水平荷载计算及应力标准值计算方法

（1）计算作用在支护结构上的水平荷载时，应考虑下列因素。

1）基坑内外土的自重（包括地下水）。

2）基坑周边既有和在建的建（构）筑物荷载。

3）基坑周边施工材料和设备荷载。

4）基坑周边道路车辆荷载。

5）冻胀、温度变化等产生的作用。

（2）作用在支护结构上的土压力应按下列规定确定。

1）作用在支护结构外侧、内侧的主动土压力强度标准值、被动土压力强度标准值宜按下列公式计算（图2-3）。

①对于地下水位以上或水土合算的土层：

式中 p_ak——支护结构外侧，第i层土中计算点的主动土压力强度标准值（kPa）；当p_ak<0时，应取p_ak=0；

σ_ak、σ_pk——支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值（kPa），按本小节第（5）条的规定计算；

K_ai、K_pi——第i层土的主动土压力系数、被动土压力系数；

c_i、φ_i——第i层土的黏聚力（kPa）、内摩擦角（°）；按第一节第一小节第（14）条的规定取值；

p_pk——支护结构内侧，第i层土中计算点的被动土压力强度标准值（kPa）。

②对于水土分算的土层：

式中 u_a、u_p——支护结构外侧、内侧计算点的水压力（kPa）。按本小节第（4）条的规定

取值。

2）在支护结构土压力的影响范围内，存在相邻建筑物地下墙体等稳定的刚性界面时，可采用库仑土压力理论计算界面内有限滑动楔体产生的主动土压力，此时，同一土层的土压力可采用沿深度线性分布形式。

3）需要严格限制支护结构的水平位移时，支护结构外侧的土压力宜取静止土压力。

4）有可靠经验时，可采用支护结构与土相互作用的方法计算土压力。

（3）对成层土，土压力计算时的各土层计算厚度应符合下列规定：

1）当土层厚度较均匀、层面坡度较平缓时，宜取邻近勘察孔的各土层厚度，或同一计算剖面内各土层厚度的平均值。

2）当同一计算剖面内各勘察孔的土层厚度分布不均时，应取最不利勘察孔的各土层厚度。

3）对复杂地层且距勘探孔较远时，应通过综合分析土层变化趋势后确定土层的计算厚度。

4）当相邻土层的土性接近，且对土压力的影响可以忽略不计或有利时，可归并为同一计算土层。

（4）对静止地下水，水压力（u_a、u_p）可按下列公式计算（图2-3）。

图2-3 土压力计算

u_a=γ_wh_wa （2-4a）

u_p=γ_wh_wp （2-4b）

式中 γ_w——地下水的重度（kN/m³），取γ_w=10kN/m³；

h_wa——基坑外侧地下水位至主动土压力强度计算点的垂直距离（m）；对承压水，地下水位取测压管水位；当有多个含水层时，应以计算点所在含水层的地下水位为准；

h_wp——基坑内侧地下水位至被动土压力强度计算点的垂直距离（m）；对承压水，地下水位取测压管水位。

当采用悬挂式截水帷幕时，应考虑地下水沿支护结构向基坑面的渗流对水压力的影响。

（5）土中竖向应力标准值（σ_ak、σ_pk）应按下式计算。

σ_pk=σ_pc （2-5b）

式中 σ_ac——支护结构外侧计算点，由土的自重产生的竖向总应力（kPa）；

σ_pc——支护结构内侧计算点，由土的自重产生的竖向总应力（kPa）；

σ_k，j——支护结构外侧第j个附加荷载作用下计算点土中附加竖向应力标准值（kPa）。

应根据附加荷载类型，按第一节第一小节第（6）～（8）条计算。

（6）均布附加荷载作用下的土中附加竖向应力标准值应按下式计算（图2-4）。(www.xing528.com)

式中 q₀——均布附加荷载标准值（kPa）。

（7）局部附加荷载作用下的土中附加竖向应力标准值可按下列规定计算。

1）对于条形基础下的附加荷载（图2-5a）。当d+a/tanθ≤Z_a≤d+（3a+b）/tanθ时

式中 p₀——基础底面附加压力标准值（kPa）；

d——基础埋置深度（m）；

b——基础宽度（m）；

a——支护结构外边缘至基础的水平距离（m）；

θ——附加荷载的扩散角，宜取θ=45°；

Z_a——支护结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖向距离。

当Z_a<d+a/tanθ或Z_a>d+（3a+b）/tanθ时，取σ_k，j=0。

2）对于矩形基础下的附加荷载（图2-5a）。

当d+a/tanθ≤Z_a≤d+（3a+b）/tanθ时

图2-4 均布竖向附加荷载作用下的土中附加竖向应力计算

式中 b——与基坑边垂直方向上的基础尺寸（m）；

l——与基坑边平行方向上的基础尺寸（m）。

当Z_a<d+a/tanθ或Z_a>d+（3a+b）/tanθ时，取σ_k，j=0。

3）对作用在地面的条形、矩形附加荷载，按本条第1）、2）款计算土中附加竖向应力标准值σ_k，j时，应取d=0（图2-5b）。

（8）当支护结构的挡土构件顶部低于地面，其上方采用放坡时，挡土构件顶面以上土层对挡土构件的作用宜按库仑土压力理论计算，也可将其视作附加荷载并按下列公式计算土中附加竖向应力标准值（图2-6）。

1）当a/tanθ≤Z_a≤（a+b₁）/tanθ时

图2-5 局部附加荷载作用下的土中附加竖向应力计算

a）条形或矩形基础 b）作用在地面的条形或矩形附加荷载

2）当Z_a>（a+b₁）/tanθ时

Δσ_k，j=γ_mh₁ （2-7c）

3）当Z_a<a时

Δσ_k，j=0 （2-7d）

式中 Z_a——支护结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖向距离（m）；

a——支护结构外边缘至放坡坡脚的水平距离（m）；

b₁——放坡坡面的水平尺寸（m）；

h₁——地面至支护结构顶面的竖向距离（m）；

γ_m——支护结构顶面以上土的重度（kN/m³）；对多层土取各层土按厚度加权的平均值；

c_m——支护结构顶面以上土的黏聚力（kPa）；

K_am——支护结构顶面以上土的主动土压力系数，对多层土取各层土按厚度加权的平均值；

E_ak1——支护结构顶面以上土层所产生的主动土压力的标准值（kN/m）。

当支护结构的挡土构件顶部低于地面，其上方采用土钉墙，按式（2-7a）～式（2-7d）计算土中附加竖向应力标准值时可取b₁=h₁。

图2-6 挡土构件顶部以上放坡时土中附加竖向应力计算