荷载与抗力计算

荷载与抗力计算

作用于用护墙上的水平荷载，主要是土压力、水压力和地面附加荷载产生的水平荷载。

围护墙所承受的土压力，要精确的计算有一定困难，因为影响土压力的因素很

多，不仅取决于土质，还与围护墙的刚度、施工方法、空间尺寸、时间长短、气候条

件等都有关。

LI前计算土压力多用朗金（Ramkine）土压力理论。朗金土压力理论的墙后填

土为匀质无粘性砂土，非一般基坑的杂填土、粘性土、粉土、淤泥质土等，不呈散粒

状：朗金理论土体应力是先筑墙后填土，土体应力是增加的过程，而基坑开挖是土体

应力释放过程，完全不同；朗金理论将土压力视为定值，实际上在开挖过程中是变化

的。所解决的圉护墙土压力为平面问题，实际上土压力存在显著的空间效应；朗金理

论属极限平衡原理，属静态设汁原理，而土压力处于动态平衡状态，开挖后由于土体

蠕变等原因，会使土体强度逐渐降低，具有时间效应；另外，在朗金计算公式中土工

参数（＜p、c）是定值，不考虑施工效应，实际上在施工过程中由于打设预制桩、降

低地下水位等施工措施，会引起挤土效应和土体固结，使q＞、c值得到提高。因此，

要精确地计算土压力是困难的，只能根据具体情况选用较合理的计算公式，或进行

必要的修正，供设计支护结构用。

根据我国《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99,水平荷载标准值和水平抗力标

准值可按下列公式进行计算：

水平荷载标准值

作用于围护墙上的土压力、水压力和地面附加荷载产生的水平荷载标准值eajk （图6-61）,应按当地可靠经验确定，当无经验时按下列规定计算：

图6-61水平荷载标准值计算图

1.对于碎石土和砂土：

（1）当计算点位于地下水位以上时

e ajk = %K ai - 2c ik（ 6-26）

（2）当计算点位于地下水位以下时

e ajk = %K ai -2c ik+ ｛（Zj -九）-（inJ -hg）〃敗K ai\y w（.6-27）

式中。联一一作用于深度Zi处的竖向应力标准值，按式（6・29）计算;

/备一一第i层土的主动土压力系数;

Cik——三轴试验（当有可鼎经验时，可釆用直接剪切试验）确定的第i 层土固结不排水（快）剪粘聚力标准值；

Zj——计算点深度；

心--- 计算参数，当Zj

h wa——基坑外侧地下水位深度；

n«a——计算系数,当h*aWh时，取1;当h、4h时，取零；

Yw——水的重度。

2.对于粉土和粘土:

(6-28)

当按上述公式计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时，则取其值为零。

3.基坑外侧竖向应力标准值o ajk按下式规定计算：

O ajk= O rk+ O ok+。lk （6-29 ）

（1）计算点深度乙i处自重竖向应力

当计算点位于基坑开挖面以上时：

o rk= YmjZj （6-30）

当计算点位于基坑开挖面以下时：

O rk= Y mh/? （6-31）

式中Y mj——深度Zj以上土的加权平均天然重度；

Y mh——开挖面以上土的加权平均天然重度。

（2）当支护结构外侧地面作用均布荷载“时（图6-62）,基坑外侧任意深度处竖向应力标准值按下式计算：

图6-62地面均布荷载时基坑外侧附加竖向应力计算简图（3）当距离支护结构外侧加处地表作用有宽度为加的条形附加荷载小时（图6-63）,基坑外侧深度CD范围内的附加竖向应力标准值。旧按下式计算:

(6-33)

图6-63局部荷载作用下基坑外侧附加竖向应力计算简图

水平抗力标准值

1・基坑内侧水平抗力标准值即jk宜按下列规定计算(图6-64)：

图6-64水平抗力标准值计算简图

(1)对于砂土和碎石土

e

jk = bpjkKpi+2CjkjKpi +(Zj -h wp)(\-K pi)y w (6-34)

P

式中o咏一一作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值；

O pjk= YmjZj (6-35)

Kpi——第i层土的被动土压力系数：

心=如(45°+牛)

(2)对于粘性土及粉土:

% = % K pi + 2c ik 7^7 （ 6-36）

2.作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值。咏，可按下式计算:

0 pjk= YmjZj （6-37）

式中Y ——深度Zj以上土的加权平均天然重度。