理正巖土計算系列

基坑支護簡介基本參數和操作常見問題

簡介單元計算10種規范計算方法經典法彈性法：全量法、增量法支護類型排樁、連續墻、水泥土墻、土釘、放坡、雙排樁整體計算支護結構的真三維有限元分析2021/6/273簡介→常用支護形式排樁連續墻鋼筋混凝土連續墻鋼板樁水泥土墻格構式水泥土墻墻中有樁SMW工法放坡土釘土釘+錨桿+坡前樁雙排樁計算模型2021/6/274單元計算→基本信息基本信息內力計算方法規范規程和基坑等級尺寸參數嵌固深度計算冠梁參數冠梁剛度估算水平集中力放坡交互臺寬和坡高，坡度自動生成超載均布荷載分布荷載三角形荷載建筑物荷載（北京規范）基坑等級尺寸參數冠梁參數2021/6/275單元計算→專題：嵌固深度滿足要求力矩平衡或整體穩；抗滲穩定；構造要求。2021/6/2761.確定彎矩零點：水平荷載標準值=水平抗力標準值2.計算支點力3.計算嵌固深度力矩平衡基坑規程4.1.1；懸臂和單支點的排樁連續墻；單元計算→專題：嵌固深度計算嵌固深度的安全系數;系統默認規范值1.2;基坑規程中取值也是1.2。2021/6/277單元計算→專題：嵌固深度計算抗滲穩定基坑規程4.1.3；當基坑底為碎石土或砂土、基坑內排水且作用有滲流水壓力時，要滿足抗滲透穩定條件。

式中，1.2為抗滲嵌固系數；構造要求基坑規程4.1.2；懸臂式及單支點，hd≥0.3h（h基坑深度）；多支點支護結構，hd≥0.2h；整體穩定圓弧滑動簡單條分法，基坑規程附錄A；2021/6/278單元計算→專題：冠梁剛度計算冠梁側向剛度估算公式：

式中：K——冠梁剛度估算值；a——樁、墻位置；一般取L長度的一半（最不利位置）。L——冠梁長度；如有內支撐，取內支撐間距；如無內支撐，取該邊基坑邊長。EI——冠梁截面抗彎剛度；其中I表示截面對x軸的慣性矩。2021/6/279單元計算→土層信息土層參數可設坑內加固土；降水深度可隨開挖變化；可分層指定彈性計算方法；土層物理參數；水下物理參數如無條件做試驗，可根據經驗折減；水土分算與合算；如無試驗或經驗數據，m值可用基坑規程公式計算，軟件提供計算工具；2021/6/2710單元計算→支錨信息支錨信息支錨類型：錨桿、錨索和內撐；支錨剛度錨桿—試驗值、經驗值、基坑規程附錄c公式、軟件迭代；內撐—交互，可用基坑規程附錄c公式，但有適用條件；材料抗力錨桿—如進行錨桿設計，軟件可計算；內撐—交互；工況信息可模擬拆撐、逆做、加樓板等；2021/6/2711錨桿剛度四種方法：①試驗方法；②用戶根據經驗輸入；③公式計算方法（《建筑基坑支護規程》JGJ120-99附錄C）；④軟件計算。支撐剛度（舉例說明）S支撐水平間距；Sa計算寬度，排樁用樁間距，地下連續墻用1內支撐的剛度30MN/m，兩種輸入方法：第一種按照實際情況輸入水平間距4m，支撐剛度剛度30MN/m；第二種按計算單元輸入水平間距2m，支撐剛度剛度15MN/m；適用條件：基坑周邊支護結構荷載相同，對撐，剛度大，等間距單元計算→專題：剛度和抗力2021/6/2712單元計算→專題：剛度和抗力錨桿材料抗力影響抗傾覆和整體穩定計算計算時取該值和錨固力二者之中較小值如果進行了錨桿計算，則程序將根據錨桿計算的配筋結果自動計算抗拉力內撐材料抗力影響抗傾覆和整體穩定計算與內撐長細比有關的調整系數——結構手冊與工程形式有關的調整系數——經驗調整抗壓強度設計值2021/6/2713剛度材料抗力錨桿錨索①試驗方法；②用戶經驗；③公式計算，基坑規程附錄C.1;④軟件計算，軟件根據配筋結果自動計算錨桿剛度；材料抗力=配筋面積×鋼筋強度設計值內撐用戶交互，可用基坑規程附錄C.2的公式計算（只適用于對撐）；材料抗力=內撐截面積×內撐材料抗壓強度設計值×與工程形式有關的調整系數×與內撐長細比有關的調整系數注：1.錨桿與錨索的區別在于，前者用鋼筋，后者用鋼絞線；2.錨桿錨索受拉，內撐受壓，所以計算材料抗力時，錨桿錨索用抗拉強度設計值，內撐用抗壓強度設計值；3.剛性鉸的剛度無限大，可用來模擬剛性樓板；4.樓板也可用內撐模擬。單元計算→專題：剛度和抗力2021/6/2714單元計算→專題：工況全量法軟件自動生成，可設置地下室層數及層高控制拆撐的參數；當自動生成拆撐工況時，深度在本層地下室頂板以下的錨桿和內撐，將被拆掉；樓板用剛性鉸來模擬，剛度無限大；增量法用戶交互；可以調整“開挖”，“加撐”，“拆撐”，“剛性鉸”的位置和順序；樓板可用剛性鉸模擬，也可用內撐模擬；如涉及到“換撐”或用內撐模擬樓板，需先確定施工順序及內撐位置，在“支錨信息”中把所有內撐按深度順序交互完整，加撐中的順序可以靈活指定。2021/6/2715單元計算→專題：工況例1：拆撐做樓板10m的基坑在基坑頂面以下-3.5m和-7.0m各設一道內撐，超挖0.5m地下室底板和頂板標高分別為-8m和-4.5m例2：換撐做樓板8m的基坑在基坑頂面-4m處設一道內撐，超挖0.5m地下室底板和頂板的標高分別為-7m和-3.5m在-2m換加一道內撐。2021/6/2716單元計算→計算項目內力位移計算樁配筋計算錨桿計算剛度折減系數：默認值0.85是參照《建筑樁基規范》JGJ94-94第53頁公式中的系數2021/6/2717單元計算→內力位移支反力：錨桿或內撐的內力標準值。藍色：彈性法；紅色：經典法雙排樁特殊查看土壓力中的土壓力是單位米的；工況圖中的土壓力是實際寬度的；如果樁間距是1米時，兩者一樣。地表沉降曲線三種計算方法出自《基坑工程手冊》p215。2021/6/2718單元計算→樁配筋計算經典法和彈性法的切換。上：基坑內外側內力的最大值；下：最大值對應的深度。樁身配筋可以分段。計算值：軟件計算出來的內力標準值；設計值：設計值=計算值×折減系數×分項系數×基坑側壁重要性系數；實用值：可取計算值，也可根據經驗調整。2021/6/2719單元計算→樁配筋計算此處內力為錨桿的水平方向內力在此界面修改參數后，需點擊“重新計算”，軟件才會按照修改后的參數進行后續計算。d—HPB235D—HRB335E—HRB400F—RRB400例如1E18一根直徑為18的三級鋼。經典法和彈性法的切換。2021/6/2720單元計算→數據和結果的保存數據存盤到文件：保存輸入的原始數據?？蓪⒌湫屠}存入模板庫，如常做某一地區的工程，可保存模板，使建模更方便。2021/6/2721單元計算→數據和結果的保存圖：可存成dxf文件；計算書：包括原始條件和計算結果；可存成rtf文件，用word打開，或存成txt文本文件；2021/6/2722基坑整體復雜基坑計算結果整體模型2021/6/2723基坑整體→單元與整體的區別單元計算整體計算計算對象二維單樁或單位寬度支護結構三維整個基坑支護結構計算方法經典方法和彈性方法（全量法和增量法）有限元方法（全量法）考慮因素支撐剛度不易確定可考慮周圍桿件對支撐結構剛度的影響計算結果支護結構的內力、位移、配筋結果、錨桿計算、穩定計算等結果；不進行內撐梁的設計。支護結構、內撐結構的內力、位移、配筋結果；無支護構件的錨桿計算和穩定計算。2021/6/2724基坑整體→計算模型采用空間整體協同有限元計算方法，考慮了支護結構、內支撐結構及土空間整體協同作用的線彈性有限元分析方法。計算模型主動側土體簡化成主動土壓力被動側開挖面以下的土體簡化成水平彈簧支護結構有限元剖分與通用有限元軟件的比較支持國內多種規范建模方便、操作簡單，節省前處理的時間計算結果符合設計要求2021/6/2725基坑整體→設計流程2021/6/2726基坑整體→方案設計支撐道數冠梁層以下的內支撐道數冠梁層標高冠梁層內支撐的標高地下室層數可控制拆撐工況方案導入導出數據備份和方案交流2021/6/2727基坑整體→網線布置軟件線型顏色單位讀入格式滲流邊坡Line線無要求mdxf（R12、2004、2006、2010）邊坡滑坍Pline線滑面線yellow黃色坡面線green綠色水面線blue藍色mdxf（R12）2004及以上版本都不行軟基Line線無要求可選dxf（2004、2010）此處讀入僅為地面以上的堤壩部分，所以底部要平齊基坑可用直線、弧線；不能用圓、矩形、構造線、多段線。無要求可選dxf（2004、2010）2021/6/2728分區數據對整體計算的影響大部分影響少數參數對整體計算沒有影響計算方法的選擇規范的選擇冠梁信息分區數據的計算可以計算嵌固深度數據存盤，在單元計算中打開，輸入支錨信息，計算，出計算書分區地面高程坑中坑基坑整體→支護布置2021/6/2729基坑整體→標高系統標高系統可以地面為±0，也可按照實際的海拔高程。統一體系；支護類型里面樁（墻）頂標高是相對該單元的地面而言；其余的標高都是相對本工程的±0而言；坑內坑；冠梁層標高和支撐層標高軸線的標高；坑中坑的標高系統2021/6/2730至少需要3種支護分區至少需要2種支護分區至少需要1種支護分區基坑整體→標高系統2021/6/2731基坑整體→內撐布置注意：材料與截面要匹配；修改截面和材料時一定要進入“從庫中選取”，不能在“描述中修改”。構件：冠梁腰梁、內撐、立柱、斜撐、錨桿；2021/6/2732基坑整體計算可以加錨桿，但不進行錨桿設計，只是在整體計算中考慮錨桿的剛度；錨桿只能加在冠梁或者腰梁上；加錨桿時需輸入錨桿間距和錨桿剛度，因為基坑整體不做錨桿設計，所以用戶需在整體計算前知道錨桿的配筋等參數，通過試驗或者基坑規程附錄C的計算公式得到錨桿的剛度；整體計算不能考慮錨桿的預加力；整體計算的結果中沒有給出錨桿的內力，如需要此數值，可近似計算，即用該點的位移乘以錨桿剛度，如果是預應力錨桿，可簡單的把預加力+錨桿剛度*支點位移，作為錨桿內力控制值?；诱w→錨桿相關內容2021/6/2733一.工具箱校核深基坑整體的計算結果的校核校核時注意點位：1.基坑內撐梁是按壓彎構件計算，因此校核時應該用工具箱中柱截面。2.由于基坑輸出計算書中是梁的某個斷面，因此柱截面校核時，選擇普通柱或框架柱沒有分別。3.工具箱中輸入的柱長應為內撐梁實際長度。4.基坑輸出計算書中的內力值為標準值，應該將其乘以分項系數和基坑重要性系數后輸入工具箱中計算。5.基坑中軸力輸出時，正值為拉力，在工具箱中，正值為壓力。6.工具箱中不能考慮扭矩的影響?；诱w→計算結果校核2021/6/2734深基坑和工具箱的方向深基坑工具箱彎距水平方向My豎向剪力Vx彎距豎向方向Mx水平剪力Vy軸力為正負值矩形800×600就是表示b*h，b=800mm,h=600mm基坑整體→計算結果校核2021/6/2735基坑軟件出的結果：基坑整體→計算結果校核2021/6/2736內力結果:分項系數1.25,基坑重要性系數1.0.起點中點終點設計值水平彎矩(+)(kN-m)：My0.000.000.000水平彎矩(-)(kN-m)：0.000.00-0.000豎向彎矩(+)(kN-m)：Mx59.74111.5859.7474.675豎向彎矩(-)(kN-m)：0.000.000.000水平剪力(kN)：Vy-0.00-0.00-0.000豎向剪力(kN)：Vx34.56-0.01-34.56-43.2軸力(kN)：負值-635.38-635.38-635.38-794.225扭矩(kN-m)：0.000.00-0.000基坑整體→計算結果校核2021/6/2737基坑整體→計算結果校核2021/6/2738工具箱配置鋼筋結果：

(1)上部縱筋:4E18(1018mm2ρ=0.21%)>As=960mm2，配筋滿足。

(2)下部縱筋:4E18(1018mm2ρ=0.21%)>As=960mm2，配筋滿足。

(3)左右縱筋:3E18(763mm2ρ=0.16%)分配As=1018mm2>As=960mm2，配筋滿足。

(4)豎向箍筋:d8@200四肢箍(1005mm2/mρsv=0.13%)>Asv/s=750mm2/m，配筋滿足。

(5)水平箍筋:d8@200三肢箍(754mm2/mρsv=0.13%)>Asv/s=750mm2/m，配筋滿足?；诱w→計算結果校核2021/6/2739基坑側豎向縱筋擋土側豎向縱筋基坑側水平縱筋擋土側水平縱筋豎向拉結筋水平拉結筋基坑整體→配筋示意圖墻配筋示意圖20