常州地铁水平基床系数取值探讨

王英珺

【摘 要】水平基床系数主要影响支护结构分布土反力的大小。勘察报告通常根据土工试验、原位测试等手段，分别给出每一层土的水平基床系数值。基坑围护计算时，则根据规范，依据土层c、φ值及计算深度等参数，计算得到水平基床系数。在收集常州地铁车站施工过程中土土体变形监测结果并对其分析后，对水平基床系数取值方法进行探讨，为后续工作提供参考。

【关键词】水平基床系数；土反力

中图分类号： F572.88 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）32-0247-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.114

【Abstract】The coefficient of horizontal subgrade reaction mainly affects the magnitude of the soil reaction force of the supporting structure. The reconnaissance report usually gives the coefficient of horizontal subgrade reaction value of each layer of soil according to the methods of geotechnical test and in situ test. When calculating the foundation pit enclosure， the coefficient of horizontal subgrade reaction is calculated according to the specifications and according to the parameters such as soil c， φ value and calculated depth. After collecting and analyzing the soil and soil deformation monitoring results during the construction of the Changzhou subway station， the method of determining the horizontal bed coefficient is discussed to provide reference for future work.

【Key words】The coefficient of horizontal subgrade reaction； Soil reaction

0 引言

水平基床系數是地铁设计过程中的一个重要参数。通过多年地铁勘察设计实践工作的经验积累，已经确定了多种水平基床系数确定及修正的方法。但在勘察设计过程中，该系数的取值方法存在一些差异，针对勘察及设计过程中水平基床系数取值方法及计算结果，分析评价不同取值对工程设计的影响，并提出水平基床系数取值的建议。

1 基床系数概念及测定方法

根据常州轨道交通1号线勘察报告，1号线基床系数基本采用扁铲试验、旁压试验及固结试验方法，结合《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-2012）附录H综合确定。常州轨道交通1号线科教城北站水平基床系数取值如表1所示。

2 围护结构计算时基床系数取值

围护结构计算时，挡土结构一般采用平面杆系结构弹性支点法，一般根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）相关规定，采用式2～4计算围护结构被动区土反力。

由式2～4可知，在设计人员计算土压力时，并没有采用勘察报告中提供的水平基床系数，而是通过计算得到。这时水平基床系数受到计算点深度、土层的c、φ值等参数的影响，因此并不是一个定值，即使在同一土层，因为计算点位置的不同，土层的水平基床系数值也是不同的。

科教城北站为两层地下车站，车站北端头井基坑开挖深度17.68m。土层基本参数如表1所示。根据土层分布、基坑开挖深度采用式3～4计算水平基床系数并与表1勘察报告建议值进行对比如表2所示。

表2 水平基床系数对比表

由表2计算值可知，当采用不同方法得到的kh值计算土反力时，得到的数据相差较大，特别是在基坑开挖初期，采用计算kh值计算的土反力值较建议值相差达到了10倍。由此可知，根据水平基床系数计算得到的被动区土体反力值也将有较大差别。

3 土反力值对比分析

根据调研，目前设计基本采用式2～4计算被动区土反力值。科教城北站北端头基坑开挖深度17.64m，图1是计算基坑开挖至坑底时，土压力、位移等数据曲线图。图2为基坑开挖到底时，实测围护结构水平位移值曲线。

对比图1及图2可见，计算得到围护结构水平位移与实测变形值趋势基本一致。选择该工况坑底以下三点，分别采用两种水平基床系数计算土反力值，如表3所示。

根据表3计算结果，可以看出采用不同的水平基床系数计算得到的土反力值有以下几方面特点：（1）在接近坑底位置，两种方法计算得到的土反力值相差较大。采用计算方法得到kh值时，受到深度影响，越接近坑底位置其值越小，因此计算得到的土反力值也越小，与之相反的是当采用给定基床系数时，由于坑底土层变形量最大，计算得到的水平土反力值就较大；（2）随着深度增加，土体变形量减小，初始分布土反力值增加，水平基床系数对土反力值的影响将逐渐减小；（3）土体变形随深度减小，计算水平基床系数由于受到深度影响，可以对土反力值进行调整，使土反力值分布更加均匀。

4 结论

目前，勘察阶段确定土层基床系数的手段逐渐完善，各地也根据土层特征，提出了多种基床系数修正方法。但在使用过程中，设计人员较多采用规范方法，通过计算得到土层水平基床系数。根据上述分析，当采用不同方式得到水平基床系数，进而计算水平土反力时，得到的结果差别较大。而实际工作中，勘察与设计人员针对水平基床系数的取值方法沟通较少。因此，在后续勘察设计工作中，勘察设计人员宜加强沟通，共同探讨合理的水平基床系数取值。同时，施工过程中宜增加水平土反力值的现场监测，为今后水平基床系数的准确取值提供更为准确的数据。

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