基坑支护结构上水土压力的分算与合算研究

2020-10-12

江西建材 2020年9期

海南地质综合勘察设计院，海南海口 570206

1 基坑支护结构水土压力变化的影响因素

1.1 土体参残余应力

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，其公式会涉及到深度变量，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，使得丧失原土原有的强度值。特别是对于一些砂土而言，造成的影响十分明显。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，并且其变化十分的剧烈。

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安全事故的概率比较高。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分的计算以及分析。但是现阶段，有关领域针对土体结构以及水土之间作用的问题，并没有一个较深的研究，因此在对基坑支护结构的水土压力计算方面，一直存在着一定的问题。在进行基坑支护结构的设计过程中，水土压力的计算方法上，主要是采用水土压力分算以及水土压力的合算这两种不同的计算方法。其中采用水土压力的分算之后，可以很好依据应力的原理，将支护结构当中所需要承担的侧压力，有效的分解为土压力以及水压力，之后再对两个力进行分别的计算。

2.1 基坑支护结构的水土压力分算

在应用分算计算方式的过程中，经常会在实际应用时，面临一些问题和困难，例如比较难以获取到强度指标等。因此在应用这种方法进行水土压力的计算过程中，基本上都是基于总的应力，之后再将土压力以及水压力进行结合起来分析。对于水土压力分算的过程中，基本上可以分为两种不同的情况进行分析，首先一种情况是基于稳态渗流的影响基础上，需要依据基坑支护的结构，进行水土压力方面的计算分析，具体公式如下公示所示。

在该公式下，uw是指在渗流状态下的水压力，而则是指超静空隙水的压力值，k 为基本常数。在超静空隙水压力当中，由于并没有一个有效的计算公式，使得需要在分析的过程中，利用静水压力折减系数进行计算，或者在不排水条件下，对其土体抗剪强度的计算，来将超静空水压力，纳入到总应力当中，进而实现对基坑支护结构的水土压力的分析。在另一种情况当中，则不受到渗流方面的影响。在这样的情况之下，在对基坑支护的结构水土压力方面进行计算的过程中，需要利用以下公示（不考虑渗流影响的计算公式）进行相关计算：

在这样的公式当中，需要依据基坑当中的土压力的实际浮重度，进行相应的计算分析，同时水压力的计算当中，需要依据静水压力来进行计算，因此在将二者进行相加之后，可以获得压力的总值。

2.2 基坑支护结构水土压力的合算

在进行基坑的开挖操作过程中，当到达了地下水位的时候，就需要利用合算法来对基坑支护结构上的水土压力进行相应的计算分析。在这样分析过程中，需要忽视水压力产生的作用，并利用饱和重度的方式，对其水土压力进行相应的计算，对于地下某一个土体的被动强度值，以及主动压力强度，则需要使用P1 和Pa 来进行表示。

3 工程实例

某工程建设的过程中，采用围护的结构形式进行施工，在围护的使用方面，长度需要控制在12m，厚度在3.6m 之内，最大的开挖深度值在5.8m 的程度，在底限水位的深度方面大约为0.7m 深，在进行围护桩的模量计算过程中，采用了有限元分析方法，使得能够很好的对其土体相应数值进行计算，在工程建设的过程中，需要采用总应力抗剪强度的实际参数，来对基坑支护结构进行水土压力的计算分析。

在对该工程进行分析的过程中，由于考虑到渗流的影响因素，为了进一步的满足工程项目的水土压力计算，就需要在计算的过程中，采用渗流分算的方法进行计算，使得能够为工程项目的施工建设提供一个良好的数据支持。对于工程项目的建设而言，只有保障获取到真实的数据信息，才可以在进行基坑施工的过程中，保持一个良好的施工建设过程，为整个建筑的质量和稳定性提供充足的保障。