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武汉地区厚互层土中基坑抗突涌破坏评价方法研究_熊宗海人接触面的面积力[4]。实际工程中，面积力失稳表现 为坑底土表面出现网状裂缝；体积力失稳则表现为坑 底涌水、涌砂。对于坑底为弱透水互层土的基坑，基坑 突涌形式常常为后者[7,17]。所以下面按体积力失稳建 立相关计算模型。 由于互层土中各交互单元层较薄，在武汉地区勘 察时并未对其精细分层，往往依据现场及室内试验对 其物理力学性质及水文特征采取综合取值。基于此， 计对互层土地区基坑突涌分析模型提出以下假设：1 互层土层中各分层水头一致；②将互层土层看作均 土层，物理力学指标与勘察报告中综合取值一致。 图4为考虑土体强度时的基坑坑底单元体受力分 析图。单位士体的稳定条件如下118
图4出渗面单位土体受力分析 Fig.4 Stress analysis diagram of the unit of the seepage surface
1）渗透力J=i; 2）土体自重与浮力的合力； (3）土体间的摩擦力tang
4)单位土体所受的黏聚力c。 因此坑底互层土层土产生突涌的条件为18]
SN/T 3113-2012 钼铁硅含量的测定 硅钼蓝光度法Yi≥y $'tanp+ (+ tang +c) = ( + sytang
则坑底土体产生突涌渗透破坏的条件为： i≥i.
则坑底土体产生突涌渗透破坏的条件为： i≥i.
式中：i—坑底互层土层中水力坡降； i—土体突涌破坏临界水力坡降： 一坑底互层土侧压力系数。 图5为互层土坑底突涌计算简图。由于厚互层土 层中赋存有弱承压水，因此在坑底突涌验算中应当考 虑其中地下水的影响。在厚互层土内部地下水作用下
图5互层土坑底突涌计算示意图 Fig.5Schematic diagram of calculation at the bottom of foundation pit in interbedded soil
达到渗透破环状态的主体中，会形成一定的“流水”和 “流砂”通道。同时由于土颗粒受到渗透力的顶托松 动，其间的摩擦力及黏聚力将会大大减弱，故在后续的 抗底突涌验算中不考虑这部分土体的摩擦阻力及黏聚 力的影响，可以增加安全储备。基于此，首先计算由厚 互层土内部的地下水作用而达到渗透破坏状态的土体 深度，仅考虑上部土体浮重引起的突涌抗力：
式中：k坑底抗突涌安全系数。
以武汉华润万象城基坑工程为例，钻孔揭露土层 自上而下分布依次为黏土、厚互层土、粉细砂，其中厚 互层土物理力学指标如表2所示，厚互层土中承压水 头高度在互层土顶部1.0m处，下部砂层承压水头高 度位于厚互层土顶部3.0m。 法进行比较，计算结果如图6所示。
武中：d一一互层土中地下水作用下达临界水力梯度 土层深度/m； 坑底互层土平均浮重度/（kN/m）； 九. 一互层土含水层的承压水头/m；
QTNXF 0001S-2016 洮南喜发农产品贸易有限公司 速冻粘玉米表2武汉万象城基 物理力字指标 WuhanWanxiangFoundationPi
（1）在考虑厚互层土的土体强度后，坑底抗突涌 安全系数为3.5，规范采用的压力平衡法计算安全系 数为1.5，本方法约为规范方法的2.2倍。因此按照 本方法计算坑底突涌稳定性将比只考虑土体自重更接 近工程实际、更经济。 （2)本文计算方法得到的结果与文献[19]及 [20]存在较大偏差，主要是计算原理不同。文献[19] 针对的是不透水的黏土层，从面积力失稳的角度进行 分析，以黏土层部分顶升作为坑底突涌破坏形式，从而 推导出考虑黏土强度的突涌计算方法。互层土层垂向
上具备弱透水性，在突涌中往往表现为流土、流砂形式 的渗透破坏，与黏土层在水压力作用下的发生的顶裂、 页升突涌破坏形式存在明显不同。因此基于不透水层 的计算方法不适合于厚互层土。 （3）文献[17]中弱透水层的计算方法与本节提出 的方法结果相近。原理上两者相似，均从坑底土突涌 渗透破坏的力学机理出发，充分考虑动水压力，即渗透 力的影响，建立了基坑抗突涌稳定分析模型。虽然厚 互层土层在垂向上呈弱透水性，但是还需考虑到互层 土层中赋存的弱承压水对土体突涌稳定的影响，因此
本节提出方法的计算结果稍小于文献[17」中计算 结果，
（1）在合理的简化与假设情况下，将厚互层土含 水层看作多个薄层承压含水层，采用压力平衡方法判 定突涌不稳定区域。得出在开挖厚互层土上覆黏土层 时，突涌不稳定区域仅局限于顶部的1~2m小范围 内，基坑整体处于稳定状态，说明此时可以将厚互层土 层看作隔水层。 （2）建立了厚互层土基坑抗突涌稳定分析模型， 并提出相应的突涌稳定性安全系数计算公式。结合武 某深基坑工程，计算出厚互层土突涌稳定性安全系 数，与《建筑基坑支护技术规程》和现有文献计算结果 进行了对比，得出本方法计算结果是规范法的2.2倍， 与现有文献计算结果相近，更符合工程实际，但仍需大 量工程实践的检验。
GB 50650-2011 石油化工装置防雷设计规范参考文献（References）