基坑支护设计中土的粘聚力和内摩擦角的取值方法分析
刘之葵
【摘 要】分析指出了在深基坑土压力计算中，对于不同的深基坑土层类型，应相应采用不同的固结排水条件剪切试验结果。 【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》 【年(卷),期】2001(000)001 【总页数】2页(P15-16)
【关键词】土压力;固结排水;剪切试验;内聚力;内摩擦角;深基坑支护 【作 者】刘之葵
【作者单位】桂林工学院 土木工程系, 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
2001 年第 1 期 探矿工程 （ 岩土钻掘工程 ） 15基坑支护设计中土的粘聚力和 内 摩擦角的取值方法分析刘之葵 (桂林工 学院 土木工程 系，广西 桂林 541004)摘 要 ： 分析指 出了在深基坑土压力计算 中，对于不 同的深基坑土层类型 ，应相应采用不 同的固结排水条件剪切试验结果。关键词 ：土压力 ；固结排水 ； 剪切试验；内聚力；内摩擦角； 深基坑支护中图分类号：TU46+3文献标识码 ：B文章编号 ：1000-3746(2001)01-0015-02 1 问题的提出 深基坑支护设 计是 当今 岩土 工 程 界 热点 与难 点之一。深基坑支护设计的成败 ，不仅直接关系着工程建设 的顺利进展，还与 巨大的经济效益联 系在一起 ，基坑 支护 与设计 的费
用 ， 一般达数百万元。 目前 国内的深基坑支护设计正处在一个边实践 、边总结、边提高的过程 ，有许多理论和方法有待于进一步提高和完善。在深基坑支护设计中，深基坑土压力 的计算是支护设计 的根本依据和关键 ，而在土压力计算 中 ，土体 的粘 聚力 c 、 内 摩擦角 9 值又 是最 基本 的参数。 深基坑土 体 的 c 、 9 值 指 标， 可 以 因为 固结排 水条件不 同而 表现为不 同的数值。 例如 ，同一种饱和粘性 土 ，在 固结排水和 固结不排水试验 中表 现为不 同的内摩擦角 ，而在不 团结不排水剪切试验 中内摩擦 角∞ =0 。 人们为尽可能模拟工程 中各种复杂的排水条件 ，在进行土体强度指标 的 c 、 妒 值试验时，分为 3 种情况考虑 ，即三轴 剪切试验的不 固结不排水剪(UU) 、 固结不排水剪(CU) 及 固 结排水剪(CD) ，与其相对应 的直接剪切试验分别为快剪 、 固 结快剪和慢剪。 三轴剪切试验相对直剪试验更能模拟土 体 实际受力状况以 及 更能严格 控制排水条件 ， 因此 ，其结果 更 为可靠。 而直剪试验 由于存在诸多弊端正处 于被淘汰 的局 面。充分了解各种不 同固结排水条件剪切的实质 ，在深基坑 工程 中显得尤为重要 。 正 确选用 合理 的 固结排水条件试验 结果 ，是基坑支护设计成功 的保证 。 但 目前 ，在 深基坑工程 中，许多勘察人员有 时拿不准针对具体的深基坑工 程 ，提 出 合理的三轴剪切试验类型 ，即到底是要获得不 固结不排水剪 指标 ，还是 固结不排水剪指标或 固结排水剪指标，对此不 是 十分清楚 。 而有的基坑支护设计人员在计算土压力时 ，对勘 察报告书 中所提供的不 同固结排水条件得 出不 同的 c 、 妒 值 而感到棘手 ，不知如何选用 。 有时为保险安全起见而人为地 取小值，造成浪费； 或者走向另一 面 ，酿成基坑垮塌事故。 因 此，弄清 3 种固结排水条件的本质及其在深基坑工程 中的运用 ， 实为必要 。 2目前支护结构设计中 c 、够 取值的通常办法及依据 在基坑工程支护设计中，人们比较流行用 固结不排水剪c、 ∞ 值指标乘以 0.7 折减系数 的办法 。 经验表明，许多基坑支护设计采用此法获得 了成功 ，但也发生 了一些基坑垮塌事故或造成很大的浪费。基坑土体一般都有
一定的原始固结度 （ 软土 和新近堆积 土除外） ，基坑开挖一般是用机械开挖 ，速度较快 ，土 中孔隙 水来不及排 出，因此 ，采用 固结不排水剪 c 、 p 指标是可 以理 解的。但其指标一般不直接采用 ，通常是乘 以一个经验折减系数后再采用 ，依据是 ： (1)当今所采用 的直接剪切仪，不 能模拟土 体的实 际受 力状态 ，不能严格控制排水条件 ，人为规定剪切破坏面 ，等等 诸多因素，使得其试验结果偏大。即使是三轴剪切仪克服了直剪仪 的诸多弊端 ，但它也不 能像真三轴仪那样完全模拟土体的受力状况 ，其采用的 围压 盯2=口3，而实际情况 仃2 ≠ d3 ，使试验结果与实际相 比仍有误差。(2) 在试验过程 中，基坑开挖侧壁 土 体 的应力路径与常规三轴试验的加荷方式 、受力次序相反 。 (3)在试验过程 中，有时忽略土样 的应力 历史 （ 前期 固结压力 P 。。） 。(4) 取样扰动 ，运样振动，将破坏土样 的天然状态 ， 而影响其试验结果。(5) 在基坑 支护结构设计 中，c 、 妒 值最 主要 的获取途径是室 内土工试验 ， 另外的途径是原位十字板剪切试验 ，而 十 字板试验只提供土体的不排水剪 c 。 值(p=0) ，此时，土体的 朗肯主动土压力系数等于朗肯被动土压力系数，对基坑支护 设计不太适用 。 如果室 内试验的 c 、9 值与实际有误差（ 不可 避免） ，没有其它办法测 出 c 、9 值加以 比较 ，也难 以发现和判 断，其带来的后果是严重 的基坑事故 ，这就使人们对试验结 果持慎重态度 ，依据工程经验乘以折减系数加以避免。 而工 民建基础工程则不 同 ，它的试验结果可 以不折减而 直接采用。 因为其 c 、( 值主要是用来计算地基土承载力 ，除 此之外 ，还有野外标贯试验 、载荷试验 、静探试验 ，依据室 内 试验的含水量 u 、孔隙比 e 、液性指数 IL 等查表，经验等等诸收稿日期：2000-03 -28作者简介： 刘之葵（ 1968- ） ，男（ 汉族） ，江西吉安人 ，桂林工学院讲师，岩土工程专业 ，硕士 ，从事地基基础及深基坑支护等方面的教学科研工作 ，(0773)5897021 。2001年第1期探矿工程 （ 岩土钻掘工程 ）摘要：分析指 出了在深基坑土压力计算 中，对于不 同的深基坑土层类型 ，应相应采用不 同的固
基坑支护设计中土的粘聚力和内摩擦角的取值方法分析
