側(cè)向承載地下墻或擋土樁計(jì)算程序(DW)使用說明

1、側(cè)向承載地下墻或擋土樁計(jì)算程序（DW）使用說明一、 一般說明本程序適用于側(cè)向承載地下連續(xù)墻或擋土樁的位移和內(nèi)力分析。假定墻體、錨桿、支撐和地基土體均為線性變形體，按Winkler地基模型用傳遞矩陣法求解。為了提高計(jì)算精度，程序設(shè)定在雙精度狀態(tài)運(yùn)行。 1、對(duì)于厚度一定的墻體，可取每延米作為計(jì)算單元；對(duì)于平面成T形的槽段，可取整個(gè)T形截面進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于柱列式擋土樁，可取一條樁作為計(jì)算單元，并按本程序進(jìn)行計(jì)算。2、荷載。沿地下連續(xù)墻或擋土樁一側(cè)進(jìn)行挖方作業(yè)后，在開挖面標(biāo)高以上受到的土、水側(cè)向壓力（包括墻或樁后地面荷載所產(chǎn)生的側(cè)壓力），由本程序自動(dòng)按有關(guān)計(jì)算公式確定。荷載分項(xiàng)系數(shù)由用戶按實(shí)際情況自行選

2、定。水壓力折減系數(shù)由用戶按各巖土層的滲透性自行選定。3、基床系數(shù)。對(duì)所有各個(gè)土巖層的彈性支承，用戶應(yīng)根據(jù)地基條件選取合適的水平向基床系數(shù)。該基床系數(shù)最好通過同等條件的實(shí)測(cè)資料確定，或按土的類別、物理狀態(tài)與地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值。4、錨桿與支撐。沿開挖深度，墻（樁）體可設(shè)置一道甚至混合設(shè)置多道水平支撐與錨桿；也可不設(shè)置支撐與錨桿。本程序只考慮錨桿的水平約束作用。錨桿與支撐的剛度可按所有材料、截面尺寸、長(zhǎng)度等因素確定。5、分段與節(jié)點(diǎn)編號(hào)。傳遞矩陣分析方法要求對(duì)墻（樁）體自上而下進(jìn)行分段與節(jié)點(diǎn)編號(hào)。記分段總數(shù)為N，則節(jié)點(diǎn)總數(shù)為N+1。分段時(shí)應(yīng)考慮土巖體的成層性、支撐點(diǎn)與錨桿支點(diǎn)位置、地下水位標(biāo)高以及開挖面深度

3、等。此外，為了方便計(jì)算，本程序把非均布的側(cè)壓力等效地化為分段均布的側(cè)壓力，因此要求分段長(zhǎng)度不可過大，以使計(jì)算結(jié)果有足夠精度，人工分段無疑是一個(gè)十分繁瑣的過程。本程序具有自動(dòng)分段的功能，綜合考慮了土巖層的界面位置、支點(diǎn)位置、地下水位及開挖深度等因素，并內(nèi)定最大分段長(zhǎng)度2m。6、符號(hào)規(guī)定。在計(jì)算簡(jiǎn)圖中應(yīng)將開挖側(cè)統(tǒng)一置于墻（樁）的右側(cè)。設(shè)置XZ坐標(biāo)系，如圖1所示，坐標(biāo)原點(diǎn)置于頂端，與節(jié)點(diǎn)1重合。圖中，q為地面荷載，h0為地下水位至墻（樁）頂端的距離，h1、h2、等為各個(gè)土巖層的厚度，位移以沿X方向?yàn)檎?。如圖2所示彎矩M、剪力V為正，反之為負(fù)。7、各分段內(nèi)部的位移、內(nèi)力、與地基反力的變化。本程序可使每

4、個(gè)分段輸出隨意多個(gè)截面的計(jì)算結(jié)果，該功能由參數(shù)SEL控制，SEL由用戶自行選定。例如，當(dāng)取SEL為2時(shí)，每段共輸出其上、下端與中央三處的計(jì)算結(jié)果。由于位移與地基反力是連續(xù)的，因此僅在末段才全部輸出以上三處的結(jié)果，其余各段則只輸出其上端與中央兩處結(jié)果。本程序能反映在支撐點(diǎn)或錨桿支點(diǎn)附近的減力突變情況。8、施工過程的模擬。為了模擬整個(gè)基坑開挖過程中地下連續(xù)墻（樁）內(nèi)力和位移的變化，本程序把設(shè)置每一道錨桿并施加張拉單獨(dú)作為一個(gè)施工階段進(jìn)行計(jì)算；同樣，把每一步挖方作業(yè)也單獨(dú)作為一個(gè)施工階段進(jìn)行計(jì)算。由于對(duì)支撐不預(yù)內(nèi)力，因此不單獨(dú)作為一個(gè)施工階段考慮。針對(duì)每個(gè)階段算出的結(jié)果將是內(nèi)力、位移的增量，把相應(yīng)的

5、增量迭加，便可得到某個(gè)階段結(jié)束時(shí)的內(nèi)力、位移值。本程序可按寫入數(shù)據(jù)文件內(nèi)的指令依次自動(dòng)完成各個(gè)施工階段的內(nèi)力、位移計(jì)算，完成迭加，并自動(dòng)選出各個(gè)截面的最不利彎矩施工全過程中曾產(chǎn)生過的正、負(fù)彎矩，為配筋設(shè)計(jì)提供依據(jù)。二、 數(shù)據(jù)填寫請(qǐng)按次序采用以下表格填寫數(shù)據(jù)。表1 全局控制參數(shù)巖土層數(shù)地面荷載（kN/m2）地下水位(m)墻（樁）體總長(zhǎng)度（m）分步開挖次數(shù)設(shè)置錨桿與支撐道數(shù)打印控制參數(shù)NLqh0lNEXNASEL注： h0由地表面往下算起。 若h0不與自然土層分界面重合，則NL為土巖層數(shù)+1。表2 壓力計(jì)算參數(shù)壓力模式荷載分項(xiàng)系數(shù)PRESCOEF注： 暫限定PRES=2。表3 變截面情況截面發(fā)生變

6、化位置HVC（m）注： HVC從地表面往下算起。 對(duì)TS=15（見表9），截面不可以變化，限定HVC=0 對(duì)TS=6，截面可以變化一次，可任意指定HVC（m）值，0HVCl0 表4 巖土指標(biāo)參數(shù)層 號(hào)123NL重 度（KN/ m3）_內(nèi)摩擦角（0）_粘聚力c(KN/m2)_基床系數(shù)k(KN/m3)_巖土層厚度h(m)_水壓力折減系數(shù)red_注： 共填6行，每行NL個(gè)數(shù)，按 順序逐行填寫。 各巖土層累計(jì)厚度hi必須大于表1中的l值。 對(duì)中（或微）風(fēng)化巖層或地下水位線以上的土層，系數(shù)red應(yīng)填0。 對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化和中（或微）風(fēng)化巖層，系數(shù)red后應(yīng)分別加一字母“S”和“M”。 對(duì)水壓力進(jìn)行折減，一般0

7、red1。例如red取為0.7，表示對(duì)該層取70%的水壓力，相應(yīng)其有效重度將按此自動(dòng)算出，余類推。表5 開挖步驟開挖步驟第一步第二步第NEX步開挖深度(m)_注： 自上而下開挖，共有NEX步，應(yīng)填入NEX個(gè)數(shù)。 若是懸臂墻（樁），NA=0，最簡(jiǎn)便的計(jì)算是取NEX=1。表6 錨桿（支撐）設(shè)置支點(diǎn)深度（m）與水平線夾角（0）軸向剛度(KN/m)預(yù)張拉力(KN)第一道第二道第NA道注： 若是懸臂墻（樁），NA=0，此表省略。 共填NA行，每行4個(gè)數(shù)。 對(duì)于水平支撐，夾角填“0”，預(yù)張拉力填“0”。表7 施工順序表表7-1施工分步數(shù)目NC表7-2施工步驟累計(jì)開挖深度(m)完成該步施工后墻（樁）上已有錨

8、桿（支撐）數(shù)目NA（i） 錨桿（支撐）信息逐個(gè)填入本步NA（i）道錨桿（支撐）的支點(diǎn)深度（m），對(duì)在本步裝設(shè)并施加張拉的錨桿，須在其支點(diǎn)深度后加字母“T”第一步第二步第NC步注： 若NA=0，表7-1、7-2均省略。 表7-2共填NC行，每行有2+NA（i）個(gè)數(shù)字，因而各行長(zhǎng)短不一，自上而下呈階梯形。 表8 墻（樁）體參數(shù)截面形狀參數(shù)重度彈性模量TS(KN/m3)E（N/mm2）注：截面形狀參數(shù)規(guī)定見表9。表9 墻（樁）體截面尺寸TS=1（矩形）TS=2（T形）TS=3（圓形）b(mm)h(mm)b(mm)h(mm)b1 (mm)h1 (mm)d(mm)Wid(mm)TS=4（橢圓形）TS=5

9、（環(huán)形）TS=6（半圓圓形）a(mm)b(mm)Wid(mm)d1 (mm)d2 (mm)Wid (mm)d(mm)Wid(mm)注： 6種TS參數(shù)值只填表8已選定的其中一種。 表中的符號(hào)意義如圖3所示。 圖3中的箭頭表示墻（樁）體承受的荷載方向。 Wid表示樁體的承載寬度。 TS=6表示樁截面上段為半圓形，下段為圓形。三、 輸出結(jié)果輸出結(jié)果分兩部分。第一部分為數(shù)據(jù)校核（DATA CHECK），按數(shù)據(jù)表順序輸出，以備查考；第二部分為計(jì)算結(jié)果，依次為：1、 COMPUTED PRESSURE部分給出了各個(gè)巖土層的上、下界面處的側(cè)壓力強(qiáng)度。2、 墻（樁）體的自動(dòng)分段數(shù)目（NO.OF SEGMENT

10、S）。3、 按施工步驟依次給出完成各個(gè)施工階段時(shí)的位移和內(nèi)力，內(nèi)容包括： 在*CASE-*的下一行是關(guān)于錨桿（支撐）狀況的進(jìn)一步校核，其中KA（-）表示剛度值，TA（-）表示張拉力值。 第一個(gè)表給出各個(gè)分段的長(zhǎng)度、平均側(cè)壓力和基床系數(shù)值。 第二個(gè)表給出墻（樁）體各個(gè)截面處的地基反力的水平位移。這里以與X軸反方向的地基反力為正。 接著是錨桿（支撐）的內(nèi)力設(shè)計(jì)值A(chǔ)F（），括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示桿號(hào)。若是錨桿，AF以拉力為正；若是支撐，AF以壓力為正。 第三個(gè)表給出墻（樁）體各個(gè)截面處的彎矩與剪力設(shè)計(jì)值。4、 最后一個(gè)表給出墻（樁）體各個(gè)截面的最不利彎矩設(shè)計(jì)值。此外，屏幕上還顯示出位移圖與彎矩圖或彎矩包絡(luò)圖，如需打印，按Print Screen鍵即可。地基系數(shù)（基床系數(shù)）k值地基特征K（N/mm3）淤泥質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)土或新填土0.001 0.005軟弱粘性土0.005 0.010粘土及亞粘土軟 朔0.010 0.020可 朔0.020 0.040硬朔0.040 0.100松砂0.010 0.015中密砂或松散鑠石0.0