水土合算、分算之区别

关于水土分算和合算规定不同的原因问：在基坑规程JGJ120-99中只要求对碎石、砂土用水土分算，在广州等规程中要求各类土宜按水土分算方法计算侧压力，有经验时，对粘性土、淤泥质土可按水土合算方法计算侧压力。

对这类不同的规定的原因或者依据是什么？在设计时怎么执行？答：所谓水土分算，其实质就是分别计算水、土压力，以两者之和为总侧压力。

计算土压力时用土的浮重度，计算水压力时按全水头的水压力考虑。

这一方法适用于土空隙中存在自由水的情况或土的渗透性较好的情况，如：碎石土及砂土。

很显然，土体中的水压力与其空隙中的自由水及其渗透性是密切相关的，而碎石土及砂土的渗透性相差非常大，粉、细砂的渗透系数ks一般为1.0m/d左右，卵石层则可高达500m/d，两者相差达数百倍，如此大的差别都统一按全水头的水压力考虑显然是不合适的。

工程实践也表明：按水土分算方法计算水压力对于大多数土层来说，其作用都偏大。

所谓水土合算，其实质就是不考虑水压力的作用，认为土空隙中的水都是结合水，没有自由水，因此不形成水压力。

土颗粒与其空隙中的结合水是一整体，直接用土的饱和重度计算土体的侧压力即可。

显然这一方法在理论上讲仅适用于渗透系数为零的不透水层。

然而，完全不透水的土层是不存在的，因此水土合算法仍然是岩土工程界的一个争论问题。

持赞同观点者认为：在一些渗透性很差的粘性土层中，水压力几乎为零，再按水土分算法计算水压力会使支护结构的造价大大增加，显然是不合适的；而持反对观点者认为：粘性土虽然渗透性差，但当支护结构本身具有较好的防水性能时（如地连墙结构、有止水帷幕的排桩结构及复合土钉墙结构），只要假以时日，水压力应该能达到静水压力。

完全忽视水压力的作用，可能会造成结构上的工程隐患。

这个问题再简化下，让大家知道其中奥秘主要原因，很多规范或书籍并不给大家秘方，只给结论。

（1）分算、合算取决于工况对于施工期或短期稳定和计算，一般采用总应力法，即土水合算，来不及排水的情况，采用土的Cu（不排水剪切强度），φ=0；对于长期、远期、永久稳定性和计算问题，考虑有效应力法，即土水分算，即排水的情况，一般采用c'、φ'，而且非粘性土c'=0，粘性土的c'比Cu小很多。

水土分算和水土合算方法的适用条件一、计算方法概述在一般地基基础工程计算中，建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基。

无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点，荷载大小明确，计算与实测结果基本接近。

而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力，水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。

支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的不确定性。

由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载，而这种水平荷载具有间接得出的特点，因此，由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定，水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果。

目前，工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法。

在水土分算时，水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等。

而水土合算时不需单独考虑水压力作用。

关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类，可参考有关土力学教科书，本处不在详述。

二、水土分算和水土合算方法的适用条件基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。

由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。

地下水位以下的水压力和土压力，按有效应力原理分析时，水压力与土压力应分开计算。

水土分算方法概念比较明确。

但是在实际使用中有时还存在一些困难，特别是对黏性土，水压力取值的难度大，土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标，在实际工程中往往难以解决。

因此，在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。

系统操作说明1操作流程图1-1 深基坑支护结构设计流程图2流程说明开始通过两个途径可以进入【深基坑支护结构设计软件】的主界面：⑴在开始菜单中，打开【理正深基坑支护结构设计软件】；⑵双击桌面上的快捷图标。

系统主界面如如下图：图2.1-1 主界面路径设置有两种设置工程路径的方法：⑴在主界面设置路径：点主界面的【工作目录】按钮，弹出指定工作路径对话框，既可以从右侧上方选择路径处的树形目录中选择当前路径，也可以在工作路径文本输入框中直接输入当前的路径字符串。

然后点【确定】按钮。

⑵在单元计算界面设置路径：进入单元计算模块后，点【选工程】，弹出指定工作路径对话框，在树形目录或文本输入框中进展路径设置。

注意：1. 主界面设置的工作路径为单元计算、整体计算文件的默认路径。

同时单元计算文件还可以在单元计算模块设置的路径下保存；2. 单元计算界面与主界面设置的工作路径最好保持一致；3. 路径设置支持输入“空格〞；4. 单元计算控制菜单下的“打开工程〞功能同【选工程】。

单元计算和整体计算分别参见第一、二、三和四局部。

数据存盘与备份原始数据和结果数据均保存在设置的工作目录下：单元计算原始数据文件名：*.SPW；图形结果文件名：*.DXF；计算书文件名：*.RTF。

退出在单元计算界面下点击“退出〞按钮或菜单，退出单元计算模块；在主界面下点击“退出〞按钮或菜单，退出软件。

第一局部单元计算操作说明1操作流程图1-1 单元计算操作流程图进入单元计算点击“〞按钮，进入单元计算模块。

增加计算项目⑴第一次进入单元模块时，计算项目为空，如如下图。

图1.2-1 单元计算输出界面⑵必须点“增〞按钮，弹出图所示模板，并从中选取计算项目。

确认后进入设计数据录入界面。

图1.2-2 项目选用模板注意：1. 已经进展过单元计算的项目，进入单元计算后，既可以点“增〞按钮，从模板中增加新项目，也可从项目列表中选择已有项目〔如如下图〕，再点“算〞直接进入数据录入界面；图1.2-3 项目选用列表2. 点“删〞按钮，可删除列表中的计算项目，存放于工作路径中的该项目的工程数据将全部被删除，且无法恢复；3. “工程操作〞菜单〔如图〕功能同“增〞、“删〞和“算〞按钮。

浅谈挡土墙设计中参数控制要点发表时间：2019-03-25T14:26:13.140Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：杨娉[导读] 随着城市土地的日益紧缺，汽车交通的日益普及，地下停车库也越来越多，地下室外墙的设计也开始常态化。

成都基准方中设计有限公司武汉分公司随着城市土地的日益紧缺，汽车交通的日益普及，地下停车库也越来越多，地下室外墙的设计也开始常态化。

而外墙的设计，参数开关较多，参数取值的不同，会导致外墙配筋值有较大的差异，为确定其统一性。

现将外墙设计的各参数梳理如下：1、荷载竖向荷载有上部及各层地下室顶板传来的荷载（顶板上覆土重量容易忽略）和外墙自重；水平荷载有室外地坪活荷载、侧向土压力、地下水压力、人防等效静荷载以及可能的相邻建筑物的附加荷载。

1.1室外地坪活荷载：一般民用建筑的室外地面（包括可能停放消防车的室外地面）活荷载可取5kN/m2。

有特殊较重荷载时，按实际情况确定。

1.2水压力：根据地勘报告提供的水位进行设计。

1.3土压力：1.3.1当地下室采用大开挖方式，无护坡桩或连续墙支护时，外墙承受的土压力宜取静止土压力，土压力系数K0，对一般固结土可取K0=1-sinφ(φ为土的有效内摩擦角)，一般情况可取0.5。

1.3.2当地下室施工采用护坡桩或连续墙支护时，外墙土压力计算中可以考虑基坑支护与外墙的共同作用，或按静止土压力乘以折减系数0.66近似计算，Ka=0.5×0.66=0.33，相当于主动土压力。

1.4水土分算与水土合算采取水土分算还是水土合算，主要取决于土体的渗透性。

工程上处于安全考虑，一般均按水土分算考虑。

当采用渗透性好的土（如砂土、碎石土）回填时，采用水头分算。

所谓水土分算，即分别计算水、土压力，将二者之和做为总的侧压力，计算土压力时取土的浮重度（取11KN/m3），计算水压力时取抗浮水头。

由于土体中的水压力与孔隙中的自由水及其渗透性密切相关，即使是透水性好的土之间也总存在着透水性的差别，例如砂土的渗透系数Ks=1.0m/d，而碎石土的渗透性可能达到Ks=500m/d。

水土分算和水土合算的学习一、计算方法概述在一般地基基础工程计算中,建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基.无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点,荷载大小明确,计算与实测结果基本接近.而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力,水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上.支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关,还与土的强度、变形特性和渗透性有关,具有很大的不确定性.由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载,而这种水平荷载具有间接得出的特点,因此,由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定,水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果.目前,工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法.在水土分算时,水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等.而水土合算时不需单独考虑水压力作用.关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类,可参考有关土力学教科书,本处不在详述.二、水土分算和水土合算方法的适用条件基坑支护工程的土压力、水压力计算,常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法,根据不同的土性和施工条件,分为水土合算和水土分算两种方法.由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大,对基坑挡土结构工程造价影响很大,故需要非常慎重的舍取,要根据具体情况合理选择.地下水位以下的水压力和土压力,按有效应力原理分析时,水压力与土压力应分开计算.水土分算方法概念比较明确.但是在实际使用中有时还存在一些困难,特别是对黏性土,水压力取值的难度大,土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标,在实际工程中往往难以解决.因此,在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力,即将水压力和土压力混合计算,也有了一定的工程实验经验.然而,这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用.（1）水土分算水土分算是分别计算土压力和水压力,以两者之和为总的侧压力.水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况,一般适用于碎石土和砂土,这些土无黏聚性或弱黏聚性,地下水在土颗粒间容易流动,重力水对土颗粒中产生孔隙水压力.对于砂土、粉性土和粉质黏土等渗透性较好的土层,应该采用水土分算的原则来确定支护结构的侧向压力.侧向土压力通常可按朗肯主动压力和被动压力公式计算.地下水无渗流时,作用于挡土结构上的水压力按静水压力三角形分布计算.地下水有稳定渗流时,作用于挡土结构上的水压力可通过渗流分析计算各点的水压力,或近似地按静水压力计算,水位以下的土的重度以下的土的重度应采用浮重度,土的抗剪强度指标宜取有效抗剪强度指标.（2）水土合算地下水位以下的水压力和土压力,按有效应力原理分析时,水压力与土压力应分开计算.水土分算方法概念比较明确,但是在实际使用中有时还存在一些困难,特别是对黏性土,水压力取值的难度大,土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标,在实际工程中往往难以解决.因此,在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力,也有了一定的工程实践经验.水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象,适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土.通过现场测试资料的分析,黏性土中实测的水压力往往达不到静水压力值,可认为土孔隙中的水主要是结合水,不是自由的重力水,因此它不易自由流动而不单独考虑静水压力.因为将土粒与孔隙水看作一个整体,直接用土的饱和重度和总应力抗剪强度指标计算侧压力.然而,黏性土并不是完全理想的不透水层,因此在黏性土层尤其是粉土中,采用水土合算方法只是一种近似方法.这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用.三、有关规范规程关于土压力计算的规定根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJl20—99）规定,对于作用于支护结构上的水平荷载标准值应按当地可靠经验确定,当缺少经验时,可按下列规定计算：（1）对碎石土、砂土等无黏性土按水土分算原则进行计算.在地下水位以下,作用于支护结构的侧压力,等于土压力与静水压力之和.土压力计算采用浮重度γ/,和有效应力抗剪强度指标c/和φ/计算.（2）对于黏性土和粉土按水土合算原则进行计算.作用在支护结构上的侧压力,仅考虑土压力,水土合算时,地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标c 和φ计算.。

滑坡计算中应用水土合算法还是水土分算法工程斜坡中对于不同性质的土体采用水土合算法，还是水土分算法还有一些争论，但总的基调是细颗粒的粘性土采用水土合算，粗颗粒的透水性土采用水土分算。

在滑坡的滑面参数分析，以及滑坡下滑力的计算中，往往由于滑坡地质条件的多变性，地下水分布的复杂性，工程勘察的粗犷性，往往很难精细化的对地下水中坡体中的作用机理进行判定。

因此，进行有效的水土分算往往具有相当大的难度和可信度较低的计算结论。

因此，在滑坡工程治理中，除非坡体的岩土性质、坡体结构、地下水位分布等地质条件有效，能准确的反映坡体的实际情况，否则，笔者往往推荐采用水土合算进行滑坡的分析处治。

这其实也可以从岩土体的多相性中得到解释，毕竟岩土体是由“气、液、固”三相构成的，液体以何种形式出现在坡体中，多可以看作是构成坡体岩土体的一份子，最大的差异是量的变化。

由此，在滑坡的滑面参数反算和滑坡下滑力计算时，笔者认为由于岩土体性质的复杂性，往往难以精确区别水土合算或水土分算。

故分析计算时可将不同形态的水看作是岩土体三相介质中的一员进行简化为宜。

即无论水产生什么形式的水压力，对坡体产生什么形式的物理化学作用，都可以看作是滑坡系统的“内力”而予以打包分析计算。

没有必要刻意区分哪是水，哪是岩或土。

只要能正确的勾绘滑面形态，合理的确定滑面参数反算时的坡体稳定系数，那么“打包”反算出的滑面参数，就能有效反映出滑坡作为一个系统时的物理力学指标。

而在此基础上，合理确定坡体所要达到的安全系数，合理选用相应的计算理论公式，就能在有效应用反映当前“综合素质”状态下的滑面参数指标情况下，有效计算出滑坡作为一个完整体系的坡体下滑力。

而这种简化分析的计算模式，在工程应用中证明是可行的，简便的，有效的。

综上，在滑坡工程的分析计算中，技术人员一定要更为关注对滑坡分析计算、处治具有关键作用的滑面勾绘、滑坡边界条件确定，以及合理地质模型基础上的计算模型的选取。

而不必刻意追求单独的水作用或单独的岩土体作用，而可将水的作用看作是岩土体三相介质中的一份子，当作“内力”进行分析即可。

再论“水土合算”与“水土分算”刘发前【摘要】关于“水土合算”与“水土分算”问题,目前基本在砂土中采用水土分算;在黏性土中,采用水土合算.现从土体微观结构分析,认为水土压力计算问题均为在有效应力原理框架下的广义水土分算.所不同的是,“土压力”为土颗粒与所附结合水或封闭的絮状结构对地下构筑物的作用,而“水压力”为流动的自由水对地下构筑物的作用.如此,可很好地解释黏土中浮力“折减”和水土压力实测值接近水土合算结果的现象.最后,指出水、土压力的分配与土体的黏粒含量、孔隙比和固结历史等有关,并可结合渗透性试验来确定计算结果.【期刊名称】《城市道桥与防洪》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P173-175)【关键词】水土合算;水土分算;黏土【作者】刘发前【作者单位】上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092【正文语种】中文【中图分类】P642.11+5人们知道，土体是由固相（土体颗粒）、液相（水）和气相（不饱和情况下的气体）组成，介质不同存在状态又相互影响，因而土压力与水压力的关系问题是岩土工程界至今难以解决的难题之一。

截至目前，很多科研人员对该课题进行了研究，所得结论要么理论上存在问题，要么与实际工程不符，难以达到两者的高度统一。

这与土体本身的复杂结构与所处环境的微妙变化均有关。

亦正如此，科研人员需对该类课题加大研究力度，提出自己的想法，通过思维的碰撞获取新的思想，这也是笔者写作本文的初衷。

目前地下空间的开发速度越来越快，工程设计中水土压力的计算力求既简便又精确，既不会造成安全隐患又不致过于浪费。

然而，一方面，实测数据结果表明：支护结构上的实际内力远小于计算值，说明按照规范方法计算过于浪费；另一方面，基坑工程事故、边坡稳定问题频繁发生，这似乎又意味着规范方法所得结果没有包含所有不确定因素带来的影响。

根据《建筑基坑支护技术规程》［1］：（1）地下水位以上或水土合算的土层，主动土压力采用下式计算：其中，σa为竖向正应力；Ka为主动土压力系数；c、φ为总应力指标的土体黏聚力和土体内摩擦角。

关于水土分算、合算的浅解（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K a=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。