一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法技术

本发明专利技术针对基坑被动区水泥土暗撑加固形式，基于极限平衡条件，提供了一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法，通过获取桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算所需参数，推导得到桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力的计算公式，得到桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力。本发明专利技术的有益效果是：加强了计算得到桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力的理论性，提高了桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力结果的可靠性，并根据桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力帮助桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动区的加固设计，有助于桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动区的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法
本专利技术涉及建筑工程领域，尤其涉及一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，城市化建设步伐明显加快，为满足人们日常生活需要，地下空间的开发与利用成为必然，越来越多的基坑群林立于城市之中，由于地质条件的多变性，其中不乏许多基坑位于深厚软土地区，这无疑给基坑支护结构的选型带来困扰，往往存在围护结构嵌固深度越深、变形越大的情况发生，究其原因是由于软土的抗剪强度指标极低，无法提供足够的被动抗力，并且主动土压力也较其它类型的土大许多，因而出现上述情况。目前，对于该类型的基坑，进行被动区加固是一种行之有效的技术手段，被动区加固的形式是多种的，其中一种即为水泥土暗撑加固，基坑被动区采用水泥土暗撑加固的目的主要分为两个方面，其一是提高基坑整体稳定性，改善支护桩的嵌固条件，其二是控制基坑变形，使基坑变形满足规范控制要求。相比基坑被动区裙边加固，水泥土暗撑加固的破坏机理要复杂许多，在现行弹性抗力法计算方法的基础上，针对不同水泥土暗撑加固形式的基坑，被动区极限土压力全部按照朗肯土压力理论计算，忽略了基坑被动区宽度是否满足朗肯被动滑裂面的要求，并且也未考虑被动区滑裂面在原状土和加固土中是否连续的问题，显然不合实际。因此，很有必要对这一问题进行深入的研究，提出一种理论依据充分的桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法对基坑被动区的加固设计具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法，所述水泥土暗撑加固体基坑包括水泥土暗撑加固体、支护桩、桩顶冠梁、水泥土暗撑加固体滑裂面、加固体下方原状土、加固体下方原状土滑裂面；水泥土暗撑加固体两端连接支护桩，桩顶冠梁连接支护桩且位于支护桩的顶部，水泥土暗撑加固体与加固体下方原状土相邻且位于加固体下方原状土上方；所述方法包括以下步骤：(1)适用于时，根据桩底深于水泥土暗撑加固体基坑设计参数，获取计算桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力所需参数，所需参数包括：四边形ABCD水泥土暗撑加固体自重G1，三角形OAD加固体下方原状土自重G2，水泥土暗撑加固体的黏聚力c1，加固体下方原状土的黏聚力c2，水泥土暗撑加固体的内摩擦角和加固体下方原状土的内摩擦角水泥土暗撑加固体高度h1，加固体下方原状土高度h2，加固段与非加固段的主动土压力比值系数λ，加固体下方原状土滑裂面与支护桩的夹角β；(2)根据公式计算出桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力Ep：进一步地，所述β的获取公式为：tanβ＝L/2h2，其中，L为暗撑水泥土加固宽度，h2为加固体下方原状土高度。进一步地，所述桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力数值上是由作用于四边形ABCD水泥土暗撑加固体上的推力和作用于三角形OAD加固体下方原状土上的推力相加得到。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：加强了计算得到桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力的理论性，提高了桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力结果的可靠性，并根据桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力帮助桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动区的加固设计，有助于桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动区的稳定。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例中桩底深于水泥土暗撑加固体基坑的示意图；图2是本专利技术实施例中滑裂面OAB上作用力的整体平衡分析计算简图；图3是本专利技术实施例中水泥土暗撑加固体滑裂面AB与加固体下方原状土滑裂面OA上作用力的平衡分析计算简图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术的实施例提供了一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法，所述水泥土暗撑加固体基坑包括水泥水泥土暗撑加固体、支护桩、桩顶冠梁、水泥土暗撑加固体滑裂面、加固体下方原状土、加固体下方原状土滑裂面；水泥土暗撑加固体两端连接支护桩，桩顶冠梁连接支护桩且位于支护桩的顶部，水泥土暗撑加固体与加固体下方原状土相邻且位于加固体下方原状土上方，水泥土暗撑加固体滑裂面位于水泥土暗撑加固体上，加固体下方原状土中的两条加固体下方原状土滑裂面相交于加固体下方原状土的上平面；所述方法包括以下步骤：(1)适用于时，根据桩底深于水泥土暗撑加固体基坑设计参数，获取计算桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力所需参数，所需参数包括：四边形ABCD水泥土暗撑加固体自重G1，三角形OAD加固体下方原状土自重G2，水泥土暗撑加固体的黏聚力c1，加固体下方原状土的黏聚力c2，水泥土暗撑加固体的内摩擦角和加固体下方原状土的内摩擦角水泥土暗撑加固体高度h1，加固体下方原状土高度h2，加固段与非加固段的主动土压力比值系数λ，加固体下方原状土滑裂面与支护桩的夹角β；(2)根据公式计算出桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力Ep：其中，G1、G2分别为四边形ABCD水泥土暗撑加固体自重和三角形OAD加固体下方原状土自重，c1、c2分别为水泥土暗撑加固体的黏聚力和加固体下方原状土的黏聚力，分别为水泥土暗撑加固体的内摩擦角和加固体下方原状土的内摩擦角，h1、h2分别为水泥土暗撑加固体高度和加固体下方原状土高度，λ为加固段与分加固段的主动土压力比值系数，β为加固体下方原状土滑裂面与支护桩的夹角，且tanβ＝L/2h2，其中，L为暗撑水泥土加固宽度，h2为加固体下方原状土高度。请参考图1，图1是本专利技术实施例中桩底深于水泥土暗撑加固体基坑的示意图，包括水泥土暗撑加固体1、支护桩2、桩顶冠梁3、水泥土暗撑加固体滑裂面4，加固体下方原状土5，加固体下方原状土滑裂面6；水泥土暗撑加固体1两端连接支护桩2，支护桩2连接桩顶冠梁3，且桩顶冠梁3位于支护桩2的顶部，水泥土暗撑加固体1与加固体下方原状土5相邻且位于加固体下方原状土5上方，水泥土暗撑加固体滑裂面4位于水泥土暗撑加固体1中，加固体下方原状土5中的两条加固体下方原状土滑裂面6相交于加固体下方原状土5的上平面。请参考图2和图3，图2是本专利技术实施例中滑裂面OAB上作用力的整体平衡分析计算简图，图3是本专利技术实施例中水泥土暗撑加固体滑裂面AB与加固体下方原状土滑裂面OA上作用力的平衡分析计算简图，加固体下方原状土中形成破裂角为β的滑裂面，通过四边形OABC水泥土暗撑加固体范围内土体作用力的平衡，分析求解得到桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力Ep。所述桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力Ep与作用于四边形OABC上的推力合力P互为作用力，且作用于四边形OABC上的推力合力P由作用于四边形OABC水泥土暗撑加固体上的推力和作用于三角形OAD加固体下方原状土上的推力相加得到，所以所述桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力Ep数值上是由作用于四边形OABC水泥土暗撑加固体上的推力和作用于三角形OAD加固体下方原状土上的推力相加得到。如图2所示，实际滑裂面为OAB，故不考虑AD内部面剪力的影响，令T＝0，对水泥土暗撑加固体滑裂面AB的分析如图3(a)所示，得到公式(1)、公式(2)和公式(3)：T1＝c1h1(1)N1＝P1(2)将公式(1)和公式(2)代入公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法，所述水泥土暗撑加固体基坑包括水泥土暗撑加固体、支护桩、桩顶冠梁、水泥土暗撑加固体滑裂面、加固体下方原状土、加固体下方原状土滑裂面；水泥土暗撑加固体两端连接支护桩，桩顶冠梁连接支护桩且位于支护桩的顶部，水泥土暗撑加固体与加固体下方原状土相邻且位于加固体下方原状土上方，水泥土暗撑加固体滑裂面位于水泥土暗撑加固体上，加固体下方原状土中的两条加固体下方原状土滑裂面相交于加固体下方原状土的上平面；其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)适用于

【技术特征摘要】
1.一种桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力计算方法，所述水泥土暗撑加固体基坑包括水泥土暗撑加固体、支护桩、桩顶冠梁、水泥土暗撑加固体滑裂面、加固体下方原状土、加固体下方原状土滑裂面；水泥土暗撑加固体两端连接支护桩，桩顶冠梁连接支护桩且位于支护桩的顶部，水泥土暗撑加固体与加固体下方原状土相邻且位于加固体下方原状土上方，水泥土暗撑加固体滑裂面位于水泥土暗撑加固体上，加固体下方原状土中的两条加固体下方原状土滑裂面相交于加固体下方原状土的上平面；其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)适用于时，根据桩底深于水泥土暗撑加固体基坑设计参数，获取计算桩底深于水泥土暗撑加固体基坑被动土压力所需参数，所需参数包括：四边形ABCD水泥土暗撑加固体自重G1，三角形OAD加固体下方原状土自重G2，水泥土暗撑加固体的黏聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：马郧，李松，易丽丽，倪欣，张德乐，朱佳，张晓玉，刘佑祥，王奎，余舜，万巧，王勇，包茂军，
申请(专利权)人：中南勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42