专利名称：一种基坑侧壁深度的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种基坑侧壁深度的设计方法，属于建筑结构与岩土施工技术领域。
背景技术：
深基坑侧壁围护作为施工期间临时性用途，其材料用量太多，工时造价不少于地下基础工程。建设方对这些过量的无效投资很无奈。导致这些资源多余消耗的根本原因是未找到一个合适的设计方法。其主要问题是在实施操作过程中无法考虑预压力的作用，即使采用了预应力锚杆支护，也未计入施加预压力由排桩传入土中应力对土楔体滑移面的有利效应，更没有定量的计算分析结果。例如现普遍采用的锚杆或支顶挡土结构设计模型就 未考虑当锚杆或支顶通过腰梁(担梁)对排桩施加预压力时，桩身背后土阻抗(承载力或强度力)对挡土排桩的有利作用及同时传入土体内预压应力、及在土楔体极限平衡滑移面上产生三个应力增量即正应力、剪应力、抗剪强度(土粒间摩擦力)增量。由于土楔体滑移面所构成的单元体仍属有效应力场范围，其范围内水平压应力相等且均匀分布。经变换有三个应力增量共同去平衡处于主动极限平衡状态的土体自重应力增量，又可将侧向预压应力视为侧限约束应力，它最终约束着土体处在主动极限平衡状态。由于桩背后土阻抗及应力强度增量的计入，改变了现挡土结构模型简图与设计方法。
发明内容
本发明的目的是在满足基坑侧壁排桩围护结构可靠性前提下，减少基坑的围护排桩的材料用量，以节约成本，进而提供了一种基坑侧壁深度的设计方法。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是所述基坑侧壁深度的设计方法是按照以下步骤实现的步骤一、计算基坑侧壁直立临界深度所述基坑侧壁直立临界深度是指基坑侧壁不做围护，土层能直立开挖的极限深度；当已知天然土层的Tf与C值时，由式(I)计算Ηατ ；
2(tf -C)
Η0τ =—~(I)
7(1 - sin φ)· ^φH。τ :基坑侧壁直立临界深度；Tf :土体天然抗剪强度；C :土体内粘聚力；炉:土体内摩擦角；Y :土层天然重度；当土层为粘性土时,有H。，= Hck^E0c =;7·次(1 +I) (Ia)
/4 Z步骤二、提供锚杆或支顶预压力传入土体中应力增量的相关公式及基坑侧壁直立开挖深度增量公式，具体表达为
权利要求
1.一种基坑侧壁深度的设计方法，其特征在于所述方法是按照以下步骤实现的 步骤一、计算基坑侧壁直立临界深度所述基坑侧壁直立临界深度是指基坑侧壁不做围护，土层能直立开挖的极限深度； 当已知天然土层的Tf与C值时，由式⑴计算Hcit ；
2.根据权利要求I所述的一种基坑侧壁深度的设计方法，其特征在于在步骤二中，公式(2)、(3)、(4)、(5)等号右侧的第一个参数“3”替换为I至3之间的其它数值，仍属其相应公式表达范围。
全文摘要
一种基坑侧壁深度的设计方法，属于建筑结构与岩土施工技术领域。本发明的目的是在满足基坑侧壁排桩围护结构的可靠性前提下，减少基坑的围护排桩的材料用量，以节约成本。主要步骤计算基坑侧壁直立临界深度；提供锚杆或支顶预压力传入土体中应力增量的相关公式及基坑侧壁直立开挖深度增量公式；构建基坑侧壁直立深度的数学模型H＝H0τ+ΔH1-ΔH3≥h；ΔH1表示由土体单元受水平向压应力增量引起的基坑侧壁直立深度增量；ΔH3表示由土体单元受垂直向压应力增量引起的基坑侧壁直立深度减量。对比当前各种锚杆或支顶挡土结构的设计方法结果，在确保基坑侧壁排桩围护结构可靠性的前提下，可减少材料用量50％～80％。
文档编号E02D17/02GK102839673SQ20121034906
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者白福波 申请人:白福波