深基坑理正计算的问题探讨

深基坑理正计算大纲岩土力学参数с、ф取值岩土水平抗力比例系数m取值理正深基坑冠梁刚度的计算理正深基坑支撑支锚刚度的计算理正深基坑支撑材料抗力的计算其他岩土力学参数с、ϕ取值依据建设部《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）3.1.14条规定1)地下水位以上的黏性土、黏质粉土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、ϕcu或直剪固结快剪强度指标ccq、ϕcq,地下水位以上砂质粉土、砂土、碎石土，应采用有效应力强度指标c、、ϕ、；2)对地下水位以下的黏性土、黏质粉土，采用水土合算；对正常固结或超固结土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、ϕcu或直剪固结快剪强度指标ccq、ϕcq，对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标cuu、ϕuu岩土力学参数с、ϕ取值3)对地下水位以下砂质粉土、砂土和碎石土，应采用水土分算；此时，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c、、ϕ、，对砂质粉土，缺少有效应力强度指标时，也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、ϕcu或直剪固结快剪强度指标ccq、ϕcq代替；对砂土和碎石土，有效应力强度指标可根据标准贯入试验实测击数和水下休止角等物理力学指标取值。结合《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）3.1.14条规定及郑州地方经验，深基坑计算时с、ϕ取值可遵守以下原则：对于黏质粉土、粉质粘土水位以上采用直剪固结快剪强度指标ccq、ϕcq；水位以下优先采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、ϕcu，在缺少此项时，可采用直剪固结快剪强度指标ccq、ϕcq；对于粉砂、细砂，没有提供有效应力强度指标时，可采用直剪快剪cq、ϕq。岩土水平抗力比例系数m取值依据建设部《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）4.1.5条规定1）基坑内侧土的水平反力系数可按下式计算：Ks=m(z-h)m—-土的水平反力系数的比例系数（KN/m4）z—计算点距离地面深度(m)h—计算工况下的基坑开挖深度（m）由于我国一直采用m表示比例系数，故称为“m”法。2）基坑围护结构的平面弹性地基梁法是从水平向受荷桩的计算方法演变而来，因此m值的确定应该根据单桩的水平荷载试验结果来确定（基坑手册第二版）。3）《规程》4.1.6条规定m取值宜按桩的水平荷载试验及地区经验取值，缺少试验和经验时，可按下列经验公式计算岩土水平抗力比例系数m取值理正深基坑中m值的计算与上式相符。4）m值直接影响到深基坑围护结构的受力计算结果，m值越大，基坑内侧被动土体强度越高，围护结构受力及基坑变形越有利，反之m值越小越不利。所以要严肃对待m值的选取。《郑州市轨道交通3号线一期工程02标段岩土工程勘察报告施审（勘察专业）》岩土力学参数建议值中提供了m值，理正计算时应取参数建议值理正深基坑冠梁刚度的计算现有的基坑设计计算理论中，没有明确如何考虑冠梁或者腰梁对支护结构的作用，但实际上，特别是在面积和边长较小的基坑中，冠梁会起到非常大的作用。理正深基坑虑了冠梁的水平侧向刚度对基坑的作用，理正提供的水平侧向刚度计算公式如下：理正深基坑冠梁刚度的计算a——桩、墙位置；一般取L长度的一半（最不利位置）。L——冠梁长度；如有内支撑，取内支撑间距；如无内支撑，取该边基坑边长。EI——冠梁截面抗弯刚度；其中I表示截面对x轴的惯性矩。1）理正深基坑中E要根据所选混凝土强度等级将弹性模量输入软件中，惯性矩I，理正会依据前面所输入的冠梁尺寸进行计算，不需要改动。2）冠梁的水平侧向刚度会影响理正计算中基坑的水平位移、支护结构内力的计算结果。3）冠梁对支护结构的作用是有条件的，是否起作用要看冠梁两端是否有有效约束，保证冠梁两端不向坑内发生位移。如冠梁两端不连续或基坑单边有冠梁及悬臂支挡结构不考虑冠梁刚度。理正深基坑支撑支锚刚度的计算《基坑规程》（JGJ120-2012）中4.1.10条中当支撑腰梁或冠梁的挠度可忽略不计时，计算宽度内弹性支点刚度系数可按下式计算：λ-支撑不动点调整系数，一般可取0.5；αR-支撑松弛系数，对混凝土支撑或预加轴力的钢支撑取1.0，对不预加轴力的钢支撑取0.8~1.0，一般可取1.0；E-支撑材料弹性模量；A-支撑截面面积；L0-受压支撑构件的长度；支撑刚度定义是轴向压力/轴向应变，轴向受压变形范围是整个支撑梁长度，立柱可限制支撑梁的竖向弯曲变形，但并不能限制撑的轴向受压变形，所以有格构柱时依然取支撑实际长度。s-支撑水平间距。ba-挡土结构计算宽度，排桩取桩间距，连续墙取单幅墙宽度。理正深基坑支撑支锚刚度的计算理正深基坑中单根支撑弹性支点刚度系数计算公式：1）公式中各参数除kR含义均与《基坑规程》中一致，《基坑规程》中kR为挡土结构计算宽度内的弹性支点刚度系数，为单位宽度内的刚度系数，理正深基坑中为支撑间距宽度内的刚度系数，计算结果中没有除以支撑间距。支撑的支锚刚度可以采用理正深基坑中公式的计算值。2）支锚刚度的取值直接影响到基坑的变形，围护结构受力，支撑轴力等的计算结果。3）当支撑为斜撑时要对支撑刚度进行折减kR*sinƟ。理正深基坑支撑材料抗力的计算材料抗力计算公式如下：混凝土支撑钢支撑A-支撑截面面积；ƒc、ƒy-分别指混凝土、钢材抗压强度设计值；ξ-与工程形式有关的调整系数；对于完全对称的基坑，ξ=1.0；φ-与支撑长细比有关的调整系数。可分别参照《混规》《钢规》中查询。1）材料抗力参与抗倾覆与整体稳定性计算。2）当支撑为斜撑时材料抗力要进行折减T*sinƟ。