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摘要：工程实践及研究表明，狭长基坑表现出明显的尺寸效应，变形更小，稳定性更好，现有规范方法不能反映基坑宽窄影响，造成地下综合管廊类基坑设计偏保守。本文在考虑基坑宽度影响的抗隆起稳定算法基础上，结合算例进行土体抗剪强度指标的参数影响分析，为类似工程提供参考。
关键词： 狭长基坑;抗隆起稳定性;抗剪强度指标中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-364
1 引言
以地下综合管廊为代表的狭长基坑具有明显的尺寸效应，相较于一般建筑基坑，变形更小，稳定性更好[1-9]。Xiao等[8]对我国92个基坑开挖实例的现场监测数据进行了分析处理，发现随着基坑宽度的增加，支护结构最大挠度和地表沉降先不断增大，后逐渐趋于稳定;抗隆起稳定问题的应力强度计算方法中，基坑越宽，所需支护结构安全深度越大[9];刘炀镔等[3]采用解析方法对比了不同开挖宽度条件下围护墙的受力及变形特征，并开展了离心模型试验。结果表明，规范算法对于窄基坑过于保守，应对支护结构插入深度进行优化。
抗隆起稳定性验算通常是支护结构插入深度的控制因素。对于狭长基坑，规范中假定的圆弧滑动面将穿过对侧支护结构，存在明显的局限性。张飞等[10]开展了抗隆起离心模型试验和有限元分析，发现狭长基坑隆起破坏仍表现为围护墙绕某道支撑点以圆弧或对数螺旋线滑动面向坑内产生转动踢脚破坏;郑刚等[5]指出对于窄基坑，应用圆弧滑动模式时需修正坑内滑动面，以考虑空间效应的作用。王明年等[6]基于瑞利分布函数的变形增量位移，构造了Terzaghi 机制下的窄基坑变形机理;应宏伟等[7]对不同宽度基坑进行数值模拟，进而提出了考虑宽度影响的抗隆起稳定分析模式，本文主要采用该方法开展土体抗剪强度指标对狭长基坑抗隆起稳定性的参数影响研究。
2 狭长基坑抗隆起稳定性的参数影响分析
基坑的抗隆起稳定性受到众多因素的共同作用[2-7，9-10]，主要包括基坑平面尺寸以及土体的抗剪强度指标。本节结合算例着重分析了土体抗剪强度指标对抗隆起稳定性的影响作用。为求简便，仅取粉质黏土作单一土层考虑，算例基本信息如下：开挖深度H=12m、支护桩插入深度D=10m、基坑宽度B=8m、最下道支撑距基底的距离d=3m、地面超载q=20kPa，其余参数见表1，计算结果见图1。其中γ、c、φ、μ分别为土体的容重、黏聚力、内摩擦角及桩土摩擦系数。
固定变量研究变量取值范围μ=0.4γ=18kN·m-3 c=15、20、25、30kPaφ12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 μ=0.4γ=18kN·m-3 φ=15、20、25、30°c12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
由图1（a）可以看出，随着φ的增加，抗隆起稳定安全系数Fs迅速提高，同时曲线斜率也越来越大，说明内摩擦角对抗隆起稳定性的提升作用越来越明显。c=15°～30°的四条曲线完全平行，抗隆起稳定安全系数和黏聚力之间线性相关，黏聚力越高，基坑越稳定。图1（b）印证了这一判断，所有直线相互平行，斜率在整個区间上保持恒定。直线之间的距离随内摩擦角的增加变得越来越大，表明抗隆起稳定性与内摩擦角非线性相关，这是由于应宏伟法[7]考虑了主、被动区土压力的差异，主、被动土压力系数关于内摩擦角均为二次函数关系所致。
图1算例中，当黏聚力为15kPa，内摩擦角由12°增加至30°时，Fs由2.44提高至5.22，提高了113.9%;当内摩擦角为15°，黏聚力由12kPa增加至30kPa时，Fs由2.74提高至3.33，提高了21.5%。显然，内摩擦角对狭长基坑抗隆起稳定性的影响远大于粘聚力。另外，当抗隆起稳定性不满足规范要求时，对被动区土体进行加固也是十分有效的办法。
3 结论
（1） 相比于黏聚力，土体内摩擦角对狭长基坑抗隆起稳定性的提升作用更明显，并表现出明显的非线性特征，而抗隆起稳定性随黏聚力近似呈线性增加。
（2） 加固被动区土体以增大滑动面的抗剪强度能有效提高狭长基坑的抗隆起稳定性。
参考文献
[1]王洪新.基坑宽度对围护结构稳定性的影响[J].土木工程学报，2011，44（06）：120～126.
[2]王洪新.基坑的尺寸效应及考虑开挖宽度的抗隆起稳定安全系数计算方法[J].岩土力学，2016，37（S2）：433～441.
[3]刘炀镔，夏才初，徐晨，等.窄基坑围护墙插入深度优化解析及离心试验研究[J].岩石力学与工程学报，2020，39（03）：593～607.
[4]陈孝湘，赵金飞，唐自强，王贤灿，吴征.基于强度折减法的狭长基坑坑底抗隆起稳定研究[J].地下空间与工程学报，2015，11（S1）：59-64.
[5]郑刚，俞丹瑶，程雪松，潘军，王若展.考虑土体强度不均匀性时宽窄基坑坑底隆起稳定研究[J].岩土工程学报，2019，41（S1）：1-4.
[6]王明年，曾正强，刘大刚，武雪都.连续变形场下的窄基坑抗隆起失稳上限解[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2020，39（03）：44-50.
[7]应宏伟，王小刚，张金红.考虑基坑宽度影响的基坑抗隆起稳定分析[J].工程力学，2018，35（05）：118-124.
[8]XIAO H J，ZHOU S H，SUN Y Y. Wall deflection and ground surface settlement due to excavation width and foundation pit classification[J]. KSCE Journal of Civil Engineering， 2019，23（4）：1537～1547.
[9]曾庆义，杨晓阳.基坑抗隆起稳定问题的应力强度计算方法[J].岩土工程学报，1996，（02）：17～22.
[10]张飞，李静培，孙长安，等.软土狭长深基坑抗隆起破坏模式试验研究[J].岩土力学，2016，37（10）：2748- 2754.
长江大学城市建设学院 湖北 荆州 434023
关键词： 狭长基坑;抗隆起稳定性;抗剪强度指标中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-364
1 引言
以地下综合管廊为代表的狭长基坑具有明显的尺寸效应，相较于一般建筑基坑，变形更小，稳定性更好[1-9]。Xiao等[8]对我国92个基坑开挖实例的现场监测数据进行了分析处理，发现随着基坑宽度的增加，支护结构最大挠度和地表沉降先不断增大，后逐渐趋于稳定;抗隆起稳定问题的应力强度计算方法中，基坑越宽，所需支护结构安全深度越大[9];刘炀镔等[3]采用解析方法对比了不同开挖宽度条件下围护墙的受力及变形特征，并开展了离心模型试验。结果表明，规范算法对于窄基坑过于保守，应对支护结构插入深度进行优化。
抗隆起稳定性验算通常是支护结构插入深度的控制因素。对于狭长基坑，规范中假定的圆弧滑动面将穿过对侧支护结构，存在明显的局限性。张飞等[10]开展了抗隆起离心模型试验和有限元分析，发现狭长基坑隆起破坏仍表现为围护墙绕某道支撑点以圆弧或对数螺旋线滑动面向坑内产生转动踢脚破坏;郑刚等[5]指出对于窄基坑，应用圆弧滑动模式时需修正坑内滑动面，以考虑空间效应的作用。王明年等[6]基于瑞利分布函数的变形增量位移，构造了Terzaghi 机制下的窄基坑变形机理;应宏伟等[7]对不同宽度基坑进行数值模拟，进而提出了考虑宽度影响的抗隆起稳定分析模式，本文主要采用该方法开展土体抗剪强度指标对狭长基坑抗隆起稳定性的参数影响研究。
2 狭长基坑抗隆起稳定性的参数影响分析
基坑的抗隆起稳定性受到众多因素的共同作用[2-7，9-10]，主要包括基坑平面尺寸以及土体的抗剪强度指标。本节结合算例着重分析了土体抗剪强度指标对抗隆起稳定性的影响作用。为求简便，仅取粉质黏土作单一土层考虑，算例基本信息如下：开挖深度H=12m、支护桩插入深度D=10m、基坑宽度B=8m、最下道支撑距基底的距离d=3m、地面超载q=20kPa，其余参数见表1，计算结果见图1。其中γ、c、φ、μ分别为土体的容重、黏聚力、内摩擦角及桩土摩擦系数。
固定变量研究变量取值范围μ=0.4γ=18kN·m-3 c=15、20、25、30kPaφ12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 μ=0.4γ=18kN·m-3 φ=15、20、25、30°c12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
由图1（a）可以看出，随着φ的增加，抗隆起稳定安全系数Fs迅速提高，同时曲线斜率也越来越大，说明内摩擦角对抗隆起稳定性的提升作用越来越明显。c=15°～30°的四条曲线完全平行，抗隆起稳定安全系数和黏聚力之间线性相关，黏聚力越高，基坑越稳定。图1（b）印证了这一判断，所有直线相互平行，斜率在整個区间上保持恒定。直线之间的距离随内摩擦角的增加变得越来越大，表明抗隆起稳定性与内摩擦角非线性相关，这是由于应宏伟法[7]考虑了主、被动区土压力的差异，主、被动土压力系数关于内摩擦角均为二次函数关系所致。
图1算例中，当黏聚力为15kPa，内摩擦角由12°增加至30°时，Fs由2.44提高至5.22，提高了113.9%;当内摩擦角为15°，黏聚力由12kPa增加至30kPa时，Fs由2.74提高至3.33，提高了21.5%。显然，内摩擦角对狭长基坑抗隆起稳定性的影响远大于粘聚力。另外，当抗隆起稳定性不满足规范要求时，对被动区土体进行加固也是十分有效的办法。
3 结论
（1） 相比于黏聚力，土体内摩擦角对狭长基坑抗隆起稳定性的提升作用更明显，并表现出明显的非线性特征，而抗隆起稳定性随黏聚力近似呈线性增加。
（2） 加固被动区土体以增大滑动面的抗剪强度能有效提高狭长基坑的抗隆起稳定性。
参考文献
[1]王洪新.基坑宽度对围护结构稳定性的影响[J].土木工程学报，2011，44（06）：120～126.
[2]王洪新.基坑的尺寸效应及考虑开挖宽度的抗隆起稳定安全系数计算方法[J].岩土力学，2016，37（S2）：433～441.
[3]刘炀镔，夏才初，徐晨，等.窄基坑围护墙插入深度优化解析及离心试验研究[J].岩石力学与工程学报，2020，39（03）：593～607.
[4]陈孝湘，赵金飞，唐自强，王贤灿，吴征.基于强度折减法的狭长基坑坑底抗隆起稳定研究[J].地下空间与工程学报，2015，11（S1）：59-64.
[5]郑刚，俞丹瑶，程雪松，潘军，王若展.考虑土体强度不均匀性时宽窄基坑坑底隆起稳定研究[J].岩土工程学报，2019，41（S1）：1-4.
[6]王明年，曾正强，刘大刚，武雪都.连续变形场下的窄基坑抗隆起失稳上限解[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2020，39（03）：44-50.
[7]应宏伟，王小刚，张金红.考虑基坑宽度影响的基坑抗隆起稳定分析[J].工程力学，2018，35（05）：118-124.
[8]XIAO H J，ZHOU S H，SUN Y Y. Wall deflection and ground surface settlement due to excavation width and foundation pit classification[J]. KSCE Journal of Civil Engineering， 2019，23（4）：1537～1547.
[9]曾庆义，杨晓阳.基坑抗隆起稳定问题的应力强度计算方法[J].岩土工程学报，1996，（02）：17～22.
[10]张飞，李静培，孙长安，等.软土狭长深基坑抗隆起破坏模式试验研究[J].岩土力学，2016，37（10）：2748- 2754.
长江大学城市建设学院 湖北 荆州 434023