教材,本文仅作为学习参考和交流,不做商业用途。如涉及版权问题,请联系作者处理。


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