当前，按照《工程结构可靠性设计统一标准GB 50153-2008》、《建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001》、《建筑结构荷载规范GB 50009-2012》的规定，各类工程结构、建筑结构的设计，应尽量采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法，这其中荷载组合是很重要的内容。对于地基基础设计中的基础强度设计、地基承载力设计、地基变形设计，需要对应的设计状态，以及配套的荷载组合，相对来说，一直比较成熟明确。但对于基坑支护设计来说，由于支护荷载主要来自于坡土自重产生的土压力、水压力、地面超载及环境荷载引起的侧向压力，这在《工程结构可靠性设计统一标准GB 50153-2008》中称作土工作用，进行支护设计荷载组合，在工程实践上，工程师多数情况给予的重视是不够的。本文就此问题开展分析探讨，并提出基坑支护设计荷载组合建议，共同行参考，不妥之处，请批评指正。
1、荷载代表值和荷载组合的概念回顾
根据《建筑结构荷载规范GB 50009-2012》，相关的荷载代表值与荷载组合的基本概念复述如下：
标准值：荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值（例如均值、众值、中值或某个分位值）。
准永久值：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。
基本组合：永久荷载和可变荷载的组合。
标准组合：采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。
准永久组合：对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。
2、基坑支护荷载特点分析
基坑支护设计中，支护荷载主要是侧向坡土对支护结构的作用，有：坡土自重与坡顶超载引起的土压力、水压力。按照朗肯土压力理论，表达式为：
坑底以上：
pa=(Σσi+γ*z)*tan²(45°-φ/2)-2*c*tan(45°-φ/2)
pw=γw*zw
式中：
pa----坡土自重与坡顶超载引起的土压力(kPa)；
pw---水压力(kPa)；
σi---第i个坡顶超载引起的土中竖向附加应力(kPa)；
γ---重度（kN/m³）；
z---计算点埋深（m）；
zw---计算点水头高度（m）；
c、φ---土的粘聚力（kPa）、内摩擦角（°）
从上述表达式可以看出，土压力是由坡土自重及坡顶超载引起，通过基坑开挖面，将超越坡土自身自立稳定能力的部分，以侧向土压力的方式，作用给支护结构。所以基坑支护荷载是一种很特殊的载荷。而上部结构荷载主要是构件自重、屋面楼面活荷载、气象荷载、地震荷载等。自重类的荷载为永久荷载，其它活荷载为可变荷载。永久荷载和可变荷载，都是直接施加于结构的一种作用，显然和基坑支护荷载是不同的。永久荷载中的“永久”指的是不随时间而变，是常量。可变荷载中的“可变”指的是随时间可变，是时间型的随机变量。
基坑支护荷载有土压力、水压力，其中的土压力，是坡顶超载、坡土重度、坡土粘聚力、内摩擦角等参数综合在一起产生的结果，随开挖支护深度、支护工艺而变，这其中的重度、粘聚力、内摩擦角等坡土的工程性质参数具有变异性，从工程勘察概率理论看，土的工程性质参数是随机变量，这个随机变量，在一定时期内，随时间而变不是它的主要特征，而是随取样位置、取样工艺而变，所以土的工程性质参数在数理统计上，有平均值、标准值，还有一个变异系数。基坑开挖支护工程，有永久性工程，更多的是临时工程，坡顶超载本身有永久荷载、可变荷载之分，坡顶可变荷载（活荷载）引起的侧向土压力自然属于可变荷载。工程实践上遇到的基坑工程多数是临时工程，从作用时间周期看，坡顶荷载均按永久荷载对待。
从上述分析看出，坡顶永久荷载，连同具有变异性的土自重参数、粘聚力、内摩擦角等主要参数，随开挖而形成的土压力荷载，从基坑支护荷载角度看，是具有变异性的永久荷载。
3、基坑支护荷载组合取值建议
（1）支护结构构件强度设计（抗压、抗拉、抗弯、抗剪、抗冲切），采用承载能力极限状态下的基本组合。土参数选用标准值，水压力、土压力分项系数均取1.2；
（2）支护结构稳定性计算，采用承载能力极限状态下的标准组合。土参数选用标准值，水压力、土压力分项系数均取1.0；
（3）支护结构变形控制，采用正常使用极限状态下的准永久组合。土参数选用平均值，水压力、土压力分项系数均取1.0 。
稿源：岩土工程学习与探索
作者：王长科
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