1、1圆弧滑动面条分法条分法常用于基坑边坡土方整体滑动的稳定验算。(1) 基本原理瑞典圆弧滑动面条分法，是将假定滑动面以上的土体分成 n 个垂直土条，对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡分析，求出在极限平衡状态下土体稳定的安全系数。该法由于忽略土条之间的相互作用力的影响，因此是条分法中最简单的一种方法。边坡破坏时，土坡滑动面的形状取决于土质，对于粘土，多为圆柱面或碗形；对于砂土，则近似平面。阻止滑动的抗滑力矩与促使滑动的滑动力矩之比，即为边坡稳定安全系数 K，可得：式中： 滑动圆弧的长度；滑动面上的平均抗剪强度；R以滑动圆心 O 为圆心的滑动圆弧的半径；W滑动土体的重量；dW 作用线对滑动圆心 O
2、 的距离；A滑动面积。如 K1.0 表示边坡稳定； K=1.0 边坡处于极限平衡状态； K1.0 则边坡不稳定。按上述原理进行计算，首先要确定最危险滑动圆弧的形状，即首先要找出最危险滑动圆弧的滑动圆心 O，然后找坡角圆即可画出最危险滑动圆弧。欲找出 K 值最小的最危险滑动圆弧，可根据不同的土质采用不同的方法：.内摩擦角 的高塑性粘土这种土的最危险滑动圆弧为坡脚圆，可按下述步骤求其最危险滑动圆弧的滑动圆心。a 由下表，根据坡角 查出坡底角 和坡顶角 。坡角 坡底角 坡顶角 坡角 坡底角 坡顶角 907560453347333229282640404038353026341511192625242
3、536353737b 在坡底和坡顶分别画出坡底角和坡顶角，两线的交点 O，即最危险滑动圆弧的滑动圆心。内摩擦角 的土这类土的最危险滑动圆弧的滑动圆心的确定，如下图所示，按下述步骤进行：最危险滑动圆弧的确定a.按上述步骤求出 O 点；b.由 A 点垂直向下量一高度，该高度等于边坡的高度 H，得 C 点，由 C点水平向右量一距离，使其等于 4.5 倍 H 而得 D 点，连接 DO；c.在 DO 延长线上找若干点，作为滑动圆心，画出坡脚圆，试算 K 值，找出 K 值较小的 E 点；d.于 E 点画 DO 延长线的垂线，再于此垂线上找若干点作为滑动圆心，试算 K 值，直至找出 K 值最小的 O点，则
4、O点即最危险滑动圆弧的滑动圆心。 用上述方法计算，需要经过多次试算才能达到目的。目前，已可用电子计算机迅速地找出滑动圆心。(2) 圆弧滑动面条分法计算方法当边坡由成层土组成时，则土的重力密度 和抗剪强度 都不同，需分别进行计算。按条分法计算时，先找出滑动圆心 O 画出滑动圆弧，然后将滑动圆弧分成若干条，每条的宽度 ，R 为滑动半径。任一分条的自重Wi，可分解为平行圆弧方向的切力 Ti，和垂直圆弧的法向力 Ni。同时，在滑动圆弧面上还存在土的内聚力 c。Ti 即滑动力，Ti 与滑动半径 R 的乘积c，即滑动力矩。内聚力 c 和摩阻力 （ 为土的内摩擦角）即抗滑力，c 和 与滑动半径 R 的乘积
5、cR 和 R 即抗滑力矩。因此，边坡稳定安全系数可按下式计算：条分法式中 分条的内聚力；分条的圆弧长度；分条土的内摩擦角；分条土的重力密度；分条宽度；分条高度(可取平均值)；分条的坡角。如果土质相同，分条宽度又相同时，则：如果有地下水，则需考虑孔隙水压力 u 的影响，则按下式计算边坡稳定安全系数：如果存在地下水，则分子的值要减小，因而易使边坡失去稳定。2支护结构的破坏形式支护结构可能发生的破坏形式如下：(1) 整体失稳在松软地层中，当基坑平面尺寸较大，由于作为支护结构的板桩墙插入深度不够，或施工时几何形状和相互连接不符合要求，支撑位置不当，支撑与围檩系统结合不牢等原因，板桩墙产生位移过大的前倾
6、或后仰，导致基坑外土体大滑坡，支护结构系统整体失稳破坏。(2) 基坑隆起在软弱的粘性土层中开挖基坑，当基坑内的土体不断挖去，板桩墙内外土面的高差等于墙外在基坑开挖水平面上作用一附加荷载。挖深增大，荷载亦增加。若墙体入土深度不足，则会使基坑内土体大量隆起，基坑外土体过量沉陷，支撑系统应力陡增，导致支护结构整体失稳破坏。(3) 管涌及流砂(流土)含水砂层中的基坑支护结构，在基坑开挖过程中，板桩墙内外形成水头差，当动水压力的渗流速度超过临界流速或水力梯度超过临界梯度时，就会引起管涌及流砂现象。基坑底部和墙体外面大量的砂随地下水涌入基坑，导致地面坍陷，同时使墙体产生过大位移，引起整个支护系统崩坍。有时
7、，开挖面下有薄不透水层，薄不透水层下是一层有承压水头的砂层，当薄不透水层抵挡不住水头压力，在渗流作用下被切割成小块脱离原位(流土)，也会造成支护结构的崩坍破坏。(4) 支撑强度不足或压屈当设置的支撑间距过大或数量太少，强度不足或刚度不够时，在较大的侧向土压力作用下，发生支撑破坏或压屈，引起板桩墙变形过大，导致支护结构破坏。(5) 墙体破坏墙体强度不够或连接构造不好，在土压力、水压力作用下，产生的最大弯矩超过墙体抗弯强度，产生强度破坏。(6) 支护结构平面变形超过限度由于支护结构平面变形过大，或是降水造成周围土体沉降，使基坑外围的土体发生垂直或水平位移。有时，这种变形对支护结构本身尚未带来妨碍和
8、危害，但对邻近建筑物或地下管线造成有害影响，造成建筑物下沉、倾斜、开裂，造成上、下水管、煤气管、供电和通讯电缆变形、张紧或断裂。在城市中开挖较深的基坑，这个问题越来越突出，由此造成的事故不少，必须引起充分重视。3基坑支护结构监测基坑工程监测是基坑工程设计的必要部分。无数工程实践证明，基坑支护结构的设计与施工实际情况是有差异的，这是由于工程地质土层的复杂性和离散性，勘察所得数据往往难以准确代表全部土质的实际情况；设计人员在设计计算时选用有关参数和假设也各有差异；施工工况与设计工况也不完全相符，因此就造成设计结果与施工实际有差异，此时监测信息就显示其重要性。因此，基坑工程必须进行监测。（1）基坑工
9、程监测的目的.收集施工过程中的信息，确保基坑工程的安全和质量。.收集施工过程中的信息，对基坑周围环境进行有效保护。.根据监测成果，检查设计所采取的各种假设和参数的正确性，并为改进设计、提高工程整体水平提供依据。（2）监测单位应按设计要求制定监测大纲，其内容应包括：.按设计要求确定的监测项目。.各测点布置的平面、立面图。.各监测项目所使用的仪器设备型号及其精度要求，以及观测方法。.各监测项目按提供信息的需要确定观测频率(即 x 次/d，或次/xd)。.根据施工的不同进度，明确各项目观测的起止日期，或按形象进度的节点确定起止点。注意收取正确的初始数据。.各监测项目的报警值。（3）基坑工程监测项目.
10、围护墙顶水平位移。用经纬仪和前视固定点形成测量基线，测量墙顶各测点和基线距离变化，精度为 1mm。.孔隙水压力。用埋设孔隙水压力计的方法监测，精度不低于 1kPa。.土体侧向变形。用测斜仪测试，精度 1mm。放坡开挖时监测土坡稳定；有支护开挖时监测墙后土体水平位移和土体稳定性。.墙体变形。在墙体内预埋测斜管，用侧斜监测墙体变形，精度为1mm。.围护墙体土压力。用预埋在围护墙后和墙前入土段围护墙上的土压力计测试，精度不低于 1/100(FS)，分辨率不低于 5kPa。.支撑轴力。用安装在支撑端部的轴力计测试，精度不低于是/100(FS).坑底隆起。埋设分层沉降管，用沉降仪监测不同深度土体在开挖过
11、程中的隆起变形，精度不低于 1mm。.地下水位测试。用设置水位管的方法测试，水位计的标尺最小读数为 1mm .锚杆拉力。在锚杆上安装钢筋计，精度不低于 1/100(FS)。.基坑周边地面建筑的沉降和倾斜度。用经纬仪和水准仪测量，沉降测量精度不低于 1mm。.基坑周围地下管线的垂直和水平位移，通常在管线接头位置安装测点，用经纬仪和水准仪测量，测试精度不低于 1mm。. 围护墙顶和立柱沉降监测。用水准仪监测，精度不低于 1mm。（4）监测资料的收集和传递要求.使用正规的监测记录表格，数据应及时计算整理，并由记录人、校核人签字后上报现场监理和有关单位。.监测记录必须有相应的工况描述。.对监测值的发展及变化情况应有评述，当接近报警值时应及时通报现场监理，提请有关单位关注。.工程结束时应有完整的监测报告，报告应包括全部监测项目、监测值全过程的发展和变化情况、监测期相应的工况、监测最终结果及评述。
