水土分算与合算适用情况
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1.2.1土压力计算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

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)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。
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。
锚固

一、名词解释1、岩土锚固:锚固是指通过可确定力的方向和大小的锚固受拉杆件(钢筋或钢绞线等),将被加固的岩土体或建筑结构体与相对稳定的岩土体“锚”在一起,以达到限制被加固岩土体有害变形的发展,保护围岩、边坡、建筑结构体等的稳定。
2、压力型锚杆:是借助无粘结钢绞线或带套管钢筋使之与灌浆体隔开,和特制的承载体将载荷直接传至底部的承载体由底端向固定段的顶端传递的,受载荷后其固定端内的灌浆体处于受压状态。
3、拉力型锚杆:载荷是依赖其固定段杆体与灌浆体接触的界面上的剪应力(粘结应力)由顶端(固定段与自由段的交界处)向底端传递的,锚杆在受荷后其固定段内的灌浆体处于受拉状态。
4、单孔复合锚杆:在同一钻孔中安装几个单元锚杆,而每个单元锚杆均有自己的杆体、自由段长度和固定段长度,而且承受的载荷也是通过各自的张拉千斤顶施加的,并通过预先的补偿张拉(补偿各单元锚杆在同等载荷下因自由段长度的不同而引起的位移差)而使所有单元杆件承受相同的荷载。
7、潜水完整井:贯穿整个潜水含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
8、承压完整井:贯穿整个承压水含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的井。
9、降水影响半径:从降水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
10、土钉墙:土钉墙由被加固土体、置于土体中的土钉以及面层组成。
天然土体通过土钉的原位加固并同喷射混凝土面板相结合,形成类似重力式挡墙的挡土结构物,以此抵抗墙后传来的土压力和其他外力,提高整个边坡(基坑)的稳定性,这种土挡土墙被称为土钉墙。
土钉可分为:钻孔注浆型土钉、打入型土钉和射入型土钉。
11、加筋土挡墙:土中埋置一定的的筋条以加固土体,使土和筋条形成一种复合材料的挡土墙。
由墙面板、加筋材料及填土共同组成,依靠拉筋与填土之间的摩擦力来平衡土压力。
12、深层搅拌桩挡墙:在地基深处将软土和水泥强制搅拌,利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩或墙。
基坑支护结构上水土压力计算分析

基坑支护结构上水土压力计算分析摘要:分析了目前在基坑开挖中广泛应用的水土分算、水土合算计算水土压力的问题,讨论7计算中所用抗剪强度的测定与选择,并通过工程实例计算,认为考虑渗流作用的水土分算法与实际情况更符合。
关键词:水土分算;水土合算;流网法;强度指标中图分类号: s157 文献标识码: a 文章编号:在进行深基坑支护结构设计时,首先要计算深基坑开挖过程中作用在支护结构上的水压力和土压力。
力的大小主要取决于基坑开挖的深度、场地土体的性质和地下水水位。
对于地下水位高的基坑场地,墙后土体饱和,存在静水压力,甚至有渗流和超孔隙压力的影响。
经典的极限土压力理论是从砂土发展起来的,对于场地复杂多变、受多种因素影响的实际工程,很难给出符合实际的结果,尤其是对于粘性土。
近年来,基坑支护结构上的水土压力计算成为岩土工程界的一个热点问题。
1水土分算水土分算是指在计算土压力时,按有效应力原理将土骨架压力和孔隙水压力(静孔隙水压力和超静孔隙水压力)分别考虑的一种算法。
在基坑工程中由于土方开挖和基坑降水的影响,很容易在墙前后的土体中形成一个水头差,因此分两种情况来讨论水土分算。
1.1不考虑渗流影响时的水土分算当基坑内外存在水位差时,如果支护结构插入坑底的不透水土层中,且可以确定基坑内外的地下水不会发生渗流时,可以不考虑渗流的影响。
在没有地下水渗流作用的土中,不必考虑渗透力的影响,按传统计算的水、土压力值基本和实测值吻合。
1.2考虑稳态渗流影响时的水土分算在基坑支护工程中,由于工程的需要,通常需要进行降水处理,从而造成支护结构两侧水位有差异,形成渗流,当支护结构未插入坑底的不透水土层时,渗流将会通过土体空隙经支护体流向被动侧。
此时,土压力的计算必须考虑渗流的影响。
在基坑支护中考虑稳态渗流的影响计算水压力时,除采用常用计算公式外,还经常采用流网法和直线比例法。
1. 2.1考虑稳态渗流影响的水土分算计算公式(1)式中:一静孔隙水压力或稳定渗流中的水压力;一超静孔隙水压力。
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.。
深基坑工程设计施工中地下水的控制

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=
井点 、 电渗井点 、 管井井点 、 井点等。以管井井点降水为 深井
例, 在实际中常有以下情 况发生 : 开挖前降水过量 ; ① ②在淤 泥质水 中降水效 果 不明 显 , 挖 时在机 械挤压 下又 有水 流 开 出; ③水泵不能连续运转。这些都有 可能导致周 边地面的不 均匀沉降与开裂 , 给周 边 的管线 、 建筑与道路 的正常使 用带
摘
要
为进 一步落实可持 续发展 战略, 保障人 民拥有健康 、 安全 的工作 生活环境 , 效地 防治和及 时地处理 突发性 重大污 有
下几点 :
肯理论与库仑理论计算的结果有很大 的不同。此 外 , 渗透力
方 向的不同 。 将影 响基坑水土压力。挡土结构后面 的土 中存
在二维分布的超静孑压时, L 不宜用朗肯理论而应用库仑压力
理论 。
() 1控制降水 速度 , 均匀降水 , 土粒 带出 , 勿使 随时注意
抽 出的地下水是 否有 }浊现象 。为此 , 昆 应选用合适 的滤 网与
22 大基坑复杂地质条件下的施 工措施 .
朗肯理论才适用, 但有平面渗流的情况就不适用。库仑土压
力理论 由于考虑土楔体 的极限平衡 , 因而更 为适 用在有渗流
的情况下计算水土压力。当挡土墙墙后水为 二维 渗流时 , 由 于渗流力方 向不全是竖直方 向, 故朗肯理论不适用 。这时 朗
若基坑 开挖 面积 巨大 , 而坑体周围地质条件 又复杂的情 况下 。 很容易产生 周 围地 面的沉 降与开裂 , 施工 时应 注意以
水土合算法在无 渗流的情况下一般适 用于粘土和粉土 ,
如果有渗流存在 , 情况将有所不同 , 其分析原因如 下 : () 1渗流的一部分 表现为渗 流力 作用于 土体骨架 , 剩下 的才是孔 隙水压力 ;
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。
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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。
(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。
(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。
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。
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。