(整理)桩墙式基坑支护结构内力与变形分析
基坑支护结构内力变形监测分析
基坑支护结构内力变形监测分析摘要当前我国各地频繁出现深大基坑工程，为此我们要有效地控制基坑周围地层位移，同时基坑内力变形控制要求越来越严格。
本文首先概述了基坑支护结构内力变形监测要求，论述了基坑支护结构内力变形的控制措施，最后提出了相关配套措施，同时基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜。
关键词基坑工程；支护结构；内力变形随着现代化城市进程的不断扩张，我国的基坑工作也在不断的增加，同时也伴随着风险和质量的不断增加。
而基坑工作是一项综合性很强的系统工程，它包括了基坑支护体系的设计施工和土方开挖，这就要求各个部门的技术人员之间要进行密切的配合。
同时基坑工程在每个地方表现出来的差异性也不一样，受到各个方面因素的影响，每个基坑的变形情况也不同，而其中一个很大的影响因素就是开挖地区的土体物理性状。
1 基坑支护结构内力变形监测要求基坑的变形现象主要体现在在3个方面，支护墙体的变形、基坑底部的突起以及地表不同程度的沉降。
其中对支护结构变形的预测是作为基坑变形的一项最常见的预测，因为基坑支护墙墙体的变形就会导致墙体的的外侧地面发生变化，促使基坑内的位移和底部土体的拱起。
由于受到地质水以及各方面的影响就使得我们在实验室内而得到的支护机构应力变形等数据域实际测量工作中得到的数据还是有很大的差距的。
为看了让实际检测的数据和实验得要的理论数据相一致，我们就可以从实际的检测到的数据用反分析的方法去修改计算机模型中的一些参数，再根据这些参数，运用正分析的方面从而计算出下一个施工阶段的数据。
2 基坑支护结构内力变形的控制措施2.1 控制要求基坑变形主要控制方法主要为加深、加刚、加固、降水、随挖随撑，增加维护结构和支撑的刚度，增加围护结构的入土深度，加固被动区土体，控制降水减少开挖时间，随挖随撑，缩短暴露。
2.2 控制措施2.2.1 冻结＋排桩支护技术地基冻结排装桩伐法顾名思义就是将两种技术互相结合取长补短，是一种大胆的技术创新，将含有水的地基坑的封水结构，利用排桩和内部的支撑系统来作为受力层用来抵抗水土带来的压力。
深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析
作者简 介：来庆专 （ １ ９ ８ ９一） ，男 ，山东 日照人 。硕士研究生，主要从 事 岩 土工程 方 面的研 究 。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ：１ ２ ４ １ ６ ０ ３ ４ ４ ３ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
路 基 工 程 Ｓ ｕ ｂ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
对 支护体 系的桩身 的位移 和 内力 、桩后 土体 的变 形 、
孔 隙水压 力 、地 下水 位 、土 压 力 以及 附 近建 筑 物 的 沉 降进行 跟踪 监测 ，根 据 实 际监 测 结果 ，对 基 坑 支
。 支 护 桩 桩 身 应 力 监 测 ●支 护 桩 桩 身 位 移 监 测
２ 桩身监 测
概 况
２ ． １ 桩身监测点 的布置
来庆 专 ，吴瑞 刚 ， 苏长 毅 ，刘 安 宁
（ 长 安 大 学 公 路 学 院 ，西 安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
摘
要 ：依据 西安 市高新 区某桩锚 支护 式深基坑 支护 桩 内力和侧 向位 移 的监 测 数据 ，对 支护桩
桩 身内力与 变形 的变化规律进行 了对 比分析 ，得 到 了桩 身 弯矩 和位 移 沿深度 方向的 分布 。分析 结果 表 明 ：随着基 坑开挖 深度 的增加 ，支护桩 的桩 身 弯矩值 以及 桩 身 向基 坑 内侧 方 向 的位 移 不 断增加 ， 桩 身 弯矩 最大值 出现在 基坑 开挖 底 面以下 ，反 弯点沿桩 身向 下移 动 。锚 索锁 定后 对桩 身 内力与位 移
分 析 ，为施工 提供参考 。
１ 工 程 概 况
１ ． １ 基坑支 护设计方案
中的关键 问题 。深基 坑 支 护结 构 与周 围土体 构 成 了
某深基坑支护桩内力与变形实测数据分析
基坑 东侧 、 南侧 选择 桩锚 支护结 构 对其 进行 支护 。具 体
１ 基坑 工程概况
１１ 概 述 ．
该工程 位 于郑 州 市 大学 路与 建 设路 交叉 口。 工程 总建 筑
桩 锚 支护 与土钉 支 护形 式见 图 １ 。
Ｇ 边 采 用 钢 筋 混 凝 土 灌 注 桩 ， 桩 径 ８ ０ ｍ， 桩 长 １ ０ｒ ａ
面 积 ８ 平 方 米 ，框 剪 结 构 ，建 筑 总 高 度９ ．ｍ ，地 上 １ 万 Ｏ５ ４～ １ 层 （ 部３ ～６ ）、地 下 ３ ，基 础 采 用 带承 台 的桩 基 ９ 局 层 层 层
部 为 １ ．ｍ， 局部 电梯 井部 位 开挖 达 １ ．ｍ。基 坑 平 面 不 规 ６Ｏ ７２ 则 ，基底 面积 约 为７ ０ １ ｍ。 １
索 设 计 采 用 五 层 ， 每 层 间 距 １ ｍ， Ｇ 边 钢 筋 混 凝 土 灌 注 ＿ ５ ４
桩 ，桩 径 ８ ０ ０ ｍｍ ，桩 长 ２ ． ｍ ，人 土 深 度 １ 。３ ， 间 距 ４１ ３ １ ｍ ０ １５ ；锚 索设 计 采 用 四层 ，每 层 间距 １５ ． ｍ ．ｍ：Ｇ 、 Ｇ 钢 筋 混 ５ ６
凝 土 灌 注 桩 ， 桩 径 ９０ ０ ｍｍ ， 桩 长 ２ ． ｍ ， 入 土 深 度 ９ ３ ０ １ ．３ ３７ ｍ， 间 距 １ ｍ ： 边 锚 索 设 计 采 用 五 层 ， 每 层 间 距 ５
１ 工 程地质 水 文条 件 ． ２ 根据工程 地质 勘察报告 ，该工程从 地表 往下主 要地层 有 ：
长 ２ ．３ ８ １ ｍ，入 土 深度 １ ． ｍ ，间距 １ ｍ ，锚 索设计 采 用 六 ２１ ３ ． ５ 层 ，每层 问ｔ １５ ｅ ．ｍ。
基坑支护结构内力与变形
1. 支护结构的内力分布受到多种因素的影响，包 括土质条件、支护结构类型、施工方法等。在同 样的土质条件下，不同类型的支护结构内力分布 存在显著的差异。
3. 支护结构的稳定性是基坑工程安全的关键因素 。在设计和施工过程中，应充分考虑土质条件、 地下水位、周边环境等因素，合理选择支护结构 类型和施工参数，确保支护结构的稳定性。
研究意义
通过深入研究基坑支护结构的内力 和变形特性，可以为设计提供更准 确的理论依据，提高结构的抗灾能 力和使用寿命。
本报告的研究目的和内容概述
研究目的
本报告旨在分析基坑支护结构的内力和变形规律，探讨不同因素和条件下结构 的性能变化，为工程实践提供有益的参考。
内容概述
报告将首先介绍基坑支护结构的类型和特点，然后详细阐述内力和变形的计算 方法、影响因素和实验结果，最后提出结论和建议，以供工程人员和研究人员 参考。
变形的监测方法与控制技术
监测方法
• 水平位移监测：采用全站仪、水准仪等设备对支护结构的水平位移进行定期观测 。
• 垂直沉降监测：通过沉降观测标、水准仪等设备监测支护结构的垂直沉降。
变形的监测方法与控制技术
• 应力应变监测：在支护结构关键部位布置应变计、钢筋计 等，实时监测结构的内力变化。
变形的监测方法与控制技术
02
基坑支护结构的内力分析
支护结构的内力分布特征
01
02
03
弯矩分布特征
支护结构的弯矩分布通常 呈现出在支撑点附近集中 ，并沿着结构深度方向逐 渐减小的趋势。
剪力分布特征
支护结构的剪力分布一般 呈现出在基坑开挖面附近 最大，然后沿着深度方向 逐渐减小的特点。
轴力分布特征
支护结构的轴力分布通常 表现为在结构底部最大， 向上逐渐减小，受地基反 力的影响较明显。
某深基坑支护结构内力与变形研究
3.4.1—3.4.2 规定计算； ② 被动侧土压力简化为土弹簧支撑， 按 Winkler
图4 支护桩桩身实测位移-深度关系曲线 Fig. 4 Measuring displacement-depth of pile curves of supporting pile bodies
模型计算土抗力，在弹性地基单元每一节点处各设 一附加弹簧支撑，其刚度 Ks 为 K s K h Bl 式中 （ 1）
1
引 言
0.5～2 m；③粉砂层，稍密，层厚0～2.5 m；④中 粗砂层，中密，层厚2～6 m；⑤强、中风化砂岩。 地下水位在地表以下 2～3 m。设计的基坑支护体 系由两部分组成：围护桩与支撑体系。围护桩为人 工挖孔钢筋混凝土灌注桩，桩径为1.2 m，护壁厚度 为 0.15 m，桩间距为 1.5 m。在 EFGH 段桩长为 25 m，与皮带廊基坑重叠部分ABCDE 段的支护桩 桩顶在原地面以下5 m，桩长为 20 m。ABCDE 段 的支撑由三道钢支撑组成， 而 EFGH 段由一排锚杆 和三道钢支撑组成。 地表下2.5 m 处为一排土层锚杆， 平面上锚杆间距为1.5 m，锚杆钢筋直径为28 mm， 倾角为30； 锚杆下为三道钢管内支撑， 钢支撑外径 为600 mm，壁厚为16 mm，分对撑与斜撑两种。平 面上钢支撑（对撑）间距为3.0 m；垂直方向上，第
Study on inner force and deformation of supporting structure for deep foundation pit
XIAO Wu-quan, LEN Wu-ming, LU Wen-tian
(College of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, China)
土钉墙桩排组合支护基坑土压力和变形分析
土钉墙桩排组合支护基坑土压力和变形分析当我们要建造一座建筑物时，首先需要进行基坑的挖掘。
而这个基坑挖掘过程中，土体的力学特性会对基坑的稳定性产生至关重要的影响。
因此，为了保证建筑物的安全，我们需要对基坑土压力和变形进行合理的分析和计算。
而土钉墙桩排组合支护正是一种有效的基坑支护方法，下面我们就来详细了解一下。
一、什么是土钉墙桩排组合支护？土钉墙桩排组合支护是指采用钢筋混凝土钉、钢筋混凝土桩、拉索和排梁、支撑梁等材料进行组合支护的方法。
其基本特点是把土钉、桩和排一起使用，通过钉和桩的共同作用，形成一个具有一定刚度和强度的结构体系，从而保证基坑的稳定性。
二、土钉墙桩排组合支护形式（一）单排组合型单排组合型是指把排梁、支撑梁和拉索等材料固定在主桩或剪力墙上，形成一个排，然后根据需要在排两侧钻孔、打土钉，形成一排单钉或双钉支撑，最后用挖土机把底部土方坡度控制在要求范围内即可。
（二）双排组合型双排组合型是指在排布置的左右两侧都设置相应数量的桩，钉孔数等于桩的数量，往往更加稳定，但是投资成本也相对较高。
三、土压力分析进行土压力分析时，需要考虑土体的力学特性以及支护结构的刚度和强度等因素。
由于土压力分布形式复杂，难以精确计算，所以通常采用经验公式和计算软件进行计算。
四、变形分析进行变形分析时，需要考虑土体的本构关系、支护材料的弹性模量以及钉的数量、长度、间距以及与排的位置等因素。
通常采用数值模拟和实测方法进行分析。
对于已施工基坑，可以选择激光量测或全站仪量测等现代化的测量方法进行实测。
五、总结土钉墙桩排组合支护是一种根据不同地质情况和场地条件选择最佳支护措施的技术方案，具有投资、施工及运行维护等阶段的经济、环保、适宜等多方面的优势。
在基坑工程中，应根据实际需要合理选用基坑支护材料，采取相应的土压力和变形分析方法，以保证工程的安全、高效实施。
基坑工程桩墙式支护例题ppt课件
【解】1.采用水土合算法的荷载。
（1）坑外地下水位以上主动土压力：①临界深度z0=1.3 m>1 m；
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eaikkai( j zj)2c kai j1
(18z0)tan2(45o
8)210tan4( 5o 2
8) 2
13.6z0 17.40
精选PPT课件
2
第2章 基坑工程 § 2.3 基坑工程设计
第2章 基坑工程 § 2.3 基坑工程设计
2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算 1.极限平衡法 【例2.2】 基坑深8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在
坑 底面，坑边满布地面超载q=10 kN/m2。地下水位以上γ=18 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标 c=10kPa、φ=8°；地下 水位以下γ sat=18.5 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标c=12 kPa、 φ=15°，锚杆位于地面下3 m。
【求】用等值梁法求桩的设计嵌入深度D、Mmax。
第2章 基坑工程 § 2.3 基坑工程设计
2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算 1.极限平衡法 【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在
坑 底面，q=10 kN/m2。地下水位以上:γ=18 kN/m3，c=10kPa、 φ=8°；地下水位以下:γsat=18.5 kN/m3，c=12 kPa、 φ=15°， 锚杆位于地面下3 m。
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精选PPT课件
8
第2章 基坑工程 § 2.3 基坑工程设计
基坑混合支护结构内力及变形监测分析
基坑混合支护结构内力及变形监测分析摘要：明挖基坑在富水砂层条件下，支护结构采用钻孔灌注桩、两排锚索及一排钢支撑的混合支护体系。
在施工工况变化因素下，监测基坑结构体系变形及受力变化。
分析了在正常开挖情况下及桩后土体不稳定情况下结构内力各自变化情况，为同类工程结构变形规律及风险研判提供参考。
关键词：明挖基坑；富水砂层；混合支护；基坑监测Abstract: The open-cut pit in the sand under the conditions of the water-rich, supporting structure using bored piles, two rows of anchor cable and a row of steel support mixed-supporting system. Construction condition variables, monitoring pit structure system deformation and stress changes. This paper analyzed the respective changes of the structural internal force in normal excavation and pile soil mass under unstable conditions, provides a reference for law and risk judged of similar projects in structural deformation.Key words: open-cut excavation; watery sand; mixed support; excavation monitoring0 引言随着城市经济发展，轨道交通工程建设步伐进一步加快，发展较快的城际轨道交通工程是促进城市区域经济协调发展的纽带。
深基坑围护结构内力及变形各影响因素分析
１ 工程概 况
某基坑开挖深度为 １ ． 采用 １００ ５ ６ ８ｍ， ０ ＠７０灌注桩 围护结
构， 桩长为 ３ 混凝土材料的弹性模量为 ３ ０Ｘ１ ａ考虑地 ３ｎ， ． ＭＰ ， ０ 面超载 ２ Ｐ 。土弹簧刚度通 过水平抗 力系数 的 比例 系数 ｍ确 ０ｋ ａ 定 ， 数取值如表 １ 参 所示 。
深 基 坑 围护 结 构 内力及 变 形 各影 响 因素 分析
马 麟
摘 要： 利用正交法安排试验 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ软件建立 了有限元计 算模 型， 使 ＮＹ 通过 计算机 电算和极 差统计分析评价 了桩 墙厚
度 、 的嵌 固 深度 、 桩 支撑 的 刚度 、 支撑 的 道 数 、 支撑 的 水 平 间距及 支撑 所加 的预 应 力 等 因素 对 围护 结 构 变形 及 内力 的敏 感 度 。对 于 Ｌ形 基 坑 拐 角 处 支撑 的 布 置 问题 ， 用理 正 深 基 坑 支护 结 构 设 计 软 件 ＦＳ Ｗ 来模 拟 计 算 ， 利 －Ｐ 并通 过 多种 平 ＾ ｉ ０ （ ） １７０｝ ＾ ） ４ （ ２１０｝ ＾ ｉ ５ （） ２１０＋ ＾ ｉ ８ （）
２ ３—２ ６ ２ ７—３ Ｏ ３ｌ ４ 一３ ３ ５～３ ８
７ ８ ９ １ ０
７ ０｝ ｈ ２ （） ２１０｝ ｈ（） ２ ｉ ２６０｝ ｈ（） ８ ｉ ２５０・ ＾（） １
置方案的 比较分析 ， 得到 了一些有益 的结论。 关键词 ： 正交分析 法， 感性 ， 敏 极差分析 ， 深基坑
中图 分 类 号 ：Ｕ ６ Ｔ ４３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
０ 引言
径 ｄ 桩插入深度 Ｄ、 、 支撑 刚度 （ Ｋ＝Ｅ 、 Ａ） 支撑 的道数 ｎ 支撑水 、
影响基坑围护结构变形及内力的 因素有 很多 ， 比如 ： 桩径 、 桩 平间距 ｓ及各道支撑所加的预应力 Ⅳ。各参数均选取五个水平见 。 插入深度 、 支撑 刚度 、 支撑的道数 、 支撑水平 间距及各道 支撑所加 表 ３ 的预应力等等 。如果将 各种影 响 因素的可 能取值全 部一一 组合 计算分析 ， 其计算量将非 常大 。正交数值试 验法能很好 的解决这 个 问题 ， 即以模 型计算 和正交试 验分 析为手段 ， 过计算 机 电算 通 和数理统计分析来评价围护结构变形及 内力影 响因素 的敏感性 。
第4章支挡结构内力及变形分析分解
u Ep t
t M 0, E Ea (h u t a ) 0 O p 3 1 t (65.08t 3.12) t 129.35 (6 0.57 t 4.05) 0 2 3 10.85t 3 0.52t 2 129.35t 352.96 0 t 3 0.05t 2 11.92t 32.53 0 t 4.4
Q 0
对桩底截面的力矩平衡方程
M 0
唯实惟新 至诚致志
基坑工程
(1)最小嵌固深度计算
(2)支护结构的设计长度
(3)最大弯矩点及最大弯矩计算
支护结构的最大弯矩位置在基坑底面以下，可根据
Q 0 条件按常规方法确定
唯实惟新 至诚致志
基坑工程
（3）计算板桩最大弯矩
板桩墙最大弯矩的作用点，亦即结构端面剪力为零的点。例 如对于均质的非粘性土，当剪力为零的点在基坑底面以下深度 为b时，即有 b2 (h b) 2 K p K a 0 2 2 式中
K a tan2 (450 / 2)
K p tan2 (450 / 2)
由上述解得b后，可求得最大弯矩
M max
h b(h b) 2 b b2 K a K p (h b)3 K a b3 K p 3 3 2 6
唯实惟新
至诚致志
基坑工程 例题1： 某悬臂板桩围护结构如图示，试计算板桩长度及板桩 内力。
当支点刚度较大，桩墙水平位移较小时，可按弹性支点法进 行计算。
唯实惟新 至诚致志
基坑工程
4.1 悬臂式桩、墙支护设计和计算
静力平衡（亦称自由端法）
• 当单位宽度板桩墙两侧所受的净土压力相平衡时，板桩墙则 处于稳定，相应的板桩入土深度即为板桩保证其稳定性所需 的最小入土深度 根据静力平衡条件需满足 水平力平衡方程
基坑开挖阶段围护结构的变形及内力分析
１ － ３ 周 围环境
基坑 西北 侧 为待 拆迁 的低 层 民居 ，距 离 基坑 最 近距 离 为９ ． ６ ｍ，路 面下市 政管 线距离 基坑最 近距离 ６ ． ７ ｍ；基坑 西 南侧 为 １ 栋３ 层 建筑 物 ，距 离基 坑 １ ７ ． ０ ｍ，路 面下市 政 管线 距离 基坑最 近距 离９ ． ７ ｍ ：基坑 东南 侧为 １ 幢１ ８层 大厦 ，距 离基 坑 最 近距离 为１ ３ ． ８ ｍ ；基 坑 东北 侧 为 已拆迁 的 民居 ，
有 效手 段” 。 同时 ，在 上 海城 区 的基坑 工 程具 有地 下 管线 多 、建 筑 物密 集 、环境 保 护要 求 高等 特 点 ，基坑 围 护结 构 除 了需 满 足强 度要 求 外 ，还 必须 满足 变 形要 求 。 因此 ，基 于 上海 地 区 的基坑 围护工 程 施工 实践 ，本 文对 此展 开 了分
基坑开挖 阶段 围护结构 的变形及 内力分析
Ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ
约 为２ ７ ２ ｍ，基坑 安全 等级 二级 ，环境保 护等 级二级 ，属于 较 大 型深基 坑工程 。
１ ． ２ 工程地质条件
作者 简介 ：张 雷云 （ １ ９ ７ ２ － ），男，本科 ，工程 师。 通讯地 址 ：上海 市黄浦 区蓬 莱路 ８ １ 号 （ ２ ０ ０ ０ １ ０ ）。 收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ６ － ０ ５
析 与论述 。
挖 时该层 土有 可能产 生流砂 和管 涌等不 良现 象 ； （ Ｃ） 淤泥 质黏 土 ，层厚 约５ ． ８ ３ ｍ，该层 土质 软 弱 ，具 有 高压 缩 性 、高 灵敏 度 、低 强度 的特 性 ，基 坑 围护 时 需考
基坑支护结构内力与变形研究
基坑支护结构内力与变形研究
要：随着建筑业的不断进步与发展，我国住建部对建筑的安全规定也越来越严格，同时我国的建筑方向学者对建筑基坑支护结构内力和变形的研究也不断的加强，本文首先分析了目前我国的深基坑支护结构内力与变形的研究现状，然后提出了目前研究过程中存在的一些问题，然后针对这些问题，提出了未来基坑支护结构内力与变形的发展方向，为今后的研究指明了方向。
关键词：深基坑支护结构；内力变形；发展方向
一、基坑支护结构的简介
根据建筑物的要求以及建筑物所在的地理位置，地下土质的区别建筑物的基坑分为好多类型，本文主要介绍深基坑，一般情况下，根据开挖的深度，挖土的深度在4--6米之间时为稍深基坑，挖土深度在6--13米时为中深基坑，挖土深度在13--18米时为颇深基坑，18--23米的为甚深基坑，大于23--30米以上的基坑为特深基坑，大于30米的基坑为超深基坑。
主要出现在建筑物为超高建筑或沿海的地质条件不好的地区，支护结构主要指的是：用于支护岩石或土壤坡度的支撑结构，主要有：挡土板、挡土墙、桩、柱、锚杆等。
为了施工过程中的安全，我们必须对支护结构的内力以及变形进行时时的监测，这是保证施工安全的重要保障，近几年专业的施工技术在这方面的研究也取得了很大的成果。
二、支护结构与土（岩石）体之间的作用力
（一）土压力，土压力的产生主要是由支护结构与基坑壁的土之间的相互作用，这个作用力需要在土石方工程设计中要慎重的考虑，在实。
基坑支护结构强度和变形分析与计算的基本方法
４ ８
该 法是 针对 刚性 结 构 的应力 问题 。 没有 考虑 桩
维普资讯
ｃｎＴ ＣＯ ＡＥＹ ＯＳ Ｕ Ｉ ＳＩ Ｒ Ｔｎ ＝ Ｔ
的变 形 ， 即假设 地 基反 力 只是 深度 的 函数 ：
锚１土钉 墙 支护 、ＭＷ工法 等 。对 于各 种 基坑 的支 、 Ｓ
学 问题 求 解 ， 是 它 未考 虑 围护墙 位 移对 土压 力 的 但 影 响 ， 不能 反 映支 护结 构 的变 形情 况 ， 其 是 对 也 尤
于有支 撑 的支 护结 构 采用 极 限平衡 法 时 ， 对支 点力
护 形式 ， 受 力 特 点 可将 它 们 分 成 四类 ： 臂 式 支 按 悬 护结 构 、 （ 支点支 护结 构 、 力式 支护 结构 和拱 单 多） 重 状支 护结 构 。分析 与 计算 它们 的 内力 、 形 的基本 变
遍 采 用将 桩 作 为 弹性 地 基 上 的 粱 ， 图 ， 地 面受 如 在
割 法 等都属 于极 限平 衡 法 。 限平衡 法在 基坑 支护 极
设 计发 展早 期 一直 被广 泛 应用 ， 目前 仍是 我 国基 且
坑 相关设 计 人员最 熟 悉 的计算 方法 之一 。由于 它计
算 简单 、 以手 工计 算 ， 够计 算桩 墙 的嵌 固深 度 ， 可 能 对 空 间效应 不 明显 的 三级 基坑 和地 层稳 定 、 围环 周 境 简单 的二 级 基 坑 中 的悬 臂 式 支 护 结 构 及单 支 点
维普资讯
Hale Waihona Puke ＣｎＴ ＣＯ ＡＥＹ ＯＳ Ｕ Ｉ ＳＦＴ Ｒ Ｔｎ
基坑支护结构内力与变形
汇报人： 2024-01-02
目录
• 引言 • 基坑支护结构概述 • 基坑支护结构内力分析 • 基坑支护结构变形分析 • 工程实例分析 • 结论与展望
01
引言
主题背景
基坑支护结构是保障地下工程安 全施工的关键措施，其内力和变 形是支护结构稳定性的重要指标
。
随着城市化进程加速，地下空间 的开发利用越来越广泛，基坑支 护结构的内力和变形问题也日益
04
基坑支护结构变形分析
变形控制标准
水平位移
在施工过程中，支护结构 的水平位移应控制在一定 范围内，以确保周边环境 的安全。
竖向位移
竖向位移的控制标准主要 是为了防止支护结构出现 过大沉降，影响施工安全 和周边建筑物的稳定性。
裂缝
在变形过程中，应尽量避 免支护结构出现裂缝，以 确保结构的整体稳定性和 安全性。
剪力
土压力的水平分力以及支 护结构的自重等作用会产 生剪力。
轴力
土压力的竖向分力以及支 护结构的自重等作用会产 生轴力。
内力分析的有限元方法
离散化
将连续的支护结构和土体离散成有限个小的单元 体。
建立平衡方程
根据力的平衡原理，建立每个单元体的平衡方程 。
求解方程
通过求解平衡方程，可以得到每个单元体的内力 和变形。
支护结构的变形计算
弹性力学方法
基于弹性力学理论，通过计算支护结构的应力分布和变形量，评 估结构的稳定性。
有限元方法
利用有限元分析软件，模拟支护结构的变形过程，得到更精确的变 形结果。
数值分析方法
通过数值分析方法，如有限差分法、有限元法等，对支护结构的变 形进行模拟和分析。
变形分析的有限元方法
第4章支挡结构内力及变形分析-PPT
b2 2
K
p
(h
b)2 2
K a
0
式中 Ka tan 2 (450 / 2) K p tan 2 (450 / 2)
由上述解得b后，可求得最大弯矩
M max
h b(h b)2 3
K a
b 3
b2 2
K p
6
(h b)3 Ka
b3K p
例题1：
某悬臂板桩围护结构如图示，试计算板桩长度及板桩
Q0
O
O Q0
C Ep'
ha h+u-h0
ha t
Ra A
• 计算步ΣE骤 1)计算净土压力分布 Q0 O 根O据净Q0土压力分布确
定净土C压力为0的B点位置，
Ep'
利用下式算出B点距基坑底 面 的 距 离 u （ c=0 ， q0=0）：
uK p (h u)Ka 0
u Kah (Kp Ka)
36.79kPa
ukp ( h q u)ka u (h q / )ka
(kp - ka ) (6 10 / 20) 0.283
3.537 0.283 0.57m
E1
1 2
(36.79
2.83)
6
101.88
E2 2.83 6 16.98
h
a
E3
1 2
36.79
0.57
M 0
(1)最小嵌固深度计算 (2)支护结构的设计长度
(3)最大弯矩点及最大弯矩计算
支护结构的最大弯矩位置在基坑底面以下，可根据 Q 0条件按常规方法确定
（3）计算板桩最大弯矩
板桩墙最大弯矩的作用点，亦即结构端面剪力为零的点。例如
对于均质的非粘性土，当剪力为零的点在基坑底面以下深度为b
基坑支护结构内力与变形研究
根据安全性评价结果，对支护结构的薄弱部位进行详细的分析，提出相应的加固措施和建议。
对后续施工过程进行监测，对支护结构的变形和应力进行实时监测，及时发现问题并采取措施进行加固。
安全性评价结果与建议
研究结论与展望
极限平衡法
综合考虑影响支护结构安全性的各种因素，利用概率统计方法对支护结构的安全性进行评价，但需要大量的地质和环境参数。
概率法
土压力计算
通过对支护结构进行有限元分析，得出支护结构的应力分布和变形情况，考虑结构内力随施工过程的变化。
结构内力分析
稳定性验算
安全性评价计算分析
根据极限平衡法，计算支护结构的稳定性，包括抗滑移和抗倾覆能力。
引言
研究现状
发展趋势
国内研究现状及发展趋势
主要研究内容
3. 变形计算研究
4. 支护结构内力研究
5. 工程实践应用研究
2. 土体力学性质研究
1. 土体物理性质研究
主要研究内容和研究方法
深基坑支护结构内力和变形的主要研究对象是土体和支护结构，主要涉及土体物理性质、力学性质、变形计算等方面。具体而言，主要包括以下几个方面
深基坑支护结构的变形计算是研究的重点之一。在国内外学者的研究中，主要采用数值模拟方法进行变形计算和分析。其中包括有限元法、有限差分法、离散元法等数值模拟方法的应用和研究。
深基坑支护结构的内力是研究的重点之一。在国内外学者的研究中，主要采用数值模拟方法进行内力计算和分析。其中包括结构力学方法、弹性力学方法、塑性力学方法等的应用和研究。
根据受力分析结果，对支护结构进行内力分析，如弯矩、轴力等。
某深基坑支护结构内力与变形的几点思考
某深基坑支护结构内力与变形的几点思考
要】本文以某工程为实例，对深基坑支护结构的内力与变形进行了分析和讨论，阐述了岩土体与支护结构的相互作用等。
关键词】相互作用；深基坑支护结构；变形；计算方法；内力基坑支护结构的研究，随着工程事故的不断发生以及基坑开挖深度的不断增加，越来越受到建筑工程界的重视，通过不断的深入研究，深基坑支护结构的研究在理论与实践方面都取得了长足的进展。
一、工程概况
在现有厂区内新建地下车库，建筑面积11700平米，基坑长98米，宽124米深7.5米。
新建地下车库基坑向北6米为4层框架结构办公楼，向西侧12米为6层砖混结构宿舍楼，东、南侧均为厂区主干道，
二、勘测报告
（1）场地地形地貌
拟建场地地貌单元上属于乌兰木仑河Ⅰ级阶地。
地形起伏变化较小，现状场地平坦，拟建场地人类活动较频繁，地表大面积分布填土，主要为砂土堆积物，最大分布厚度1.8m。
（2）场地地层结构
根据钻孔揭露，拟建场地地层较为简单，地层分布自上而下依次为填土、细砂、卵石、强风化砂岩。
（3）场地地下水
据钻孔揭露，在勘探期间，拟建场地地下水位埋深在0.8～1.2m，拟建场地地下水受上部绿化灌溉影响，勘察期间地下水水位高于稳定的。
浅谈深基坑支护结构内力和变形研究探析
浅谈深基坑支护结构内力和变形研究探析前主要有钻孔灌注桩、土钉墙、钢板桩和地下连接墙等。
不同支护结构体系与岩土体的相互作用机制不同。
深基坑开挖及支护不仅涉及岩土力学中典型的变形、强度和稳定性问题，还涉及到支护结构与岩土体的相互作用问题。
支护结构与岩土体的相互作用是影响支护结构内力与变形的重要因素。
本文从支护结构与岩土体的相互作用分析，提出了支护结构内力与变形计算方法，并讲述了深基坑支护结构内力与变形的研究，展望了深基坑支护结构内力与变形的未来研究方向。
关键词】深基坑支护结构内力变形一、支护结构与岩土体的相互作用深基坑开挖及支护不仅涉及岩土力学中典型的变形、强度和稳定性问题，还涉及到支护结构与岩土体的相互作用问题。
支护结构与岩土体的相互作用是影响支护结构内力与变形的重要因素。
因此。
深层坑支护结构计算要考虑坑周边一定范围内岩土体与支护结构的协同作用。
深基坑工程是一门系统工程，支护结构类型多，目前主要有钻孔灌注桩、土钉墙、钢板桩和地下连接墙等。
不同支护结构体系与岩土体的相互作用机制不同。
1.土压力土压力问题是土与结构物相互作用的结果，是岩土工程的基本问题，也是岩土工程设计中首要确定的内容。
传统的支护结构设计理论仅考虑三种极限状态下的土压力，即主动、被动、静止土压力，这些古典土压力理论的完全弹性、平面滑裂面和墙背光滑等架设导致计算结果与实际情况相差甚远。
认识传统土压力理论的缺陷后，很多学者对土压力计算方法进行了改进：用极限分析方法研究古典Coulomb直线破坏机理问题;考虑土拱效应的土压力理论研究;考虑开挖卸荷影响的土压力和考虑墙面摩擦效应的土压力研究;考虑多种影响因素的土压力研究;从地基强度理论方面研究土压力系数;考虑水压力的土压力以及关于水土压力分算与合算问题研究;从概率角度研究岩土体参数对土压力的影响;被动土压力理论研究等等。
支护结构设计的静力平衡法、等值梁法和干系有限元数值模拟方法都是将土压力视为外力形式作用于支护结构。
深基坑桩锚支护结构变形和内力分析方法探讨
第31卷第3期重庆大学学报Vol .31 No .3 2008年3月Journal ofChongqing UniversityMar .2008 文章编号:10002582X (2008)0320344205深基坑桩锚支护结构变形和内力分析方法探讨严 薇,曾友谊,王维说(重庆大学土木工程学院,重庆400030)摘 要:利用弹性地基梁法和有限差分法,分别计算桩锚支护体系在深基坑开挖过程中支护结构的变形和内力,并与实测数据对比分析后发现:两种设计分析模型由于选型差异和对实际桩土作用模拟的情况不同,分析结果与实测结果间存在程度不同的差异,其中弹性地基梁法在支护结构水平位移分析中误差较大,在以强度控制为主的设计情况下使用较妥;有限差分法能更真实地反映桩锚支护结构在深基坑开挖过程中土体与支护结构的变形及内力变化,但计算模型复杂。
关键词:桩锚支护;弹性地基梁法;有限差分法 中图分类号:T U473文献标志码:AAnalyti c M ethod D iscussion on Deformati on and I nner Force of the Pile 2anchor Structure of Deep Excavati on Under Constructi onY AN W e i,ZEN G Yo u 2yi,WAN G W e i 2shuo(College of Civil Engineering,Chongqing University,Chongqing 400030,P .R.China )Abstract:W e have calculated the def or mati on and inner f orces of the p ile 2anchor structure based on the model of bea m on elastic and finite difference method res pectively .By co mparing the calculated results with the measured values,t w o analytic models show dra matic discrepancy fr om the real values due t o the selecti on and the si m ulati on of the s oil 2p ile acti on .The err or of the model of bea m on elastic is obvi ous as it is use in analysis of horiz ontal dis 2p lace ment of the supporting structure,which is thus suitable for assess ment of the designs mainly contr olled by strength .The finite difference method can reflect the change of the def or mati on and inner forces of the p ile 2anchor structure of deep excavati on,although its calculati on model is comp licated .Key words:p ile 2anchor structure;model of bea m on elastic;finite difference method 随着城市化建设进程的加速及施工技术的不断发展,桩锚支护体系作为一种重要的支护方式被引入到深基坑支护体系中,由于深基坑施工的特殊性,使其施工过程中的安全问题日益突出,而施工阶段支护结构的变形和内力变化直接影响工程施工的安全。
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桩墙式基坑支护结构内力与变形分析（弹性支点法）
问题描述：
单支点地下连续墙支护结构内力与变形计算
几何模型尺寸：墙厚：1m ，墙深20米；
支撑设置位置：第一道，距墙顶2m ；第二道，距墙顶5m ；
材料参数：
墙体：20.0,104E 7=⨯=μKpa
土层：3m /t 8.1=ρ，。
30=ϕ
单元类型：
墙后土体与支撑采用弹簧单元COMBIN14，墙体采用2-D 梁单元BEAM3；
边界与荷载条件：
墙后土体土压力分布模式为：
开挖面以上，即h z ≤≤0时为：a a zK P γ=
开挖面以下，即h z ≥时为：a a hK P γ=
不考虑基坑顶地面超载
墙前土体用弹簧模拟，采用张氏法，即地基反力系数不随深度变化，35/102.1m kN k ⨯=，
则弹簧系数为：i si kA K =，其中i A 代表第i 根弹簧代表的土截面积。
支撑采用弹簧模拟，支点弹簧系数为：36/100.1m kN k ⨯=，弹簧末端加全约束，墙底端加竖向约束。
基坑施工过程：
第一步：开挖至-3m ，并在-2.0m 处设置内支撑；
第二步：开挖至-6.0，并在-5.0m 处设置内支撑；
第三步：开挖至-9m 处（坑底）；
计算过程：
1 启动ANSYS：
1a GUI：开始>程序>ANSYS*.*>ConfigureANSYS Products
2b 指定工作目录，给定作业名，Run
2 选择问题类型：
GUI：Main Menu>Preferences 选取Structural
3 定义单元类型：
3a GUI Main Menu>Preferences>Element Type>Add/Edit/Delete
3b 定义单元类型：选地下连续墙单元类型定义为梁（beam）3号单元，内支撑和内侧单元类型为COMBIN 14 号单元；K2选择2-D longitudinal
4定义实常数：地下连续墙取1m进行计算，实常熟编号为1，输入如下：
图1实常数输入
图2输入支承弹簧系数图3 输入土弹簧系数
5定义材料属性：
地下连续墙的属性定义为线弹性、各向同性，输入压缩模量与泊松比；6显示和设置工作平面
7 图示编号显示控制：
打开NODE
8 创建墙体单元结点
9 Copy墙体单元结点生成土弹簧单元末端结
点：
图4单元结点
10 创建有限元模型
首先输入命令连接关键点
/prep7 (enter)
Type,1 (enter)
Real，1 (enter)
Mat,1 (enter)
*do,i,1,20 (enter)
E，I，I+1
*enddo
Type,2 (enter)
Real，3 (enter)
Mat,2 (enter)
*do,i,1,21 (enter)
E,i,100+i (enter)
*enddo (enter)
Real，2
E，3,203
Real，2
E，6,206
11设置分析选项：
11a GUI:Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis Options 11b 打开大变形效应。
NRORT选择“Full N-R”,OK
12 定义边界条件，施加荷载，求解
图5开挖第一次时的荷载
图6第二次开挖荷载情况
图7第三次开挖的荷载情况
13计算开挖后的结果：
此工程分为三次施工，则有三个工况，需分三步计算；分步计算可以由单元的生死来实现，先将第一次开挖掉对应的弹簧单元，杀死，操作：Main Menu: Solution>Load Step Opts>Other>Birth & Death> Kill Elements，进行第一次计算；再将第二层开挖掉的土对应的弹簧单元杀死，再进行一次计算，最后将底部以上的所有的土对应的弹簧单元杀死，进行计算一次，注意计算与激活单元的过程中不要退出求解器，不然结果不能分步查看；
图8第一次开挖，加第一支护前的弯矩
图9 第一次开挖，加第一支护后弯矩
图10第二次开挖，加第二支护前的弯矩
图11第二次开挖，加第二支护后的弯矩
图12第三次开挖的弯矩。