理正深基坑6.0培訓教材

1、理正巖土計算系列理正巖土計算系列北京理正軟件設計研究院有限公司北京理正軟件設計研究院有限公司技術支持技術支持陳瑩陳瑩基坑支護簡介簡介 基本參數(shù)和操作基本參數(shù)和操作 常見問題常見問題 3簡介l單元計算單元計算-10種規(guī)范種規(guī)范-計算方法計算方法l經(jīng)典法經(jīng)典法l彈性法：全量法、增量法彈性法：全量法、增量法-支護類型支護類型l排樁、連續(xù)墻、水泥土墻、土釘、放坡、雙排樁排樁、連續(xù)墻、水泥土墻、土釘、放坡、雙排樁l整體計算整體計算-支護結(jié)構(gòu)的真三維有限元分析支護結(jié)構(gòu)的真三維有限元分析4/20簡介常用支護形式l排樁排樁l連續(xù)墻連續(xù)墻-鋼筋混凝土連續(xù)墻鋼筋混凝土連續(xù)墻-鋼板樁鋼板樁l水泥土墻水泥土墻-格構(gòu)式

2、水泥土墻格構(gòu)式水泥土墻-墻中有樁墻中有樁-SMW工法工法l放坡放坡l土釘土釘-土釘土釘+錨桿錨桿+坡前樁坡前樁l雙排樁雙排樁-計算模型計算模型5單元計算基本信息l基本信息基本信息-內(nèi)力計算方法內(nèi)力計算方法-規(guī)范規(guī)程和基坑等級規(guī)范規(guī)程和基坑等級-尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)l嵌固深度計算嵌固深度計算-冠梁參數(shù)冠梁參數(shù)l冠梁剛度估算冠梁剛度估算-水平集中力水平集中力-放坡放坡l交互臺寬和坡高，坡度自交互臺寬和坡高，坡度自動生成動生成-超載超載l均布荷載均布荷載l分布荷載分布荷載l三角形荷載三角形荷載l建筑物荷載（北京規(guī)范）建筑物荷載（北京規(guī)范）基坑等級基坑等級尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)冠梁參數(shù)冠梁參數(shù)單元計算專題：嵌固

3、深度l滿足要求滿足要求-力矩平衡或整體穩(wěn)；抗?jié)B穩(wěn)定；構(gòu)造要求。力矩平衡或整體穩(wěn)；抗?jié)B穩(wěn)定；構(gòu)造要求。61.1.確定彎矩零點：水平荷載標準值確定彎矩零點：水平荷載標準值= =水平水平抗力標準值抗力標準值2.2.計算支點力計算支點力3.3.計算嵌固深度計算嵌固深度l力矩平衡力矩平衡-基坑規(guī)程基坑規(guī)程4.1.1；-懸臂和單支點的排樁連續(xù)墻；懸臂和單支點的排樁連續(xù)墻；單元計算專題：嵌固深度計算嵌固深度的安全系數(shù)嵌固深度的安全系數(shù); ;系統(tǒng)默認規(guī)范值系統(tǒng)默認規(guī)范值1.2;1.2;基坑規(guī)程中取值也是基坑規(guī)程中取值也是1.21.2。7單元計算專題：嵌固深度計算l抗?jié)B穩(wěn)定抗?jié)B穩(wěn)定-基坑規(guī)程基坑規(guī)程4.1.3；

4、-當基坑底為當基坑底為碎石土或砂土碎石土或砂土、基坑內(nèi)排水且作用有、基坑內(nèi)排水且作用有滲流水壓力滲流水壓力時，要滿足抗?jié)B透穩(wěn)定條件。時，要滿足抗?jié)B透穩(wěn)定條件。- -式中，式中，1.2為抗?jié)B嵌固系數(shù)；為抗?jié)B嵌固系數(shù)；l構(gòu)造要求構(gòu)造要求-基坑規(guī)程基坑規(guī)程4.1.2；-懸臂式及單支點，懸臂式及單支點，hd0.3h（h基坑深度）；基坑深度）；-多支點支護結(jié)構(gòu)，多支點支護結(jié)構(gòu)， hd0.2h；l整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定-圓弧滑動簡單條分法，基坑規(guī)程附錄圓弧滑動簡單條分法，基坑規(guī)程附錄A；8單元計算專題：冠梁剛度計算9冠梁側(cè)向剛度估算公式：冠梁側(cè)向剛度估算公式： 式中：式中：K K 冠梁剛度估算值；冠梁剛度估算值

5、；a a樁、墻位置；一般取樁、墻位置；一般取L L長度的一半（最不利位置）。長度的一半（最不利位置）。L L冠梁長度；如有內(nèi)支撐，取內(nèi)支撐間距；如無內(nèi)支撐，取該邊基坑冠梁長度；如有內(nèi)支撐，取內(nèi)支撐間距；如無內(nèi)支撐，取該邊基坑邊長。邊長。EIEI冠梁截面抗彎剛度；其中冠梁截面抗彎剛度；其中I I表示截面對表示截面對x x軸的慣性矩。軸的慣性矩。223aLaEILK10單元計算土層信息l土層參數(shù)土層參數(shù)-可設坑內(nèi)加固土；可設坑內(nèi)加固土；-降水深度可隨開挖變化；降水深度可隨開挖變化；-可分層指定彈性計算方法；可分層指定彈性計算方法；-土層物理參數(shù)；土層物理參數(shù)；-水下物理參數(shù)如無條件做試驗，可根據(jù)經(jīng)

6、驗折減；水下物理參數(shù)如無條件做試驗，可根據(jù)經(jīng)驗折減；-水土分算與合算；水土分算與合算；-如無試驗或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，如無試驗或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，m值可用基坑規(guī)程公式計算，軟件提值可用基坑規(guī)程公式計算，軟件提供計算工具；供計算工具；11單元計算支錨信息l支錨信息支錨信息-支錨類型：錨桿、錨索和內(nèi)撐；支錨類型：錨桿、錨索和內(nèi)撐；-支錨剛度支錨剛度l錨桿錨桿試驗值、經(jīng)驗值、基坑規(guī)程附錄試驗值、經(jīng)驗值、基坑規(guī)程附錄c公式、軟件迭代；公式、軟件迭代；l內(nèi)撐內(nèi)撐交互，可用基坑規(guī)程附錄交互，可用基坑規(guī)程附錄c公式，但有適用條件；公式，但有適用條件；-材料抗力材料抗力l錨桿錨桿如進行錨桿設計，軟件可計算；如進行錨桿設計，軟件

7、可計算；l內(nèi)撐內(nèi)撐交互；交互；-工況信息工況信息l可模擬拆撐、逆做、加樓板等；可模擬拆撐、逆做、加樓板等；l錨桿剛度錨桿剛度-四種方法：試驗方法；用戶根據(jù)經(jīng)驗輸入；公式計算方法四種方法：試驗方法；用戶根據(jù)經(jīng)驗輸入；公式計算方法（建筑基坑支護規(guī)程建筑基坑支護規(guī)程JGJ120-99附錄附錄C）；軟件計算。）；軟件計算。 l支撐剛度（舉例說明）支撐剛度（舉例說明）-S支撐水平間距；支撐水平間距；Sa計算寬度，排樁用樁間距，地下連續(xù)墻用計算寬度，排樁用樁間距，地下連續(xù)墻用1ssLEAkaT2內(nèi)支撐的剛度內(nèi)支撐的剛度30MN/m，兩種輸入方法：，兩種輸入方法：第一種按照實際情況輸入第一種按照實際情況輸入

8、 水平間距水平間距4m，支撐剛度剛度，支撐剛度剛度30MN/m；第二種按計算單元輸入第二種按計算單元輸入 水平間距水平間距2m，支撐剛度剛度，支撐剛度剛度15MN/m；適用條件：基坑周邊支護結(jié)構(gòu)荷載相同，適用條件：基坑周邊支護結(jié)構(gòu)荷載相同，對撐，剛度大，等間距對撐，剛度大，等間距單元計算專題：剛度和抗力12單元計算專題：剛度和抗力l錨桿材料抗力錨桿材料抗力-影響抗傾覆和整體穩(wěn)定計算影響抗傾覆和整體穩(wěn)定計算-計算時取該值和錨固力二者之中較小值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?qū)⒏鶕?jù)錨桿計算的配筋結(jié)果自動計如果進行了錨桿計算，則程序?qū)⒏鶕?jù)錨桿計算的配筋結(jié)果自動計算抗拉力

9、算抗拉力l內(nèi)撐材料抗力內(nèi)撐材料抗力-影響抗傾覆和整體穩(wěn)定計算影響抗傾覆和整體穩(wěn)定計算cAfT yAfT 與內(nèi)撐長細比有關的調(diào)整系數(shù)與內(nèi)撐長細比有關的調(diào)整系數(shù)結(jié)構(gòu)手冊結(jié)構(gòu)手冊與工程形式有關的調(diào)整系數(shù)與工程形式有關的調(diào)整系數(shù)經(jīng)驗調(diào)整經(jīng)驗調(diào)整抗壓強度設計值抗壓強度設計值1314注：注：1.1.錨桿與錨索的區(qū)別在于，前者用鋼筋，后者用鋼絞線；錨桿與錨索的區(qū)別在于，前者用鋼筋，后者用鋼絞線；2.2.錨桿錨索受拉，內(nèi)撐受壓，所以計算材料抗力時，錨桿錨索錨桿錨索受拉，內(nèi)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(nèi)撐用抗壓強度設計值；用抗拉強度設計值，內(nèi)撐用抗壓強度設計值；3.3.剛性鉸的剛度無

10、限大，可用來模擬剛性樓板；剛性鉸的剛度無限大，可用來模擬剛性樓板；4.4.樓板也可用內(nèi)撐模擬。樓板也可用內(nèi)撐模擬。單元計算專題：剛度和抗力單元計算專題：工況l全量法全量法-軟件自動生成，可設置地下室層數(shù)及層高控制拆撐的參數(shù)；軟件自動生成，可設置地下室層數(shù)及層高控制拆撐的參數(shù)；-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(nèi)撐，將被拆掉；和內(nèi)撐，將被拆掉；-樓板用剛性鉸來模擬，剛度無限大；樓板用剛性鉸來模擬，剛度無限大；l增量法增量法-用戶交互；用戶交互；-可以調(diào)整可以調(diào)整“開挖開挖”，“加撐加撐”，“拆撐拆撐”，“剛性鉸剛性鉸”的位

11、置和順序的位置和順序；-樓板可用剛性鉸模擬，也可用內(nèi)撐模擬；樓板可用剛性鉸模擬，也可用內(nèi)撐模擬；-如涉及到如涉及到“換撐換撐”或用內(nèi)撐模擬樓板，需先確定施工順序及內(nèi)或用內(nèi)撐模擬樓板，需先確定施工順序及內(nèi)撐位置，在撐位置，在“支錨信息支錨信息”中把所有內(nèi)撐按深度順序交互完整，中把所有內(nèi)撐按深度順序交互完整，加撐中的順序可以靈活指定。加撐中的順序可以靈活指定。15單元計算專題：工況l例例1：拆撐做樓板：拆撐做樓板-10m的基坑的基坑-在基坑頂面以下在基坑頂面以下-3.5m和和-7.0m各設一道內(nèi)撐，超挖各設一道內(nèi)撐，超挖0.5m-地下室底板和頂板標高分別為地下室底板和頂板標高分別為-8m和和-4.

12、5ml例例2：換撐做樓板：換撐做樓板-8m的基坑的基坑-在基坑頂面在基坑頂面-4m處設一道內(nèi)撐，超挖處設一道內(nèi)撐，超挖0.5m-地下室底板和頂板的標高分別為地下室底板和頂板的標高分別為-7m和和-3.5m-在在-2m換加一道內(nèi)撐。換加一道內(nèi)撐。1617單元計算計算項目內(nèi)力位移計算內(nèi)力位移計算樁配筋計算樁配筋計算錨桿計算錨桿計算剛度折減系數(shù)：默認值剛度折減系數(shù)：默認值0.85是參照是參照建筑樁基規(guī)范建筑樁基規(guī)范JGJ94-94第第53頁頁公式中的系數(shù)公式中的系數(shù)單元計算內(nèi)力位移18支反力：支反力：錨桿或內(nèi)錨桿或內(nèi)撐的內(nèi)力撐的內(nèi)力標準值。標準值。藍色：彈性法；紅色：經(jīng)典法藍色：彈性法；紅色：經(jīng)典法

13、雙排樁特殊雙排樁特殊查看土壓力查看土壓力中中的土壓力是單的土壓力是單位米的；位米的；工況圖工況圖中的土中的土壓力是實際寬壓力是實際寬度的；度的；如果樁間距是如果樁間距是1米時，兩者米時，兩者一樣。一樣。地表沉降曲線三種計算方法出自地表沉降曲線三種計算方法出自基坑工基坑工程手冊程手冊p215。單元計算樁配筋計算19經(jīng)典法和經(jīng)典法和彈性法的彈性法的切換。切換。上：基坑上：基坑內(nèi)外側(cè)內(nèi)內(nèi)外側(cè)內(nèi)力的最大力的最大值；值；下：最大下：最大值對應的值對應的深度。深度。樁身配筋樁身配筋可以分段?？梢苑侄?。計算值：軟件計算出來的內(nèi)力標準值；計算值：軟件計算出來的內(nèi)力標準值；設計值：設計值設計值：設計值=計算值計

14、算值折減系數(shù)折減系數(shù)分項系數(shù)分項系數(shù)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)；基坑側(cè)壁重要性系數(shù)；實用值：可取計算值，也可根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整。實用值：可取計算值，也可根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整。單元計算樁配筋計算20此處內(nèi)力此處內(nèi)力為錨桿的為錨桿的水平水平方向方向內(nèi)力內(nèi)力在此界面修改參數(shù)后，需點擊在此界面修改參數(shù)后，需點擊“重新計算重新計算”，軟件才會按照修改后的參數(shù)進行后續(xù)計算。軟件才會按照修改后的參數(shù)進行后續(xù)計算。dHPB235DHRB335EHRB400FRRB400例如例如1E18一根直徑為一根直徑為18的三級鋼。的三級鋼。經(jīng)典法和彈經(jīng)典法和彈性法的切換。性法的切換。單元計算數(shù)據(jù)和結(jié)果的保存21數(shù)據(jù)存盤到數(shù)據(jù)存盤到文件文件：保

15、存：保存輸入的原始輸入的原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。可將典型例可將典型例題存入模板題存入模板庫，如常做庫，如常做某一地區(qū)的某一地區(qū)的工程，可保工程，可保存模板，使存模板，使建模更方便。建模更方便。22單元計算數(shù)據(jù)和結(jié)果的保存圖：圖：可存成可存成dxfdxf文件；文件；計算書：計算書：包括原始條件和計算結(jié)果；包括原始條件和計算結(jié)果；可存成可存成rtfrtf文件，用文件，用wordword打開，打開，或存成或存成txttxt文本文件；文本文件；23基坑整體復雜基坑復雜基坑計算結(jié)果計算結(jié)果整體模型整體模型24基坑整體單元與整體的區(qū)別基坑整體計算模型l采用空間整體協(xié)同有限元計算方法，考慮了支護結(jié)構(gòu)、采用空間整體協(xié)

16、同有限元計算方法，考慮了支護結(jié)構(gòu)、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)及土空間整體協(xié)同作用的線彈性有限元分內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)及土空間整體協(xié)同作用的線彈性有限元分析方法。析方法。l計算模型計算模型-主動側(cè)土體簡化成主動土壓力主動側(cè)土體簡化成主動土壓力-被動側(cè)開挖面以下的土體簡化成水平彈簧被動側(cè)開挖面以下的土體簡化成水平彈簧-支護結(jié)構(gòu)有限元剖分支護結(jié)構(gòu)有限元剖分l與通用有限元軟件的比較與通用有限元軟件的比較-支持國內(nèi)多種規(guī)范支持國內(nèi)多種規(guī)范-建模方便、操作簡單，節(jié)省前處理的時間建模方便、操作簡單，節(jié)省前處理的時間-計算結(jié)果符合設計要求計算結(jié)果符合設計要求2526基坑整體設計流程基坑整體方案設計l支撐道數(shù)支撐道數(shù)-冠梁層以下的內(nèi)支撐

17、道數(shù)冠梁層以下的內(nèi)支撐道數(shù)l冠梁層標高冠梁層標高-冠梁層內(nèi)支撐的標高冠梁層內(nèi)支撐的標高l地下室層數(shù)地下室層數(shù)-可控制拆撐工況可控制拆撐工況l方案導入導出方案導入導出-數(shù)據(jù)備份和方案交流數(shù)據(jù)備份和方案交流27基坑整體網(wǎng)線布置分區(qū)數(shù)據(jù)對整體計算的影響分區(qū)數(shù)據(jù)對整體計算的影響 大部分影響大部分影響 少數(shù)參數(shù)對整體計算沒有影響少數(shù)參數(shù)對整體計算沒有影響 計算方法的選擇計算方法的選擇 規(guī)范的選擇規(guī)范的選擇 冠梁信息冠梁信息分區(qū)數(shù)據(jù)的計算分區(qū)數(shù)據(jù)的計算 可以計算嵌固深度可以計算嵌固深度 數(shù)據(jù)存盤，在單元計算中打開，輸入支錨信息，計算，出計數(shù)據(jù)存盤，在單元計算中打開，輸入支錨信息，計算，出計算書算書分區(qū)地面

18、高程分區(qū)地面高程 坑中坑坑中坑基坑整體支護布置29基坑整體標高系統(tǒng)l標高系統(tǒng)可以地面為標高系統(tǒng)可以地面為0，也可按照實際的海拔高程。，也可按照實際的海拔高程。-統(tǒng)一體系；統(tǒng)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余的標高都是相對本工程的0而言；而言；-坑內(nèi)坑；坑內(nèi)坑；l冠梁層標高和支撐層標高冠梁層標高和支撐層標高-軸線的標高；軸線的標高；l坑中坑的標高系統(tǒng)坑中坑的標高系統(tǒng)30外坑內(nèi)坑外坑外坑內(nèi)坑土層基坑基坑至少需要至少需要3種支護分區(qū)種支護分區(qū)至少需要至少需要2種支護分區(qū)種支護分區(qū)至少需要至少需要

19、1種支護分區(qū)種支護分區(qū)基坑整體標高系統(tǒng)31基坑整體內(nèi)撐布置32注意：注意：材料與截面要匹配；材料與截面要匹配；修改截面和材料時一定要進入修改截面和材料時一定要進入“從庫中選取從庫中選取”，不能在，不能在“描述中修改描述中修改”。構(gòu)件：冠梁腰梁、內(nèi)撐、立柱、斜撐、錨桿；構(gòu)件：冠梁腰梁、內(nèi)撐、立柱、斜撐、錨桿；l基坑整體計算可以加錨桿，但不基坑整體計算可以加錨桿，但不進行錨桿設計進行錨桿設計，只是在整體計，只是在整體計算中考慮錨桿的剛度；算中考慮錨桿的剛度；l錨桿只能加在冠梁或者腰梁上；錨桿只能加在冠梁或者腰梁上；l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加錨桿時需輸入錨桿間距和錨桿

20、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(shù)，通過設計，所以用戶需在整體計算前知道錨桿的配筋等參數(shù)，通過試驗或者基坑規(guī)程附錄試驗或者基坑規(guī)程附錄C的計算公式得到錨桿的剛度；的計算公式得到錨桿的剛度；l整體計算不能考慮錨桿的預加力；整體計算不能考慮錨桿的預加力；l整體計算的結(jié)果中沒有給出錨桿的內(nèi)力，如需要此數(shù)值，可近整體計算的結(jié)果中沒有給出錨桿的內(nèi)力，如需要此數(shù)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，似計算，即用該點的位移乘以錨桿剛度，如果是預應力錨桿，可簡單的把預加力可簡單的把預加力+錨桿剛度錨桿剛度*支點位移，作為錨桿內(nèi)力控制值。支點位移，

21、作為錨桿內(nèi)力控制值?；诱w錨桿相關內(nèi)容33一一.工具箱校核深基坑整體的計算結(jié)果的校核工具箱校核深基坑整體的計算結(jié)果的校核校核時注意點位：校核時注意點位：1.1.基坑內(nèi)撐梁是按基坑內(nèi)撐梁是按壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件計算，因此校核時應該用計算，因此校核時應該用工具箱中柱截面。工具箱中柱截面。2.2.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普通柱或框架柱沒有分別。沒有分別。3.3.工具箱中輸入的柱長應為內(nèi)撐梁工具箱中輸入的柱長應為內(nèi)撐梁實際長度實際長度。4.4.基坑輸出計算書中的內(nèi)力值為基坑輸出計算書中的內(nèi)力值為標準

22、值標準值，應該將其，應該將其乘以分項系數(shù)和基乘以分項系數(shù)和基坑重要性系數(shù)坑重要性系數(shù)后輸入工具箱中計算。后輸入工具箱中計算。5.5.基坑中基坑中軸力軸力輸出時，正值為拉力，在工具箱中，正值為壓力。輸出時，正值為拉力，在工具箱中，正值為壓力。6.6.工具箱中不能考慮工具箱中不能考慮扭矩扭矩的影響。的影響?；诱w計算結(jié)果校核34深基坑和工具箱的方向深基坑和工具箱的方向矩形800600就是表示b*h，b=800mm,h=600mm基坑整體計算結(jié)果校核35基坑軟件出的結(jié)果：基坑整體計算結(jié)果校核36內(nèi)力結(jié)果:分項系數(shù)分項系數(shù)1.25,基坑重要性系數(shù)基坑重要性系數(shù)1.0.基坑整體計算結(jié)果校核37基坑整體

23、計算結(jié)果校核38工具箱配置鋼筋結(jié)果：工具箱配置鋼筋結(jié)果： (1)上部縱筋:4E18(1018mm2 =0.21%) As=960mm2，配筋滿足。 (2)下部縱筋:4E18(1018mm2 =0.21%) As=960mm2，配筋滿足。 (3)左右縱筋:3E18(763mm2 =0.16%)分配As=1018mm2 As=960mm2， 配筋滿足。 (4)豎向箍筋:d8200四肢箍(1005mm2/m sv=0.13%) Asv/s=750mm2/m， 配筋滿足。 (5)水平箍筋:d8200三肢箍(754mm2/m sv=0.13%) Asv/s=750mm2/m， 配筋滿足?；诱w計算結(jié)果校核39基坑側(cè)豎向縱筋基坑側(cè)豎向縱筋擋土側(cè)豎向縱筋擋土側(cè)豎向縱筋基