第二章水平荷載與水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算

1、2.2水平荷載與水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算2.2.1概述基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)主要是側(cè)向土壓力，側(cè)向土壓力的計(jì)算模式有很多，主要采用的有以下兩大類：（1） 以朗肯（Rankine）、庫倫（Coulomb）等理論公式計(jì)算土壓力；使用時(shí)應(yīng)注意地基土的c、的取值。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮地面荷載、地面不規(guī)則幾何形狀等對樁墻側(cè)土壓力的影響。土壓力和水壓力可分開計(jì)算，也可合并計(jì)算；合并計(jì)算時(shí)地下水以下土的重度區(qū)飽和水重度，降水后涂層按稍濕狀態(tài)考慮。對于粘性土，可忽略粘聚力，適當(dāng)增加內(nèi)摩擦角來計(jì)算。（2） 有土壓力計(jì)等測定換算的實(shí)測值為基礎(chǔ)的土壓力分布模型（圖示法）或側(cè)壓系數(shù)法，亦稱用土壓力系數(shù)計(jì)算的土壓力，圖示法中采用較

2、多是Terzaghi-peck所建議的土壓力分布模型法，如圖2.18所示。 缺圖（3） 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的 主動(dòng)土壓力稱為水平荷載，被動(dòng)土壓力成為水平抗力都是很難精確確定的。在基坑開挖深度以上的水平荷載，由于土體受到開挖面以上的水平荷載作用，往往產(chǎn)生一定的水平位移，支護(hù)結(jié)構(gòu)總要產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或基坑內(nèi)側(cè)的移動(dòng)，這些微小的轉(zhuǎn)動(dòng)或位移盡管可能無法達(dá)到使水平荷載從靜止土壓力下降到主動(dòng)土壓力所需要的位移量，但是足已接近，所以在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)按主動(dòng)土壓力計(jì)算。根據(jù)現(xiàn)有基坑開挖面上土壓力實(shí)測結(jié)果或是按主動(dòng)土壓力計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力的實(shí)踐均證明，以主動(dòng)土壓力系數(shù)作為自重應(yīng)力下的側(cè)壓力系數(shù)計(jì)算開挖面以上的水平荷載是偏于安全的。在基

3、坑開挖深度以下的水平荷載的分布較在基坑開挖深度以上水平荷載的分布，無論從理論上或時(shí)在實(shí)踐中，其實(shí)都更為困難，同時(shí)也是目前基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)爭論較大的問題之一。工程實(shí)踐表明，以傳統(tǒng)的經(jīng)典土壓力理論計(jì)算是偏于保守的，經(jīng)實(shí)踐證明，基坑開挖深度以下的水平荷載可近似以（）k。計(jì)算。在基坑開挖深度以下的水平抗力是在上述水平荷載作用下由彈性理論計(jì)算方法計(jì)算確定其分布形式，在極限條件下其值一般受上限被動(dòng)土壓力限定。按照規(guī)程JGJ12099，在計(jì)算及參數(shù)取值上采用直觀、簡單及偏于安全的方法，對于碎石土及砂土采用水土分算的形式，對于粉土及粘性土采用水土合算的形式，土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)統(tǒng)一取為固結(jié)快剪指標(biāo)且不考慮有效值的

4、影響。水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值e應(yīng)按當(dāng)?shù)乜煽拷?jīng)驗(yàn)確定，當(dāng)無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可按下列規(guī)定計(jì)算（圖2.19）：缺圖（1） 對于碎石土及砂土：當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以上時(shí)按公式2-30計(jì)算：e=K2c（2-30） （2-33）當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)按式2-31計(jì)算：=K2+()（mh）K（2-31）=（45°/2）(2-32)式中K第i層的主動(dòng)土壓力系數(shù)，按式2-32計(jì)算；三軸試驗(yàn)（當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用直接剪切試驗(yàn)）確定第i層土固結(jié)不排水（快）剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值；作用于深度z處的豎應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值；三軸試驗(yàn)（當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用直接剪切試驗(yàn)）確定第i層土固結(jié)不排水（快）剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值；計(jì)算點(diǎn)

5、深度；計(jì)算參數(shù)，當(dāng)時(shí)，取，>h時(shí)，取h；基坑外側(cè)水位深度；計(jì)算系數(shù)，當(dāng)=h時(shí)，取1，當(dāng)>h時(shí)，取零；水的深度。（2） 對于粉土及黏性土：=2（2-33）（3） 當(dāng)以上規(guī)定計(jì)算的基坑開挖面以上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于零?；油鈧?cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值可按下列規(guī)定計(jì)算：=+（2-34）（1） 計(jì)算點(diǎn)深度處自重豎向應(yīng)力 計(jì)算點(diǎn)位于基坑開挖面以上時(shí)：=z 式中深度z以上土的加權(quán)平均天然重度。 計(jì)算點(diǎn)位于基坑開挖面以下時(shí);=h式中開挖面以上土的加權(quán)平衡天然重度。（2） 當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)地面作用滿布附加荷載q時(shí)（圖2.20），基坑外側(cè)任意深度附加豎應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值可按式（2-35）確定：=q（3） 當(dāng)局支護(hù)結(jié)構(gòu)b外側(cè)，地表作用有寬度為b的天性附加荷載q時(shí)（圖2.21），基坑外側(cè)深度CD范圍內(nèi)的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值可按式（2-36）確定：=q（2-36）（4） 上述基坑外側(cè)附加荷載作用于地表以下一定深度時(shí)，將計(jì)算點(diǎn)深度相應(yīng)下移，其豎向應(yīng)力也可按上述規(guī)定確定。2.2.3水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算基坑內(nèi)側(cè)水平標(biāo)準(zhǔn)值e宜按下列規(guī)定計(jì)算（圖2.22）：（1） 對于沙土及碎石土，基