摘要：深基坑工程具有相當的復雜性和艱巨性，深基坑施工會對周邊建筑產生影響。實踐表明，如果支護結構設計、止水降水措施、工程監測等處理不當，很容易造成基坑周邊土體失穩。本文從土壓力的計算方面，從庫倫土壓力公式和朗肯土壓力公式計算的偏差分析中，提出自己的見解。
　　關鍵詞：深基坑開挖，土壓力，影響因素，時間效應
　　一、概述
　　隨著城市的發展，地下工程建設項目的數量和規模迅速增大，如高層建筑物基坑，大型管道的深溝槽以及由于地鐵工程線路的越來越多、地鐵換乘引起的基坑的深度越來越深。而且，城市建設的發展，帶動地下空間的發展。目前各類用途的地下空間已經或正在世界各大中城市得到開發利用或在規劃之中，如地下停車庫、地下街道、地下商城、地下醫院、地下倉庫、地下民防工事以及多種地下民用和工業設施等。這些地下空間的建設也使得深基坑工程的規模和深度不斷加大。然而，目前對深基坑的土壓力還缺乏足夠的認識，但土壓力問題又是基坑設計中最關鍵的參數之一。如何正確計算深基坑的土壓力，具有理論研究意義，又有實用價值。
　　二、土壓力理論
　　在深基坑開挖支護結構的設計上，庫倫(1776年)和朗肯(1857年)的土壓力理論，因其計算簡單和力學概念明確，仍然是目前支護結構的設計依據。
　　根據結構受力過程中墻體位移與地層間的相互關系,土壓力分為靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力
　　靜止土壓力:若剛性的擋墻保持原來位置靜止不動,則作用在墻上面的土壓力稱為靜止土壓力力。
　　主動土壓力:如剛性的擋墻在填土壓力的作用下,背離著填土方向移動,這時作用在墻上的土壓力將由靜止土壓力逐漸減小,當墻后土體達到極限平衡,并出現連續滑動面使土體下滑,這是土壓力減至最小值,稱為主動土壓力。
　　被動土壓力:如擋墻在外力的作用下,向填土方向移動,這時作用在墻上的土壓力將由靜止土壓力逐漸增大,一直到土體達到極限平衡,并出現連續滑動面,墻后土體向上擠出隆起。
　　而廣泛應用于深基坑支護的連續墻、鉆孔灌注樁、挖孔樁等屬于一種輕型的擋土結構，在荷載作用下，其工作狀態一般為彈性嵌固。它有別于剛性墻的特點是，由于撐錨系統及入土段土體的約束，在墻后土體的壓力作用下，墻體產生撓曲變形，引起土壓力的重新分布。同時，這一變形值要求控制在一定的范圍內，以避免基坑周邊設施受到破壞．因而一般不能達到主動土壓力的變形范圍值。所以按傳統的設計方法計算的土壓力，與支護結構實際受力偏差較大。
　　三、當前的研究現狀
　　當前與大量的深基坑施工、地下工程建設涉及的土壓力計算相應的,是仍然被廣泛采用的經典土壓力計算公式,即庫倫土壓力公式和朗肯土壓力計算公式.同時,工程界采用泰沙基(Ｔｅｒｚａｇｈｉ)-帕克(Ｐｅｃｋ)表觀土壓力計算公式計算的例子也是存在的.針對深基坑工程中土壓力計算的復雜性,人們做了大量的研究:魏汝龍提出了對于卸載時的不同情況,利用固結快剪指標來進行土壓力計算;陳書申提出了小變位土壓力計算公式;在通過試驗驗證的基礎上,夏明耀等得出了與時間相關的土樣剪應力松馳曲線τ(ｔ).這些均是近期較有特點的研究成果。
　　四、影響土壓力的因素
　　土壓力是土體因自重或外荷載作用對支護結構產生的側向壓力，是土與支護結構相互作用的結果。由于土層的不均勻性，士的本構關系的復雜性以及土層的流變性更增加了問題的復雜性。土壓力不僅取決于土性指標，而且與支護結構的變位、土與結構的接觸條件等密切相關，即土壓力受時、空效應的影響。
　　（一）土壓力計算指標的選擇
　　土壓力是作用在圍護結構上的荷載,它的計算是圍護結構設計的關鍵一步.
　　現有的土壓力計算中的總應力和有效強度理論,無法考慮應力歷史的影響,造成了強度不唯一.而且由于現階段對于基坑開挖的墻前、墻后的土壓力計算,不區分加載和卸載的情況而采用相同的指標.這樣一來,如果在墻前被動土壓力計算中采用了加載強度指標,就會造成得到的結果偏低.有鑒于此,魏汝龍提出了一種新的綜合強度理論,即一個含有7條強度線的抗剪強度理論.利用該理論中的卸載強度線計算所得的墻前被動土壓力會增加25%,這是一個很有利的影響.文獻對支擋結構的入土深度與被動土壓力計算結果之間的關系也進行了分析,為實際工程中的支擋結構設計、施工提供了更為科學的理論依據.
　　（二）土壓力與支護結構變形的關系
　　某基坑工程采用懸臂鉆孔灌注樁擋土，外側均為二排深層攪拌樁止水。各測點的土壓力數據表明：
　　1、隨著開挖深度增加，支護結構位移增大，釋放土壓力增大，作用在支護樁上的主動側土壓力卻不斷減小。（擴展）
　　2、懸臂支護結構不同深度的主動側土壓力隨著開挖深度的變化情況。主動側土壓力呈上小下大的三角形分布，它基本介于靜止土壓力K。與朗肯主動土壓力之間，在基坑開挖之前，由于沒有任何變形空間，土壓力等于作用于被測點處的靜止土壓力，但由于埋設土壓力盒的鉆孔中的回填砂的密實性比原狀土差，故實測值比計算值小。隨著基坑的逐漸開挖，樁體位移的不斷加大，主動側土壓力逐漸減小，并且較上部的側土壓力減小的幅度遠大于較下部的側土壓力減小的幅度。下部主動側土壓力仍介于靜止土壓力與朗肯主動土壓力之間，但上部主動側土壓力至開挖到基坑底部時已遠小于朗肯主動土壓力。這與該懸臂支護結構位移過大(此時樁頂最大位移已達178mm)，在樁后土體中產生數條寬約1O～40mm向下延伸的裂縫，由于土的粘聚性，裂縫處土體沒有坍落，導致土壓力迅速降低，土壓力零點不斷下移，樁頂以下一定范圍內土壓力為零，總主動土壓力不斷減小，作用點不斷下移。
　　3、被動側土壓力大小也基本介于靜止土壓力與朗肯被動土壓力之間，但隨著開挖深度的不斷加深，支護樁向基坑內側變形，被動區的土受樁的擠壓作用，隨著支護樁向內側變形的增加，被動側土壓力也隨之增大，但上部土體的被動側土壓力迅速大于朗肯被動側土壓力，樁的下部，被動側土壓力仍沒有超出朗肯被動側土壓力值，僅為其值的2／3左右。這是由于嵌固段在挖土表面位移最大，使土受到擠壓，會最先達到塑性極限強度，但在樁的下部，其位移很小，側土壓力遠未達到極限狀態的被動土壓力。即使這樣，被動側土壓力的分布狀態仍保持上小下大的三角形分布。

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