工况 17: 水土分算, 矩形荷载500 6.5 10.5 14.5 19 181520253035深度(m)1520253035深度(m)1520253035深度(m)5100-502000100005100-1000-2000100050005100-500-1000拆撑:No.1水平位移(mm)Max: 42.2弯矩(kN*m)Max: 1176.5剪力(kN)Max: 434.5
备注：工况2、4、6、8、10、12、14、16的内力分别和工况1、3、5、7、9、11、13、15的内力相同，在此不续。
五、土压力及基坑稳定性计算
（一）土压力计算
土压力采用矩形土压力计算，土层c、φ值按Rankine土压力理论求得：
矩形土压力
其中墙前主动土压力按Rankine土压力理论计算，作用于基坑挡土结构外侧的土压力为： 水土分算：
ea??aKa?2cKa?(Z?hwa)(1?Ka)ep??pKp?2cKp?(Z?hwa)(1?Ka)
水土合算：ea??aKa?2cKa 式中，Ka?tg(45?)，
2??2墙后被动土压力ep??pKp?2cKp 16
q=20 2.5 H=19
6.5 10.5 14.5 (砾质粘土) D=16
S=1.2m (素填土) hw=1.8 (砂土) (花岗岩) d=1 灌注桩
详细计算结果如下
根据土力学经典公式?s(1?w)??(1?e);?sat?求得各土层饱和重度，浮重度。
?s?e??w1?e可以第一层素填土：?s?26.77KN/m3;?sat?20.05KN/m3;?'?10.05KN/m3;第二层砂土：?s?26.49KN/m3;?sat?21.29KN/m3;?'?11.29KN/m3;第三层砾质粘性土：?s?26.51KN/m3;?sat?19.02KN/m3;?'?9.02KN/m3;第四层强风化花岗岩：?s?26.75KN/m3;?sat?20.46KN/m3;?'?10.46KN/m3;
地下水位以上土采用天然重度?，地下水位以下采用浮重度?'，水土分算1、墙后素填土表面的主动土压力强度为：pa0?(?1?z0?q)?tan2(45??)2227.3?27.3?2???(18.8?0?20)?tan(45?)?2?29.5?tan?(45?)22?20?0.371?2?29.5?0.609??28.52Kpa?1)?2c1?tan(45???12、墙后素填土地下水位处的主动土压力强度为：pa1.8?(?1?z1.8?q)?tan2(45???122 ??27.327.3?(18.8?1.8?20)?tan2(45??)?2?29.5?tan?(45??)22?53.84?0.371?2?29.5?0.609??15.96Kpa)?2c1?tan(45???1) 17
3、墙后素填土层底z=3m处的主动土压力强度为：p'a3.0上?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q)?tan2(45??2?12)?2c1?tan(45????12)27.3?27.3???(18.8?1.8?(20.05?10)?1.2?20)?tan(45?)?2?29.5?tan?(45?)22?65.9?0.6092?35.931??11.49Kpa水压力Pw3.0?（3-1.8）?10=12Kpa'所以，p上3.0?pa3.0上?Pw3.0??11.49?12?0.51Kpa
4、墙后砂土层顶z=3m处的主动土压力强度为：p'a3.0下?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q)?tan2(45??2??22)?2c2?tan(45???22)
27??(17.2?2.7?20)?tan(45?)?2?0?24.76Kpa2水压力Pw3.0?（3-1.8）?10=12Kpa'所以，p下3.0?pa3.0下?Pw3.0?24.76?12?36.76Kpa5、墙后砂土层底z2=3+8=11m处的主动土压力强度为：'p'a11.0上?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q??2?z11.0?3.0)?tan2(45???22)?2c2?tan(45???22)
27??(65.9?(21.29?10)?8)?tan(45?)?2?0?58.70Kpa2水压力Pw11.0?（11-1.8）?10=92Kpa2?'所以，p上a11.0?pa11.0?Pw11.0?58.70?92?150.7Kpa6、墙后砾质粘性土层顶z2=11m处的主动土压力强度为：'p'a11.0下?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q??2?z11.0?3.0)?tan2(45???32)?2c3?tan(45???32)21.9?21.9???(65.9?(21.29?10)?8)?tan(45?)?2?29.2?tan(45?)?31.91Kpa22水压力Pw11.0?（11-1.8）?10=92Kpa2?'所以，p上a11.0?pa11.0?Pw11.0?31.91?92?123.91Kpa
18
7、墙后砾质粘性土基坑底端z=19m处的主动土压力强度为：''p'a19.0上?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q??2?z11.0?3.0??3?z19.0?11.0)?tan2(45???32)?2c3?tan(45???32)21.9?21.9???(65.9?(21.29?10)?8?(19.02?10)?8)?tan(45?)?2?29.2?tan(45?)22?228.38?0.6762?2?29.2?0.676?64.89Kpa2?水压力Pw19.0?（19-1.8）?10=172Kpa'所以，p上a19.0?pa19.0上?Pw19.0?64.89?172?236.89Kpa上p下?pa19.0a19.0?236.89Kpa
8、墙后砾质粘性土层底z=30m处的主动土压力强度为：?3?)?2c3?tan(45??3)2221.9?21.9?2???(65.9?(21.29?10)?8?(19.02?10)?19)?tan(45?)?2?29.2?tan(45?) 22?327.6?0.6762?2?29.2?0.676?110.23Kpa水压力Pw30.0?（30-1.8）?10=282Kpap'a30.0上?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q??2'?z11.0?3.0??3'?z30.0?11.0)?tan2(45??'所以，p上?pa30.0a30.0上?Pw30.0?110.23?282?392.23Kpa9、墙后强风化花岗岩层顶z=30m处的主动土压力强度为：?4?)?2c4?tan(45??4)22??18.918.9?(65.9?(21.29?10)?8?(19.02?10)?19)?tan2(45??)?2?35.6?tan(45??) 22?327.6?0.7152?2?35.6?0.715?116.57Kpa水压力Pw30.0?（30-1.8）?10=282Kpap'a30.0下?(?1?z1.8??1'?z3.0?1.8?q??2'?z11.0?3.0??3'?z30.0?11.0)?tan2(45??'所以，p下a30.0?pa30.0下?Pw30.0?116.57?282?398.57Kpa10、墙后强风化花岗岩层桩底端z=35m处的主动土压力强度为：?4??4p?(?1?z1.8???z3.0?1.8?q???z11.0?3.0???z30.0?11.0???z35.0?30.0)?tan(45?)?2c4?tan(45?)22??2?18.9?18.9?(65.9?(21.29?10)?8?(19.02?10)?19?(20.46-10)?5)?tan(45?)?2?35.6?tan(45?)22?379.9?0.7152?2?35.6?0.715?143.31Kpa'a35.0'1'2'3'42?水压力Pw35.0?（35-1.8）?10=332Kpa所以，p35.0?p'a35.0?Pw35.0?143.31?332?475.31Kpa
19
11、墙前砾质粘土层底z=30m处被动土压力强度为：'p'p30.0上??3?z30.0?19?tan2(45???32221.9?21.9?2???((19.02?10)?11)?tan(45?)?2?29.2?tan?(45?) 22?9.02?11?1.4802?2?29.2?1.480?303.76Kpa)?2c3?tan(45???3)水压力Pw?(30?19)?10?110Kpa'所以，p上?pp30.0w?303.76?110?413.76Kpap30.0上?P12、墙前强风化花岗岩层顶z=30.0m处被动土压力强度为：'p'p30.0下??3?z30.0?19?tan2(45???42218.9?18.9?2???((19.02?10)?11)?tan(45?)?2?35.6?tan?(45?)
22?9.02?11?1.3992?2?35.6?1.399?293.80Kpa)?2c4?tan(45???4)水压力Pw?(30?19)?10?110Kpa'所以，p下p30.0?pp30.0下?Pw?293.80?110?403.80Kpa13、墙前强风化花岗岩层桩底端z=35.0m处被动土压力强度为：''p'p35.0?（?3?z30.0?19??4?z35.0?30.0）?tan2(45???42)?2c4?tan(45????42)18.9?18.9???((19.02?10)?11?（20.46-10）?5)?tan(45?)?2?35.6?tan?(45?)22?(9.02?11?10.46?5)?1.3992?2?35.6?1.399?396.16Kpa2水压力Pw?(35?19)?10?160Kpa所以，pp35.0?p'p35.0?Pw?396.16??160?556.16Kpaz=30.0m处净土压力强度为上P30.0?413.76?392.23?21.53KPa下P30.0?403.80?398.57?5.23KPa
z=35.0m处净土压力强度为P35.0?556.16?475.31?80.85KPa
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