水土壓力計算示例

1、水土壓力計算示例4.1基坑圍護(hù)墻內(nèi)、外的土壓力、水壓力計算4.1.1主動土壓力的計算按照水土分算原則計算土壓力時，可采用總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)按下式計算 主動土壓力。Pa二q八ihiKa-2C Ka式中，Pa計算點處的主動土壓力強(qiáng)度(kPa)，Pa蘭0時，取Pa=O；徃 計算點以上各土層的重度(kN/m3),地下水位以上取天然重 度， 地下水位以下取水下重度；hi各土層的厚度(m)；Ka-計算點處土的主動土壓力系數(shù)，Ka=tan245 - :./2；C、一一計算點處土的總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。按三軸固結(jié)不排水試驗或 直剪固結(jié)快剪試驗峰值強(qiáng)度指標(biāo)取用。計算式：1填土Ka1=tan245 -10 2 =0

2、.33;在水位以上Pa1二q rh Ka1-2G ： Ka1；h,=0m；pa11= 2000.33-2.0.33 = 6.6(Kpa)；h,=0.5m；pa12= 2018 0.50.33-2 0.0.33 = 9.57(Kpa)。在水位以下Pa1Eq川、前1Ka1-2C.Ka1；g=0m；pa11= 2018 0.50.332 0、0.33 = 9.57(Kpa)；h =1m；pa12=(20 + 18漢0.5+810.33 20/035 = 12.21(Kpa)。2褐黃色粉質(zhì)粘土Ka2=tan245 -20 2 A0.49；Pa2 N.q站1竹 訃2Ka22C2.心；h2=0m;Pa2i

3、= 20 18 0.58 10.49 -218 0.497.07(Kpa);h2=1.5m;pa22h20 18 0.58 18.6 1.50.49-218.0.49-0.75(Kpa);3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾砂Ka3=tan245 -8.5 . 2 =0.74；Pa3Eq前；山抽2笳3心3-2C3 . J；h3= 0m;Pa31= 20 18 0.58 18.6 1.50.74 - 223.5/0.74-3.49(Kpa);h3=4.9m；pa32= 2018 0.58 18.6 1.57.8 4.90.74-2 23 5 0.74= 18.41(Kpa);4淤泥質(zhì)粘土Ka4二ta n245 1

4、4.3.2=0.6；Pa4二q訃1竹訃2 M3站4Ka42C4 . 4；h4=0m;pa41=(20 18 0.5 8 18.6 1.5 7.8 4.90 9.9)0.6 -2 130.6= 37.69(Kpa);h4= 9.9m;pa42=120 18 0.5 8 18.6 1.5 7.8 4.9 7 9.90.6 -2 9&0.6-79.27(Kpa);5粉質(zhì)粘土加粘土Ka5=tan245 -15.5 2 =0.58;Pa5=lqrihi rihi訃2笳3站4心1% Ka2C g；h5二0m;pa51=20 18 0.5 8 18.6 1.57.8 4.97 9.90.58-2 14.4.

5、0.58= 69.37(Kpa);h5= 2.2mPa52= 20 18 0.5 8 1 8.6 1.57.8 4.97 9.9 8.5 2.20.582 14.4.0.58= 80.22（Kpa）;4.1.2被動土壓力的計算坑內(nèi)極限被動土壓力強(qiáng)度按下式計算：Pp=送YjhKp+2CJK7式中，Pp計算點處的被動土壓力強(qiáng)度（kPa）;丫 一一計算點以上各土層的重度（kN/m3）,地下水位以下取水下重度；hi計算點以上各土層的厚度（m）；Kp、Kph-計算點處土的被動土壓力系數(shù),Kpcos2KphCOScos2 :cos21 -sin苜亠心i?sin +6)sin了C、:計算點處土的粘聚力（kP

6、a）和內(nèi)摩擦角-計算點處地基土與墻面間的摩擦角 （0，取:0)2 3 丄-卩C，地34丿2 2- . cos i5.5 cos ii.625-Kph2廠2.97；i -sin(i5.5 + ii.625卩PP2=(rhnhia h2)Kp22C Kph 2h2= 0m基土較差時（如淤泥質(zhì)粘土）施時?。?0 O計算式：，取大值，反之取小值，且:20，無坑內(nèi)降水措淤泥質(zhì)粘土取、:3 .3i4.3 = i0.725；44cos2i4.3_ 2 =i.i7；isi n(i4.3W0.725i ni4.3=Icos10.725Kphicos2i4.3 cos2i0.725-=2.72；i -sin i4

7、.3i0.7252在水位以上Ppi=rihiKpi 2CiKphi；hi= imppi2=i7 i i.i7 2 9.8 2.72 =52.22(Kpa)；在水位以下Ppi=(rihirihi)Kpi2CiKphi；g = 0mppii=i7 i i.i7 2 9.8 2.72 = 52.22(Kpa)；Ppi2=(i7 i 7 6.8) i.i7 2 98一2.72 =i07.9i(Kpa)。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土33取i5.5ii.625442 cos i5.5Kp22二2.2isin i5.5ii.625 sin2iIcosii .625hi二0mppii=0 2 9.8 2.72 =32.33

8、(Kpa)；A = 6.8mpp21=(17 1 7 6.8) 2.21 2 14.4.2.97 =192.40(Kpa);h2=2.2mPp22= 17 17 6.8 8.5 2.22.21 2 14.4.2.97= 233.73(Kpa);4.1.3水壓力的計算因地下水有穩(wěn)定滲流，作用于圍護(hù)墻上主動土壓力側(cè)的水壓力可按以下近似方法計算：按圖1計算基坑內(nèi)地下水位處的水壓力，由該處的靜水壓力w：hw值減去厶巴1計算式中，Pw1基坑開挖面處水壓力修正值（kPa）；基坑外的近似水力坡降,ia0.7嘰，hw基坑外內(nèi)、外側(cè)地下水位差;hwi、hw2基坑外側(cè)、基坑內(nèi)側(cè)地下水位至維護(hù)墻底的高度（ m）。維

9、護(hù)墻底端處的水壓力由基坑開挖深度處的靜水壓力w-hw減去厶Pw2計算。Pw2 ia w hw1 jp whw2式中，：Pw2基坑墻底端處水壓力修正值（kPa）；作用在維護(hù)墻上的水壓力計算，如圖2所示。AB 間按靜水壓力直線分布,確定 B、C、D、E 各點的水壓力按滲徑直線比例法確定。計算 B 處水壓力：嘰皿hw2= 19.5-9 = 10.5m吒a whw=0.224 9.8 10.5 = 23.05(Kpa)p基坑內(nèi)被動區(qū)的近似水力坡降,la0.7 hwhw2r寸hw1hw2|AB1.5BC |CD1.5DEj 10.7hwhw1 ghw1hw20.7 10.519.519.5 9二0.224圖4-2 作用于維護(hù)墻上水壓力計算簡圖B 處水壓力w：hw-Pv1=9.8 10