一种基坑侧壁深度的设计方法

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％。

主权项

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τ_f与C值时，由式(1)计算H_0τ；H_0τ：基坑侧壁直立临界深度；τ_f：土体天然抗剪强度；C：土体内粘聚力；土体内摩擦角；γ：土层天然重度；当土层为粘性土时，有H_0τ＝H_0c，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：$\Delta H_1=\frac{3·k·\Delta {\sigma }_3}{\gamma }---\left(3\right)$$\Delta H_3=\frac{3·\Delta {\sigma }_1}{\gamma ·k}---\left(5\right)$步骤三、构建基坑侧壁直立深度的数学模型：H＝H_0τ+ΔH₁-ΔH₃≥h                (6)式中：Δσ₁：土体单元垂直向压应力增量，即大主压应力增量；Δσ₃：土体单元水平向压应力增量，即小主压应力增量；Δτ_f：土楔体极限平衡面上抗剪强度增量；ΔH₁：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：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；H：基坑侧壁直立深度；h：现场基坑侧壁直立开挖深度。