基坑工程內(nèi)支撐的設(shè)計(jì)與計(jì)算

基坑工程內(nèi)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算中南勘察設(shè)計(jì)院巖土工程設(shè)計(jì)中心2011年09月12021/10/10星期日提綱前言一、基坑工程設(shè)計(jì)應(yīng)具備的資料二、基坑工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容三、基坑設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的重要性四、內(nèi)支撐體系的構(gòu)成五、支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)

支撐結(jié)構(gòu)體系的布置水平支撐的豎向設(shè)置斜撐體系的豎向布置支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造水平支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算豎向支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固設(shè)計(jì)計(jì)算換撐設(shè)計(jì)六、近年來的有關(guān)工程照片結(jié)束語22021/10/10星期日前言自二十世紀(jì)末以來，我國一直處于房地產(chǎn)投資與市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的熱潮之中，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化步伐的加快，為滿足日益增長的市民出行、軌道交通換乘、商業(yè)、停車等功能的需要，在用地愈發(fā)緊張的密集城市中心，結(jié)合城市建設(shè)和改造開發(fā)大型地下空間已成為一種必然，如高層建筑多層地下室、地下鐵道及地下車站、地下道路、地下停車庫、地下街道、地下商場(chǎng)、地下倉庫、地下人防以及多種地下民用和工業(yè)設(shè)施等。這些地下空間開發(fā)規(guī)模越來越大，基坑的深度也越來越深，這些深大基坑通常都位于密集的城市中心，常常緊鄰建筑物、交通干線、地鐵隧道及各種地下管線，施工場(chǎng)地緊張、施工條件復(fù)雜、工期緊迫。所有這些導(dǎo)致基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的難度越來越大。二十世紀(jì)是橋梁的世紀(jì)，二十一世紀(jì)是地下空間的世紀(jì)。32021/10/10星期日前言巖土設(shè)計(jì)中心兩年以來承擔(dān)的設(shè)計(jì)任務(wù)：1、荊州北京路地下商業(yè)街基坑支護(hù)；2、萬達(dá)積玉橋廣場(chǎng)；3、首義南軸線廣場(chǎng)；4、長沙運(yùn)達(dá)國際廣場(chǎng)；5、金地名郡；6、融科天城二期、三期；7、長江委設(shè)計(jì)大樓8、二炮學(xué)院公寓樓基坑。目前正承擔(dān)的設(shè)計(jì)任務(wù)：1、黃石MALL城；2、月湖琴聲；3、武漢地鐵3號(hào)線升官渡停保場(chǎng)；4、長沙運(yùn)達(dá)中央廣場(chǎng)等。以上基坑共同特點(diǎn)是：面積巨大，周邊環(huán)境、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件復(fù)雜，開挖深度較大，工期要求緊，設(shè)計(jì)與施工難度大。42021/10/10星期日

52021/10/10星期日62021/10/10星期日72021/10/10星期日82021/10/10星期日92021/10/10星期日102021/10/10星期日112021/10/10星期日122021/10/10星期日一、基坑工程設(shè)計(jì)應(yīng)具備的資料1、巖土工程勘察報(bào)告與水文地質(zhì)勘察報(bào)告；2、用地紅線圖、周邊地形圖；3、周邊相關(guān)建（構(gòu)）筑物、管線的調(diào)查資料等環(huán)境資料；4、建筑總平面圖及主體工程地下建筑、結(jié)構(gòu)施工圖（含樁位圖）；5、相鄰地下工程施工情況和經(jīng)驗(yàn)性資料；6、基礎(chǔ)施工對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的要求；7、基坑周邊的地面堆載和活荷載。132021/10/10星期日二、基坑工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、環(huán)境影響與保護(hù)要求；2、支護(hù)體系的方案比較和選型；3、基坑的穩(wěn)定性驗(yàn)算；4、支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、承載力和變形計(jì)算；5、降水技術(shù)要求與計(jì)算、隔滲的設(shè)計(jì)；6、基坑開挖與降水對(duì)基坑內(nèi)外環(huán)境影響評(píng)估；7、基坑監(jiān)測(cè)要求；8、基坑工程施工圖。142021/10/10星期日三、基坑設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的重要性一、概念設(shè)計(jì)是由分析到生成方案的一系列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)。巖土工程越來越重視概念設(shè)計(jì)，狹義的概念設(shè)計(jì)可以理解為框架設(shè)計(jì)，從總體上勾劃出設(shè)計(jì)框架，以備進(jìn)一步細(xì)化。廣義的概念設(shè)計(jì)可以理解為一種設(shè)計(jì)思想。二、巖土工程概念設(shè)計(jì)：從事物的總體上和本質(zhì)上把握設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)的最終效果有一個(gè)直觀的了解。在充分了解功能要求和撐握必要的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)條件的概化，首先根據(jù)方案的適宜性和有效性、施工的可操作性和質(zhì)量的可控性、環(huán)境條件和可能產(chǎn)生的負(fù)面影響、經(jīng)濟(jì)性等方面，先定性分析，從概念上選定一個(gè)或幾個(gè)方案，然后進(jìn)行必要的驗(yàn)算定量分析，再經(jīng)過施工檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，逐步完善設(shè)計(jì)。三、概念設(shè)計(jì)，必須對(duì)原理有深刻的理解，有豐富的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有靈活的運(yùn)作能力，總攬全局，掌握影響工程成敗的關(guān)鍵，對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)施效果要有基本正確的估計(jì)。四、合格的巖土工程師不應(yīng)盲目地照搬照抄規(guī)范，而應(yīng)將其作為一種指南、參考，在實(shí)際設(shè)計(jì)中作出正確的選擇。152021/10/10星期日三、基坑設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的重要性五、顧寶和大師認(rèn)為：土工問題分析由于計(jì)算條件的模糊性和信息的不完全性，單純力學(xué)計(jì)算不能解決實(shí)際問題，需要巖土工程師綜合判斷。不求計(jì)算精確，只求判斷正確。太沙基語：巖土工程與其說是一門科學(xué)，不如說是一門藝術(shù)。六、基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不確定因素很多：土壓力的合理選用，計(jì)算模型的選擇，計(jì)算參數(shù)的確定等都需要巖土工程師綜合判斷，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有明顯的概念性，具有很強(qiáng)的藝術(shù)性。162021/10/10星期日三、基坑設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的重要性七、基坑工程內(nèi)支撐設(shè)計(jì)應(yīng)按穩(wěn)定性、變形控制設(shè)計(jì)（1）當(dāng)基坑周圍空曠，允許基坑周圍地基土體產(chǎn)生較大的變形時(shí)，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)可按穩(wěn)定性控制設(shè)計(jì)；按穩(wěn)定性控制設(shè)計(jì)只要求基坑圍護(hù)體系滿足穩(wěn)定性要求，允許產(chǎn)生較大的變形。（2）當(dāng)基坑環(huán)境條件緊張，而不允許基坑周圍地基土產(chǎn)生較大變形時(shí)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)按變形控制設(shè)計(jì)。172021/10/10星期日三、基坑設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的重要性（3）基坑按變形控制設(shè)計(jì)中，基坑變形不是越小越好，應(yīng)以基坑變形不會(huì)影響周圍道路、地下管線、建筑物的正常使用為準(zhǔn)，合理確定變形量。這直接涉及到工程投資、環(huán)境影響問題。八、應(yīng)用和評(píng)價(jià)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)軟件問題：基坑支護(hù)離開設(shè)計(jì)軟件不行，但只依靠設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)也不行?；庸こ痰脑S多分析方法都是來自工程經(jīng)驗(yàn)的積累和案例分析，而不是來自精確的理論推導(dǎo)，在應(yīng)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況綜合判斷。182021/10/10星期日四、內(nèi)支撐體系的構(gòu)成（一）基本構(gòu)件：支護(hù)樁（墻）、圍檁、水平支撐、鋼立柱、立柱樁。支撐立柱立柱樁圍護(hù)墻圍檁坑底加固192021/10/10星期日四、內(nèi)支撐體系的構(gòu)成實(shí)例202021/10/10星期日五、支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下內(nèi)容：支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)

支撐結(jié)構(gòu)體系的布置水平支撐的豎向設(shè)置斜撐體系的豎向布置支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造水平支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算豎向支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固設(shè)計(jì)計(jì)算換撐設(shè)計(jì)212021/10/10星期日支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)一、支撐結(jié)構(gòu)可采用鋼支撐；優(yōu)點(diǎn)：自重輕、安裝和拆除方便、施工速度快、可以重復(fù)利用（環(huán)保、綠色）。且安裝后能立即發(fā)揮支撐作用，減少由于時(shí)間效應(yīng)而增加的基坑位移是十分有效的。缺點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和安裝相對(duì)比較復(fù)雜，施工質(zhì)量和水平要求較高。適用于對(duì)撐、角撐等平面形狀簡(jiǎn)單的基坑。二、支撐結(jié)構(gòu)可采用鋼筋混凝土支撐；優(yōu)點(diǎn)：剛度大，整體性好，布置靈活，適應(yīng)于不同形狀的基坑，而且不會(huì)因節(jié)點(diǎn)松動(dòng)而引起基坑位移，施工質(zhì)量容易得到保證。缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)制作和養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，拆除工程量大，支撐材料不能重復(fù)利用。三、支撐結(jié)構(gòu)可采用鋼支撐與鋼筋混凝土支撐的組合；222021/10/10星期日支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)四、選型時(shí)應(yīng)考慮的因素：1、基坑的平面形狀、尺寸和開挖深度；2、基坑周邊環(huán)境條件；3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)（樁、墻）的型式；4、土方開挖與支撐安裝工序；5、支撐拆除方式；6、主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工要求。232021/10/10星期日內(nèi)支撐工程實(shí)例邊桁架與鋼管對(duì)撐242021/10/10星期日內(nèi)支撐工程實(shí)例鋼砼支撐252021/10/10星期日內(nèi)支撐工程實(shí)例混合支撐結(jié)構(gòu)262021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)可采用水平支撐體系或豎向斜撐體系。水平支撐體系通常由圍檁、水平支撐和立柱三部分組成；豎向斜撐體系通常由圍檁、斜撐和斜撐基礎(chǔ)等構(gòu)件組成。一、內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)選型與布置應(yīng)綜合考慮基坑形狀、開挖深度、周圍環(huán)境及施工順序等因素，并盡可能對(duì)稱、均勻布置。水平支撐可采用由對(duì)撐、角撐、圓環(huán)撐、邊桁架及連系桿件等結(jié)構(gòu)型式組成的平面結(jié)構(gòu)。二、支撐桿件宜避開主體地下結(jié)構(gòu)的墻、柱等豎向構(gòu)件。不應(yīng)妨礙地下室主體結(jié)構(gòu)施工。三、水平支撐應(yīng)在同一平面內(nèi)形成整體，上、下各道支撐桿件的中心線宜布置在同一豎向平面內(nèi)。四、水平支撐的立柱宜盡量設(shè)置在支撐的節(jié)點(diǎn)處。支撐的平面布置應(yīng)有利于利用工程樁作為支撐立柱。五、支撐的平面布置應(yīng)盡量便于土方開挖。六、對(duì)于大型深基坑，支撐的平面布置應(yīng)有利于主體結(jié)構(gòu)分區(qū)分片施工，有利于基坑中主樓的施工。272021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置七、支撐桿件相鄰水平距離應(yīng)確保支撐系統(tǒng)整體變形和支撐構(gòu)件承載力在要求范圍內(nèi)，即支撐的平面布置應(yīng)有利于支撐桿件的設(shè)計(jì)。當(dāng)支撐系統(tǒng)采用鋼砼圍檁時(shí)，間隔一般為8.0~10.0m。當(dāng)采用鋼圍檁時(shí)，支撐點(diǎn)間距不宜大于4m；當(dāng)相鄰支撐之間的水平距離較大時(shí)，應(yīng)在支撐端部?jī)蓚?cè)與圍檁之間設(shè)置八字撐，八字撐宜左右對(duì)稱，與圍檁的夾角不宜大于60度。八、基坑平面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免出現(xiàn)陽角，當(dāng)不可避免時(shí)，應(yīng)作加強(qiáng)設(shè)計(jì)。九、水平支撐整體或單獨(dú)受力單元宜必須與圍檁共同組成幾何不變體系，優(yōu)先采用超靜定體系。為防止一個(gè)方向支撐的位移致使另一個(gè)方向支撐失穩(wěn)，宜采用基坑長邊短向?qū)敁闻c角撐分別受力的結(jié)構(gòu)形式，或如加強(qiáng)圍檁式、格構(gòu)式及加強(qiáng)角撐式結(jié)構(gòu)。采用縱橫對(duì)頂式支撐時(shí)宜應(yīng)加設(shè)一定數(shù)量的斜桿，增加支撐平面內(nèi)抗變形剪和抗壓曲變形能力。按剛結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的結(jié)點(diǎn)，應(yīng)采取有效措施保證結(jié)點(diǎn)的連結(jié)剛度。282021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)的平面布置與實(shí)例平面布置比較類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傳力路徑明確，各部分相互牽連較少，系統(tǒng)穩(wěn)定性好影響坑內(nèi)作業(yè)空間剛度大，有利于控制變形，系統(tǒng)穩(wěn)定性好對(duì)土方出坑形成障礙，需要設(shè)置運(yùn)土棧橋?qū)觾?nèi)作業(yè)空間影響較小，各部分相互牽連較少，便于出土僅適應(yīng)面積較小的接近正方形的基坑中間空間大，有利于坑內(nèi)作業(yè)不適應(yīng)非均勻荷載，在土質(zhì)不均或土方開挖不對(duì)稱的情況下圓環(huán)易發(fā)生漂移292021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例對(duì)平面形狀復(fù)雜的基坑，可采用對(duì)撐、角撐或邊桁架組成的平面結(jié)構(gòu)體系。302021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例312021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例當(dāng)需要在坑內(nèi)留出較大作業(yè)面時(shí)，可采用角撐、環(huán)形支撐體系。322021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例鋼結(jié)構(gòu)支撐和基坑周圍環(huán)境有特殊要求的鋼筋混凝土支撐，宜優(yōu)先采用相互正交、均交布置的對(duì)撐體系或桁架式對(duì)撐。332021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例對(duì)長方形基坑可采用對(duì)撐與角撐。342021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例混合結(jié)構(gòu)：雙排樁與內(nèi)支撐相結(jié)合。352021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例混合結(jié)構(gòu)：雙排樁與內(nèi)支撐相結(jié)合。362021/10/10星期日支撐結(jié)構(gòu)體系的布置與實(shí)例混合結(jié)構(gòu)372021/10/10星期日水平支撐的豎向設(shè)置豎向設(shè)置應(yīng)綜合考慮支護(hù)樁（墻）受力、土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工等因素。基坑豎向支撐的數(shù)量主要受巖土層的地條件、環(huán)境保護(hù)要求等的影響。一、在豎向平面內(nèi)，水平支撐的層數(shù)應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度、土方開挖、圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型及工程經(jīng)驗(yàn)，由圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算工況確定；二、支撐的標(biāo)高設(shè)置應(yīng)有利于控制支護(hù)樁（墻）的內(nèi)力與變形；三、上下各層水平支撐的軸線應(yīng)盡量布置在同一豎向平面內(nèi)，相鄰各道水平支撐之間的凈距以及支撐與基底之間的凈距不宜小于3米；三、支撐與其下在拆撐前需要施工的底板或樓板凈距不宜小于500mm；考慮到防水施工、鋼筋的連接等，與其下需要施工的地下室外墻的凈距不小于1200mm。且應(yīng)滿足墻、柱豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的插筋與外墻止水鋼板高度要求。四、首道水平支撐和圍檁的布置宜盡量與圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)的頂圈梁相結(jié)合。在環(huán)境條件允許時(shí)，可盡量降低首道水平支撐。當(dāng)設(shè)置多層水平支撐時(shí)，最下一層支撐的標(biāo)高在不影響基礎(chǔ)底板施工的前提下，應(yīng)盡可能降低。382021/10/10星期日斜撐體系的豎向布置當(dāng)基坑開挖深度不大而平面尺度很大時(shí)，可采用豎向斜撐體系作內(nèi)支撐。一、斜撐與水平面的夾角一般不宜超過35度，軟土地區(qū)不宜大于26度。二、斜撐基礎(chǔ)應(yīng)具備可靠的水平和垂直承載能力，斜撐與基礎(chǔ)、斜撐與圍檁之間的連接應(yīng)滿足斜撐桿件內(nèi)力的傳遞要求。三、斜撐長度超過15米時(shí)，應(yīng)在斜撐中部位置加設(shè)豎向立柱。四、斜撐基礎(chǔ)與圍護(hù)墻之間的水平距離，應(yīng)考慮滿足基坑內(nèi)側(cè)留土坡的穩(wěn)定性及圍護(hù)墻的側(cè)向變形控制要求確定。在基坑中部的土方開挖后和斜撐未形成前，基坑變形取決于圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)預(yù)留的土堤對(duì)墻所提供的被動(dòng)抗力，因此保持土堤的穩(wěn)定至關(guān)重要，必要應(yīng)進(jìn)行預(yù)加固或采取支擋措施。五、斜撐的設(shè)置應(yīng)盡量不影響主體結(jié)構(gòu)的施工。392021/10/10星期日支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造一、支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除確定構(gòu)件截面外，須重視節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)。二、實(shí)例如下：1、支撐梁之間的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：2、支撐梁與圍檁之間的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：3、支撐梁與立柱之間的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：402021/10/10星期日支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造水平支撐節(jié)點(diǎn)412021/10/10星期日支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造水平支撐與立樁節(jié)點(diǎn)422021/10/10星期日支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造實(shí)例432021/10/10星期日442021/10/10星期日452021/10/10星期日水平支撐體系的計(jì)算水平支撐系統(tǒng)計(jì)算可分為在土壓力作用下的水平支撐計(jì)算和豎向作用下的水平支撐計(jì)算。一、內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)可按“彈性支點(diǎn)法”進(jìn)行計(jì)算，也可采用其它滿足位移協(xié)調(diào)條件的方法計(jì)算，對(duì)于特別重要的基坑工程可采用空間有限元方法計(jì)算校核?，F(xiàn)階段水平支撐系統(tǒng)平面內(nèi)的內(nèi)力和變形計(jì)算一般采用相對(duì)簡(jiǎn)單的平面模型進(jìn)行分析計(jì)算。即將支撐體系從整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中截離出來，此時(shí)內(nèi)支撐（包括圍檁和支撐桿件）形成一自身平衡的封閉體系，該體系在土壓力作用下的受力特性可采用桿系有限元計(jì)算分析。462021/10/10星期日水平支撐體系的計(jì)算1、樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，以及沿基坑周邊內(nèi)支撐設(shè)置深度處每延長米支撐力標(biāo)準(zhǔn)值按樁錨（撐）支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)土壓力不均衡時(shí)，對(duì)頂撐可按土壓力大者進(jìn)行計(jì)算。2、采用平面豎向彈性地基梁法或平面連續(xù)介質(zhì)有限元法需先確定彈性支座的剛度。對(duì)采用對(duì)撐、角撐等支撐形式的基坑內(nèi)支撐點(diǎn)的彈性支座的壓縮彈簧剛度KB，可按下式計(jì)算：3、對(duì)于復(fù)雜的支撐平面，宜根據(jù)體系整體模型得到平均的壓縮彈簧剛度KB，可按以下公式計(jì)算：472021/10/10星期日水平支撐體系的計(jì)算二、采用天漢軟件進(jìn)行樁墻撐錨結(jié)構(gòu)彈性抗力法計(jì)算要注意的問題：1、逆工況：逆工況信息用于描述基坑開挖到底后，因結(jié)構(gòu)施工需要而進(jìn)行的回填、支撐拆除、換撐等情況。逆工況信息對(duì)“m”法有影響。(1)計(jì)算項(xiàng)目中，可以不進(jìn)行逆工況分析，也可以進(jìn)行多項(xiàng)逆工況分析。(2)“拆除支撐號(hào)”指本逆工況需要拆除的支撐號(hào)，計(jì)算分析時(shí)，是將該層支撐原支撐力作為外荷載施加于結(jié)構(gòu)上的。一個(gè)逆工況信息中，必須有一個(gè)拆除支撐號(hào)。結(jié)構(gòu)體系中，同一支撐只能拆除一次。(3)“是否回填”用于控制本逆工況則否有回填。對(duì)于第一逆工況，其回填厚度指從回填深度到基底的高度。對(duì)于非第一逆工況，其回填厚度為回填深度到其前逆工況已填深度的高度。(4)“回填模式”可以是“彈性”或“剛性”回填?！皠傂浴被靥钣糜诿枋龌炷翝补嗟惹闆r。剛性回填時(shí)，“回填m值”無效，程序中將m值處理為很大。(5)“是否添加支撐”控制本逆工況是否有新的支撐結(jié)構(gòu)參與工作。(6)“支撐模式”用于定義新支撐的模擬方式。可以是“彈性”或“剛性”。對(duì)于“剛性”支撐，其剛度系數(shù)值無效，程序中，將其處理為很大的剛度。482021/10/10星期日支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算2、彈抗法計(jì)算結(jié)果的選?。ㄈ缦聢D示）492021/10/10星期日支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算2、天漢平面有限元計(jì)算（1）約束點(diǎn)的設(shè)置問題A、節(jié)點(diǎn)約束信息含義節(jié)點(diǎn)約束直接依附于節(jié)點(diǎn)。體系中，節(jié)點(diǎn)約束分為單項(xiàng)約束，雙項(xiàng)約束和全約束。單項(xiàng)約束包括X向、Y向和轉(zhuǎn)角M的約束；雙項(xiàng)約束包括XY、XM、YM約束；全約束指XYM向都約束。為了便于圖形表示，每項(xiàng)約束又包含了繪制方向信息。如X向約束，可以向左繪制，也可以向右繪制。B、對(duì)于內(nèi)支撐平面剛架而言，實(shí)際上并沒有明確的約束點(diǎn)，設(shè)定約束點(diǎn)，完全是有限元求解的需要，即防止整個(gè)結(jié)構(gòu)剛體發(fā)生平移或轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致計(jì)算發(fā)散無解。一般可考慮在結(jié)構(gòu)上施加不相交于一點(diǎn)的三個(gè)約束鏈桿，形成靜定約束結(jié)構(gòu)，此時(shí)約束鏈桿不產(chǎn)生反力，可保證分析得到的結(jié)果與不添加約束鏈桿時(shí)得到的結(jié)果一致。C、約束點(diǎn)最好選擇在邊中點(diǎn)附近，一條邊只能設(shè)定一個(gè)約束點(diǎn)，只需限制與邊平行方向的位移，而不限制與邊垂直方向的位移與轉(zhuǎn)角。（2）設(shè)定的約束點(diǎn)處算出的不平衡力和力矩愈小愈好。約束不當(dāng)，則會(huì)使計(jì)算模型產(chǎn)生較大的漂移現(xiàn)象或使內(nèi)力計(jì)算誤差太大。（3）如發(fā)現(xiàn)樁墻計(jì)算的位移值與內(nèi)支撐有限元計(jì)算的位移值不協(xié)調(diào)，相差過大，則可調(diào)整支點(diǎn)剛度系數(shù)，重新計(jì)算樁墻，再將計(jì)算得到的支點(diǎn)力應(yīng)用于內(nèi)支撐計(jì)算，直到大到滿足變形協(xié)調(diào)。502021/10/10星期日支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算（4）天漢軟件的工作區(qū)：工作區(qū)視圖分為5種顯示模式，即信息輸入編輯模式和結(jié)構(gòu)軸力圖、剪力圖、彎矩圖與位移圖模式。輸入的水平單元荷載值為樁墻單元計(jì)算的支撐軸向力標(biāo)準(zhǔn)值。輸出的軸力、剪力、彎矩均為標(biāo)準(zhǔn)值。512021/10/10星期日支撐體系的計(jì)計(jì)算信息輸入522021/10/10星期日支撐體系的計(jì)計(jì)算計(jì)算軸力圖532021/10/10星期日支撐體系的計(jì)計(jì)算計(jì)算彎矩圖542021/10/10星期日支撐體系的計(jì)計(jì)算計(jì)算剪力圖552021/10/10星期日支撐體系的計(jì)計(jì)算計(jì)算位移圖562021/10/10星期日支撐桿件的計(jì)算一、混凝土支撐構(gòu)件的受壓、受彎、受剪承載力計(jì)算應(yīng)符合國標(biāo)《GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定；鋼支撐構(gòu)件的受壓、受彎、受剪承載力及穩(wěn)定性驗(yàn)算應(yīng)符合《GB50017鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。二、圍檁計(jì)算1、鋼砼圍檁可按水平方向的受彎構(gòu)件計(jì)算；2、鋼砼圍檁也可按多跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算跨度取相鄰支撐點(diǎn)的中心距；3、鋼圍檁的內(nèi)力和變形宜按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，計(jì)算跨度取相鄰水平支撐的中心距。三、支撐桿件計(jì)算：1、應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。截面的偏心彎矩由自重彎矩、豎向荷載產(chǎn)生的彎矩、構(gòu)件初始偏心矩產(chǎn)生的附加彎矩。572021/10/10星期日支撐桿件的計(jì)算2、支撐桿件截面計(jì)算的初始偏心矩可取支撐計(jì)算長度的2/1000~3/1000，對(duì)于混凝聚土支撐不宜小于20mm，對(duì)于鋼支撐不宜小于40mm。3、支撐桿件的受壓計(jì)算長度在豎向平面內(nèi)宜取相鄰立柱的中心距，在水平內(nèi)宜取與支撐相交的橫向水平支撐的中心距。4、混凝土圍檁的支座彎矩在豎向平面的支座彎矩可按0.8~0.9調(diào)幅系數(shù)折減，但跨中彎矩應(yīng)相應(yīng)增加。5、支撐桿件在豎向平面內(nèi)的撓度宜小于其計(jì)算跨度的1/600~1/800，水平撓度宜小于其計(jì)算跨度的1/1000~1/1500。6、鋼砼梁主要受力桿件的長細(xì)比不得大于75,次要受力桿件的長細(xì)比不得大于120；支撐構(gòu)件的截面高度不應(yīng)小于其豎向平面計(jì)算跨度的1/20。鋼砼支撐截面寬度宜大于截面高度。圍檁的截面寬度不應(yīng)小于其水平向計(jì)算跨度的1/10，截面高度不應(yīng)小于支撐的截面高度。582021/10/10星期日豎向支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算一、基坑豎向支承系統(tǒng)通常采用鋼立柱插入立柱樁樁基的形式。1、立柱：可采用角鋼格構(gòu)式鋼柱、H型鋼柱或鋼管柱；2、立柱樁：可采用灌注樁、鋼管樁；可以利用主體結(jié)構(gòu)工程樁，也可以單獨(dú)施打立柱樁。二、支撐立柱和立柱樁的計(jì)算：1、立柱應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行承載力計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮基坑開挖與拆撐過程中的各不利工況，偏心距應(yīng)根據(jù)立柱垂直度并按雙向偏心進(jìn)行計(jì)算；2、立柱受壓計(jì)算宜取豎向相鄰水平支撐的中心距，最下一跨應(yīng)取最后一道支撐中心線至立柱樁頂?shù)木嚯x；3、立柱樁除承受豎向荷載外，在基坑開挖的過程中，由于土體的大量卸載荷會(huì)引起基坑回彈隆起。立柱樁應(yīng)進(jìn)行單樁豎向承載力及抗拔計(jì)算，豎向荷載應(yīng)按最不利工況取值。三、豎向支承系統(tǒng)的連接構(gòu)造1、角鋼格構(gòu)柱與支撐的連接構(gòu)造；2、鋼立柱在底板位置的止水構(gòu)造。592021/10/10星期日坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固設(shè)計(jì)計(jì)算一、基坑被動(dòng)區(qū)土體加固的平面布置形式有滿堂式、格柵式、裙邊式等。二、基坑被動(dòng)區(qū)土體加固豎向布置形式主要為平板式、階梯式等。三、基坑被動(dòng)區(qū)土體加固構(gòu)造應(yīng)符合以下要求：1緊貼圍護(hù)墻邊的一排樁體應(yīng)采取措施確保加固體與圍護(hù)墻有效密貼，如攪拌樁和墻體之間的空隙應(yīng)采用旋噴樁密貼。2采用攪拌工藝時(shí)，基坑上段水泥摻量不宜小于7％的，坑底以上適當(dāng)高度宜采用與坑底接近的摻量攪拌，更不能全部空鉆。3被動(dòng)區(qū)加固寬度不宜小于支護(hù)樁崁固深度按45°+φ/2線確定的基坑內(nèi)寬度；加固深度按支護(hù)樁崁固深度確定與基坑深度確定；當(dāng)支護(hù)樁崁固深度超過4/α?xí)r，可按4/α點(diǎn)確定加固深度和寬度。4當(dāng)采用階梯式布置時(shí)，臺(tái)階應(yīng)平緩過渡。602021/10/10星期日被動(dòng)區(qū)加固的近似計(jì)算說明：1、加固除避開工程樁外，盡可能形成實(shí)體。2、注意加固體與支護(hù)樁墻的緊密連接。3、上部空孔段宜適量噴灰（約8%），以免坑內(nèi)軟土過分?jǐn)_動(dòng)影響土方施工作業(yè)。612021/10/10星期日坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固設(shè)計(jì)計(jì)算622021/10/10星期日支撐三維計(jì)算方法一、一般情況下，基坑外側(cè)的超載、水土壓力等側(cè)向水平力通過圍護(hù)體，將全部由坑內(nèi)的內(nèi)支撐系統(tǒng)進(jìn)行平衡，圍護(hù)體僅起到擋土、止水以及將水平力通過豎向抗彎的方式全部傳遞給內(nèi)支撐的作用，并不參與坑外水平力的分擔(dān)。二、當(dāng)基坑形狀具有較強(qiáng)的空間效應(yīng)時(shí)，比如拱形、圓形情況或者基坑角部區(qū)域、或有相鄰基坑相互影響、或相鄰地鐵、輕軌等構(gòu)筑物，圍護(hù)體還將同時(shí)承受部分坑外水平力，此時(shí)應(yīng)采用能考慮空間效應(yīng)原空間計(jì)算模型，空間彈性地基板法的求解可采用通用有限元軟件，建立考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)、水平支撐體系和豎向支承系統(tǒng)共同作用的三維有限元模型，模型需要綜合考慮支撐的分布、開挖的順序，然后用有限元程序分步求解。632021/10/10星期日三維空間桿系計(jì)算模型空間桿系有限元軟件利用Midas，有限元模型詳見圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有