- 基坑支護工程設計施工實例圖解
- 黃梅
- 858字
- 2019-01-03 04:42:58
1.4 水平荷載
(1)計算作用在支護結構上的水平荷載時應考慮的因素
①基坑內外土的自重(包括地下水);
②基坑周邊既有和在建的建(構)筑物荷載;
③基坑周邊施工材料和設備荷載;
④基坑周邊道路車輛荷載;
⑤凍脹、溫度變化及其他因素產生的作用。
(2)作用在支護結構上的土壓力應按下列規定確定
①支護結構外側的主動土壓力強度標準值、支護結構內側的被動土壓力強度標準值宜按下列公式計算(圖1-1)。

圖1-1 土壓力計算
a.對地下水位以上或水土合算的土層:
式中 pak——支護結構外側,第i層土中計算點的主動土壓力強度標準值,kPa;當pak<0時,應取pak=0;
σak,σpk——分別為支護結構外側、內側計算點的土中豎向應力標準值,kPa,按本節(5)條的規定計算;
Ka,i,Kp,i——分別為第i層土的主動土壓力系數、被動土壓力系數;
ci、φi——分別為第i層土的黏聚力,kPa、內摩擦角,(°);按《建筑基坑支護技術規程》(JGJ 120—2012)第3.1.14條的規定取值;
ppk——支護結構內側,第i層土中計算點的被動土壓力強度標準值,kPa。
b.對于水土分算的土層:
式中 ua,up——分別為支護結構外側、內側計算點的水壓力,kPa;對靜止地下水,按本節(4)條的規定取值;當采用懸掛式截水帷幕時,應考慮地下水從帷幕底向基坑內的滲流對水壓力的影響。
②在土壓力影響范圍內,存在相鄰建筑物地下墻體等穩定界面時,可采用庫侖土壓力理論計算界面內有限滑動楔體產生的主動土壓力,此時,同一土層的土壓力可采用沿深度線性分布形式,支護結構與土之間的摩擦角宜取零。
③需要嚴格限制支護結構的水平位移時,支護結構外側的土壓力宜取靜止土壓力。
④有可靠經驗時,可采用支護結構與土相互作用的方法計算土壓力。
(3)對成層土土壓力計算時的各土層計算厚度應符合的規定
①當土層厚度較均勻、層面坡度較平緩時,宜取鄰近勘察孔的各土層厚度,或同一計算剖面內各土層厚度的平均值。
②當同一計算剖面內各勘察孔的土層厚度分布不均時,應取最不利勘察孔的各土層厚度。
③對復雜地層且距勘探孔較遠時,應通過綜合分析土層變化趨勢后確定土層的計算厚度。
④當相鄰土層的土性接近,且對土壓力的影響可以忽略不計或有利時,可歸并為同一計算土層。
(4)靜止地下水的水壓力可按下列公式計算
ua=γwhwa (1-14)
up=γwhwp (1-15)
式中 γw——地下水重度,kN/m3,取γw=10kN/m3;
hwa——基坑外側地下水位至主動土壓力強度計算點的垂直距離,m;對承壓水,地下水位取測壓管水位;當有多個含水層時,應取計算點所在含水層的地下水位;
hwp——基坑內側地下水位至被動土壓力強度計算點的垂直距離,m;對承壓水,地下水位取測壓管水位。
(5)土中豎向應力標準值應按下式計算
σpk=σpc (1-17)
式中 σac——支護結構外側計算點,由土的自重產生的豎向總應力,kPa;
σpc——支護結構內側計算點,由土的自重產生的豎向總應力,kPa;
Δσk,j——支護結構外側第j個附加荷載作用下計算點的土中附加豎向應力標準值,kPa,應根據附加荷載類型,按本節(6)~(8)條計算。
(6)均布附加荷載作用下的土中附加豎向應力標準值應按下式計算(圖1-2)

圖1-2 均布豎向附加荷載作用下的土中附加豎向應力計算
Δσk=q0 (1-18)
式中 q0——均布附加荷載標準值,kPa。
(7)局部附加荷載作用下的土中附加豎向應力標準值可按下列規定計算
①對條形基礎下的附加荷載[圖1-3(a)]。
當d+a/tanθ≤za≤d+(3a+b)/tanθ時:
式中 p0——基礎底面附加壓力標準值,kPa;
d——基礎埋置深度,m;
b——基礎寬度,m;
a——支護結構外邊緣至基礎的水平距離,m;
θ——附加荷載的擴散角,(°),宜取θ=45°;
za——支護結構頂面至土中附加豎向應力計算點的豎向距離。
當za<d+a/tanθ或za>d+(3a+b)/tanθ時,取Δσk=0。
②對矩形基礎下的附加荷載[圖1-3(a)]。
當d+a/tanθ≤za≤d+(3a+b)/tanθ時:
式中 b——與基坑邊垂直方向上的基礎尺寸,m;
l——與基坑邊平行方向上的基礎尺寸,m。
當za<d+a/tanθ或za>d+(3a+b)/tanθ時,取Δσk=0。
③對作用在地面的條形、矩形附加荷載,按本書本節(7)條第①、②點計算土中附加豎向應力標準值Δσk時,應取d=0[圖1-3(b)]。

圖1-3 局部附加荷載作用下的土中附加豎向應力計算
(8)當支護結構頂部低于地面,其上方采用放坡或土釘墻時 支護結構頂面以上土體對支護結構的作用宜按庫侖土壓力理論計算,也可將其視作附加荷載并按下列公式計算土中附加豎向應力標準值(圖1-4)。

圖1-4 支護結構頂部以上采用放坡或土釘墻時土中附加豎向應力計算
①當a/tanθ≤za≤(a+b1)/tanθ時:
②當za>(a+b1)/tanθ時:
Δσk=γh1 (1-23)
③當za<a/tanθ時:
Δσk=0 (1-24)
式中 za——支護結構頂面至土中附加豎向應力計算點的豎向距離,m;
a——支護結構外邊緣至放坡坡腳的水平距離,m;
b1——放坡坡面的水平尺寸,m;
θ——擴散角,(°),宜取θ=45°;
h1——地面至支護結構頂面的豎向距離,m;
γ——支護結構頂面以上土的天然重度,kN/m3,對多層土取各層土按厚度加權的平均值;
c——支護結構頂面以上土的黏聚力,kPa,按《建筑基坑支護技術規程》(JGJ 120—2012)第3.1.14條的規定取值;
Ka——支護結構頂面以上土的主動土壓力系數,對多層土取各層土按厚度加權的平均值;
Eak1——支護結構頂面以上土體的自重所產生的單位寬度主動土壓力標準值,kN/m。