基坑支護設計汽車等效均布荷載的計算方法

董慶勇

基坑支護設計過程中經常涉及到汽車荷載的超載施加問題，該如何施加，施加多少，現行《建筑基坑支護設計規(guī)程》（JGJ120-2012）中并沒有說明，導致實際基坑支護設計時，汽車超載施加無指導性方法可循。現筆者僅對自己實際工作中的一些想法，提出自己認為切實可行的做法。

基坑開挖過程中需要土方外運，土方外運一般采用前四后八自卸車外運，所謂前四后八自卸車就是說前面是雙橋4個輪，，后面是雙橋8個輪子。

汽車荷載屬于動力荷載，當汽車荷載距離基坑坡頂線超過一定距離時，巖土對汽車荷載起緩沖和擴散作用，當汽車荷載距離超過1.0m時，輪壓荷載的動力影響已不明顯，可取動力系數為1.0。

前四后八荷載主要在后面雙橋上，后面雙橋軸距1.4m，輪距1.8m，后輪雙橋總軸重600kN，前四后八后橋平面尺寸見下圖：

假設汽車外側輪距離基坑坡頂線1.0m，計算汽車等效分布荷載作用大小時，車輪擴散壓力擴散角取30°。

后輪雙橋輪壓的擴散面積為（2.4+1×2）×（1.6+1×2）=15.84m2。

則汽車等效分布荷載P=600kN/15.84m2=37.88kPa。

計算車輪荷載等效分布深度時，取車輪擴散壓力擴散角取45°，則d=1.0m。

假設汽車外側輪距離基坑坡頂線2.0m，計算汽車等效分布荷載作用大小時，車輪擴散壓力擴散角取30°。

后輪雙橋的輪壓的擴散面積為（2.4+2×2）×（1.6+2×2）=35.84m2。

則汽車等效分布荷載P=600kN/35.84m2=16.74kPa。

計算車輪荷載等效分布深度時，取車輪擴散壓力擴散角取45°，則d=2.0m。

假設汽車外側輪距離基坑坡頂線3.0m，計算汽車等效分布荷載作用大小時，車輪擴散壓力擴散角取30°。

后輪雙橋的輪壓的擴散面積為（2.4+2×3）×（1.6+2×3）=63.84m2。

則汽車等效分布荷載P=600kN/63.84 m2=9.40kPa。

計算車輪荷載等效分布深度時，取車輪擴散壓力擴散角取45°，則d=3.0m。

現就汽車等效分布荷載大小及作用深度的車輪壓力擴散角取值不同做出說明：計算等效分布荷載大小時，現行《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79--2012）壓力擴散角取30°；計算等效分布荷載作用深度時，現行《建筑基坑支護技術規(guī)范》（JGJ120-2012）土壓力擴散角取45°；兩者取值不同主要是從安全角度考慮，計算等效分布荷載大小時，取30°對工程安全有利，計算等效分布荷載作用深度時，取45°對工程安全有利，這也是兩本規(guī)范土壓力擴散角取值不同的原因所在。

通過計算標明基坑邊緣車輛超載，距基坑邊線距離為1.0～3.0m時，汽車等效局部荷載為35.84～9.40kPa，等效分布深度為1.0～3.0m。

通過以上計算，現對坡頂汽車荷載等效分布荷載及作用深度表作簡化，提供如下表格供設計人員設計時使用。

基坑汽車等效分布荷載及作用深度表

綜上所述筆者建議：（1）基坑設計時汽車超載臨近基坑時，最近距離不宜超過1.0m，小于1.0m時，應考慮動力系數；汽車超載距離基坑頂邊線1.0～3.0m之間時，汽車等效分布荷載及作用深度按表1-1內插使用；3.0～1-2倍基坑開挖深度時按10kPa考慮，超過2倍基坑開挖深度時可不考慮汽車超載的影響。

參考文獻

[1]朱炳寅.建筑結構設計問答及分析，2009年第一版.

[2]建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2012）.

[3]建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-2012）.