(1)从理论和原理角度分析 ①水土分算
适用于土体孔隙中存在自由的重力水或土体渗透性较好,一般适用于碎石土、砂土。一,渗透性强,地下水对土体颗粒可形成浮力作用;二,孔隙中为自由水,自由水重力作用对土体颗粒的孔隙水压力作用可按静水压力考虑。 ②水土合算
理论上适用于土体为不透水层或近似为不透水层的黏土层,根本上就是不考虑水压力作用,认为土体孔隙中的水为结合水,没有自由(重力)水,形成不了静水压力,同时,土层渗透性差近似不透水层,形成不了浮力作用。
(2)从实际工程设计及施工工况角度分析 ①工程设计
根据其计算公式分析,当粘聚力和内摩擦角均>0时,水土分算对支护结构的侧压力总是>水土合算,因为水土合算实际上是把静水压力也按内摩擦角进行了折减。而实际我们认为水属于各向同性,各个方向压力均相等,一般按竖直方向重力考虑。这是水土分算计算结果>水土合算的原因。当粘聚力和内摩擦角=0时,两者相等,如砂土液化时。因为,此时主动土压力系数Ka=tan2(45°—φ/2)=1,从数值来看属于未对静水压力折减。
从上述分析看来,有人可能认为应采用“水土分算”方法进行支护设计,是偏于安全的,按不利原则考虑?这里又牵涉到工程中另一个重要的方面,“工程造价”。通过工程实践证明,黏性土等不透水层或近似不透水层,按照水土分算的方法进行支护设计,过于保守,造成支护材料的浪费,而采用水土合算从上文介绍的原理看来是合适的,经过工程实践证明,此类土采用水土合算更为合适,既可满足工程安全,相对于水土分算有可节省费用。 ②施工工况
对于黏性土,当施工工期较短,或短期的稳定性计算,例如临时基坑支护工程,可认为属于不排水情况,使用CU抗剪强度指标;而对于永久性边坡,考虑采用水土分算,使用有效应力抗剪强度指标,这样安全度更高。从工程实践看来,对于黏性土长期或永久作用时,其透水情况不宜按不透水情况考虑。
对于碎石土、砂土则不需考虑工况,排水情况良好,使用水土分算。 而对于粉土按照基坑支护技术规程的规定,砂质粉土采用水土分算,黏质粉土采用水土合算;而实际设计时,通常勘察单位不提供粉土砂质或黏质的定性,当工程为临时性边坡工程时,可采用水土合算,永久性边坡工程,宜采用水土分算。
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