基坑設計中地面荷載取值淺議

基坑設計中地面荷載取值淺議

在基坑設計中，地面荷載的取值一直是有爭議的，尤其是初學者，更不知如何下手是好。在本文中，將結合工程實例，對地面荷載的取值進行一些粗淺的探討。

一、地面荷載的種類及特點

1、建（構）筑物產生的地面荷載

建（構）筑物在基坑設計中是經常遇到的，也是需要重點保護的。該類荷載的特點是荷載值大且荷載有一定的埋深，不是直接作用在地面上的。

2、各類車輛產生的荷載

車輛荷載也是基坑設計中經常遇到的，常見的有材料運輸車、土方運輸車、混凝土罐車等，荷載也大，且有動載荷的影響。車輛運行的振動對非粘性土影響較大，這點與其它荷載有很大的不同。

3、現場的各種材料堆載

比較重的建筑材料是鋼筋、砂石料等，這類荷載的特點是直接作用在地面上，沒有振動的影響，其值也比較大，范圍有大有小。

二、地面荷載對基坑的影響

1、建（構）筑物產生的地面荷載

建（構）筑物對基坑穩定的影響要分類而論，采用淺基礎的建（構）筑物，對基坑影響很大，如果基坑發生破壞，對建（構）筑物的影響也很嚴重，可能會導致房毀人亡，所以當基坑周邊有淺基礎的建（構）筑物時要格外當心。樁基礎的建（構）筑物，如果樁端超過基坑底部一定距離，則建筑物的荷載全部通過樁端傳下去，對基坑側壁的壓力要小得多。采用地下室的建筑，其產生的荷載作用深度可以取在地下室板底的位置。

2、各類車輛產生的荷載

在基坑工程實踐中，由于車輛在基坑周邊運行導致的事故也不少，原因有的是設計沒有考慮重車的荷載或取值過小，有的是車輛嚴重超載，一些對地面荷載敏感的圍護結構受其影響就容易出事故。

3、現場的各種材料堆載

現在施工現場隨意堆載的情況特別嚴重，堆載的位置也很隨意，由于建筑工程的施工周期長，所以材料堆放的時間也很長，對基坑邊坡的穩定影響很大，設計應該對施工堆載限值做出說明。

三、基坑設計中對地面荷載的取值

1、在周邊無建筑物的情況下，如果其它條件末知（如施工道路、臨建、材料堆場等末知），在設計的時候選用20KPa均布滿布的荷載方式，可以滿足絕大多數施工現場的條件，可以行走重車，一般的堆物。上海地區的基坑設計，如無特殊情況，地面荷載取值均為均布滿布20KPa。有些專家要求走重車時荷載取均布滿布30KPa，是沒有道理的，也是不合理的。實踐中，重車荷載取有限寬度的條狀荷載并且離開坡頂要至少1米的距離，取30-45KPa即可，與均布滿布20KPa荷載產生的作用是等效的。下面舉二個實例，進行對比說明。

實例1

土層主要為粘性土和粉性土，深度9.35米，上部3米采用土釘墻，下部6.35米采用樁錨結構，通過變換地面荷載值的大小來比較排樁部分的相關結果。

實例2

土層主要為粘性土和淤泥質土，深度5.60米，上部1.5米放坡，下部4.1米采用懸臂結構，通過變換地面荷載值的大小來比較排樁部分的相關結果。

通過上述對比分析可知，地面荷載采用均布滿布20KPa設計，可以滿足基坑周邊荷載的一般要求，可以行走重車及一般堆載。

實例1的現場照片

其它工程的現場照片

2、淺基礎建（構）筑物

一般按每層15KPa取值即可，但最大取值不超過基礎持力層的地基承載力特征值。如某工程為5層整板基礎，下面無樁，基礎直接坐在承載力特征值為80KPa的2層土上，設計時取地面荷載為75～80KPa均可。經實踐驗證，只要計算時各項參數滿足國家規范要求，可以保證安全。例見下圖。

采用淺基礎的建筑物圍護實例

3、樁基礎建（構）筑物

樁基礎，如果樁端淺于基坑底部或超過不多，則應按每層15KPa取值，總荷載要乘以層數，但作用深度位于樁端處。如果樁端超過基坑底部很多，則不管建筑物多高，直接取15KPa均布滿布即可，且荷載作用于地面。但需要注意的是，錨桿靜壓樁和水泥攪拌樁，不應視作樁基礎，應看作是淺基礎。如某工程基坑是在周邊建筑物建好后才開挖的，周邊建筑物采用管樁，圍護采用樁錨結構，設計時只考慮了15KPa作用于地面的荷載，開挖后建筑物無裂縫無沉降，基坑圍護也很穩定。實例見下圖。

采用樁基礎建筑物的周邊圍護

采用樁基礎的高層周邊僅用土釘墻圍護

4、材料堆場

一般的材料堆場都是有一定范圍的，不會整個場地都堆滿，所以如果按20KPa均布滿布來考慮堆場荷載，只要現場材料堆放的不是太過份，也是能滿足要求的，但在設計文件中要對堆載進行限值，防止施工單位盲目堆放建筑材料。如果有特殊要求，則地面荷載應按實際情況進行取值。

四、結論

1、以均布滿布20KPa作為基坑設計的地面荷載取值，基本上能滿足現場堆載、行車的要求，如果有特殊情況，要按實際進行取值。

2、淺基礎及樁端高于基坑底的、采用錨桿靜壓樁和水泥攪拌樁的建筑物，按15KPa每層進行取值。

3、樁端深于基坑底的，不論多高，取作用于地面的均布滿布15KPa即可。

4、由于現場荷載情況非常復雜，本文所涉及到的只是一般原則做法，如遇不同情況應本著實事求是的精神，按實取值。