[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，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。

背景技术

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。

发明内容

为了解决上述问题，本发明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，水泥土暗撑加固体滑裂面位于水泥土暗撑加固体上，加固体下方原状土滑裂面位于加固体下方原状土上；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加固体下方原状土的AD面上的正压力S，水泥土暗撑加固体的黏聚力c₁，水泥土暗撑加固体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范围内的朗肯被动土压力E_p2，水泥土暗撑加固体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E_p：

进一步地，所述β的获取公式为：其中，h₁为水泥土暗撑加固体高度，h₂为加固体下方原状土高度，L为水泥土暗撑加固体宽度，为加固体下方原状土的内摩擦角。

进一步地，所述E_p2为作用于三角形加固体下方原状土的推力，E_p2的计算公式为：

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。