支护中水土压力的合算与分算的分析

．种方法时，式（３）和式（４）就变为以下两个公式：
● 只＝７ｔ：Ｋ。一２ｃＫａ＋Ｈ。Ｏ—Ｋ。）
（５）
０＝ＴｘＰ＋２ｃＫｐ＋Ｈ。ｑ—ＫＰＪ
（６）
３．２水土合算
深基坑”儿”中对于地下水位以下的土体利用水土合算 法，用饱和重度Ｔ。计算水土压力，而不考虑水压力的作
用。在地下水位下，某～层土体主动土压力强度”１只和被
基坑在逐层开挖过程中，墙后土体因墙前七体卸载， △６，减小，支护结构向墙前移动，墙后土体膨胀。而基坑 下的土体因卸载回弹，使各部分土体都有膨胀的趋势。这 就在土体中形成了负超静孔隙水压力，并且根据土层透水 性的大小，将保持很长时间，对工程相当不利。所以一般 的基坑工程施工，必须处理好地下水的问题。通常，通过 井点降水来降低基坑内的水头，这同时减小了渗流对工程 的影响。在许多工程事故中，常常是由于没有对土中的水 头梯度引起足够的重视。特别地，要注意地层中的粉砂 层，在水头差很大的情况下，如果止水帷幕没有阻断坑内
力。超静孔隙水压力ｕ是难以估算的，又不可能找出一个确
切的公式计算其大小，因此，可以采用某种方法将其的影
响考虑在土压力的计算公式中。通常可采用的方法有两
种：一是采用静水压力折减系数，通过对静水压力的折减 将这种负孔压考虑在土压力中（但是由于是随不同的工程变 化较大，其值不易确定，故一般不采用这种方法）；另外 一种是在不排水条件下测定土体的抗剪强度，将超静孔隙 水压力的影响考虑在总应力抗剪强度指标中。当采用第二
按有效应力原理将土骨架压力和孔隙水压力分别考虑的一 种算法。但在实际使用中会遇到一些困难，有时较难获得 有效强度指标，因此在许多情况下采用总应力法计算土压 力，再加上水压力。以下分两种情况来讨论水土分算：① 不考虑渗流影响时的水土分算；②考虑渗流影响时的水土 分算。
５．１．１不考虑渗流影响时的水土分算
该法是采用浮重度计算土压力，按静水压力计算水压
来自百度文库
力，然后两者相加即为总的侧压力，计算公式如下：
只＝Ｔ钛。一２０Ｋ。＋丫ｗ０
（１）
０＝Ｙ钦Ｐ＋２ｃＫＰ＋他
（２）
５．１．２考虑稳态渗流影响时的书土分算
只＝Ｙ￡Ｋ：－２０Ｋ＂＋缸。＋厅见一Ｋ：）
（３）
０＝Ｔ譬：＋２ｃＫ；＋缸。＋ＨⅪ一Ｋ；Ｊ
（４）
其中，＆ｌｖ为考虑渗流时的水压力，ｕ为超静孔隙水压
，
ＣＡＩ Ｈｏｎｇ—ｗｅｉ，ＷＡＮＧ Ｌｉ·ｗａｎｇ （Ｄａｌｉａｎ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｎｏｎ·Ｆｅｒｒｏｕｓ，Ｄａｌｉａｎ，ＬｉａｏｎｉｎｇＩ １ ６０３３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍ，ａｌｓｏ ａ ｇｒｅａｔｌｙ ｄｉｓｐｕｔｅｄ ｒｅａｓｅｒｃｈ ａｒｅａ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｌｃｌｕａｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｌｃｌｕａｔｉｎｇ ｗａｙｓ ｏｆ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｓｅ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ，ａｎｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ａ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ，ＳＯ ｉｔ ｉｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ ｈａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｖａｌｕｅ ａｃｃｔｕａｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｓｕｐｐｏｔｒｉｎｇ；ｅａｔｒｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ；ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ；ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｅａｒｔｈ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ；ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｗａｔｒｅ ａｎｄ ｅａｒｔｈ ｔｏｇｅｔｈｅｒ
第一层士 第二层土
重庚（州曲
１８．２ １９．３
帖聚力（婷Ｄ
１５ ２０
簟攘角（废）
２０ ２５
表达式
衰１ 土层参数 水－ｖ分ｌｔ（不ｊ｝虐渗 水土分算（考虑渗流） 水土台算
流）
只
只 ￡一只 只／只
３９．５
３５８．７ ３２１．２ ９．０
１２５．２
２７０．２ １ ４５．４ ２．２
７９．６ ２０１．● １２１ ２．４
目前由于勘察设计水平所限，无法保证所取的．十样为 原状十样。因土样的扰动，原状土的强度指标大大降低， 试验结果无法反映原状土的性状。另外，在土工试验所进 行的ｉ轴试验等一般围压在１００ｋＰａ以上，而工程土体中 １０ｍ范围内的实际围压小于１００ｋＰａ，这就低估了十的强度指 标。基于目前的现状，要使基坑支护设计更加安全、合 理，弥补理论上的不足，可以在试验的基础上对侧压力的 强度参数℃，咖值进行修正，提出更适当的经验公式。 ３ 计算方法分析 ３．１水土分算
ｌ 前育 目前随着我国高层、超高层建筑的兴建以及城市地下
空间的开发利用，基坑支护…结构设计计算中的许多问题逐 步Ｉ兀ｌ现出来。基坑支护中水土压力计算的研究得到广泛的 关注。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。然而对于水土压力的计算这一关键 性的问题，目前Ｔ程界的认识还不一致。关于在计算土压 力时如何考虑水压力的影响，存在着激烈的争论。基坑支 护中的土压力计算问题，即对地下水位以下的饱和粘性土 是采用水土合算法还是采用水土分算法。因此，对于水、 土压力”１的作用机理以及关于水、土压力的合算与分算模式 研究将是目前紧迫的探讨任务。 ２ 基坑支护结构水土压力的影响因素分析 ２．１土体内孔隙水压力分析
度开发，使我们在一代又一代人的不经意之间，失去了曾
经无比美好的柄息之地。到了二十世纪。中国进入前所未
有的人口高峰期，人口与资源的关系空前紧张。在这种情
况下，人们为了生存，开始干出～连串“要高山让路，让
河水低头”的蠢事。我们完全忘记了，人与自然本应该和
谐共处，而征服大自然的结果，就是整个生态系统的巨大
［１］建筑基坑支护技术规程ＪＧＪｌ２０－９９［Ｓ］． ［２】魏汝龙．深基坑开挖中的土压力计算［ＪＪ．地基处理，１９９８。１． ［３】梦秋英，王铁宏。陈耀先．对基坑支护结构土压力问题的讨论
［Ｊ］．建筑结构学报。１９９８，５． 【４】杨斌，胡立强．挡土结构例土压力与水平位移关系的试验研究
［Ｊ］．建筑科学。２０００．２． ［ｅｌ龚晓南，高有湖．深基坑工程设计施工手册［Ｍ］。北京：中国建筑
（３）试验室内所测的试验数据是在扰动土样上得到 的，远不能反应原状土样的实际受力性状。所以改进试验 装置和试验方法是当前嚼迫的任务。
（４）我们对于原状粘性土中的水土相互作用问题，以 及复杂应力路径所涉及的～些问题尚未清楚认识．还有待 于从微观机理、室内试验，模型试验，现场测试和计算比 较等方面进行研究。 ◆考文献：
工业出版社。１９９８． ［６】黄强．建筑基坑支护技术规程应用手册［啪．北京：中国建筑工
业出版社，１９９８．
［７】史佩栎。高大钊等．２１世纪高层建筑基础工程［Ｍ］．北京：中国建
筑工业出版社。２０００。７．
（上接第６６页）
上天赐给我们中华民族的江山曾是如此
美丽。是连绵不绝的战争、人口的过度增殖与对土地的过
广］茎垄皇墨
水土压力的合算与分算的分析
蔡洪伟
王立旺
（辽宁有色大连勘察院， 辽宁大连１１ ６０３３）
摘要：现行基坑支护设计中，水土压力的计算是一个相当重要的探讨课题，也是现阶段争议颇多的一个研究领域。本
文比较分析水土分算和水土合算的计算方法，并结合工程实例，验证它们的合理性和适用的条件，得到一种具有实际运 用价值的计算方法。
，１４
万方数据
关键词：基坑支护；土压力；水压力；水土分算；水土合算
Ｔｈｅ ＣａＩｅｕｌａｆｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆＷａｔｅｒ ａｎｄ Ｅａｒｔｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｏｎ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｒｏｕｎｄ
ａ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ
囊２ 计算结果 从表中可看到。考虑渗流效应的水土分算法其结果介 于水土分算（不考虑渗流）与水土合算的计算结果之间，更 能符合实际。 Ｉ 结论
（１）水土分算的概念是清楚的，但在某些情况下很难 确定孔隙压力ｌ在一些饱和原状粘性土中，可能不存在静 水压力。
（２）考虑渗流效应的水土分算法综合考虑了更多的因
素。是一种更好的算法。应当在实践中接受检验和加以完 善．
动土压力强度０即由下式计算：
￡＝Ｔ。ｚＫ一２ｃＫ，，
（７）
ｅ＝Ｙ。Ｋ，＋２０Ｋ。
（８）
４ 结合工程实倒分析
某一基坑工程，主要分为两层土，水位以上为第一层 土。水位以下为第二层土。ｚ，，＝５．０ｍ，Ｈｐ；＝４．Ｏｍ，ｈｆｌ．ｏｍ。
Ｈｌ＝６．Ｏｍ，Ｈ２－４．Ｏｍ，ｋ＝１．０ｍ，｝ｌＩ。＝５．０ｍ。基坑各
收稿日期：２００９－０１—０９修回日期：２００９－０１—２８ 作者简介：蔡洪伟（１９８１一）．男，黑龙江齐齐哈尔籍。本科．技５术４－，－ｔ员，从事岩土工程和工程勘察等方面的研究。
万方数据
中国西部科技 ２００９年２月（中旬）第０８卷第ｏｓＭ总第１６６期
基坑支护中的水土分算是指在计算支撑结构受力Ⅲ时，
外的水力联系，很容易发生流砂现象，给工程带来巨大的 损失。 ２．２原状土的结构性
取样的扰动会大大降低原状士的强度指标，对于砂土 可能将其结构强度丧失殆尽。原状土在长期沉积固结过程 中形成的颗粒间的胶结、咬合和土层问的物质渗透和约束 作用有时是十分强烈的。 ２．３基坑内土体中的残余应力
一般计算土压力时，基坑内的垂直应力是从坑底算起 的自重应力，被动土压力口１按只＝＾胆’计算。其中ｚ’是从 基底起算的深度。实际上，由于基坑开挖面积是有限的， 基坑以下土体的垂直向应力应当是从原地面起算的自重应 力加上由于开挖引起的“负附加应力”６：，即舵＋６：盖它远 大于由基坑底起算的“自重应力”舵’）。 ２．４土样的采取
破坏．
不少人总在理直气壮地说，世界资源应该共享。但我 在此想问一句，一些国家将自己的家园折腾得一塌糊涂， 有什么资格去分享人家精心维护的资源？要知道，在世界 大同这个梦实现以前。人类毕竟还是得按照民族国家的疆 界与准则生存。我们曾拥有尤比美丽的栖息之地，我们再 也不能破坏已脆弱无比的生态系统。要记住，爱护我们的 山山水水，爱护我们的树林，就是爱护我们这个五千年文 明古围的未来。 ◆考文献：【■）