基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水土壓力分算與合算
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摘要：文中就基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中水土壓力的分算以及合算進(jìn)行研究和分析，以此明確出影響基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要影響因素。
關(guān)鍵詞：基坑支護(hù)；水土壓力；分算；合算
1基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水土壓力變化的影響因素
1.1土體參殘余應(yīng)力
通常情況下，在對建筑的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行土壓力的計(jì)算過程中，對于基坑的垂直方面上的應(yīng)力計(jì)算，需要從基坑的底部自重應(yīng)力開始進(jìn)行計(jì)算，但是其被動(dòng)土的壓力計(jì)算方面，需要嚴(yán)格的依據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算分析，其公式會涉及到深度變量，因此需要從基底計(jì)算。但是在實(shí)際的計(jì)算過程中，由于基坑的開挖面有著一定的限制，因此，在對基坑的垂直方向的應(yīng)力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，需要以開挖前的原地面自重應(yīng)力為計(jì)算起始點(diǎn)，并結(jié)合起開挖過程中，會產(chǎn)生的一些附加應(yīng)力。
1.2原土結(jié)構(gòu)以及采取土樣
為了能夠保障對土體強(qiáng)度的指標(biāo)計(jì)算準(zhǔn)確，從而能夠?qū)υ两Y(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析，就需要對原土進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜臃治觯?］。但是在進(jìn)行取樣的過程中，任何不合理的操作，都會使得對原土的結(jié)構(gòu)造成一定的影響，使得喪失原土原有的強(qiáng)度值。特別是對于一些砂土而言，造成的影響十分明顯。對于原狀土而言，由于經(jīng)過長期的沉積和固結(jié)，使得在變化的過程中，會出現(xiàn)各種層間滲透、擠壓以及膠結(jié)的問題，并且其變化十分的劇烈。
1.3土體空隙水壓力
在進(jìn)行基坑開挖的過程中，現(xiàn)階段普遍都會采用逐層開挖的方式。在這樣的開挖過程中，會對墻后的土體產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其系數(shù)減少，同時(shí)墻后的土體會發(fā)生膨脹變化，導(dǎo)致支護(hù)的結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的改變，使土體當(dāng)中有一定的負(fù)超靜孔隙水壓力［2］。這樣的水壓力，會使得對基坑開挖施工以及支護(hù)的施工產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)對于土層來說，由于滲水性的不同，會保持較長的一段時(shí)間。
2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水土壓力的分算以及合算
在現(xiàn)階段的施工建設(shè)過程中，在基坑的施工建階段出現(xiàn)安全事故的概率比較高。通常情況下，造成基坑事故產(chǎn)生的原因，很大程度上與水土壓力的變化有著直接的關(guān)聯(lián)，因此在進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要對水土壓力進(jìn)行充分的計(jì)算以及分析。但是現(xiàn)階段，有關(guān)領(lǐng)域針對土體結(jié)構(gòu)以及水土之間作用的問題，并沒有一個(gè)較深的研究，因此在對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水土壓力計(jì)算方面，一直存在著一定的問題。在進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，水土壓力的計(jì)算方法上，主要是采用水土壓力分算以及水土壓力的合算這兩種不同的計(jì)算方法。其中采用水土壓力的分算之后，可以很好依據(jù)應(yīng)力的原理，將支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中所需要承擔(dān)的側(cè)壓力，有效的分解為土壓力以及水壓力，之后再對兩個(gè)力進(jìn)行分別的計(jì)算。
2.1基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水土壓力分算
在應(yīng)用分算計(jì)算方式的過程中，經(jīng)常會在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，面臨一些問題和困難，例如比較難以獲取到強(qiáng)度指標(biāo)等。因此在應(yīng)用這種方法進(jìn)行水土壓力的計(jì)算過程中，基本上都是基于總的應(yīng)力，之后再將土壓力以及水壓力進(jìn)行結(jié)合起來分析。對于水土壓力分算的過程中，基本上可以分為兩種不同的情況進(jìn)行分析，首先一種情況是基于穩(wěn)態(tài)滲流的影響基礎(chǔ)上，需要依據(jù)基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行水土壓力方面的計(jì)算分析，具體公式如下公示所示。在該公式下，uw是指在滲流狀態(tài)下的水壓力，而u則是指超靜空隙水的壓力值，k為基本常數(shù)。在超靜空隙水壓力當(dāng)中，由于并沒有一個(gè)有效的計(jì)算公式，使得需要在分析的過程中，利用靜水壓力折減系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，或者在不排水條件下，對其土體抗剪強(qiáng)度的計(jì)算，來將超靜空水壓力，納入到總應(yīng)力當(dāng)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水土壓力的分析。在另一種情況當(dāng)中，則不受到滲流方面的影響。在這樣的情況之下，在對基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)水土壓力方面進(jìn)行計(jì)算的過程中，需要利用以下公示（不考慮滲流影響的計(jì)算公式）進(jìn)行相關(guān)計(jì)算：在這樣的公式當(dāng)中，需要依據(jù)基坑當(dāng)中的土壓力的實(shí)際浮重度，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析，同時(shí)水壓力的計(jì)算當(dāng)中，需要依據(jù)靜水壓力來進(jìn)行計(jì)算，因此在將二者進(jìn)行相加之后，可以獲得壓力的總值。
2.2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水土壓力的合算
在進(jìn)行基坑的開挖操作過程中，當(dāng)?shù)竭_(dá)了地下水位的時(shí)候，就需要利用合算法來對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水土壓力進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析。在這樣分析過程中，需要忽視水壓力產(chǎn)生的作用，并利用飽和重度的方式，對其水土壓力進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，對于地下某一個(gè)土體的被動(dòng)強(qiáng)度值，以及主動(dòng)壓力強(qiáng)度，則需要使用P1和Pa來進(jìn)行表示。
3工程實(shí)例
某工程建設(shè)的過程中，采用圍護(hù)的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工，在圍護(hù)的使用方面，長度需要控制在12m，厚度在3.6m之內(nèi)，最大的開挖深度值在5.8m的程度，在底限水位的深度方面大約為0.7m深，在進(jìn)行圍護(hù)樁的模量計(jì)算過程中，采用了有限元分析方法，使得能夠很好的對其土體相應(yīng)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，在工程建設(shè)的過程中，需要采用總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度的實(shí)際參數(shù)，來對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行水土壓力的計(jì)算分析。在對該工程進(jìn)行分析的過程中，由于考慮到滲流的影響因素，為了進(jìn)一步的滿足工程項(xiàng)目的水土壓力計(jì)算，就需要在計(jì)算的過程中，采用滲流分算的方法進(jìn)行計(jì)算，使得能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目的施工建設(shè)提供一個(gè)良好的數(shù)據(jù)支持。對于工程項(xiàng)目的建設(shè)而言，只有保障獲取到真實(shí)的數(shù)據(jù)信息，才可以在進(jìn)行基坑施工的過程中，保持一個(gè)良好的施工建設(shè)過程，為整個(gè)建筑的質(zhì)量和穩(wěn)定性提供充足的保障。
4總結(jié)
綜上所述，在對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上水土壓力的分算與合算研究過程中，需要依據(jù)實(shí)際工程的情況以及階段，進(jìn)行有序的分析和研究，這樣便可以針對不同的情況進(jìn)行有選擇的公式計(jì)算，以此保障在進(jìn)行基坑支護(hù)的建設(shè)過程中，符合建筑質(zhì)量性和穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
［1］李雪峰.基于鋼管與鋼板樁組合支護(hù)結(jié)構(gòu)(PUC)的深基坑支護(hù)數(shù)值模擬及其應(yīng)用研究［D］.馬鞍山：安徽工業(yè)大學(xué)，2019.
［2］黃炫栩.深厚軟土地區(qū)坑中坑的影響特性研究［D］.廣州：廣州大學(xué)，2019.
作者：鄒明生 單位：海南地質(zhì)綜合勘察設(shè)計(jì)院