水土分算与水土合算
水土合算的适用
国内一些“水土合算”方法的讨论
水土的分算与合算主要涉及重力性质与抗剪强度指标匹配的问题。
还有就是在土压力的计算中用的是天然重度还是浮重度。
还有就是土体
所处的应力环境。
1.水土合算的几种使用情况
在基坑工程的某些情况下，采用水土合算是不违背有效压力原理的，合算的结果比较近似实际情况。
地下水竖直向下渗流的情况。
一般讲在基坑外含水层中人工降低地下水的情况，在分层土与分层地下水的情况，对饱和的粘性土采用固结不排水强度指标进行水土合算，饱和沙土用有效应力强度指标进行水土分算是可以接受的。
2.一些不宜用水土合算的情况
以下情况下对粘性土的水土合算是不合理的，也是不安全的
（1）在有向上渗流的情况下，如在基坑内集水井排水，此时渗透力是向上的，减小了有效竖向应力，会使计算的被动土压力增大。
（2）对于粉土的水土合算要慎重，如果地下水向下渗流，且粉土以下是渗透系数大得多的砂土层，合算的误差不大；如果粉土以下为渗透系数更小的黏土层，则粉土中的水压力应按静水压力计算，即水土分算，这时水土合算会使计算的荷载偏小，而抗力偏大。
尤其是粉土的固结快剪内摩擦角肯能会很高，会大大扭曲了土压力值。
（3）对于承压水土层及其上下的粘性土应合理考虑水压力，不宜简
单的合算，列如，当承压水大到接近于使坑底黏土层流土或突涌时，竖向有效应力为零，再用合算就自相矛盾了。
的
（4）由于城市大量抽取地下水，使天然土层中的地下水呈十分复杂的形态，加之目前强调地下水控制，排、降、截、灌、回渗等手段综合应用，水土压力十分复杂，应提倡进行渗流分析、渗流计算及孔压观测，合理确定水土压力。
水土分算水土合算
1、当土的渗透性很差，通常数量级大于10E-5时，（淤泥、淤泥质土、及部分黏性土）可以认为水
土交融，不可分割，此时用水土合算为宜。
反之，粉土、砂性土等渗透性较好，可以可以认为水和土分离，土压力和水压力各自作用于支护结构，此时用水土分算。
2、从计算结果看，水土分算的结果比较偏于保守。
一、对于砂土和粉土等无粘性土按水土分算原则进行，即作用于围护结构上的侧压力等于土压力与静水压力之和，地下水位以下的土采用浮重度γ／和有效应力抗剪强度指标值c/和φ／计算。
二、粘性土作用在支护结构上的侧压力，在具有工程实践经验时，也可以按水土合算原则计算。
水土合算时，地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标值c和φ计算。
一般在粘性土孔隙比e较大或水平向渗透系数kh较大时采用水土分算。
三、地下水有稳定渗流时，水土分算的土压力按如下原则计算：
１、用流网法分析，计算作用于围护结构上的土压力；
２、在主动土压力侧考虑水压力。
基坑开挖面以上按静水压力计算，基坑开挖面至围护结构底，取基坑底面处的静水压力直线降为零的三角形分布。
粘性土和粉土用水土和算，
对砂性土用水土分算。
浅谈基坑土压力的水土分算与水土合算
基坑工程 中土压 力对支 护结构稳 定性 有相 当大的影 响 。目 本 文对基坑 土压力 中的水土分算 和水 土合 算问题进 行 了综合对 并简要分析 了各种计算方法的适用条件 。 前 国内外学者就基坑 工程 中的水 土压力计 算 问题展开 了广泛 深 比分析 ， 入 的学术讨论 。讨论 的焦点集 中在经典 土压力理论 的适用性 、 粘 １ 有效应 力原理 及粘 性土 中 的孔隙水 压力 性 土中如何考虑孔 隙水 压力影 响 以及粘性 土“ 土压 力分算 ” 水 和 有效应力是 由土颗粒 的接触点传递 的压 力 ， 颗粒问 的有 效应
・
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第３ ６卷 第 ３ ３期 ２０１０年 １１月
山 西 建 筑
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Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ １３ ． ３ ＮＯ ２０１ Ｖ． ０
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ０ ３ —１ ８０ １０ —８ ５ ２ １ ）３ ０ １ －３
３ 梅 数据分析 ［ ． 京： Ｍ］ 北 科学 出版社 ，０２ ２０． 运用选好 的桩基低 应变完 整性判别模 型对 ４个待判 的样本 ［ ］ 范金城 ， 长林． ［ ］ 江苏省赣榆县 建设 工程质量检 测 中心． 多利亚 Ａ 区 ６号 ４ 维 进 行 判 别 ， 据 本 文 预测 （ 表 ２ ， 判 别 结 果得 知 ， 断 结果 全 部 根 见 ）从 判 楼桩 身完整性检测报告 ［ ］ ２０ ． Ｒ ．０ ５
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ｆ ］ 振 动 与 冲 击 ，０ ２ ２ （ ）９ －８ ． Ｊ ２０ ，１ ３ ：７９ ．
基坑支护结构水土压力分算与合算
基坑支护结构水土压力分算与合算摘要：文中就基坑支护结构中水土压力的分算以及合算进行研究和分析，以此明确出影响基坑支护结构的重要影响因素。
关键词：基坑支护；水土压力；分算；合算1基坑支护结构水土压力变化的影响因素1.1土体参剩余应力通常情况下，在对建筑的基坑支护结构，进行土压力的计算过程中，对于基坑的垂直方面上的应力计算，需要从基坑的底部自重应力开始进行计算，但是其被动土的压力计算方面，需要严格的依据相关公式进行计算分析，其公式会波及到深度变量，因此需要从基底计算。
但是在实际的计算过程中，由于基坑的开挖面有着一定的限制，因此，在对基坑的垂直方向的应力进行统计时，需要以开挖前的原地面自重应力为计算起始点，并结合起开挖过程中，会产生的一些附加应力。
1.2原土结构以及采取土样为了能够保障对土体强度的指标计算准确，从而能够对原土结构进行全面的分析，就需要对原土进行严谨的取样分析［1］。
但是在进行取样的过程中，任何不合理的操作，都会使得对原土的结构造成一定的影响，使得丢失原土原有的强度值。
特别是对于一些砂土而言，造成的影响十清楚显。
对于原状土而言，由于经过长期的沉积和固结，使得在变化的过程中，会出现各种层间渗透、挤压以及胶结的问题，并且其变化十分的激烈。
1.3土体空隙水压力在进行基坑开挖的过程中，现阶段普遍都会采用逐层开挖的方式。
在这样的开挖过程中，会对墙后的土体产生影响，导致其系数减少，同时墙后的土体会发生膨胀变化，导致支护的结构发生一定程度的改变，使土体当中有一定的负超静孔隙水压力［2］。
这样的水压力，会使得对基坑开挖施工以及支护的施工产生不利的影响，同时对于土层来说，由于渗水性的不同，会保持较长的一段时间。
2基坑支护结构水土压力的分算以及合算在现阶段的施工建设过程中，在基坑的施工建阶段出现平安事故的概率比拟高。
通常情况下，造成基坑事故产生的原因，很大程度上与水土压力的变化有着直接的关联，因此在进行基坑支护结构的设计过程中，需要对水土压力进行充沛的计算以及分析。
浅谈挡土墙设计中参数控制要点
浅谈挡土墙设计中参数控制要点发表时间：2019-03-25T14:26:13.140Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：杨娉[导读] 随着城市土地的日益紧缺，汽车交通的日益普及，地下停车库也越来越多，地下室外墙的设计也开始常态化。
成都基准方中设计有限公司武汉分公司随着城市土地的日益紧缺，汽车交通的日益普及，地下停车库也越来越多，地下室外墙的设计也开始常态化。
而外墙的设计，参数开关较多，参数取值的不同，会导致外墙配筋值有较大的差异，为确定其统一性。
现将外墙设计的各参数梳理如下：1、荷载竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载（顶板上覆土重量容易忽略）和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载以及可能的相邻建筑物的附加荷载。
1.1室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防车的室外地面）活荷载可取5kN/m2。
有特殊较重荷载时，按实际情况确定。
1.2水压力：根据地勘报告提供的水位进行设计。
1.3土压力：1.3.1当地下室采用大开挖方式，无护坡桩或连续墙支护时，外墙承受的土压力宜取静止土压力，土压力系数K0，对一般固结土可取K0=1-sinφ(φ为土的有效内摩擦角)，一般情况可取0.5。
1.3.2当地下室施工采用护坡桩或连续墙支护时，外墙土压力计算中可以考虑基坑支护与外墙的共同作用，或按静止土压力乘以折减系数0.66近似计算，Ka=0.5×0.66=0.33，相当于主动土压力。
1.4水土分算与水土合算采取水土分算还是水土合算，主要取决于土体的渗透性。
工程上处于安全考虑，一般均按水土分算考虑。
当采用渗透性好的土（如砂土、碎石土）回填时，采用水头分算。
所谓水土分算，即分别计算水、土压力，将二者之和做为总的侧压力，计算土压力时取土的浮重度（取11KN/m3），计算水压力时取抗浮水头。
由于土体中的水压力与孔隙中的自由水及其渗透性密切相关，即使是透水性好的土之间也总存在着透水性的差别，例如砂土的渗透系数Ks=1.0m/d，而碎石土的渗透性可能达到Ks=500m/d。
【岩土设计】水土分算和水土合算的学习
水土分算和水土合算的学习一、计算方法概述在一般地基基础工程计算中,建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基.无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点,荷载大小明确,计算与实测结果基本接近.而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力,水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上.支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关,还与土的强度、变形特性和渗透性有关,具有很大的不确定性.由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载,而这种水平荷载具有间接得出的特点,因此,由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定,水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果.目前,工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法.在水土分算时,水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等.而水土合算时不需单独考虑水压力作用.关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类,可参考有关土力学教科书,本处不在详述.二、水土分算和水土合算方法的适用条件基坑支护工程的土压力、水压力计算,常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法,根据不同的土性和施工条件,分为水土合算和水土分算两种方法.由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大,对基坑挡土结构工程造价影响很大,故需要非常慎重的舍取,要根据具体情况合理选择.地下水位以下的水压力和土压力,按有效应力原理分析时,水压力与土压力应分开计算.水土分算方法概念比较明确.但是在实际使用中有时还存在一些困难,特别是对黏性土,水压力取值的难度大,土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标,在实际工程中往往难以解决.因此,在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力,即将水压力和土压力混合计算,也有了一定的工程实验经验.然而,这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用.（1）水土分算水土分算是分别计算土压力和水压力,以两者之和为总的侧压力.水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况,一般适用于碎石土和砂土,这些土无黏聚性或弱黏聚性,地下水在土颗粒间容易流动,重力水对土颗粒中产生孔隙水压力.对于砂土、粉性土和粉质黏土等渗透性较好的土层,应该采用水土分算的原则来确定支护结构的侧向压力.侧向土压力通常可按朗肯主动压力和被动压力公式计算.地下水无渗流时,作用于挡土结构上的水压力按静水压力三角形分布计算.地下水有稳定渗流时,作用于挡土结构上的水压力可通过渗流分析计算各点的水压力,或近似地按静水压力计算,水位以下的土的重度以下的土的重度应采用浮重度,土的抗剪强度指标宜取有效抗剪强度指标.（2）水土合算地下水位以下的水压力和土压力,按有效应力原理分析时,水压力与土压力应分开计算.水土分算方法概念比较明确,但是在实际使用中有时还存在一些困难,特别是对黏性土,水压力取值的难度大,土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标,在实际工程中往往难以解决.因此,在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力,也有了一定的工程实践经验.水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象,适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土.通过现场测试资料的分析,黏性土中实测的水压力往往达不到静水压力值,可认为土孔隙中的水主要是结合水,不是自由的重力水,因此它不易自由流动而不单独考虑静水压力.因为将土粒与孔隙水看作一个整体,直接用土的饱和重度和总应力抗剪强度指标计算侧压力.然而,黏性土并不是完全理想的不透水层,因此在黏性土层尤其是粉土中,采用水土合算方法只是一种近似方法.这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用.三、有关规范规程关于土压力计算的规定根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJl20—99）规定,对于作用于支护结构上的水平荷载标准值应按当地可靠经验确定,当缺少经验时,可按下列规定计算：（1）对碎石土、砂土等无黏性土按水土分算原则进行计算.在地下水位以下,作用于支护结构的侧压力,等于土压力与静水压力之和.土压力计算采用浮重度γ/,和有效应力抗剪强度指标c/和φ/计算.（2）对于黏性土和粉土按水土合算原则进行计算.作用在支护结构上的侧压力,仅考虑土压力,水土合算时,地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标c 和φ计算.。
有关隧道设计中的“水土分算”和“水土合算”
●有关隧道设计中的“水土分算”和“水土合算”！
水土合算,即用饱和重度计算土压力,不再另外考虑水压力的作用。
水土分算实际上是考虑静水压力的水土分算法，它考虑了土粒本身的重力，还考虑了孔隙水对土粒的浮力。
水土合算对应的强度指标是按总应力法求得，水土分算是用有效重度算的，故其强度指标采用有效强度指标。
现行的相关规范都规定在地下水位以下对于粘性土采用水土合算，对于地下水位以下的砂土、碎石土采用水土分算。
要注意的是水土合算存在较严重的理论缺陷，用的时候要加以注意，而水土分算的根据比较充分但实际操作困难较大，因此，可用总应力指标代替有效强度指标，加上一定的经验修正。
一般说来，采用水土分算偏安全和保守，但水土分算是要用有效强度指标计算,而目前试验室要准确提供三轴的有效强度指标是很困难的,实际的勘察报告中极少提供C`、φ`，所以实际操作困难大。
●其实，水土分算与水土合算都没有具体的科学依据。
但是，根据我们的经验和一些实际的实践结果我
们才有了，所谓的规范的具体方法。
在这里其实应该具体的更加考虑到底我们在选取参数时应该选三轴快固还是直剪参数。
滑坡计算中应用水土合算法还是水土分算法
滑坡计算中应用水土合算法还是水土分算法工程斜坡中对于不同性质的土体采用水土合算法，还是水土分算法还有一些争论，但总的基调是细颗粒的粘性土采用水土合算，粗颗粒的透水性土采用水土分算。
在滑坡的滑面参数分析，以及滑坡下滑力的计算中，往往由于滑坡地质条件的多变性，地下水分布的复杂性，工程勘察的粗犷性，往往很难精细化的对地下水中坡体中的作用机理进行判定。
因此，进行有效的水土分算往往具有相当大的难度和可信度较低的计算结论。
因此，在滑坡工程治理中，除非坡体的岩土性质、坡体结构、地下水位分布等地质条件有效，能准确的反映坡体的实际情况，否则，笔者往往推荐采用水土合算进行滑坡的分析处治。
这其实也可以从岩土体的多相性中得到解释，毕竟岩土体是由“气、液、固”三相构成的，液体以何种形式出现在坡体中，多可以看作是构成坡体岩土体的一份子，最大的差异是量的变化。
由此，在滑坡的滑面参数反算和滑坡下滑力计算时，笔者认为由于岩土体性质的复杂性，往往难以精确区别水土合算或水土分算。
故分析计算时可将不同形态的水看作是岩土体三相介质中的一员进行简化为宜。
即无论水产生什么形式的水压力，对坡体产生什么形式的物理化学作用，都可以看作是滑坡系统的“内力”而予以打包分析计算。
没有必要刻意区分哪是水，哪是岩或土。
只要能正确的勾绘滑面形态，合理的确定滑面参数反算时的坡体稳定系数，那么“打包”反算出的滑面参数，就能有效反映出滑坡作为一个系统时的物理力学指标。
而在此基础上，合理确定坡体所要达到的安全系数，合理选用相应的计算理论公式，就能在有效应用反映当前“综合素质”状态下的滑面参数指标情况下，有效计算出滑坡作为一个完整体系的坡体下滑力。
而这种简化分析的计算模式，在工程应用中证明是可行的，简便的，有效的。
综上，在滑坡工程的分析计算中，技术人员一定要更为关注对滑坡分析计算、处治具有关键作用的滑面勾绘、滑坡边界条件确定，以及合理地质模型基础上的计算模型的选取。
而不必刻意追求单独的水作用或单独的岩土体作用，而可将水的作用看作是岩土体三相介质中的一份子，当作“内力”进行分析即可。
关于水土分算、合算浅解
关于水土分算、合算的浅解（1）从理论和原理角度分析①水土分算适用于土体孔隙中存在自由的重力水或土体渗透性较好，一般适用于碎石土、砂土。
一，渗透性强，地下水对土体颗粒可形成浮力作用；二，孔隙中为自由水，自由水重力作用对土体颗粒的孔隙水压力作用可按静水压力考虑。
②水土合算理论上适用于土体为不透水层或近似为不透水层的黏土层，根本上就是不考虑水压力作用，认为土体孔隙中的水为结合水，没有自由（重力）水，形成不了静水压力，同时，土层渗透性差近似不透水层，形成不了浮力作用。
（2）从实际工程设计及施工工况角度分析①工程设计根据其计算公式分析，当粘聚力和内摩擦角均＞0时，水土分算对支护结构的侧压力总是＞水土合算，因为水土合算实际上是把静水压力也按内摩擦角进行了折减。
而实际我们认为水属于各向同性，各个方向压力均相等，一般按竖直方向重力考虑。
这是水土分算计算结果＞水土合算的原因。
当粘聚力和内摩擦角=0时，两者相等，如砂土液化时。
因为，此时主动土压力系数K a=tan2（45°—φ/2）=1，从数值来看属于未对静水压力折减。
从上述分析看来，有人可能认为应采用“水土分算”方法进行支护设计，是偏于安全的，按不利原则考虑？这里又牵涉到工程中另一个重要的方面，“工程造价”。
通过工程实践证明，黏性土等不透水层或近似不透水层，按照水土分算的方法进行支护设计，过于保守，造成支护材料的浪费，而采用水土合算从上文介绍的原理看来是合适的，经过工程实践证明，此类土采用水土合算更为合适，既可满足工程安全，相对于水土分算有可节省费用。
②施工工况对于黏性土，当施工工期较短，或短期的稳定性计算，例如临时基坑支护工程，可认为属于不排水情况，使用CU抗剪强度指标；而对于永久性边坡，考虑采用水土分算，使用有效应力抗剪强度指标，这样安全度更高。
从工程实践看来，对于黏性土长期或永久作用时，其透水情况不宜按不透水情况考虑。
对于碎石土、砂土则不需考虑工况，排水情况良好，使用水土分算。
水土分算和水土合算例题
水土分算和水土合算例题水土分算和水土合算是一种常见的数学计算方法，特别适用于解决与比例、百分比和利润等相关的问题。
这种计算方法在商业、经济和金融领域中得到广泛应用。
下面将介绍一些水土分算和水土合算的例题，以帮助读者更好地理解这一计算方法。
例题1：某公司的销售额为5000万元，其中利润占销售额的30%。
请计算该公司的利润是多少？解析：根据题意，利润占销售额的30%，即利润与销售额的比例为30%:100%。
我们可以使用水土分算的方法来计算利润。
首先，将销售额5000万元分成100份，每份的大小为5000万元/100 = 50万元。
然后，根据比例30%:100%，我们可以得出利润的大小为30份，即30% * 50万元 = 15万元。
所以，该公司的利润为1500万元。
例题2：一块地的面积是1200平方米，根据土地分割协议，甲、乙、丙三方应按照2:3:5的比例分割地块。
请问甲方分到的地块面积是多少？解析：根据题意，地块的分割比例为2:3:5，即甲、乙、丙三方分到的地块面积比例为2份:3份:5份。
我们可以使用水土分算的方法来计算甲方分到的地块面积。
首先，将总面积1200平方米分成10份，每份的大小为1200平方米/10 = 120平方米。
然后，根据比例2:3:5，我们可以得出甲方分到的地块面积为2份，即2 * 120平方米 = 240平方米。
所以，甲方分到的地块面积为240平方米。
水土分算和水土合算是一种简单而实用的计算方法，在解决与比例、百分比和利润等相关的问题时尤为有效。
通过理解和掌握这一计算方法，我们可以更好地应用数学知识解决实际问题，并提高自己的数学能力。
基础工程设计原理_同济大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
基础工程设计原理_同济大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.计算作用于支护结构上的土压力和水压力时，有“水土合算”和“水土分算”两种方法，设计中选用计算方法的主要依据是：参考答案:土的渗透系数2.在进行重力式围护结构设计时，下列各因素中通常可不予考虑的是：参考答案:工程桩的长度3.基坑支护结构设计均应进行承载力极限状态的计算，此设计状态计算内容不包括以下哪项内容？参考答案:临近建筑的沉降计算4.在土质条件较好的场地开挖基坑，若基坑开挖深度较深，基坑周边不允许出现较大沉降时，为做到既经济又可靠，宜采用以下何种支护结构？参考答案:排桩+水泥土帷幕5.下列关于地基承载力计算的叙述中，正确的描述是：（）参考答案:按土的抗剪强度指标计算确定地基承载力时，在基础设计中必须进行地基沉降验算_基底处于地下水位以下时，地基承载力将明显减低6.考虑相邻建筑物影响时，设计时应使建筑物基础之间保留一定的净距，决定这一净距的因素中包括下列哪些因素？（）参考答案:建筑物的刚度_建筑物的荷载大小、作用面积_地基土的压缩性7.挤密砂桩处理地基，巳知砂桩直径0.45m，间距1.5m，按等边三角形布置，桩间土的压缩模量为4MPa，砂桩的压缩模量为10 MPa，则复合地基压缩模量为：参考答案:4.58.按桩的荷载传递特性分类，下列桩基中不属于摩擦型桩是：参考答案:桩端持力层为砂土，桩长10m的人工挖孔桩9.下列基础形式中，抗弯刚度最大的基础形式是：（）参考答案:箱形基础10.在下列地基基础设计条件中，对确定浅基础的埋置深度无关的是：（）参考答案:采用的混凝土强度等级11.在冻土地基中确定基础的埋置深度时，基底允许残留的冻土厚度由大到小排列的顺序是（）参考答案:弱冻胀土、冻胀土、强冻胀土12.根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值的计算公式【图片】，其正确的计算要求为：（）参考答案:基底压力为均布或偏心距eb/3013.下列各类桩中，最不易产生桩身结构破坏的是：参考答案:软土地基中的钢筋混凝土小方桩14.基础宽度2.0m，埋深1.5m，持力层土的粘聚力标准值ck=10kPa，根据持力层土的内摩擦角标准值求得的承载力系数分别为Mb=0.43，Md=2.72，Mc=5.31。
水土分算例题
水土分算例题作用于支护结构上的最重要的荷载是土压力和水压力。
其计算方法有“水土分算”法和“水土合算”法两种。
对于砂性土和粉土，可按水土分算法，即分别计算土、水压力，然后叠加；对粘性土可根据现场情况和工程经验，按水土分算或水土合算法进行，水土合算法则是采用土的饱和重度计算总的水土压力。
下面介绍《建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》所规定的计算公式：式中：p ak——支护结构外侧，第i层土中计算点的主动土压力强度标准值，kPa,当p ak<0时，应取p ak＝0；σak、σpk——分别为支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值，kPa；K a，i、K p，i——分别为第i层土的主动土压力系数、被动土压力系数；c i、φi——第i层土的黏聚力，kPa，内摩擦角(°)；p pk——支护结构内侧，第i层土中计算点的被动土压力强度标准值，kPa。
（2）对于水土分算的土层式中：u a、u p——分别为支护结构外侧、内侧计算点的水压力，kPa；γw——地下水重度，取γw=10kN/m3；h wa——基坑外侧地下水位至主动土压力强度计算点的垂直距离，m，对承压水，地下水位取测压管水位，当有多个含水层时，应以计算点所在含水层的地下水位为准；h wp——基坑内侧地下水位至被动土压力强度计算点的垂直距离，m，对承压水，地下水位取测压管水位。
作用于基坑支护结构的土压力，工程中通常按朗肯土压力理论（点击查看）计算，即上述的计算公式。
然而，在基坑开挖过程中，作用在支挡结构上的土压力、水压力等是随着开挖的进程逐步形成的，其分布形式除与土性和地下水等因素有关外，更重要的还与墙体的位移量及位移形式有关。
而位移性状随着支撑和锚杆的设置及每步开挖施工方式的不同而变化，因此，土压力并不完全处于静止和主动状态。
有关实测资料证明：当支护墙上有支锚时，土压力分布一般呈上下小、中间大的抛物线形状或更复杂的形状；只有当支护墙无支锚时，墙体上端绕下端外倾，才会产生一般呈直线分布的主动土压力。
基坑支护结构上水土压力分算与合算
文章编号:1004 5716(2006)05 0001 02中图分类号:TU554 +12 文献标识码:B 岩土工程基坑支护结构上水土压力分算与合算金永涛1,鲜 亮2,张建新1(1.同济大学地下建筑与工程系,上海200092; 2.路桥集团第二公路工程局,陕西西安710003)摘 要:以一具体的工程实例为分析背景,介绍了基坑工程中对于支护结构变形、内力分析,选择水土分算与合算的土压力模式对计算结果的影响,进而分析对于不同水土分算与合算产生差别的原因,最后,给出了选择水土分算与合算的原则。
关键词:水土压力;合算;分算随着目前高层、超高层建筑的兴建以及城市地下空间的开发,支护挡土结构及地下连续墙越来越广泛的得到应用,这使得支护结构上的水土压力计算得到越来越多的重视和讨论。
一方面,大量的实测结果表明:支护结构上的实际内力远小于计算值。
尽管人们一再降低安全系数,或者将荷载折减,往往实测应力还是偏小;另一方面,还是有许多基坑事故频繁发生。
一些基坑工程失事又与土中水有关。
这种情况表明,我们对于在原状土开挖过程中的土与结构的共同作用和水土相互作用机理的认识还远不够透彻和深入。
关于水、土压力的分算还是合算也一直是学术界争论的焦点。
结合工程实际,讨论选择不同的水土分算与合算模式,对计算结果的影响。
1 水土分算与合算基坑支护结构主要受两种力的作用:一种为水压力,另一种为土压力。
目前,计算基坑支护结构上的水土压力主要有两种方法:即水土合算与水土分算。
对于水土分算,其采用浮重度计算土压力,按静水压力计算水压力,然后两者相加即为总的侧压力,利用有效应力原理计算土压力,水土压力分开计算,计算式为:p a=k a H-2c k a+ w H(1)p p=k p H+2c k p+ w H(2)式中:k a、k p 主动和被动土压力系数,两者均以有效应力强度指标c 、 计算;、 w 土的浮重度和水的重度;H 基坑开挖深度。
对于水土合算,其计算式为:p a=k a H-2c k a(3)p p=k p H+2c k p(4)式中: 土的天然重度,地下水位以下取土的饱和重度;k a、k p 主、被动土压力系数,两者均以固结快剪或固结不排水强度指标计算。
水土分算_水土合算
所谓水土合算，其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，没有自由水，因此不形成 水压力。土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。显然这一方法 在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。然而，完全不透水的土层是不存在的，因此水土合算法仍然 是岩土工程界的一个争论问题。持赞同观点者认为：在一些渗透性很差的粘性土层中，水压力几乎为零，再 按水土分算法计算水压力会使支护结构的造价大大增加，显然是不合适的；而持反对观点者认为：
（1）分算、合算取决于工况 对于施工期或短期稳定和计算，一般采用总应力法，即土水合算，来不及排水的情况，采用土的Cu（不排水 剪切强度），φ=0；对于长期、远期、永久稳定性和计算问题，考虑有效应力法，即土水分算，即排水的情况， 一般采用c'、φ'，而且非粘性土c'=0，粘性土的c'比Cu小很多。 （2）非粘性土 砂、砾石等，则不用考虑工况，永远是排水的状态、永远采用有效应力原理、永远土水分算。因为，排水很畅 ！强度只有个φ'的贡献。
的方法，其中可能会出现表观上的不合理，我们不能因此而任意进行改造。”该文 献并明确地指出在粘性土中采用土压力的水土分算方法时，水压力取地下水位 下的静水压力，土的抗剪强度指标取用总应力法固结不排水剪指标，是不合EJUKg7kQinw
水土合算与水土分算
水土合算与水土分算1水土分算的概念与原理1.1基本概念水土分算原则,即分别计算土压力和水压力,两者之和即为总的侧压力。
这一原则适用于土体孔隙中存在自由的重力水的情况,或土的渗透性较好的情况,一般适用于砂土、粉土和粉质粘土。
1.2侧压力计算原理侧向土压力通常按朗金主动土压力和被动土压力计算,计算时地下水位以下的土的重度采用浮重度。
朗金理论的基本假定为:①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面和土层之间的摩擦力;②挡土墙后填土的表面为水平面,土体向下和水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间;③挡土墙后填土处于极限平衡状态。
在弹性均质的半空间体中,离开地表面深度为Z处的任意一点的竖向应力和水平应力分别为:σz= γZ(1)σx=K0γZ(2)在朗金主动土压力状态下,最大主应力为σ1=γZ,最小主应力为σ3=Pa,Pa=γZtg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2)(3)在朗金被动土压力状态下,最大主应力为被动土压力σ1=Pp,最小主应力为竖向压力σ3=γZ ,Pp=γZtg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2)(4)引入主动土压力系数Ka和被动土压力系数Kp,并令:Ka=tg2(45°- φ/2) (5)Kp=tg2(45°+ φ/2) (6)将式(5)、式(6)分别代入式(3)、式(4)得:Pa= γZKa-2c Ka(7)Pp= γZKp+2c Kp(8)用朗金或库仑理论进行土压力计算时,通常要用到土的物性参数:重度γ、内摩擦角φ和粘聚力c。
而各层土的物性参数是不一样的,在工程应用中一般有两种处理方法。
(1)直接取用各层土物性参数的方法当地层由多层土组成时,可分别采用各层土的物性参数,分别计算得到各层土的主动土压力强度和被动土压力强度。
由于通常各土层是不同的,因此土压力强度图形沿挡土墙深度方向是不连续的;在土压力计算过程中要比单一土层情况复杂些,但计算结果比较符合工程实际。
水土分算与合算适用情况
水土分算和水土合算方法的适用条件一、计算方法概述在一般地基基础工程计算中，建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基。
无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点，荷载大小明确，计算与实测结果基本接近。
而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力，水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。
支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的不确定性。
由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载，而这种水平荷载具有间接得出的特点，因此，由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定，水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果。
目前，工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法。
在水土分算时，水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等。
而水土合算时不需单独考虑水压力作用。
关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类，可参考有关土力学教科书，本处不在详述。
二、水土分算和水土合算方法的适用条件基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。
由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。
地下水位以下的水压力和土压力，按有效应力原理分析时，水压力与土压力应分开计算。
水土分算方法概念比较明确。
但是在实际使用中有时还存在一些困难，特别是对黏性土，水压力取值的难度大，土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标，在实际工程中往往难以解决。
因此，在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。
水土分算与合算的研究
1.从经验实用层面上看，计算土压力时一般不考虑开挖引起的孔隙水压力的变化，也不考虑渗透的作用，“水土分算”是计算全部的静水压力，并用浮重度计算土压力；“水土合算”是采用天然重度或饱和重度计算土压力，不再计算静水压力；从数值来看，前者大于后者，对于粗粒土，用“水土分算”基本没有分歧，主要是对粘性土，争议非常大；水土分算和水土合算方法的适用条件基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。
由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。
地下水位以下的水压力和土压力，按有效应力原理分析时，水压力与土压力应分开计算。
水土分算方法概念比较明确。
但是在实际使用中有时还存在一些困难，特别是对黏性土，水压力取值的难度大，土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标，在实际工程中往往难以解决。
因此，在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。
然而，这种方法亦存在一些问题，可能低估了水压力的作用。
(1) 水土分算水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为总的侧压力。
水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况，一般适用于碎石土和砂土，这些土无黏聚性或弱黏聚性，地下水在土颗粒间容易流动，重力水对土颗粒中产生孔隙水压力。
对于砂土、粉性土和粉质黏土等渗透性较好的土层，应该采用水土分算的原则来确定支护结构的侧向压力。
侧向土压力通常可按朗肯主动压力和被动压力公式计算。
地下水无渗流时，作用于挡土结构上的水压力按静水压力三角形分布计算。
地下水有稳定渗流时，作用于挡土结构上的水压力可通过渗流分析计算各点的水压力，或近似地按静水压力计算，水位以下的土的重度以下的土的重度应采用浮重度，土的抗剪强度指标宜取有效抗剪强度指标。
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水土分算和水土合算方法的适用条件
一、计算方法概述
在一般地基基础工程计算中，建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基。
无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点，荷载大小明确，计算与实测结果基本接近。
而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力，水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。
支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的不确定性。
由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载，而这种水平荷载具有间接得出的特点，因此，由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定，水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果。
目前，工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法。
在水土分算时，水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等。
而水土合算时不需单独考虑水压力作用。
关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类，可参考有关土力学教科书，本处不在详述。
二、水土分算和水土合算方法的适用条件
基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。
由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。
地下水位以下的水压力和土压力，按有效应力原理分析时，水压力与土压力应分开计算。
水土分算方法概念比较明确。
但是在实际使用中有时还存在一些困难，特别是对黏性土，水压力取值的难度大，土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标，在实际工程中往往难以解决。
因此，在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。
然而，这种方法亦存在一些问题，可能低估了水压力的作用。
（1）水土分算
水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为总的侧压力。
水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况，一般适用于碎石土和砂土，这些土无黏聚性或弱黏聚性，地下水在土颗粒间容易流动，重力水对土颗粒中产生孔隙水压力。
对于砂土、粉性土和粉质黏土等渗透性较好的土层，应该采用水土分算的原则来确定支护结构的侧向压力。
侧向土压力通常可按朗肯主动压力和被动压力公式计算。
地下水无渗流时，作用于挡土结构上的水压力按静水压力三角形分布计算。
地下水有稳定渗流时，作用于挡土结构上的水压力可通过渗流分析计算各点的水压力，或近似地按静水压力计算，水位以下的土的重度以下的土的重度应采用浮重度，土的抗剪强度指标宜取有效抗剪强度指标。
（2）水土合算
地下水位以下的水压力和土压力，按有效应力原理分析时，水压力与土压力应分开计算。
水土分算方法概念比较明确，但是在实际使用中有时还存在一些困难，特别是对黏性土，水压力取值的难度大，土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标，在实际工程中往往难以解决。
因此，在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力，也有了一定的工程实践经验。
水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象，适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土。
通过现场测试资料的分析，黏性土中实测的水压力往往达不到静水压力值，可认为土孔隙中的水主要是结合水，不是自由的重力水，因此它不易自由流动而不单独考虑静水压力。
因为将土粒与孔隙水看作一个整体，直接用土的饱和重度和总应力抗剪强度指标计算侧压力。
然而，黏性土并不是完全理想的不透水层，因此在黏性土层尤其是粉土中，采用水土合算方法只是一种近似方法。
这种方法亦存在一些问题，可能低估了水压力的作用。
三、有关规范规程关于土压力计算的规定
根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJl20—99）规定，对于作用于支护结构上的水平荷载标准值应按当地可靠经验确定，当缺少经验时，可按下列规定计算：
（1）对碎石土、砂土等无黏性土按水土分算原则进行计算。
在地下水位以下，作用于支护结构的侧压力，等于土压力与静水压力之和。
土压力计算采用浮重度γ/，和有效应力抗剪强度指标c/和φ/计算。
（2）对于黏性土和粉土按水土合算原则进行计算。
作用在支护结构上的侧压力，仅考虑土压力，水土合算时，地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标c和φ计算。