基坑支护设计汽车等效均布荷载的计算方法

董庆勇

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，现行《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120-2012）中并没有说明，导致实际基坑支护设计时，汽车超载施加无指导性方法可循。现笔者仅对自己实际工作中的一些想法，提出自己认为切实可行的做法。

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，所谓前四后八自卸车就是说前面是双桥4个轮，，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1.0m时，轮压荷载的动力影响已不明显，可取动力系数为1.0。

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，前四后八后桥平面尺寸见下图：

假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线1.0m，计算汽车等效分布荷载作用大小时，车轮扩散压力扩散角取30°。

后轮双桥轮压的扩散面积为（2.4+1×2）×（1.6+1×2）=15.84m2。

则汽车等效分布荷载P=600kN/15.84m2=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取45°，则d=1.0m。

假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线2.0m，计算汽车等效分布荷载作用大小时，车轮扩散压力扩散角取30°。

后轮双桥的轮压的扩散面积为（2.4+2×2）×（1.6+2×2）=35.84m2。

则汽车等效分布荷载P=600kN/35.84m2=16.74kPa。

計算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角取45°，则d=2.0m。

假设汽车外侧轮距离基坑坡顶线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取30°。

后轮双桥的轮压的扩散面积为（2.4+2×3）×（1.6+2×3）=63.84m2。

则汽车等效分布荷载P=600kN/63.84 m2=9.40kPa。

计算车轮荷载等效分布深度时，取车轮扩散压力扩散角取45°，则d=3.0m。

现就汽车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°；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45°；两者取值不同主要是从安全角度考虑，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，这也是两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1.0～3.0m时，汽车等效局部荷载为35.84～9.40kPa，等效分布深度为1.0～3.0m。

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，提供如下表格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

综上所述笔者建议：（1）基坑设计时汽车超载临近基坑时，最近距离不宜超过1.0m，小于1.0m时，应考虑动力系数；汽车超载距离基坑顶边线1.0～3.0m之间时，汽车等效分布荷载及作用深度按表1-1内插使用；3.0～1-2倍基坑开挖深度时按10kPa考虑，超过2倍基坑开挖深度时可不考虑汽车超载的影响。

参考文献

[1]朱炳寅.建筑结构设计问答及分析，2009年第一版.

[2]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）.

[3]建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）.