深基坑的支护类型设计问题探讨__墨水学术,论文发表,发表论文,职(2)

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要求,减少对周围的不利影响,施工方便,工期短,经济效益好等方面考虑,做到“可靠可行,安全经济”.经过技术经济比较后加以确定,而且支护结构选型要与地下水位降低、挖方方案等配套研究确定,并应做好施工过程中的监测工作,保证万无一失.
　　3深基坑支护的有关计算
　　3.1深基坑支护土压力
　　深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出.而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确确定也是比较困难的.目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行.
　　主动土压力:EA=(1/2)γH2tan2(45°-φ/2)-2cHtan(45°-φ/2)+2c2/γ,(1)
　　式中:EA—主动土压力(kN);γ—土的容重(kg/m3),采用加权平均值;H—挡土桩长(m);φ—土的内摩擦角(°);c—土的内聚力(kN).
　　被动土压力:Ep=(1/2)γH2Kp,(2)
　　式中:Ep—被动土压力(kN);Kp—被动土压力系数,一般取Kp=tan2(45°-φ/2);r,H同上.
　　由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面要具体考虑的.
　　3.1.1土压力参数尤其抗剪强度中c、φ的取值问题,抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应力法.前者采用总应力c、φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内;后者采用有效应力c、φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算.总应力法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层;有效应力法应用于砂层.
　　3.1.2朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小.主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的.针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数Kp,因为库仑理论计算被动土压力偏大.因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定,可以求得修正后的Kp:
　　Kp=cos(φD)cosδ-[sin(φ0+δ)sinφ0]2,(3)
　　式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取φD=φ是根据经验取值,δ一般为(1/3～2/3)φ.
　　3.1.3用等值内摩擦角计算主动土压力在实践中,对于坑深在10m内的支护计算,按有粘聚力的主动土压力计算Eα,表达式Eα=(1/2)cHtan2(45°-φ/2)+2c2/γ.(4)
　　3.1.4深基坑开挖的空间效应基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而靠近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量.
　　3.1.5重视场内外水的问题注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成润滑剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力.
　　(1)水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的.
　　(2)土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即
　　Eα=(1/2)γH2tan(45°-φ/2)-2cHtan(45°-φ/2)+2c2/γ.(5)
　　桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即
　　Ep=(1/2)γt2Kpct,式中:Kp=[cosφcosδ-sin(φ+δ)sinφ]2.
　　3.2护坡桩的设计
　　以某工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案为例,桩的直径为600mm,桩间净距为1000mm.考虑基坑附近建筑物,机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40kN/m.
　　3.2.1桩上侧土压力
　　(1)桩后侧主动土压力,因为桩后土为3层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的c、φ、γ,φ=21.32,得:Eα=4.7H2-2.76H+108.49;(2)桩前侧被动土压力:因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层),所以计算时应采用加权平均值的c′、φ′、γ′

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