预备知识:按朗肯土压力理论计算主动土压力时,要先计算靠近挡墙的土体的竖向应力。 B??J@+Nf
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公式3.4.8-1的计算目的:为了按朗肯理论计算桩顶以上高度为h1的土体对支护桩产生的水平方向土压力,就要先计算该h1土体在桩侧引起的土中竖向应力,即Dsk。 Rte+(- iL
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先来看看《广州地区建筑基坑支护技术规定GJB-02-98》是如何计算这个土中竖向应力的。参见图1。A点为0,BC点为q0,A与B之间连直线。一切都很清楚。 @u._"/K
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图1 广州地区建筑基坑支护技术规定GJB-02-98之示意图 ~m*,mz
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再来看JGJ120-2012,参见图2. 虽然C点下移至桩底,但BC段gh1也就是q0,q0与广州基坑技术规定相同,没有问题。但A点处的DskA不为0,而是取为(Eak1/(Kab1)),比0更大。DskA应该与哪些因素有关呢?应该与h1处土体分布的几何尺寸a、b1、h1、b以及土的重度g 有关,也就是说与h1范围土体的位置和土体重量大小有关;还应该与DA段(即竖向距离a)范围内土体扩散应力的扩散角有关(这里已经“宜取45°”),DskA与h1范围土体的粘聚力和内摩擦角不应该有直接的关系(如果进行应力应变分析的话,与h1范围土体的模量有关)。h1范围土体的粘聚力和内摩擦角是用来保证h1范围土体的稳定性的。在土体稳定时,这两个抗剪强度指标值与D-A之间的应力扩散没有关系。 #'4OYY.
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图2 iqW1#)3'R
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将式3.4.8-1分解一下,可得到等效的、两个更直观的式子,另加一个说明: F\ctu aLC
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① 当za=a时,DskA=Eak1/(Kab1) $<p8TtI=YQ
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② 当za≥a+b1时,DskBC=gh1 m+itno
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③ AB之间连直线。 Q:6VYONN
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如果按Eak1/(Kab1)计算DskA,则DskA将与a无关,即当a=0时,也有DskA=Eak1/(Kab1)。但是,从理论上来说,当a=0时,应有DskA=0. z<]bv7V
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如果按Eak1/(Kab1)计算DskA,则在其他条件不变的情况下,随着b1的减小,DskA将可能变得很大。当b1趋近于0时,DskA将趋于无穷大。在实际工程中,b1是可以等于0的(例如微型钢管桩直立支护)。 ]TstSF=
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如果按Eak1/(Kab1)计算DskA,则当h1范围内土体的粘聚力足够大时,Eak1将可能变得较小,甚至为0,DskA将可能变为0。难道当上部土体的粘聚力足够大时,DskA就应该等于0吗? 当然不应该等于0. R.s|j=
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可以定性地说,如果上部土体的高度h1较大,重度g较大,那么,(如果h1范围有一个挡土墙的话)Eak1就可能会较大,同时,h1范围土体重量较大也将导致A处的竖向应力DskA较大。但是,是不是应该用Eak1来计算DskA呢?即使对h1范围土体建造一个挡土墙,挡土墙受到的土压力Eak1与DskA有什么力的传递关系呢?现在的DskA与目前这个并不存在挡墙的虚拟的Eak1有什么关系呢?不知道有哪些理论依据?各位以后如有机会遇到编规范的专家,应该当面向专家请教。 S'B6jJK2x
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关于土中的应力扩散角(扩散线与竖直向夹角),对于支护结构顶面在一定局部范围分布的超载,边坡规范GB50330按(45°-f/2),本基坑规范按45°;地基规范GB50007中软弱下卧层计算按持力层模量与下卧层模量之比等参数查表确定;而地基处理规范JGJ79的换填垫层压力扩散角按换填材料取值。这些应力扩散角并不是统一的。 `:M^8SYrL
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