專利名稱：一種基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)與巖土施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
深基坑側(cè)壁圍護(hù)作為施工期間臨時(shí)性用途，其材料用量太多，工時(shí)造價(jià)不少于地下基礎(chǔ)工程。建設(shè)方對(duì)這些過(guò)量的無(wú)效投資很無(wú)奈。導(dǎo)致這些資源多余消耗的根本原因是未找到一個(gè)合適的設(shè)計(jì)方法。其主要問(wèn)題是在實(shí)施操作過(guò)程中無(wú)法考慮預(yù)壓力的作用，即使采用了預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)，也未計(jì)入施加預(yù)壓力由排樁傳入土中應(yīng)力對(duì)土楔體滑移面的有利效應(yīng)，更沒(méi)有定量的計(jì)算分析結(jié)果。例如現(xiàn)普遍采用的錨桿或支頂擋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型就 未考慮當(dāng)錨桿或支頂通過(guò)腰梁(擔(dān)梁)對(duì)排樁施加預(yù)壓力時(shí)，樁身背后土阻抗(承載力或強(qiáng)度力)對(duì)擋土排樁的有利作用及同時(shí)傳入土體內(nèi)預(yù)壓應(yīng)力、及在土楔體極限平衡滑移面上產(chǎn)生三個(gè)應(yīng)力增量即正應(yīng)力、剪應(yīng)力、抗剪強(qiáng)度(土粒間摩擦力)增量。由于土楔體滑移面所構(gòu)成的單元體仍屬有效應(yīng)力場(chǎng)范圍，其范圍內(nèi)水平壓應(yīng)力相等且均勻分布。經(jīng)變換有三個(gè)應(yīng)力增量共同去平衡處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)的土體自重應(yīng)力增量，又可將側(cè)向預(yù)壓應(yīng)力視為側(cè)限約束應(yīng)力，它最終約束著土體處在主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。由于樁背后土阻抗及應(yīng)力強(qiáng)度增量的計(jì)入，改變了現(xiàn)擋土結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)圖與設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在滿足基坑側(cè)壁排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性前提下，減少基坑的圍護(hù)排樁的材料用量，以節(jié)約成本，進(jìn)而提供了一種基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是所述基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、計(jì)算基坑側(cè)壁直立臨界深度所述基坑側(cè)壁直立臨界深度是指基坑側(cè)壁不做圍護(hù)，土層能直立開(kāi)挖的極限深度；當(dāng)已知天然土層的Tf與C值時(shí)，由式(I)計(jì)算Ηατ ；
2(tf -C)
Η0τ =—~(I)
7(1 - sin φ)· ^φH。τ :基坑側(cè)壁直立臨界深度；Tf :土體天然抗剪強(qiáng)度；C :土體內(nèi)粘聚力；爐:土體內(nèi)摩擦角；Y :土層天然重度；當(dāng)土層為粘性土?xí)r,有H。，= Hck^E0c =;7·次(1 +I) (Ia)
/4 Z步驟二、提供錨桿或支頂預(yù)壓力傳入土體中應(yīng)力增量的相關(guān)公式及基坑側(cè)壁直立開(kāi)挖深度增量公式，具體表達(dá)為
權(quán)利要求
1.一種基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的 步驟一、計(jì)算基坑側(cè)壁直立臨界深度所述基坑側(cè)壁直立臨界深度是指基坑側(cè)壁不做圍護(hù)，土層能直立開(kāi)挖的極限深度； 當(dāng)已知天然土層的Tf與C值時(shí)，由式⑴計(jì)算Hcit ；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于在步驟二中，公式(2)、(3)、(4)、(5)等號(hào)右側(cè)的第一個(gè)參數(shù)“3”替換為I至3之間的其它數(shù)值，仍屬其相應(yīng)公式表達(dá)范圍。
全文摘要
一種基坑側(cè)壁深度的設(shè)計(jì)方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)與巖土施工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是在滿足基坑側(cè)壁排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性前提下，減少基坑的圍護(hù)排樁的材料用量，以節(jié)約成本。主要步驟計(jì)算基坑側(cè)壁直立臨界深度；提供錨桿或支頂預(yù)壓力傳入土體中應(yīng)力增量的相關(guān)公式及基坑側(cè)壁直立開(kāi)挖深度增量公式；構(gòu)建基坑側(cè)壁直立深度的數(shù)學(xué)模型H＝H0τ+ΔH1-ΔH3≥h；ΔH1表示由土體單元受水平向壓應(yīng)力增量引起的基坑側(cè)壁直立深度增量；ΔH3表示由土體單元受垂直向壓應(yīng)力增量引起的基坑側(cè)壁直立深度減量。對(duì)比當(dāng)前各種錨桿或支頂擋土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法結(jié)果，在確保基坑側(cè)壁排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的前提下，可減少材料用量50％～80％。
文檔編號(hào)E02D17/02GK102839673SQ20121034906
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者白福波 申請(qǐng)人:白福波