施工车辆荷载在基坑工程中的取值探讨(1).docx

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1、施工车辆荷载在基坑工程中的取值探讨杨诗义湖北省地质工程院武汉430073摘要：基坑工程设计过程中经常考虑汽车荷教的超载施加问题，该如何施加，施加多少，现行建筑基坑支护设计规程(JGJI20-2012)、湖北省地方标准基坑工程技术规程(DB42/T159-2012)中并没有说明，导致实际基坑支护设计时，汽车超载施加无法明确方法可循。现结合实际工程中的设计经验，加以总结归纳，提出一种比较切实可行的做法。关键词：基坑支护；汽车等效均布荷载；动力系数；扩散角1 .前言基坑支护设计过程中经常涉及到汽车荷载的超载施加问题，该如何施加，施加多少，作用深度是多少等等一些问题。现行建筑基坑支护设计规程(JGJ1

2、20-2012)、湖北省地方标准基坑工程技术规程(DB42/T159-2012)中并没有明确说明，导致实际基坑支护设计时，汽车超载施加无明确指导性方法可循。现结合自己实际设计及评审工作中的一些想法，提出自己认为切实可行的做法。2 .计算与解释基坑开挖过程中需要土方外运，土方外运一般采用前四后八自卸车外运(碎泵车也类似)，所谓前四后八自卸车就是说前面是双桥4个轮子，后面是双桥8个轮子。汽车荷载属于动力荷载，当汽车荷载距离基坑坡顶线超过一定距离时，岩土对汽车荷载起缓冲和扩散作用，当汽车荷载距离超过1Om时，轮压荷载的动力影响已不明显，可取动力系数为1.0(参考结构荷载设计规范GB50009-201

3、2,建筑结构设计问答及分析朱炳寅2009年第一版)。前四后八荷载主要在后面双桥上，后面双桥轴距1.4m,轮距1.8m,后轮双桥总轴重600kN,考虑车轮抓地长度0.2m,前四后八后桥平面尺寸见下图:（I）假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线1=1Om,计算汽车等效分布荷载作用大小时,车轮扩散压力扩散角=30oo后轮双桥轮压的扩散面积为：（2.4+2）X（1.6+2）=15.84m2o则汽车等效分布荷载：P=600kN15.84m2=37.88kPa。计算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角0=45,则d=1=1.0m（2）假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线1=2.0m,计算汽车等效分布荷载作用大小时

4、,车轮扩散压力扩散角=30oo后轮双桥的轮压的扩散面积为：（2.4+4）X（1.6+4）=35.84m2则汽车等效分布荷载：P=600kN35.84m2=16.74kPao计算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角0=45,则d=1=2.0m（3）假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线1=3.0m,计算汽车等效分布荷载作用大小时,车轮扩散压力扩散角=30%后轮双桥的轮压的扩散面积为：（2.4+6）（1.6+6）=63.84m2则汽车等效分布荷载：P=600kN63.84m2=9.40kPao计算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角二45。，则d=1=3.0m18e4那-21p11D现就汽车

5、等效分布荷载大小及作用深度的车轮压力扩散角取值不同做出说明：计算等效分布荷载大小时，现行建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)压力扩散角取30、建筑结构荷载规范(GB50009-2012)中碎中压力扩散角取45。，土中压力扩散角取30；计算等效分布荷载作用深度时，现行建筑基坑支护技术规范(JGJ120-2012)土压力扩散角取45oo两者取值不同主要是因为出于从安全角度考虑，计算等效分布荷载大小时，取30对工程安全有利；计算等效分布荷载作用深度时，取45。对工程安全有利。这也是三本规范土压力扩散角取值不同的原因所在。通过计算标明基坑边缘车辆超载，距基坑边线距离为1.03.0m时，汽车等效

6、局部荷载标准值为35.849.40kPa,等效分布深度为1.03.0m.通过以上计算，现对坡顶汽车荷载等效分布荷载及作用深度表作简化，提供如下表1供设计人员设计时使用。基坑汽车等效分布荷载及作用深度表表1汽车轮边与基坑边线距离H(m)汽车等效均布荷载P(kPa)作用深度d(m)1.0361.02.0172.03.0103.03 注：此表P值为标准值，设计计算是根据不同的地方标准换算成设计值参，计算：对于汽车荷载距离基坑边线1030m之间时，汽车等效分布荷载及作用深度按表内插使用。4 .结论综上所述后建议：(1)基坑设计时汽车超载临近基坑时，最近距离不应超过1om,小于1Om时，应考虑动力系数，

7、另行计算荷载；(2)汽车超载距离基坑顶边线1Om3.0m之间时，汽车等效分布荷载及作用深度按表1内插使用；(3) 3.0m2倍基坑开挖深度(H)时按IOkPa考虑，超过2倍基坑开挖深度(H)时可不考虑汽车超载的影响；(4)此汽车荷载为理论推演，在设计过程中起参考作用，具体的基坑设计尚应满足地方标准及审图机构的技术要求。结合湖北省地方标准基坑工程技术规程DB42/T159-2012的基本规定及天汉深基坑计算软件，取值界面如下图。56 .参考文献:1建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)2建筑结构设计问答及分析朱炳寅2009年第一版3建筑结构荷载规范(GB50009-2012)4建筑基坑支

8、护技术规程(JGJ120-2012)5建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)6湖北省地方标准基坑工程技术规程(DB42/T159-2012)作者简介：杨诗义，男，工程师，湖北省城市地质工程院总工办通讯地址：武汉市八一路463号湖北地建集团邮编：430072基坑设计中地面荷载取值浅议2016-11-2211:23来源：中国岩土网阅读：4570在基坑设计中，地面荷载的取值一直是有争议的，尤其是初学者，更不知如何下手是好。在本文中，将结合工程实例，对地面荷载的取值进行一些粗浅的探讨。基坑设计中地面荷载取值浅议在基坑设计中，地面荷载的取值一直是有争议的，尤其是初学者，更不知如何下手是好。在本文中

9、，将结合工程实例，对地面荷载的取值进行一些粗浅的探讨。一、地面荷载的种类及特点1、建（构）筑物产生的地面荷载建（构）筑物在基坑设计中是经常遇到的，也是需要重点保护的。该类荷载的特点是荷载值大且荷载有一定的埋深，不是直接作用在地面上的。2、各类车辆产生的荷载车辆荷载也是基坑设计中经常遇到的，常见的有材料运输车、土方运输车、混凝土罐车等，荷载也大，且有动载荷的影响。车辆运行的振动对非粘性土影响较大，这点与其它荷载有很大的不同。3、现场的各种材料堆载比较重的建筑材料是钢筋、砂石料等，这类荷载的特点是直接作用在地面上，没有振动的影响，其值也比较大，范围有大有小。二、地面荷载对基坑的影响1、建（构）筑物

10、产生的地面荷载建（构）筑物对基坑稳定的影响要分类而论，采用浅基础的建（构）筑物，对基坑影响很大，如果基坑发生破坏，对建（构）筑物的影响也很严重，可能会导致房毁人亡，所以当基坑周边有浅基础的建（构）筑物时要格外当心。桩基础的建（构）筑物，如果桩端超过基坑底部一定距离，则建筑物的荷载全部通过桩端传下去，对基坑侧壁的压力要小得多。采用地下室的建筑，其产生的荷载作用深度可以取在地下室板底的位置。2、各类车辆产生的荷载在基坑工程实践中，由于车辆在基坑周边运行导致的事故也不少，原因有的是设计没有考虑重车的荷载或取值过小，有的是车辆严重超载，一些对地面荷载敏感的围护结构受其影响就容易出事故。3、现场的各种材

11、料堆载现在施工现场随意堆载的情况特别严重，堆载的位置也很随意，由于建筑工程的施工周期长，所以材料堆放的时间也很长，对基坑边坡的稳定影响很大，设计应该对施工堆载限值做出说明。三、基坑设计中对地面荷载的取值1、在周边无建筑物的情况下，如果其它条件末知（如施工道路、临建、材料堆场等末知），在设计的时候选用20KPa均布满布的荷载方式，可以满足绝大多数施工现场的条件，可以行走重车，一般的堆物。上海地区的基坑设计，如无特殊情况，地面荷载取值均为均布满布20KPa有些专家要求走重车时荷载取均布满布30KPa,是没有道理的，也是不合理的。实践中，重车荷载取有限宽度的条状荷载并且离开坡顶要至少1米的距离，取3

12、0-45KPa即可，与均布满布20KPa荷载产生的作用是等效的。下面举二个实例，进行对比说明。实例1土层主要为粘性土和粉性土，深度9.35米，上部3米采用土钉墙，下部6.35米采用桩锚结构，通过变换地面荷载值的大小来比较排桩部分的相关结果。*均布满布丁2。KPaK有我宽度阶离开坡顶ImP30KPat,荷我宽度8m离开坡顶1m35KPa45荷我宽度M离开坡顶1e-4QKP,均布满布丁3DKPa位移最大值（11,13,52p12.91*13.1心13.37*14.6穹矩最大值KN.Mo218.1*2D9.73P213.95-218,18Q230.65。英力最大值KNp116.DW109,3处112

13、.114,75126.86，抗倾覆系数。1173Q1,19*1,17531,16IP1.135p整体稳定安全系数1.32.157/2.1392.12”1.9743实例2土层主要为粘性土和淤泥质土，深度5.60米，上部1.5米放坡，下部4.1米采用悬臂结构，通过变换地面荷载值的大小来比较排桩部分的相关结果。均布满布20KPad有我宽度%“离开坡顶34-30KPay有我宽度离开坡顶3m35KPad荷栽宽度8m.离开坡顶3m40KPa均布满布V3DKPa2位移最大值34.21*25.5226.3。Q11.08C42-弯矩最大值KN.Mp666.43d486,4Dp496.67507.773814.1

14、1/剪力最大值KNo2D3.62156,9”160.37163,833242.35-抗倾覆系数K1.5831.8131768q1.72139整体稳定,安全系数1.314/2.3。62.236d2,17132.146通过上述对比分析可知，地面荷载采用均布满布20KPa设计，可以满足基坑周边荷载的一般要求，可以行走重车及一般堆载。实例1的现场照片其它工程的现场照片2、浅基础建（构）筑物一般按每层15KPa取值即可，但最大取值不超过基础持力层的地基承载力特征值。如某工程为5层整板基础，下面无桩，基础直接坐在承载力特征值为80KPa的2层土上，设计时取地面荷载为7580KPa均可。经实践验证，只要计算时各项参数满足国家规范要求,可以保证安全。例见下图。采用浅基础的建筑物围护实例3、桩基础建（构）筑物桩基础，如果桩端浅于基坑底部或超过不多，则应按每层15KPa取值，总荷载要乘以层数，但作用深度位于桩端处。如果桩端超过基坑底部很多，则不管建筑物多高，直接取15KPa均布满布即可，且荷载作用于地面。但需要注意的是，锚杆静压桩和水泥搅拌桩，不应视作桩基础，应看作是浅基础。如某工程基坑是在周边建筑物建好后才开挖的，周边建筑物采用管桩，围护采用桩锚结构，设计时只考虑了15KPa作用于地面的荷载，开挖后建筑物无裂缝无沉降，基坑围护也很稳定。实例见下图。采用桩基础建筑物的周边围护