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浅谈深基坑支护设计土压力计算

摘要：深基坑支护设计是一个涉及面广、综合性强的工作，是融多种学科知

识于一体的综合性科学。本文结合工程实例就间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土

及土层锚杆支护设计进行了计算分析。

关键词：基坑支护；土压力；设计计算

随着社会经济的快迅发展,城市建设的投入不断加大,对基坑支护设计计算提

出了更高、更严的要求。在深基坑支护工程中，边坡的稳定及变形控制的要求尤

为重要。在支护结构日臻完善的今天，同时也出现了许多新的支护结构形式与稳

定边坡的方法。近几年在我国逐渐涉及的技术难题中包括深基坑支护的设计、施

工、监测技术,而深基坑的护壁,不但要保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑

及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。

1.工程概况

某建筑工程地上16层，地下2层，总高度为68.48m，总建筑面积51818.38

m2，其中地下室面积为7721.88m2。基坑平面呈J型，基坑底周长约316.6m，

底面积约4177.6m2，基坑底标高为-7.6m。距基坑边：东面约20m是公路，南

面5～6m是某单位1#、3#职工住宅楼，西面约15m是民工宿舍，北面约50m是

立交桥。

2.深基坑支护类型选择

根据实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构较为安全和经济,由于基

坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢

筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案。挡土支护结构布置如下:(1)护坡

桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下

2.00mm,下倾18°,间距1.5m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁、锚杆对

护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土,不作处理。

3.深基坑支护土压力计算

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,要精确地加以确定是不可能的。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,要精确地确定

也是比较困难的。所以土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。

常用的公式为如下。主动土压力

Eα=1/2γH2tg2(45°-ф2)-2CHtg(45°-ф/2)+2C2/γ

式中,Eα为主动土压力(kN);γ为土的容重,采用加权平均值;H为挡土桩长

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(m);ф为土的内摩擦角(°);C为土的内聚力(kN)。被动土压力EP=1/2γt2KPCt

式中,EP为被动土压力(kN);t为挡土桩的入土深度(m);KP为被动土压力系数,

一般取K2=tg2(45°-ф/2)。

由于传统理论存在一些不足,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具体考虑:

3.1土压力参数

抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、ф

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、及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,

适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

3.2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