基坑支护中水土压力合算与分算的综合分析
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。
基坑支护工程中土压力的计算
基坑支护工程中土压力的计算[摘要]本文针对基坑支护工程中土压力的计算进行了理论探讨，对经典的朗肯土压力理论和库仑土压力理论“水土合算”与“水土分算”进行了分析。
对给出了工程设计计算中主动土压力区和被动土压力区抗剪强度指标的选取原则。
[关键词]土压力；地下水的影响；抗剪强度指标中图分类号：tu753 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0138-02基坑支护工程中，主要的荷载为作用于维护结构上的侧向压力，包括土压力和水压力。
工程中侧向荷载的确定一般是依据经典的朗肯土压力理论和库仑土压力理论，但是经典的朗肯土压力理论和库仑土压力理论是在严格的假设条件下得到的，因此土压力与工程实际中得到的数据是有差别的，本文就此问题进行探讨。
1.0.经典的土压力理论朗肯—库仑土压力理论距今已有一、二百年的历史，现代随着建设规模的发展和扩大，测量技术和计算技术的迅速发展，人们对土压力的性质和土压力的分布与变化规律也有了更深刻的认识，在一些文献中，人们发表了测试结果与理论计算土压力不符合，有的人甚至怀疑经典的土压力理论。
实际上经典的土压力理论是在严格的假设条件下得到的，实际工程中的工况与经典的土压力理论的假设相去甚远，因此我们需要对经典理论的假设条件有个再认识的过程。
1.1 经典的土压力理论给出的是极限值应用经典的土压力理论进行支护工程的侧压力计算时，得到的是土压力的极限值，即达到主动极限状态或被动极限状态时的接触压力，在实际工程设计时应对此值除以一个合理的安全系数。
当维护结构处于正常的工作状态时，不可能出现这种极限状态，接触压力不是极限值，此时测得的变形、土压力、孔隙水压力等数值一般不能与经典理论的计算结果相比较。
基坑开挖时作用在维护结构墙面上的是静止土压力，此时土体处于完全弹性状态，基坑开挖后土体处于塑性局部发展的过程中，墙后和墙前的土压力都没有达到极限状态。
1.2.经典的土压力理论只能计算刚性接触面上的土压力经典土压力理论没有考虑挡墙土身的变形，挡墙是绝对刚性的，只考虑挡墙的平动或转动等刚性位移。
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
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
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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［ ］ 蔡棋瑛 ， １ 林建华． 于小波分析和神经 网络 的桩身缺 陷诊 断 基
ｆ ］ 振 动 与 冲 击 ，０ ２ ２ （ ）９ －８ ． Ｊ ２０ ，１ ３ ：７９ ．
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。
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。
基坑支护结构水压力分析
１目前 支护 结构水土压 力的计算方法
在 实践工 程 中， 如何考 虑地 下水 作用 一直 存在 两种 认识 。一种 认 为应 该按 照土 的有效应 力 原理 ，
对支 护 结构上 的水 压力 和土 压力 分别 计算 ０ ， 这种 方法 适用 于任 何一 种土类 。另一种 方法 ， 对 于透 水 性 强 的土 类 ， 采 用水 土 分算方 法 ； 而 对 于透 水 性弱 的 土层 ， 例 如 粉土和 粘 土 ， 则应 该采 用合 算 的方法
基坑支护结构水 压力分析
张加兴
基坑 支护结构 水压 力分析
张力 口 兴
（ 中铁第 四勘察设计院集团有限公司城 地院 武汉 ４ ３ ０ ０ ６ ３ ）
【 摘
要】 基坑支护结构上水土压力计算分为水土分算和水土合算两种方法， 在考虑地下水渗流的情况
下， 水土分算是合理可行的。 还介绍了水压力的分布受土层分布、 渗透系数和地下水边界远近等因素影响
把基 坑 内外 两侧 的水压 力 按 照静 水压 力 来考
虑， 如图 １ 所示 。
基坑 两侧 总水 压力 为
＇
＝
模型 的梯脚分 布 ， 此 时采用 倒三 角模型 与实 际情 况
是不 符合 的 。
１
寺 ｈ ＋ ｈ Ｈ ＝ ｙ ￣ ｈ （ ÷ ＋ ｍ
（ １ 等情 况 。
【 关键词】 水土分算
水土合算 渗透 系数
土层分布 地 下水
实际工程 中， 由于基坑 开挖 导致 坑 内外 存在水
０引 言
近 年 来 ，随着 社 会经 济 和 科 学技 术 的迅 猛 发
头差而形成渗 流 ， 渗流 的存在 ， 不 仅仅影 响基坑 周围 地 表沉 降 ， 而且 引起坑 内外 的孔 隙水 压力和 有效压 力 发生 改变 ， 从 而影 响 了围护 结构上 的水压 力分布
【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.。
浅析基坑设计中水土压力的计算
，
分析 两 种 算 法 不 同 之处 ， 出不 同土 体 比 较合 理 的 计算 方式 。 提
测 定 土体 的抗 剪 强 度
．
将 超 静 孑 隙 水 压 力 的影 响 考虑 在 总 应 力 Ｌ
抗 剪强 度 指 标 中 ， 照 第 二种 方 法 我 们可 知 式 （ ） （ ） 为 ： 按 ３和 ４ 变
．
对 于工 程 实 际 超 静水 压 力 的值 是难 以 估算 的
．
现 在 也 没有
确 、合理地进行水土压力的计算 是进行其他各项工作的前提和
基 础 。然 而 ， 统 的 土 压力 计 算 都 是 在 一 定 理 想 条 件 下 得 出 的 ， 传 常 常 与 实 际 工程 中 的情 况 不 太 相 符 合 ，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 ， 此 ， 、 压力 的 合 算 与 因 水 土 分算 的 研 究 ， 日前 我 们 面 临 的任 务 。本 文 从 经 典 土 压 力 出 发 ， 是
得：
Ｐ ｙ， ．２ ／ ， ．Ｋ －ｃ、 ￣ ｚ
．
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Ｐ－ ｚ ＋ ｃ、 ￣ Ｋ； ２ ＂ － ％． ／ ＋ Ｋ ＋ Ｊ — 。 ｕ （） ４ 式中 ： 为 考 虑 渗 流 作 用 时 的水 压 力 ， 为 超 静 水 压 力 。 ‰
１３ 超 静 水 压 力 的考 虑 与 分 析
１ 水土分 算 的分析
基 坑 支 护 中 的 水 土 分 算 是 按 有 效 应 力 进 行 计 算 的 ， 原 理 其
是 将 土 骨 架 力 和孑 隙水 压力 分 别 考 虑 的 一 种 算 法 ， 般 采 用 Ｌ 一 的计算公式为 Ｐ ｏ＂ ＂ ｃ ．： ． －￣－ Ｋ ２ ＿Ｊ ｎ ， ＂２ ｅｃ － ＋ （） Ⅱ １