深基坑、高边坡工程之四

点作与破裂面平行的线与围护结构墙面的交点范围来确定。 对于基坑外侧的地面施工荷载， 一般按照大面积荷载计算土压力， 荷载值取 20kPa。 按地基承载力的大小计算， 而且是大面积的计算， 确实是偏大了。
您说的第 2 条，原理自己明白一点。 可是， 我主要的问题在于， 这个建筑物的基底压力该如何估算？ 在实际计算中该如何快速准确的取值？ 答复: 如果是筏形基础的基底压力， 按每平方米每层 1 吨半考虑， 但只 考虑基础面积范围的，不能按无限大的范围来考虑。
2、如果是因为考虑到应力的扩散，那按道理也应该是有一个公式 来考虑多远的距离内按集中荷载， 多远的距离按均布荷载吧。 如果是 因为考虑到挡土墙分段长度内的整体性， 那伸缩缝的位置岂不是很危 险？ 答复: 在桥台或挡土墙设计时， 《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004） 对车辆荷载（包括汽车、履带车和挂车）引起的土压力计算方法，作 出了具体规定。 其计算原理是按照库仑土压力理论， 把填土破坏棱体 （即滑动土楔）范围内的车辆荷载，用均布荷载（或换算成等代均布 土层）来代替，然后用库仑土压力公式计算。这个等代土层厚度换算 仅是为了计算土压力， 所以没有考虑重轮作用下的局部接触压力的承 压强度验算。 实际上， 车辆轮子只接触路面而不会接触挡土墙的顶部。 在多远距离内考虑车辆的荷载？只计算破坏棱体范围内的车辆。 对挡土墙按内侧道路横向的破坏棱体范围内布置的车辆计算； 对桥台 按后方道路纵向的破坏棱体范围内布置的车辆计算。 破坏棱体的长度 l0 如图 6.3.2-1 所示，由下式计算：
M≤
2 sin 3 πα sin πα + sin πα t f c Ar + f y As rs π π 3
sin 2πα + (α − α t ) f y As = 0 2πα
α f c A1 −
α t = 1.25 − 2α
式中：M—桩的弯矩设计值（kN·m）,按《建筑桩基技术规范》第 3.7.1 的规定计算； fc—混凝土轴心抗压强度设计值（kN/m ）；当混凝土强度等级 超过 C50 时， fc 应以 α1 f c 代替， 当混凝土强度等级为 C50 时， 取 α1 =1.0， 当混凝土强度等级为 C80 时，取 α1 =0.94，其间按线性内插法确定； A— 支护桩截面面积（m ）； r—支护桩的半径（m）；
方法处理问题， 虽然不太严格， 但由于具备基本的合理性和运算方便 的特点现在仍被广泛使用。
11.1 支护桩的最大弯矩出现在哪里？
希望了解沿基坑的长度方向为多支点桩锚支护结构的支护桩的 弯矩，在空间呈什么样的分布规律。通俗点讲，就是最大弯矩值会出 现在基坑长度中间附近的支护桩还是边桩与中桩之间的某个桩， 或者 其他情况。我现在做了一个基坑的数值模拟，桩锚支护的，沈阳地区 的，二道锚索，基坑 ８．８ｍ，我模拟的结果是在离基坑脚部，沿基坑长 度方向， 支护桩的最大弯矩出现在 １／４ 基坑长度处。 我想得到您的指 点，我感觉不对．．．但不知道存不存在这种情况 答复: 支护桩在外侧主动土压力和内侧弹性抗力作用下可以求得桩身 的最大弯矩， 按这个最大弯矩对桩身通长配筋。 我不知道你是用什么 方法的数值模拟，怎么能得出沿基坑长度方向的内力变化。 一般的基坑计算都不是真正三维的数值计算， 计算土压力是按平 面应变问题， 即假定沿基坑长度方向是无穷长的， 取任意一个截面计 算都是一样的，计算的结果并没有反映计算截面在长度方向的位置， 即没有反映在这个截面是在基坑长度的中间还是端部。 土压力计算只能得到沿基坑深度方向的变化， 支护桩的计算实际 是计算桩的长度方向内力的变化，然后按最大的内力作截面设计。
图 6.3.2-1 挡土墙内侧或桥台后方的破坏棱体长度
图 6.3.2-2 车辆荷载的纵向布置
图 6.3.2-3 车辆荷载的横向布置
11.基坑、边坡工程的支护结构的内力
计算围护结构内力主要是为了确定结构截面尺寸和配筋，在方案 设计阶段根据围护结构内力的分布情况，可以有助于分析、比较、判 断方案的合理性，作为调整方案的依据。 围护结构内力的计算是一个比较复杂的问题， 墙体的内力与支锚 条件密切相关， 也是与土体相互作用的结果， 现行的计算方法都作了 各种简化，是近似的解答；内支撑体系更是高度超静定的结构，其内 力还与墙体的制约条件、围檩的刚度等因素有关；从理论上说，上述 问题都可以通过有限元计算加以解决， 但在有限元技术尚未得到广泛 应用之前， 工程技术人员主要依据结构力学的概念， 采用结构力学的
11.2 桩的配筋如何计算？ 现在遇到一个工程，在膨胀土地区，基坑深度约 14.5m，采取单 排悬臂桩， 可行吗？通过理正软件计算各种安全系数都满足要求。 现 在是理正软件没有考虑膨胀土膨胀力对悬臂桩的影响！ 这个该怎么考 虑其影响？ 还有一个问题我们在理正计算时，弯矩值一般最大不大于 2000kN.m， 现在这个工程悬臂桩理正软件弯矩值为 2800~3300kN.m， 是不是偏大， 采取纯悬臂桩有什么风险！ ？因为哪个专家对弯矩值与 悬臂桩配筋有什么可以实际现实操作的方法， 进行预估的， 或者图表， 快速进行初估！ 答复: 在行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012 的第 4.3 节 和附录 B 提供了“混凝土支护结构圆形截面承载力设计”的简化方法， 可供参考。 第 4.3.2 条第 1 款规定：“沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面支 护桩，其正截面承截力宜按本规程 B.0.1 条的规定进行计算。 第 4.3.2 条第 2 款规定：“沿受拉区和受压区周边局部均匀配置纵 向钢筋的圆形截面支护桩，其正截面受弯承截力宜按本规程 B.0.2 条 ~B.0.4 的规定进行计算。 附录 B.0.1 的内容为圆形截面混凝土支护桩的正截面受弯承载力 计算。
10.2 车辆荷载换算成均布荷载是否偏于危险？
你好， 高老师， 最近在做一个挡土墙。 为了搞清楚墙顶车辆荷载， 我查阅了《公路桥涵设计通用规范》。在里面说可把车辆荷载换算成 与车辆等面积的均布荷载。 总的荷载大小不变， 只是把集中荷载变成 均布荷载了。对此我有疑问，想请教一下您： 1、一般会要求车行道距离墙顶有一个安全距离，我看一般就是 0.5m~1.0m，这样的话，大型重车轮轴位置的集中力应该对墙顶有一 个很大的作用， 换算成均布荷载不就偏于危险了吗？尤其是在矿山道 路。
M≤
′ 2 sin 3 πα sin πα s sin πα s ′ rs f c Ar + f y As rs + f y Asr π πα s 3 πα ′
s
α f c A1 −

sin 2πα ′ − Asr ) = 0 + f y ( Asr 2πα
r cos πα ≥ 1 − 1 + s cos πα s ξb r
′ 内的纵向 ′ — 分别为沿周边均匀配置在圆心角 2πα s 2πα s Asr、Asr
受拉、受压钢筋的截面面积（m2）; ξb—矩形截面的相对界限受压区高度，应按现行国家标准《混 凝土结构设计规范》GB50010 的规定取值。
12. 水对基坑、边坡工程的力学作用
特别需要注意扬压力的问题，扬压力 uplift pressure 是在水利 学科中通用的术语， 指建筑物及其地基内的渗水， 对某一水平计算截 面的浮托力与渗透压力之，在深基坑工程中这个问题比较突出，引起了工 程师们的注意。 由于扬压力是一个铅直向上的力， 它减小了重力坝作用在地基上 的有效压力， 从而降低了坝底的抗滑力。 同时， 坝体内也产生扬压力， 从而影响了坝体内的应力分布。 减小扬压力的措施：为了减小坝底扬压力，提高坝的稳定性，通 常采用坝基防渗帷幕以减少渗透途径， 消耗坝底的渗透水头， 并在防 渗帷幕后设排水孔幕，以释放剩余水头。为了减小坝体内的扬压力， 通常将坝体上游坝面 3～5m 范围内的材料的防渗性能提高，以形成 防渗层，在防渗层后面再设置排水管。 扬压力包括上浮力以及渗流 压力。 上浮力是有坝体下游水深产生的， 渗流压力是由上下游水头产
α≥
1 3.5
式中: 比值；
α —对应于受压区混凝土截面面积的圆心角（rad）与 2 π 的
α s — 对应于受拉钢筋的圆心角（ rad ）与 2 π 的比值； α s 宜取
1/6~1/3，通常可取 0.25。
α s′ —对应于受压钢筋的圆 s 心角（rad）与 2 π 的比值，宜取
α s′ ≤ 0.5α ；
10.1 如何计算坑外地面（包括车辆荷载）超载？
基坑支护设计时，坡顶的超载应如何考虑，该取多少合适？ 多数情况下， 基坑周边的老建筑物基底压力已无从考证， 这给基 坑支护坑外荷载的取值带来了不少麻烦。
和我们小地方的同行商量，一般有两种意见： 按照 15kPa/层估算 （如果是出土口或走重车,要加大到 20~25kPa， 1、 也不知是否合理？） 2、按照不大于建筑物基础埋深处的地基承载力大小取值（因基底压 力不可能大于地基承载力）； 这样，就存在矛盾，比方一个 2 层小楼: 按照 15kPa/层考虑，2 层楼的超载才 30kPa； 而 2 层楼基础持力层承载力是 120 kPa 的话，按第 2 种意见，则 坡顶超荷应该取不大于 120kPa 才对。 如果按以上两种不同的外超载取值， 计算出的支护结构强度 （尺 寸及配筋等）相差甚远？到底该如何取值呢？ 自己愚昧的想法，不知对否，望斧正： 1、如果基坑周边建筑物是多层楼，采用独基或条基的，就按不大于 建筑物基础埋深处的地基承载力特征值取值； 2、如果是高层，采用筏板基础的，那就按 15-20kPa/层考虑，但最大 值以不大于筏板持力层的地基承载力为准？ 答复: 你们的计算方法是不对的。建筑物的影响与地面施工荷载的计算 方法是不同的。 如果在基坑的附近有建筑物，则按照建筑物的基底压力的大小， 以及面积的大小， 采用局部荷载影响的方法计算， 所增加的土压力的 大小由基底压力作为ｑ进行计算， 所分布的范围由基础底面的两个端
l0 = H (tan ε + cot α )