土方边坡与基坑支护全解

项目三土方边坡与基坑支护

【职业能力目标】

基坑是建筑工程的一部分，尤其是对深基坑开挖与支护问题，引起了各方面的广泛重视。由于影响其工程质量的因素复杂，因此，在基坑工程施工中，处理不当时可能会出现一些意外的情况，给工程造成一定的经济损失。通过本项目的学习，应了解土压力的类型，熟悉其影响因素，土方边坡的稳定分析，基坑支护结构的类型及选型原则，基坑支护结构的破坏形式与现场监测。

（中英文）主动土压力Active earth Pressure；静止土压力Earth pressure 【关键词】

at rest ;被动土压力Passive earth Pressure；边坡Side slope

任务一土压力的类型与影响因素

在建筑工程地基与基础施工中，为了防止土坡发生滑动和坍塌，需用各种类型的挡土结构物加以支挡。支挡结构物的典型代表就是挡土墙，它是用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性，或使部分侧向荷载传递分散到填土上的支挡结构物。要想解决好基坑支护问题，需要我们学习相关的一些理论知识。

一、土压力的类型

土压力是指由于土体自重、土上荷载或结构物的侧向挤压作用，挡土结构物所承受的来自墙后填土的侧向压力。土压力的确定是挡土支护施工设计的重要依据。

1、土压力试验

在实验室里通过挡土墙的模型试验，可以测得当挡土墙产生不同方向的位移时，将产生三种不同性质的土压力。

在一个长方形的模型槽中部插上一块

刚性挡板，在板的一侧安装压力盒，填上

土；板的另一侧临空。在挡板静止不动时，

测得板上的土压力为E0 ；如果将挡板向离

开土体的临空方向移动或转动时，则土压

力逐渐减小，当墙后土体发生滑动时达到

最小值，测得板上的土压力为E a ；反之，

将挡板推向填土方向则土压力逐渐增大，图6-2 墙身位移与土压力的关系

当墙后土体发生滑动时达到最大值，测得板上的土压力为Ep。土压力随挡板移动

而变化的情况如图6-2 所示。

2、土压力种类

上述土压力试验表明，根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，可将土压力分为以下三种。，可以将土压力分为以下三种情况。

1) 静止土压力（ E

）。如图6-3a 所示，挡土墙在墙后填土的推力作用下，不

发生任何方向的移动或转动时，墙后土体没有破坏，而处于弹性平衡状态，作用于墙背的水平压力称为静止土压力E

。例如，地下室外墙在楼面和内隔墙的支

撑作用下几乎无位移发生，作用在外墙面上的土压力即为静止土压力。

2) 主动土压力（ E

）。如图6-3b 所示，挡土墙在填土压力作用下，向着背离

a

土体方向发生移动或转动时，墙后土体由于侧面所受限制的放松而有下滑的趋势，土体内潜在滑动面上的剪应力增加，使作用在墙背上的土压力逐渐减小。当挡土墙的移动或转动达到一定数值时，墙后土体达到主动极限平衡状态，此时作

（土体主动推墙）。

用在墙背上的土压力，称为主动土压力E

a

图6-3 土压力的类型

3）被动土压力（ Ep）。如图6-3c 所示，当挡土墙在较大的外力作用下，向着土体的方向移动或转动时，墙后土体由于受到挤压，有向上滑动的趋势，土体内潜在滑动面上的剪应力反向增加，使作用在墙背上的土压力逐渐增大。当挡土墙的移动或转动达到一定数值时，墙后土体达到被动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力，称为被动土压力Ep（土体被动地被墙推移）。

静止土压力的计算主要应用弹性理论的方法；主动土压力和被动土压力的计算主要应用朗肯土压力理论和库仑土压力理论以及由此发展起来的一些近似方法及图解法。试验研究表明，在相同条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，

即： Ea

二、影响土压力的因素

1、挡土墙的位移。挡土墙的位移（或转动）方向和位移量的大小，是影响土压力大小的最主要因素。墙体位移的方向不同，土压力的性质就不同；墙体方向和位移量大小决定着所产生的土压力的大小。其它条件完全相同，仅仅挡土墙的移动方向相反，土压力的数值相差可达20 倍左右。

2、挡土墙类型。挡土墙的剖面形状，包括墙背为数值还是倾斜、光滑还是粗糙，都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。如果挡土墙的材料采用素混凝土或钢筋混凝土，可认为墙背表面光滑，不计摩擦力；若是砌石挡土墙，则必须计入摩擦力，因而土压力的大小和方向都不相同。

3、填土的性质。挡土墙后填土的性质，包括填土松密程度即重度、干湿程度（即含水率）、土的强度指标（内摩擦角和粘聚力）的大小，以及填土表面的形状（水平、上斜或下斜）等，都将会影响土压力的大小。

任务二土方边坡与稳定

在工程建设中常会遇到土坡稳定性问题，如道路路堤，基坑的放坡开挖和山体边坡等。边坡由于丧失稳定性而滑动，称为“滑坡”。如果施工中处理不当，一旦发生滑坡将会造成严重的工程事故，不仅影响工程进度，甚至威及生命安全和工程存亡，应该引起重视。因此应正确认识土方边坡与稳定方面的相关知识，积极采取必要时的工程措施。

一、土方边坡

土坡就是具有倾斜表面的土体。由于地质

作用自然形成的土坡，如山坡、江河的岸坡等

称为天然土坡。经过人工开挖，填土工程建造

物如基坑、渠道、土坡、路堤等的边坡，通常

称为人工土坡。土坡的外形和各部分名称，如

图6-35 所示。在土体自重和外力作用下，坡

体内将产生切应力，当切应力大于土的抗图6-35 土坡的各部分名称剪强度时，即产生剪切破坏，如靠坡面处剪切破坏面积很大，则将产生一部分土体相对另一部分土体滑动的现象，称为滑坡或塌方。

为保证施工时土体的稳定，防止塌方，保证施工安全，当挖土超过一定的深