理正软件基坑工程设计原理理正软件基坑工程设计原理 及常见问题及常见问题汇报人：何德洪汇报人：何德洪 2012年年7月月勘察分院系列讲座之一勘察分院系列讲座之一国内常用的知名计算软件国内常用的知名计算软件理正深基坑支护结理正深基坑支护结构设计软件构设计软件基于我基于我国北方、国北方、 以及广州等以及广州等地的土层情地的土层情 况，在况，在“硬土硬土”条件下更为适条件下更为适合，尤其是在锚杆、合，尤其是在锚杆、土钉的计算方面。土钉的计算方面。一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论国内常用的知名计算软件国内常用的知名计算软件启明星深基坑启明星深基坑分析软件分析软件(FRWS 2006) ，是基于，是基于上上 海市的土层情海市的土层情况拟合而得到的况拟合而得到的相关经验参数，相关经验参数，适用于地下水位适用于地下水位较高、土层条件较高、土层条件较差的情况。较差的情况。一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论土体作用在挡土墙、板桩墙、桥台等挡土结构物上的侧土体作用在挡土墙、板桩墙、桥台等挡土结构物上的侧压力，压力，称为土压力。称为土压力。一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论1、土压力的概念、土压力的概念E填土面填土面码头码头桥台桥台E隧道侧墙隧道侧墙EE被动被动主动主动一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论1、土压力的概念、土压力的概念根据位移对土压力的影响，分为：根据位移对土压力的影响，分为：静止土压力静止土压力E0E0挡土结构不发生位移，土压挡土结构不发生位移，土压力分布为三角形分布。力分布为三角形分布。主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力被动土压力被动土压力三种土压力三种土压力静止静止Eo o一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论1、土压力的概念、土压力的概念主动主动Ea被动被动Ep被动土压力被动土压力Ep挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增挡土墙向着填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填加，墙后土体受到挤压而引起土压力逐渐增大，当墙后填土达到土达到极限平衡状态时极限平衡状态时 ，土压力增大为最大值，这时作用，土压力增大为最大值，这时作用在挡土墙上的土压力。在挡土墙上的土压力。主动土压力主动土压力Ea挡土墙背离填土方向转动或移动挡土墙背离填土方向转动或移动时，随着位移量的逐渐增加，墙时，随着位移量的逐渐增加，墙后土体受到的土压力逐渐减小，后土体受到的土压力逐渐减小，当墙后填土达到当墙后填土达到极限平衡状态时极限平衡状态时，土压力土压力 降为最小值，这时作用在降为最小值，这时作用在挡土墙上的土压力。挡土墙上的土压力。一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论1、土压力的概念、土压力的概念由于由于Ea 与与E p 都是都是两种极限平衡状态两种极限平衡状态，因此其大小关系如下：，因此其大小关系如下：Ea E 0 E p工程上实际挡土结构的位移均难以控制与计算，其土压工程上实际挡土结构的位移均难以控制与计算，其土压力值一般均位于这力值一般均位于这三种特殊土压力之间三种特殊土压力之间。 - -+ + +- -EoapEaEo oEp一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论2、土压力计算的主要理论方法、土压力计算的主要理论方法静止土压力计算静止土压力计算土压力的影响因素：土压力的影响因素：挡土结构物的形式、刚度、表面粗糙度、挡土结构物的形式、刚度、表面粗糙度、位移方向、墙后土体的地表形态、土的物理力学性质、地基位移方向、墙后土体的地表形态、土的物理力学性质、地基的刚度以及墙后填土的施工方法等。的刚度以及墙后填土的施工方法等。 库伦土压力理论库伦土压力理论朗肯土压力理论朗肯土压力理论主动土压力计算主动土压力计算被动土压力计算被动土压力计算极限平衡状态极限平衡状态地基规范地基规范法法2.1 2.1 朗肯土压力理论朗肯土压力理论（1 1）基本原理）基本原理: :认为墙后填土达到认为墙后填土达到极限平衡状态时极限平衡状态时，与墙背，与墙背接触的任一土单元体接触的任一土单元体都处于极限平衡状态都处于极限平衡状态，然后根据土单元，然后根据土单元体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计体处于极限平衡状态时应力所满足的条件来建立土压力的计算公式。算公式。（2 2）基本假定：）基本假定：挡土结构墙背挡土结构墙背垂垂直、光滑直、光滑、挡土结构物、挡土结构物刚性刚性、挡、挡土结构物墙后填土为均质刚塑性土结构物墙后填土为均质刚塑性半无限体、挡土结构物墙后填土半无限体、挡土结构物墙后填土面水平、墙高面水平、墙高H H以下的土体状态及以下的土体状态及位移与其上的一致。位移与其上的一致。采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直方向的采用这样假定的目的是控制墙后单元体在水平和竖直方向的主应力方向主应力方向。（1）基本原理：）基本原理：墙后土体达到墙后土体达到极限平衡状态时极限平衡状态时，填后填土，填后填土是以一个三角形滑动土楔体的形式，沿墙背和填土土体中是以一个三角形滑动土楔体的形式，沿墙背和填土土体中某一滑裂平面通过墙踵同时向下发生滑动。根据三角形土某一滑裂平面通过墙踵同时向下发生滑动。根据三角形土楔的力系平衡条件，求出挡土墙对滑动土楔的支承反力，楔的力系平衡条件，求出挡土墙对滑动土楔的支承反力，从而解出挡土墙墙背所受的总土压力。从而解出挡土墙墙背所受的总土压力。 2.2 2.2 库伦土压力理论库伦土压力理论（2）基本假设）基本假设：挡：挡土墙和滑动土契体是土墙和滑动土契体是刚体刚体的，墙后填土为的，墙后填土为无粘性砂土无粘性砂土，当墙身，当墙身向前或向后偏移时，向前或向后偏移时，墙后滑动土契体是沿墙后滑动土契体是沿着墙背和一个通过墙着墙背和一个通过墙踵的平面发生滑动。踵的平面发生滑动。 （1 1） 分析方法分析方法 极限平衡状态极限平衡状态区区别别朗朗 肯肯库库 伦伦土体内各点土体内各点均处于极限平均处于极限平衡状态衡状态刚性楔体，刚性楔体，滑面上滑面上处于极限处于极限平衡状态平衡状态极限应力法极限应力法滑动楔体法滑动楔体法朗肯理论从朗肯理论从任意一点任意一点的应的应力状态出发，先求土压力力状态出发，先求土压力的强度分布，再计算土压的强度分布，再计算土压力的合力。力的合力。库伦理论从库伦理论从滑动土楔体滑动土楔体的外的外力平衡条件出发，直接计算力平衡条件出发，直接计算土压力的合力，然后根据需土压力的合力，然后根据需要计算土压力强度。要计算土压力强度。2.3 2.3 朗肯和库仑土压力理论的比较朗肯和库仑土压力理论的比较（2 2） 应用条件比较应用条件比较序号朗朗 肯肯库库 仑仑1挡土结构刚性挡土结构刚性挡土结构刚性挡土结构刚性2半无限体半无限体 半无限体半无限体3墙背光滑、垂直墙背光滑、垂直墙背粗糙、倾斜墙背粗糙、倾斜4填土填土均质、均质、表面水平表面水平填土为散体（填土为散体（c=0c=0）、表）、表面不水平面不水平5粘性土一般用图解法粘性土一般用图解法（3 3）计算误差）计算误差墙背光滑、垂直墙背光滑、垂直（实际（实际 0）朗肯被动土压力朗肯被动土压力比库伦主动土压力比库伦主动土压力偏小偏小由于实际滑裂面由于实际滑裂面不一定是平面不一定是平面在工程实践中，土体达到被动极在工程实践中，土体达到被动极限状态时挡土墙的位移值很大，限状态时挡土墙的位移值很大，实际工程一般不允许，所以，当实际工程一般不允许，所以，当挡土墙处于被动土压力状态时，挡土墙处于被动土压力状态时，一般取被动土压力的一般取被动土压力的1/31/3左右计左右计算。算。主动土压力主动土压力偏大偏大被动被动土压力土压力偏小偏小郎肯郎肯库伦库伦被动土压力被动土压力偏大偏大1 1）朗肯与库伦土压力理论均属于）朗肯与库伦土压力理论均属于极限状态土压力理论极限状态土压力理论。用这。用这两种理论计算出的土压力都是墙后土体处于极限乎衡状态下两种理论计算出的土压力都是墙后土体处于极限乎衡状态下的的主动与被动土压力主动与被动土压力。 2 2）两种分析方法上存在的较大差别，主要表现在研究的出发）两种分析方法上存在的较大差别，主要表现在研究的出发点和途径的不同。点和途径的不同。朗肯理论朗肯理论是从研究土中一点的极限平衡应是从研究土中一点的极限平衡应力状态出发，首先求出的是作用在土中竖直面上的土压力强力状态出发，首先求出的是作用在土中竖直面上的土压力强度度 a a或或 p p及其分布形式，然后再计算出作用在墙背上的总土及其分布形式，然后再计算出作用在墙背上的总土压力压力E Ea a和和E Ep p，因而朗肯理论属于极限应力法。，因而朗肯理论属于极限应力法。库伦理论库伦理论则是则是根据墙背和滑裂面之间的土楔，整体处于极限平衡状态，用根据墙背和滑裂面之间的土楔，整体处于极限平衡状态，用静力平衡条件，先求出作用在墙背上的总土压力静力平衡条件，先求出作用在墙背上的总土压力E Ea a或或E Ep p，需，需要时再算出土压力强度要时再算出土压力强度 a a或或 p p及其分布形式，因而库伦理论及其分布形式，因而库伦理论属于滑动楔体法。属于滑动楔体法。 （4 4）朗肯理论与库伦理论的比较小结）朗肯理论与库伦理论的比较小结3 3）上述两种研究途径中，）上述两种研究途径中，朗肯理论朗肯理论在理论上比较严密，但只在理论上比较严密，但只能得到理想简单边界条件下的解答，在应用上受到限制。能得到理想简单边界条件下的解答，在应用上受到限制。库库伦理论伦理论显然是一种简化理论，但由于其能适用于较为复杂的显然是一种简化理论，但由于其能适用于较为复杂的各种实际边界条件，且在一定范围内能得出比较满意的结果，各种实际边界条件，且在一定范围内能得出比较满意的结果，因而因而应用广泛应用广泛。 4 4）朗肯理论朗肯理论的应用范围：墙背垂直、光滑、墙后填土面水平，的应用范围：墙背垂直、光滑、墙后填土面水平，即即 =0=0， =0=0， =0=0，无粘性土与粘性土均可用。，无粘性土与粘性土均可用。库伦理论库伦理论的应用范围：用于包括朗肯条件在内的各种倾斜墙背的陡墙，的应用范围：用于包括朗肯条件在内的各种倾斜墙背的陡墙，填土面不限，即填土面不限，即 、 、 可以不为零或等于零，故较朗肯公可以不为零或等于零，故较朗肯公式应用范围更广；数解法一般只用于无粘性土，图解法则对式应用范围更广；数解法一般只用于无粘性土，图解法则对于无粘性土或粘性土均可方便应用。于无粘性土或粘性土均可方便应用。而当填土面水平，填背而当填土面水平，填背直立和光滑时，库伦土压力公式和朗金土压力公式完全相同，直立和光滑时，库伦土压力公式和朗金土压力公式完全相同，这说明这说明朗金土压力朗金土压力是是库伦土压力库伦土压力的一个特例。的一个特例。 5 5）计算误差）计算误差 ：朗肯和库伦土压力理论都是建立在某些人为朗肯和库伦土压力理论都是建立在某些人为假定的基础上，朗肯假定墙背为理想的光滑面，忽略了墙与假定的基础上，朗肯假定墙背为理想的光滑面，忽略了墙与土之间的摩擦对土压力的影响，库伦理论虽计及墙背与填土土之间的摩擦对土压力的影响，库伦理论虽计及墙背与填土的摩擦作用，但却假定土中的滑裂面是通过墙锺的平面，与的摩擦作用，但却假定土中的滑裂面是通过墙锺的平面，与比较严格的挡土墙土压力解（按极限平衡理论，考虑比较严格的挡土墙土压力解（按极限平衡理论，考虑 ，土，土体内的滑裂面是由一段平面和一段对数螺线曲面所组成的复体内的滑裂面是由一段平面和一段对数螺线曲面所组成的复合滑动面求得），计算结果都有一定的误差。合滑动面求得），计算结果都有一定的误差。 6 6）对于主动土压力计算，各种理论的差别都不大。）对于主动土压力计算，各种理论的差别都不大。朗肯土朗肯土压力压力公式简单，且能建立起土体处于极限平衡状态时理论破公式简单，且能建立起土体处于极限平衡状态时理论破裂面形状和概念，在具体实用中，要注意边界条件是否符合裂面形状和概念，在具体实用中，要注意边界条件是否符合朗肯理论的规定，以免得到错误的结果。朗肯理论的规定，以免得到错误的结果。库伦理论库伦理论可适用于可适用于比较广泛的边界条件，包括各种墙背倾角、填土面倾角和墙比较广泛的边界条件，包括各种墙背倾角、填土面倾角和墙背与土的摩擦角等，在工程中应用更广。被动土压力的计算、背与土的摩擦角等，在工程中应用更广。被动土压力的计算、当当 和和 较小时，这两种古典土压力理论尚可应用，而当较小时，这两种古典土压力理论尚可应用，而当 和和 较大时，误差都很大，均不宜采用。较大时，误差都很大，均不宜采用。 为了克服经典土压力理论适用范围的局限性为了克服经典土压力理论适用范围的局限性地基地基规范规范提出一种在各种土质、直线形边界等条件下提出一种在各种土质、直线形边界等条件下都能适用的土压力计算公式。都能适用的土压力计算公式。主动土压力合力主动土压力合力可按下可按下列公式计算列公式计算: :2.42.4地基规范地基规范法法当墙后的填土为粘性土，且表面有连续均布荷载当墙后的填土为粘性土，且表面有连续均布荷载q q作用时：作用时：3 3、建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程中规定的土压力中规定的土压力荷载分析：荷载分析：（a）自重压力）自重压力（b）坡顶均布压）坡顶均布压一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论水平荷载（主动土压力）水平荷载（主动土压力）水平抗力（被动土压力）水平抗力（被动土压力）水平荷载计算简图水平荷载计算简图3 3、建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程中规定的土压力中规定的土压力建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程JGJ12099 JGJ12099 采用了采用了朗肯土压朗肯土压力力理论，并规定对于黏土及粉土采用水土合算；对于碎石理论，并规定对于黏土及粉土采用水土合算；对于碎石土及砂土，采用水土分算；土及砂土，采用水土分算；当计算基坑底面以下各深度处的基坑外侧主动土压力时，当计算基坑底面以下各深度处的基坑外侧主动土压力时，规定竖向自重应力一律采用基坑底面标高处的数值。规定竖向自重应力一律采用基坑底面标高处的数值。当需要严格限制支护结构水平位移时，当需要严格限制支护结构水平位移时，应采用静止土压力。应采用静止土压力。挡土墙验算过程中主要采用挡土墙验算过程中主要采用库伦土压力库伦土压力。3 3、建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程中规定的土压力中规定的土压力4 4、 不同支挡型式采用的土压力计算方式不同支挡型式采用的土压力计算方式支挡型式支挡型式条条 件件土压力计算模式选择土压力计算模式选择挡土墙挡土墙土质边坡土质边坡地基规范地基规范公式公式填土无粘性土填土无粘性土库伦库伦支挡满足朗肯条件支挡满足朗肯条件朗肯朗肯基坑支护基坑支护朗肯朗肯严格限制位移严格限制位移静止土压力静止土压力4 4、边坡稳定分析方法、边坡稳定分析方法无粘性土坡无粘性土坡相对简单相对简单粘性土坡粘性土坡复杂复杂一、基坑计算基本理论一、基坑计算基本理论两种情况两种情况AWNT 分析方法：分析方法：考虑为无限长坡考虑为无限长坡考察一无限长坡，坡角为考察一无限长坡，坡角为 ，分析一分析一微单元微单元A。破坏形式：破坏形式：表面浅层滑坡表面浅层滑坡强度参数：强度参数：内摩擦角内摩擦角 无粘性土坡无粘性土坡微单元微单元A A自重自重: : W=W=V V沿坡滑动力沿坡滑动力：对坡面压力对坡面压力： (由于无限土坡两侧作用力抵消由于无限土坡两侧作用力抵消) 抗滑力抗滑力： 抗滑安全系数抗滑安全系数： WRNAWNT 4.14.1 一般情况无粘性土土坡的稳定分析一般情况无粘性土土坡的稳定分析4.2 4.2 粘性土坡的稳定分析粘性土坡的稳定分析强度参数：强度参数：粘聚力粘聚力C C，内摩擦角内摩擦角 破破坏坏形形式式：危危险险滑滑裂裂面面位位置置在在土土坡坡深深处处，对对于于均均匀匀土土坡坡，在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧（圆柱面）近似。在平面应变条件下，其滑动面可用一圆弧（圆柱面）近似。OR4.2 4.2 粘性土坡的稳定分析粘性土坡的稳定分析瑞典条分法瑞典条分法毕肖普（毕肖普（BishopBishop）法）法简布简布 ( (JanbuJanbu) )法法郎畏勒法郎畏勒法斯宾塞（斯宾塞（SpencerSpencer）法）法Morgenstern-PriceMorgenstern-Price法法 萨尔玛（萨尔玛（SarmaSarma）法）法不平衡推力法不平衡推力法极限平衡分析方法极限平衡分析方法确定性方法确定性方法不确定性方法不确定性方法极限分析法极限分析法数值分析法数值分析法有限元法有限元法(FEM)(FEM)边界元法边界元法(BEM)(BEM)离散元法离散元法(DEM)(DEM)快速拉格朗日分析法快速拉格朗日分析法(FLAC)(FLAC)块体理论块体理论(BT)(BT)数值流形法数值流形法(NMM)(NMM) 随机概率分析法随机概率分析法 （1 1）整体圆弧法）整体圆弧法( (瑞典圆弧法瑞典圆弧法) )均质土均质土二维二维圆弧滑动面圆弧滑动面 滑动土体呈刚性转动滑动土体呈刚性转动 在滑动面上处于极限平衡状态在滑动面上处于极限平衡状态ORdW2 2）平衡条件：）平衡条件：各力对各力对O O的力矩平衡的力矩平衡1 1）假设条件：）假设条件：是将假定滑动面（圆是将假定滑动面（圆弧滑动面）以上的土弧滑动面）以上的土体分成体分成n个垂直土条，个垂直土条，对作用于各土条上的对作用于各土条上的力进行力和力矩平衡力进行力和力矩平衡分析，求出在分析，求出在极限平极限平衡状态衡状态下土体稳定的下土体稳定的安全系数。安全系数。3 3）瑞典条分法）瑞典条分法AORCsbB-2-101234567该法由于忽略该法由于忽略土条之间的相互作用力土条之间的相互作用力的影响，因此是条的影响，因此是条分法中最简单的一种方法。分法中最简单的一种方法。 该方法计算出的该方法计算出的安全系数偏低安全系数偏低 。 （2 2）毕肖普（）毕肖普（bishopbishop）法）法C AORibBidiTiNiWiPiPi+1Hi+1Hi均质土均质土二维二维滑动面为圆弧滑动面为圆弧 滑动土体呈刚性转动滑动土体呈刚性转动不忽略条间作用力不忽略条间作用力每条在滑动面上处于极限平衡状态每条在滑动面上处于极限平衡状态每条上作用力在每条上作用力在y y方向（竖直）上静力平衡；方向（竖直）上静力平衡；假定各土条底部滑动面上的假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数均相同抗滑安全系数均相同，即等，即等于整个滑动面的平均安全系数，取单位长度边坡按平面于整个滑动面的平均安全系数，取单位长度边坡按平面问题计算；问题计算；1 1）假设条件：）假设条件：u平衡条件：平衡条件：总体对圆心总体对圆心O力矩平衡。力矩平衡。1 1）特点）特点a a）任意形式滑裂面，）任意形式滑裂面，不一定是圆弧不一定是圆弧b b）满足各条）满足各条X X、Z Z静力平衡静力平衡c c）满足各条力矩平衡）满足各条力矩平衡d d）满足整体力矩平衡）满足整体力矩平衡（3 3）简布（）简布（JanbuJanbu）法）法2 2）安全系数公式）安全系数公式: : 计算比较繁杂计算比较繁杂计算比较繁杂计算比较繁杂sec2 iFs = cilicosi+(wi+Hi)tgi(wi+Hi)tg i1+tg itgi/Fs23 45678910111P0=0P11=0分析方法分析方法瑞典法瑞典法BishopBishop法法JanbuJanbu法法条条间力的假定力的假定不考不考虑土条土条间作用作用力力条条间力合力方向水力合力方向水平平假定条假定条间力作用于土力作用于土条底以上条底以上1/31/3处假设条件假设条件一般均质土一般均质土一般均质土一般均质土任意土（分层土）任意土（分层土）滑面形状滑面形状圆弧弧圆弧弧任意任意计算精度计算精度FsFs偏小偏小10%10%较高较高比较难确定比较难确定满满足足平平衡衡条条件件力力的的平平衡衡各条垂直力各条垂直力各条水平力各条水平力力力矩矩平平衡衡整体力矩整体力矩各土条力矩各土条力矩（4 4）几种分析计算方法的对比）几种分析计算方法的对比5 5、土的抗剪强度指标值的选用、土的抗剪强度指标值的选用 （1 1）土的抗剪强度指标值选用应合理：）土的抗剪强度指标值选用应合理：u 指标值过高，指标值过高，有发生滑坡的可能；有发生滑坡的可能；u 指标值过低，指标值过低，没有充分发挥土的强度，不经济；没有充分发挥土的强度，不经济；u 实际工程中，实际工程中，应结合边坡的实际加荷情况，填料的性质和应结合边坡的实际加荷情况，填料的性质和排水条件等，排水条件等，合理的选用土的抗剪强度指标。合理的选用土的抗剪强度指标。u 如果能准确知道如果能准确知道土中孔隙水压力土中孔隙水压力分布，采用分布，采用有效应力法有效应力法比比较合理。重要的工程应采用有效强度指标进行核算。较合理。重要的工程应采用有效强度指标进行核算。u 对于控制土坡稳定的各个时期，应分别采用不同试验方法对于控制土坡稳定的各个时期，应分别采用不同试验方法的强度指标。的强度指标。u 其实从实质上来说，其实从实质上来说，有效应力法有效应力法和和总应力法总应力法并没有什么并没有什么差别。只是在表示方法上有所不同，有效应力法在表示的时差别。只是在表示方法上有所不同，有效应力法在表示的时候需要用总应力减去孔隙水压力，而很多时候没有测定孔隙候需要用总应力减去孔隙水压力，而很多时候没有测定孔隙水压力，水压力，都是直接采用总应力法都是直接采用总应力法。 u 通过分析可知：通过分析可知：1 1）在）在不固结不排水不固结不排水情况下，土体抗剪强度采用两种方法是情况下，土体抗剪强度采用两种方法是一样的，也就是有效应力圆和总应力圆的直径相同。一样的，也就是有效应力圆和总应力圆的直径相同。2 2）固结不排水固结不排水时，土体抗剪强度采用的两种方法采用的参时，土体抗剪强度采用的两种方法采用的参数各不相同，也就是粘聚力和内摩擦角参数都不同。数各不相同，也就是粘聚力和内摩擦角参数都不同。3 3）固结排水固结排水时，总应力总是等于有效应力，也就是说两种时，总应力总是等于有效应力，也就是说两种方法参数基本一致。方法参数基本一致。（2）土的抗剪强度指标值比较）土的抗剪强度指标值比较（3 3）工程中选取原则）工程中选取原则n有效应力法：有效应力法：使用有效应力强度指标使用有效应力强度指标 c c 、 n总应力法：总应力法：使用总应力强度指标使用总应力强度指标 c cu u 或或 c ccucu、 cucu 土土体体的的抗抗剪剪强强度度参参数数的的恰恰当当选选取取是是影影响响土土坡坡稳稳定定分分析析成成果可靠性的主要因素。果可靠性的主要因素。原则原则: : (1) (1)尽可能采用有效应力方法；尽可能采用有效应力方法； (2)(2)试验条件尽量符合土体的实际受力和排水条件。试验条件尽量符合土体的实际受力和排水条件。35二、理正软件计算内容简介二、理正软件计算内容简介1、单元计算、单元计算计算方法计算方法经典法经典法弹性法：弹性法：全量法、增量法全量法、增量法支护类型支护类型排桩、连续墙、水泥土墙、排桩、连续墙、水泥土墙、土钉、放坡、双排桩土钉、放坡、双排桩2、整体计算、整体计算支护结构的真三维有限元分析支护结构的真三维有限元分析3 3、各种支护结构计算内容、各种支护结构计算内容 排桩、连续墙单元计算包括以下内容：排桩、连续墙单元计算包括以下内容： 1）土压力计算；）土压力计算； 2） 嵌固深度计算；嵌固深度计算； 3） 内力及变形计算；内力及变形计算； 4） 截面配筋计算；截面配筋计算； 5） 锚杆计算；锚杆计算； 6）稳定计算：）稳定计算： 整体稳定、抗倾覆、抗隆起、抗管涌承压水验算整体稳定、抗倾覆、抗隆起、抗管涌承压水验算。p其中其中内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算与规范无与规范无关，其它计算按选择的规范采用相应计算方法。关，其它计算按选择的规范采用相应计算方法。水泥土墙单元计算包括以下内容：水泥土墙单元计算包括以下内容：1 1）土压力计算；）土压力计算；2 2）嵌固深度计算；）嵌固深度计算；3 3）内力及变形计算；）内力及变形计算；4 4）截面承载力验算；）截面承载力验算；5 5）锚杆计算；）锚杆计算；6 6）稳定验算：）稳定验算：整体稳定、抗倾覆、抗滑移、抗隆起、抗管涌承压水验算整体稳定、抗倾覆、抗滑移、抗隆起、抗管涌承压水验算。其中其中内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算与规范与规范无关，其它计算按选择的规范采用相应计算方法。无关，其它计算按选择的规范采用相应计算方法。3 3、各种支护结构计算内容、各种支护结构计算内容3 3、各种支护结构计算内容、各种支护结构计算内容土钉墙单元计算包括以下内容：土钉墙单元计算包括以下内容：1 1）主动土压力计算；）主动土压力计算；2 2）土钉抗拉承载力计算；）土钉抗拉承载力计算；3 3）整体稳定验算；）整体稳定验算；4 4）土钉选筋计算。）土钉选筋计算。系统仅提供系统仅提供建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99JGJ 120-99）及及石家庄地区王长科法石家庄地区王长科法计算方法，计算方法，放坡单元计算系统仅提供整体稳定验算。放坡单元计算系统仅提供整体稳定验算。39/204 4、常用支护形式、常用支护形式排桩排桩连续墙连续墙钢筋混凝土连续墙钢筋混凝土连续墙钢板桩钢板桩水泥土墙水泥土墙格构式水泥土墙格构式水泥土墙墙中有桩墙中有桩SMWSMW工法工法放坡放坡土钉土钉土钉土钉+ +锚杆锚杆+ +坡前桩坡前桩双排桩双排桩计算模型计算模型405 5、单元计算基本信息（以桩锚为例）、单元计算基本信息（以桩锚为例）基本信息基本信息内力计算方法内力计算方法规范规程和基坑等级规范规程和基坑等级尺寸参数尺寸参数嵌固深度计算嵌固深度计算冠梁参数冠梁参数冠梁刚度估算冠梁刚度估算水平集中力水平集中力放坡放坡交互台宽和坡高，交互台宽和坡高，坡度自动生成坡度自动生成超载超载均布荷载均布荷载分布荷载分布荷载三角形荷载三角形荷载基坑等级基坑等级尺寸参数尺寸参数冠梁参数冠梁参数5.1 5.1 嵌固深度计算嵌固深度计算满足要求满足要求力矩平衡或整体稳定、抗渗稳定、构造要求力矩平衡或整体稳定、抗渗稳定、构造要求。41u确定弯矩零点：确定弯矩零点：水平荷水平荷载标准准值= =水平抗力水平抗力标准准值u计算支点力：算支点力：u计算嵌固深度：算嵌固深度： 力矩平衡力矩平衡基坑规程基坑规程4.1.14.1.1；悬臂和单支点的排桩连续墙；悬臂和单支点的排桩连续墙；5.1 5.1 嵌固深度计算嵌固深度计算嵌固深度的安全系数：嵌固深度的安全系数：按照基坑按照基坑规程中取程中取值1.21.2。5.15.1嵌固深度计算嵌固深度计算抗渗稳定抗渗稳定基坑规程基坑规程4.1.34.1.3；当基坑底为当基坑底为碎石土或砂土碎石土或砂土、基坑内排水且作用有、基坑内排水且作用有渗流水渗流水压力压力时，要满足抗渗透稳定条件。时，要满足抗渗透稳定条件。 式中，式中，1.21.2为抗渗嵌固系数；为抗渗嵌固系数；构造要求构造要求基坑规程基坑规程4.1.24.1.2；悬臂式及单支点，悬臂式及单支点，hd0.3hhd0.3h（h h基坑深度）；基坑深度）；多支点支护结构，多支点支护结构， hd0.2hhd0.2h；整体稳定整体稳定圆弧滑动简单条分法，基坑规程附录圆弧滑动简单条分法，基坑规程附录A A；435.2 5.2 冠梁刚度计算冠梁刚度计算44冠梁侧向刚度估算公式：冠梁侧向刚度估算公式： 式中：式中：K K 冠梁刚度估算值；冠梁刚度估算值；a a 桩、墙位置；一般取桩、墙位置；一般取L L长度的一半（最不利位置）。长度的一半（最不利位置）。L L 冠梁长度；如有内支撑，取内支撑间距；如无内支撑，冠梁长度；如有内支撑，取内支撑间距；如无内支撑，取该边基坑边长。取该边基坑边长。EI EI 冠梁截面抗弯刚度；其中冠梁截面抗弯刚度；其中I I表示截面对表示截面对x x轴的惯性矩。轴的惯性矩。455.3 5.3 土层信息土层信息土层参数土层参数可设坑内加固土；可设坑内加固土；降水深度可随开挖变化；降水深度可随开挖变化；可分层指定弹性计算方法；可分层指定弹性计算方法；土层物理参数；土层物理参数；水下物理参数如无条件做试验，可根据经验折减；水下物理参数如无条件做试验，可根据经验折减；水土分算与合算；水土分算与合算；如无试验或经验数据，如无试验或经验数据，m m值可用基坑规程公式计算，软件提供计值可用基坑规程公式计算，软件提供计算工具；算工具；465.4 5.4 支锚信息支锚信息支锚信息支锚信息支锚类型支锚类型：锚杆、锚索和内撑；：锚杆、锚索和内撑；支锚刚度支锚刚度锚杆锚杆试验值、经验值、基坑规程附录试验值、经验值、基坑规程附录c公式、软件迭代；公式、软件迭代；内撑内撑交互，可用基坑规程附录交互，可用基坑规程附录c公式，但有适用条件；公式，但有适用条件；材料抗力材料抗力锚杆锚杆如进行锚杆设计，软件可计算；如进行锚杆设计，软件可计算；内撑内撑交互；交互；工况信息工况信息可模拟拆撑、逆做、加楼板等；可模拟拆撑、逆做、加楼板等；锚杆刚度锚杆刚度四种方法四种方法：试验方法；试验方法；用户根据经验输入；用户根据经验输入；公式计公式计算方法（算方法（建筑基坑支护规程建筑基坑支护规程JGJ120-99附录附录C）；）；软软件计算。件计算。 支撑刚度（举例说明支撑刚度（举例说明）内支撑的刚度内支撑的刚度30MN/m，两种输入方法：，两种输入方法：第一种按照实际情况输入第一种按照实际情况输入 水平间距水平间距4m，支撑刚度刚度，支撑刚度刚度30MN/m；第二种按计算单元输入第二种按计算单元输入 水平间距水平间距2m，支撑刚度刚度，支撑刚度刚度15MN/m；适用条件：基坑周边支护结构荷载相同，适用条件：基坑周边支护结构荷载相同，对撑，刚度大，等间距。对撑，刚度大，等间距。5.4.1 5.4.1 刚度和抗力刚度和抗力47S支撑水平间距；支撑水平间距；Sa计算宽度，排桩用桩间距，地下连续墙用计算宽度，排桩用桩间距，地下连续墙用1锚杆材料抗力锚杆材料抗力影响抗倾覆和整体稳定计算影响抗倾覆和整体稳定计算计算时取该值和计算时取该值和锚固力、外锚头强度锚固力、外锚头强度三者之中较小值三者之中较小值如果进行了锚杆计算，则程序将根据锚杆计算的配筋如果进行了锚杆计算，则程序将根据锚杆计算的配筋结果自动计算抗拉力结果自动计算抗拉力内撑材料抗力内撑材料抗力影响抗倾覆和整体稳定计算影响抗倾覆和整体稳定计算5.4.1 5.4.1 刚度和抗力刚度和抗力与内撑长细比有关的调整系数与内撑长细比有关的调整系数结构手册结构手册与工程形式有关的调整系数与工程形式有关的调整系数经验调整经验调整抗压强度设计值抗压强度设计值4849刚刚 度度 材料抗力材料抗力锚杆锚杆锚索锚索试验方法；试验方法；用户经验；用户经验；公式计算，基坑规程附录公式计算，基坑规程附录C.1;C.1;软件计算，软件根据配筋结果自软件计算，软件根据配筋结果自动计算锚杆刚度；动计算锚杆刚度；配筋面积配筋面积钢筋强度设计值钢筋强度设计值内撑内撑用户交互，可用基坑规程附录用户交互，可用基坑规程附录C.2C.2的的公式计算（只适用于对撑）；公式计算（只适用于对撑）；内撑截面积内撑截面积内撑材料抗压内撑材料抗压强度设计值强度设计值与工程形式有与工程形式有关的调整系数关的调整系数 与内撑长细与内撑长细比有关的调整系数比有关的调整系数注：注：1.1.锚杆与锚索的区别在于，前者用钢筋，后者用钢绞线；锚杆与锚索的区别在于，前者用钢筋，后者用钢绞线；2.2.锚杆锚索受拉，内撑受压，所以计算材料抗力时，锚杆锚索锚杆锚索受拉，内撑受压，所以计算材料抗力时，锚杆锚索 用抗拉强度设计值，内撑用抗压强度设计值；用抗拉强度设计值，内撑用抗压强度设计值；3.3.刚性铰的刚度无限大，可用来模拟刚性楼板；刚性铰的刚度无限大，可用来模拟刚性楼板；4.4.楼板也可用内撑模拟。楼板也可用内撑模拟。5.4.2 5.4.2 刚度和抗力小结刚度和抗力小结5.5 5.5 内支撑工况内支撑工况全量法全量法软件自动生成，可设置地下室层数及层高控制拆撑的参数；软件自动生成，可设置地下室层数及层高控制拆撑的参数；当自动生成拆撑工况时，深度在本层地下室顶板以下的锚当自动生成拆撑工况时，深度在本层地下室顶板以下的锚杆和内撑，将被拆掉；杆和内撑，将被拆掉；楼板用刚性铰来模拟，刚度无限大；楼板用刚性铰来模拟，刚度无限大；增量法增量法用户交互；用户交互；可以调整可以调整“开挖开挖”，“加撑加撑”，“拆撑拆撑”，“刚性铰刚性铰”的的位置和顺序；位置和顺序；楼板可用刚性铰模拟，也可用内撑模拟；楼板可用刚性铰模拟，也可用内撑模拟；如涉及到如涉及到“换撑换撑”或用内撑模拟楼板，需先确定施工顺序或用内撑模拟楼板，需先确定施工顺序及内撑位置，在及内撑位置，在“支锚信息支锚信息”中把所有内撑按深度顺序交互中把所有内撑按深度顺序交互完整，加撑中的顺序可以灵活指定。完整，加撑中的顺序可以灵活指定。50515.6 5.6 计算项目计算项目刚度折减系数：刚度折减系数：默认值默认值0.85是参照是参照建筑桩基规范建筑桩基规范JGJ94-2008第第60页页公式中的系数公式中的系数注：排桩配筋计算注：排桩配筋计算中弯矩折减不能也中弯矩折减不能也输入输入0.855.6.1 5.6.1 内力位移计算内力位移计算5.6.1 5.6.1 内力位移计算内力位移计算53支反力：支反力：锚杆或锚杆或内撑的内撑的内力标内力标准值。准值。蓝色：弹性法；红色：经典法蓝色：弹性法；红色：经典法查看土压查看土压力力中的土中的土压力是单压力是单位米的；位米的；工况图工况图中中的土压力的土压力是实际宽是实际宽度的；度的；如果桩间如果桩间距是距是1米时，米时，两者一样。两者一样。地表沉降曲线三种计算方法出自地表沉降曲线三种计算方法出自基坑工程手册基坑工程手册p215。5.6.2 5.6.2 桩配筋计算桩配筋计算5.6.2 5.6.2 桩配筋计算桩配筋计算55经典法经典法和弹性和弹性法的切法的切换。换。上：基上：基坑内外坑内外侧内力侧内力的最大的最大值；值；下：相下：相应值对应值对应的深应的深度。度。桩桩身身配配筋筋可可以以分分段段计算值：软件计算出来的内力标准值计算值：软件计算出来的内力标准值设计值：设计值设计值：设计值=计算值计算值折减系数折减系数分项系数分项系数基坑侧壁重要性系数基坑侧壁重要性系数实用值：可取计算值，也可根据经验调整实用值：可取计算值，也可根据经验调整5.6.3 5.6.3 锚杆计算锚杆计算5.6.3 5.6.3 锚杆配筋计算锚杆配筋计算57此处此处内力内力为锚为锚杆的杆的水平水平方向方向内力内力是是锚杆水平拉力设计值锚杆水平拉力设计值,既不是材料抗力也不是锚固力，既不是材料抗力也不是锚固力，而是结构而是结构计算得到的锚杆处的支点力计算得到的锚杆处的支点力 dHPB300DHRB335EHRB400FRRB400例如例如1E18一根直径为一根直径为18的三级钢。的三级钢。经典法经典法和弹性和弹性法的切法的切换。换。586 6 基坑整体验算模型基坑整体验算模型复杂基坑复杂基坑计算结果计算结果整体模型整体模型6 6 基坑整体计算模型基坑整体计算模型采用采用空间整体协同有限元计算方法空间整体协同有限元计算方法，考虑了支护结构、内，考虑了支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用的支撑结构及土空间整体协同作用的线弹性有限元分析方法线弹性有限元分析方法。计算模型计算模型主动侧土体简化成主动土压力主动侧土体简化成主动土压力被动侧开挖面以下的土体简化成水平弹簧被动侧开挖面以下的土体简化成水平弹簧支护结构有限元剖分支护结构有限元剖分与通用有限元软件的比较与通用有限元软件的比较支持国内多种规范支持国内多种规范建模方便、操作简单，节省前处理的时间建模方便、操作简单，节省前处理的时间计算结果符合设计要求计算结果符合设计要求596.1 6.1 基坑整体方案设计基坑整体方案设计支撑道数支撑道数冠梁层以下的内支撑道数冠梁层以下的内支撑道数冠梁层标高冠梁层标高冠梁层内支撑的标高冠梁层内支撑的标高60地下室层数地下室层数可控制拆撑工况可控制拆撑工况方案导入导出方案导入导出数据备份和方案交流数据备份和方案交流u基坑整体计算可以加锚杆，但基坑整体计算可以加锚杆，但不进行锚杆设计不进行锚杆设计，只是在整，只是在整体计算中考虑锚杆的刚度；体计算中考虑锚杆的刚度；u锚杆只能加在冠梁或者腰梁上；锚杆只能加在冠梁或者腰梁上；u加锚杆时需输入锚杆间距和锚杆刚度，因为基坑整体不做加锚杆时需输入锚杆间距和锚杆刚度，因为基坑整体不做锚杆设计，所以用户需在整体计算前知道锚杆的配筋等参锚杆设计，所以用户需在整体计算前知道锚杆的配筋等参数，通过试验或者基坑规程附录数，通过试验或者基坑规程附录C的计算公式得到锚杆的的计算公式得到锚杆的刚度；刚度；u整体计算不能考虑锚杆的预加力；整体计算不能考虑锚杆的预加力；u整体计算的结果中没有给出锚杆的内力，如需要此数值，整体计算的结果中没有给出锚杆的内力，如需要此数值，可近似计算，即用该点的位移乘以锚杆刚度，如果是预应可近似计算，即用该点的位移乘以锚杆刚度，如果是预应力锚杆，可简单的把力锚杆，可简单的把预加力预加力+锚杆刚度锚杆刚度支点位移支点位移，作为锚，作为锚杆内力控制值。杆内力控制值。6.2 6.2 基坑整体计算锚杆相关内容基坑整体计算锚杆相关内容61基坑侧竖向纵筋基坑侧竖向纵筋挡土侧竖向纵筋挡土侧竖向纵筋基坑侧水平纵筋基坑侧水平纵筋挡土侧水平纵筋挡土侧水平纵筋竖向拉结筋竖向拉结筋水平拉结筋水平拉结筋6.3 6.3 基坑整体计算配筋示意图基坑整体计算配筋示意图墙配筋示意图墙配筋示意图62内撑梁配筋示意图内撑梁配筋示意图636.3 6.3 基坑整体计算配筋示意图基坑整体计算配筋示意图三、理正计算软件常见问题三、理正计算软件常见问题（1）经典方法：）经典方法：其中比较有代表性的是等值梁法，将内撑其中比较有代表性的是等值梁法，将内撑和锚杆处假定为不动的连杆支座（即不动的铰支座）。计算和锚杆处假定为不动的连杆支座（即不动的铰支座）。计算出桩（墙）两侧的土压力（主动土压力及被动土压力）、水出桩（墙）两侧的土压力（主动土压力及被动土压力）、水压力及其分布后，按静力平衡法计算支护构件各点的内力。压力及其分布后，按静力平衡法计算支护构件各点的内力。（2）弹性方法：）弹性方法：将作用桩墙上的支锚点简化为弹簧，将基将作用桩墙上的支锚点简化为弹簧，将基坑开挖面以下被动侧土体简化成水平向的弹簧，将主动侧坑开挖面以下被动侧土体简化成水平向的弹簧，将主动侧（全桩、全墙）的土压力施加到桩墙之上。利用有限元或其（全桩、全墙）的土压力施加到桩墙之上。利用有限元或其它的数值解，即可得到其内力及位移。它的数值解，即可得到其内力及位移。1 1、经典法与弹性方法的区别、经典法与弹性方法的区别（3 3）两种方法的对比如下表：）两种方法的对比如下表： 支锚点支锚点 被动区土体被动区土体 桩身刚度桩身刚度 内力计算方法内力计算方法 经典法经典法 简化为支点简化为支点 被动土压力被动土压力 不考虑不考虑 等值梁法等值梁法 弹性法弹性法 弹簧弹簧 弹簧弹簧 考虑考虑 有限元方程有限元方程 K W=F（4 4）两种方法不存在绝对对错和优劣问题）两种方法不存在绝对对错和优劣问题。由于经典法的。由于经典法的诸多假定，如诸多假定，如锚杆处假设成支座、被动土压力定值、不考虑锚杆处假设成支座、被动土压力定值、不考虑变形变形等，使得弹性法看起来更接近真实的受力，但如果没有等，使得弹性法看起来更接近真实的受力，但如果没有经验，支锚刚度、土的经验，支锚刚度、土的m m值（决定土弹簧的刚度）等取得不值（决定土弹簧的刚度）等取得不合适，计算出的内力就会有差异。合适，计算出的内力就会有差异。（1 1）全量法，）全量法，是是4.34.3版本以前采用多计算方法，采用这种计版本以前采用多计算方法，采用这种计算时不能任意指定工况顺序。（注意：采用该方法会使算时不能任意指定工况顺序。（注意：采用该方法会使5.05.0以后版本某些新增数据丢失。）以后版本某些新增数据丢失。）（2 2）增量法，）增量法，就是在各个施工阶段，对给阶段形成的结构就是在各个施工阶段，对给阶段形成的结构体系施加相应的荷载增量，该增量荷载对该体系内各构件产体系施加相应的荷载增量，该增量荷载对该体系内各构件产生的内力与结构在以前各阶段中产生的内力叠加，作为构件生的内力与结构在以前各阶段中产生的内力叠加，作为构件在该施工阶段的内力，在该施工阶段的内力，这样就能基本上真实地模拟基坑开挖这样就能基本上真实地模拟基坑开挖的全过程。的全过程。因此，在增量法中，外力是相对于前一个施工阶因此，在增量法中，外力是相对于前一个施工阶段完成后的荷载增量，所求得的围护结构的位移和内力也是段完成后的荷载增量，所求得的围护结构的位移和内力也是相对于前一个施工阶段完成后的增量，当墙体刚度不发生变相对于前一个施工阶段完成后的增量，当墙体刚度不发生变化时与前一个施工阶段完成后已产生的位移和内力叠加，化时与前一个施工阶段完成后已产生的位移和内力叠加，可得到当前施工阶段完成后体系的实际位移和内力。可得到当前施工阶段完成后体系的实际位移和内力。采用这采用这种方法，可以更灵活地指定工况顺序。种方法，可以更灵活地指定工况顺序。2 2、全量法与增量法的区别、全量法与增量法的区别( (弹性法包含）弹性法包含）对于锚杆、锚索的刚度对于锚杆、锚索的刚度1 1）按照计算公式参考）按照计算公式参考建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99JGJ120-99）附录）附录C C。2 2）通过试验确定，如果现场进行了基本试验，则以基本试验为准。）通过试验确定，如果现场进行了基本试验，则以基本试验为准。3 3）用户根据经验输入。）用户根据经验输入。4 4）有一个更简单的方法，软件可以自动计算，方法是：先凭经验输入一）有一个更简单的方法，软件可以自动计算，方法是：先凭经验输入一个刚度值，当计算到锚杆一项时，软件会计算出一个个刚度值，当计算到锚杆一项时，软件会计算出一个“锚杆刚度锚杆刚度”，这时，这时点击上部的点击上部的“应用刚度计算结果应用刚度计算结果”按键，然后终止计算。接着用这一刚度按键，然后终止计算。接着用这一刚度重新计算到锚杆一项，如此重复迭代操作重新计算到锚杆一项，如此重复迭代操作2 24 4次后刚度值就基本不变了，次后刚度值就基本不变了，此时的刚度取值已基本合理。此时的刚度取值已基本合理。 对于内撑，软件不能自动计算对于内撑，软件不能自动计算可以参考可以参考建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99JGJ120-99）附录）附录C C公式公式C.2.2C.2.2进行进行计算：但要注意，由于软件会用这个交互的刚度先除以前面交互的水平间计算：但要注意，由于软件会用这个交互的刚度先除以前面交互的水平间距，所以输入刚度时，只要用公式距，所以输入刚度时，只要用公式C.2.2C.2.2的前半部分计算所得即可，即的前半部分计算所得即可，即3、单元计算中，、单元计算中， 锚杆的支锚刚度如何计算？锚杆的支锚刚度如何计算？该刚度在该刚度在规程规程中没有规定，根据中没有规定，根据基本力学原理基本力学原理推导而推导而出的经验公式。冠梁的出的经验公式。冠梁的“水平计算刚度水平计算刚度”值是由用户自主交值是由用户自主交互。互。以上经验公式只做为参考，建议用以上经验公式只做为参考，建议用整体计算方法整体计算方法自动计算。自动计算。按照部分老专家的意见，按照部分老专家的意见，长条形基坑，冠梁刚度系数宜取长条形基坑，冠梁刚度系数宜取0 0，可不考虑其作用，此时的冠梁可以按构造配筋，相关规可不考虑其作用，此时的冠梁可以按构造配筋，相关规范也提到了。范也提到了。 4 4、冠梁的侧向刚度如何计算、冠梁的侧向刚度如何计算经验公式：经验公式：在选用土层参数时，应根据所选用的应力状态选择相应的在选用土层参数时，应根据所选用的应力状态选择相应的参数指标。参数指标。采用总应力法，采用总应力法，计算下滑力、抗滑力时，浸水部分土条重计算下滑力、抗滑力时，浸水部分土条重量采用饱和重度直接计算；量采用饱和重度直接计算；采用有效应力法，采用有效应力法，计算抗滑力时，浸水部分土体需考虑孔计算抗滑力时，浸水部分土体需考虑孔隙水压力的影响，但下滑力计算与总应力法相同。隙水压力的影响，但下滑力计算与总应力法相同。 由于由于有效应力法在表示的时候需要用总应力减去孔隙水压有效应力法在表示的时候需要用总应力减去孔隙水压力，而很多时候没有测定孔隙水压力，所以工程上大多力，而很多时候没有测定孔隙水压力，所以工程上大多都是都是直接采用总应力法直接采用总应力法。5 5、稳定计算采用应力状态：总应力法和有效应力法、稳定计算采用应力状态：总应力法和有效应力法 砼结构设计规范砼结构设计规范中中6.1.36.1.3条中规定条中规定“预应力钢筋的张拉控制应力不预应力钢筋的张拉控制应力不宜超过表宜超过表6.1.36.1.3规定的张拉控制应力限值规定的张拉控制应力限值 ，这是对预应力混凝土构件施加，这是对预应力混凝土构件施加预应力的要求。预应力的要求。对于基坑中锚索（锚杆）施加预应力时，应执行对于基坑中锚索（锚杆）施加预应力时，应执行建筑基坑支护技术规建筑基坑支护技术规程程，该，该规程规程中中4.4.54.4.5条规定条规定“锚杆预加力值（所定值）应根据地层锚杆预加力值（所定值）应根据地层条件及支护结构变形要求确定，宜取为条件及支护结构变形要求确定，宜取为锚杆轴向受拉承载力设计值的锚杆轴向受拉承载力设计值的0.500.500.650.65倍倍。注意：对锚杆轴向受拉承载力设计值。注意：对锚杆轴向受拉承载力设计值。如要求加预应力，可按无预应力计算一次，得到锚杆的轴力设计值，预如要求加预应力，可按无预应力计算一次，得到锚杆的轴力设计值，预应力取其应力取其0.50.50.650.65（基坑规程），再计算一次即可，此处不可迭代。计算（基坑规程），再计算一次即可，此处不可迭代。计算时，选上锚杆计算，时，选上锚杆计算，锚杆的轴力设计值锚杆的轴力设计值就是锚杆计算对话框中的就是锚杆计算对话框中的锚杆内力锚杆内力实用值实用值，锚杆内力实用值锚杆内力实用值= =锚杆最大内力弹性法（经典法）计算值锚杆最大内力弹性法（经典法）计算值基坑基坑重要性系数重要性系数分项系数分项系数。6 6、基坑中桩锚结构，如何定锚杆的预应力值、基坑中桩锚结构，如何定锚杆的预应力值特别提醒：特别提醒：n有些用户为了减少锚杆和锚索的长度，而施加预应力，是概念错误。有些用户为了减少锚杆和锚索的长度，而施加预应力，是概念错误。n施加预应力后，如果计算的锚杆力小于预加力，取预加力；如果计算施加预应力后，如果计算的锚杆力小于预加力，取预加力；如果计算的锚杆力大于预加力，取计算的锚杆力。的锚杆力大于预加力，取计算的锚杆力。n所以施加预应力后，锚杆力通常大于不施加预应力时的锚杆力。而锚所以施加预应力后，锚杆力通常大于不施加预应力时的锚杆力。而锚杆长度是根据锚杆力计算得到的，因此施加预加力后不能缩短锚杆或锚杆长度是根据锚杆力计算得到的，因此施加预加力后不能缩短锚杆或锚索的长度。索的长度。n施加预加力，主要是控制变形施加预加力，主要是控制变形。6 6、基坑中桩锚结构，如何定锚杆的预应力值、基坑中桩锚结构，如何定锚杆的预应力值地基规范中规定锁定方法：地基规范中规定锁定方法：n锚杆应在锚固体和外锚头强度达到设计强度的锚杆应在锚固体和外锚头强度达到设计强度的80%80%以上后进行张拉锁定，以上后进行张拉锁定，张拉荷载宜为锚杆所受拉力值的张拉荷载宜为锚杆所受拉力值的1.051.051.11.1倍，并稳定倍，并稳定5 510min10min后退至锁定后退至锁定荷载锁定。锁定荷载宜取锚杆设计承载力的荷载锁定。锁定荷载宜取锚杆设计承载力的0.70.70.850.85倍倍。7 7、锚杆设计承载力取值（监测规范中、锚杆设计承载力取值（监测规范中f f2 2值）值）取取材料抗力材料抗力和和锚固力、外锚头强度锚固力、外锚头强度三者之最小值：三者之最小值：材料抗力：材料抗力：配筋面积配筋面积钢筋强度设计值钢筋强度设计值外锚头的强度外锚头的强度。锚固力：锚固力：按照计算书中最后一个工况各道锚杆的按照计算书中最后一个工况各道锚杆的锚固力锚固力注：注：此值（锚固力）此值（锚固力）锚杆间距锚杆间距coscos角度角度安全系数安全系数应大于锚杆应大于锚杆计算中计算中实用值实用值，否则是不安全的。否则是不安全的。 “基坑底面位移估算值基坑底面位移估算值d d”是指是指基坑底面的水平位移基坑底面的水平位移。该值影响该值影响m m值的选择：对于有经验的地区，可直接采用值的选择：对于有经验的地区，可直接采用m m值；对于无经值；对于无经验地区，验地区，m m值采用规范建议公式计算（值采用规范建议公式计算（附录附录C.3C.3）。）。一般采用水平位移为一般采用水平位移为10mm10mm计算计算，当水平位移大于，当水平位移大于10mm10mm时，应进行适当时，应进行适当的修正，不能严格按规范建议公式计算。否则，计算的基坑底面处水平的修正，不能严格按规范建议公式计算。否则，计算的基坑底面处水平位移会增大，计算的位移会增大，计算的m m值会更小，导致水平位移更大，值会更小，导致水平位移更大，m m值更小，结果不值更小，结果不一定收敛。一定收敛。8 8、计算、计算m m值时，输入的值时，输入的“基坑底面位移估算值基坑底面位移估算值d d”的含义的含义m：土的水平抗力系数：土的水平抗力系数 的比例系数的比例系数分成分成土钉和排桩两个模型土钉和排桩两个模型分别计算。如右图的形式，分别计算。如右图的形式，可分为土钉和排桩两个支护可分为土钉和排桩两个支护结构进行计算。结构进行计算。建立土钉模型来进行土钉建立土钉模型来进行土钉相关计算，其中基坑深度为相关计算，其中基坑深度为土钉坡面的深度。土钉坡面的深度。建立排桩模型来进行结构建立排桩模型来进行结构及稳定相关计算，其中基坑及稳定相关计算，其中基坑深度为原模型的基坑深度，深度为原模型的基坑深度，计算中不考虑土钉的作用。计算中不考虑土钉的作用。9 9、上部是土钉下部是排桩的联合支护计算方法、上部是土钉下部是排桩的联合支护计算方法当采用水土分算时，选择全量法时当采用水土分算时，选择全量法时，系统延续老版经典法，系统延续老版经典法土压力计算原则，基坑两侧水压力不做抵消；土压力计算原则，基坑两侧水压力不做抵消；选择增量法或选择增量法或基坑工程手册基坑工程手册法时法时，系统计算经典法土，系统计算经典法土压力时，对基坑两侧水压力进行抵消，因此输出的经典法土压力时，对基坑两侧水压力进行抵消，因此输出的经典法土压力结果会有所不同，压力结果会有所不同，但对内力结果几乎没有影响但对内力结果几乎没有影响。1010、有关水压力计算问题、有关水压力计算问题1111、支挡式结构应计算的内容及方法、支挡式结构应计算的内容及方法受力形式受力形式计计 算算 内内 容容计计 算算 方方 法法悬臂式结构悬臂式结构 弯矩、剪力、位移弯矩、剪力、位移弹性支点法、极限平衡法弹性支点法、极限平衡法（不能计算位移）（不能计算位移）单支点结构单支点结构弯矩、剪力、支点力、弯矩、剪力、支点力、位移位移弹性支点法、等值梁法弹性支点法、等值梁法（不能计算位移）（不能计算位移）多支点结构多支点结构弯矩、剪力、支点力、弯矩、剪力、支点力、位移位移弹性支点法弹性支点法1212、支挡式结构稳定性验算的内容及方法、支挡式结构稳定性验算的内容及方法验算内容验算内容控制条件控制条件计计 算算 方方 法法嵌固稳定性嵌固稳定性倾覆倾覆极限平衡法极限平衡法整体稳定性整体稳定性整体滑动整体滑动圆弧滑动简单条分法圆弧滑动简单条分法抗隆起稳定性抗隆起稳定性 地基承载力地基承载力普朗德尔地基极限承载力法普朗德尔地基极限承载力法渗透稳定性渗透稳定性渗透变形渗透变形水力梯度法或渗透力法水力梯度法或渗透力法1313、土钉墙计算中，土钉长度上端短下端长、土钉墙计算中，土钉长度上端短下端长计算出上短下长的原因是因为计算出上短下长的原因是因为土压力是上小下大土压力是上小下大的。但的。但是由于软件设置中有选项为等长加长，不会出现差距很大是由于软件设置中有选项为等长加长，不会出现差距很大的情况。的情况。就滑动面来看，最后一根显然发挥抗力能力要小才合理，就滑动面来看，最后一根显然发挥抗力能力要小才合理，土钉墙是靠土钉与土体形成一个整体，相当一个挡土墙，土钉墙是靠土钉与土体形成一个整体，相当一个挡土墙，实际应用中是最后一根短。上部土钉长对控制位移也有利。实际应用中是最后一根短。上部土钉长对控制位移也有利。无粘性土无粘性土如果本身圆弧滑动就是一个非常浅的弧，这是如果本身圆弧滑动就是一个非常浅的弧，这是这种理论的问题。因此如果有在凌空面上有这种土层，应这种理论的问题。因此如果有在凌空面上有这种土层，应该是要有处理的，到软件模型中，可以将这层土给一个该是要有处理的，到软件模型中，可以将这层土给一个C C在在5 5左右的值，不会太影响结果的。左右的值，不会太影响结果的。 1414、土钉墙计算中，花管的抗拉力及、土钉墙计算中，花管的抗拉力及“LaLa值值”花管的抗拉力为花管的抗拉力为破裂面破裂面以下花管的拉力值。以下花管的拉力值。 1515、支护计算分项系数的选取、支护计算分项系数的选取地基规范地基规范P9P9、P106P106有及有及基坑规范基坑规范P33P33有规定有规定1616、桩锚结构中腰梁型号确定、桩锚结构中腰梁型号确定对于支撑体系，对于支撑体系，利用单元计算计算围护桩后各工况图中均有一个对应利用单元计算计算围护桩后各工况图中均有一个对应的支撑反力，把这个支撑反力折算成均布荷载后加到腰梁上，然后计算的支撑反力，把这个支撑反力折算成均布荷载后加到腰梁上，然后计算腰梁的配筋，根据支撑反力来计算支撑梁的轴力，只是单元计算对于内腰梁的配筋，根据支撑反力来计算支撑梁的轴力，只是单元计算对于内撑、腰梁这样需要其它条件的构件计算假定太多，不准。因为就拿内撑撑、腰梁这样需要其它条件的构件计算假定太多，不准。因为就拿内撑来说，它的力其实在单元计算中很难确定，因为它不光跟单边的支护构来说，它的力其实在单元计算中很难确定，因为它不光跟单边的支护构件和边界条件有关系，还跟另一边的支护构件和边界条件有关系，这还件和边界条件有关系，还跟另一边的支护构件和边界条件有关系，这还是对撑，如果是网状支撑梁，根本就算不出来。如果是复杂的支撑体系是对撑，如果是网状支撑梁，根本就算不出来。如果是复杂的支撑体系或是经验不足，或是经验不足，用整体计算是必要的。用整体计算是必要的。腰梁简单一点，对于我们常用的桩锚体系，计算方式如下：腰梁简单一点，对于我们常用的桩锚体系，计算方式如下：两者的计算对象和计算方法不同两者的计算对象和计算方法不同单元计算：单元计算：以单桩或单位宽度的地下连续墙体为研究对象进行分析。以单桩或单位宽度的地下连续墙体为研究对象进行分析。常用方法有经典方法和弹性方法。常用方法有经典方法和弹性方法。整体计算：整体计算：以整个基坑体或整个基坑支护结构为研究对象进行分析。以整个基坑体或整个基坑支护结构为研究对象进行分析。一般都采用有限元方法计算，很难手工简化计算。有限元的计算主要有一般都采用有限元方法计算，很难手工简化计算。有限元的计算主要有两种模型：全有限元分析及支护结构的有限元分析。两种模型：全有限元分析及支护结构的有限元分析。考虑的因素不同考虑的因素不同单元计算中，对支撑结构的刚度，不容易确定。因为支撑结构的刚度不单元计算中，对支撑结构的刚度，不容易确定。因为支撑结构的刚度不仅与本身有关，也与周围杆件和边界条件有关，在单元计算中不能考虑仅与本身有关，也与周围杆件和边界条件有关，在单元计算中不能考虑周围杆件对其刚度的影响。同时，也不能考虑基坑变形的影响，因为在周围杆件对其刚度的影响。同时，也不能考虑基坑变形的影响，因为在不同工况下发生变形后，支撑结构的刚度是随施工过程不断变化的。这不同工况下发生变形后，支撑结构的刚度是随施工过程不断变化的。这在单元计算是无法考虑的。在单元计算是无法考虑的。整体计算中，可周围杆件和施工工况对支撑结构刚度的影响。整体计算中，可周围杆件和施工工况对支撑结构刚度的影响。计算的结果不同计算的结果不同单元计算中，有支护结构的内力、配筋计算、锚杆计算、稳定计算等结单元计算中，有支护结构的内力、配筋计算、锚杆计算、稳定计算等结果，无内撑结构的结果。果，无内撑结构的结果。整体计算中，有支护结构、内撑结构的结果，无支护构件的锚杆计算和整体计算中，有支护结构、内撑结构的结果，无支护构件的锚杆计算和稳定计算。稳定计算。1717、深基坑整体计算与单元计算的区别、深基坑整体计算与单元计算的区别1818、本课件依据的规范、规程、本课件依据的规范、规程建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-99)岩土锚杆（索）技术规程岩土锚杆（索）技术规程(CECS 22:2005)基坑土钉支护技术规程基坑土钉支护技术规程 (CECS 96:97)锚杆喷射混凝土支护技术规范锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)建筑基坑工程技术规范建筑基坑工程技术规范(YB 9258-97)建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB 50202-2002)建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范 （JGJ 94-2008）建筑基坑工程监测技术规范建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009） 结构设计技术措施（地基与基础）结构设计技术措施（地基与基础）基坑工程手册基坑工程手册工程地质手册工程地质手册等等谢谢各位！谢谢各位！