GEO5 2022版单桩设计模块，新增根据德国规范EA-Pfähle计算承载力的方法，该计算方法跟国内采用的《建筑桩基技术规范》中的经验参数法原理基本相同，用户可以选择该方法，通过桩侧土体侧阻力和桩端土体端阻力计算单桩的承载能力，具体使用方法如下：1、分析设置中，验算方法选择德国规范EA-Pfähle2、安全系数，在分析设置界面分项系数中输入单桩竖向承载力特征值安全系数，根据建筑桩基规范，一般取2。3、确定桩身尺寸。在桩身尺寸界面中，选择桩截面类型，输入桩径、桩长等参数。4、输入侧摩阻力标准值和端阻力标准值。       在沉降界面，选择承载力的确定方式为“输入”，然后对应输入桩侧各层土体的侧摩阻力标准值（qs），以及端阻力标准值（qb）。5、查看结果       点击详细结果可以看到按输入参数计算得到的单桩承载能力特征值。6、大直径尺寸效应的考虑      当桩径大于800mm时，按照桩基规范，需要根据土体类型在计算侧阻和端阻时需要乘以相应的尺寸效应系数，目前软件暂不能直接输入尺寸效应系数，这里给出两种解决方案：第一种方案是，将尺寸效应系数乘到相应的侧阻和端阻标准值当中，然后再在软件界面输入；第二种方案是，如果场地各层土体类型相同，比如都是“黏性土、粉土”类别或者都是“砂土、碎石土类”时，可以在桩身尺寸界面，选择沉桩工艺为“打入预制桩”，即可输入类似于尺寸效应系数的桩侧、桩端分项系数。 查看全部

       某桥梁主墩采用钢板桩围堰支护后，开挖基坑，浇筑基础。基坑尺寸26.4m*26.4m，设计开挖深度10.37m，围护结构钢板桩采用PU400*170，并采用两层钢管双角撑，第一层支撑深度1.36m，第二层深度4.86m，短角撑长度2.97m，长角撑长度11.45m，角撑和围堰两边交角均为45°，钢支撑使用φ630*8mm型号钢管，在支撑所在高程设置2*56a工字型钢围囹。       平面布置图如下，采用GEO5深基坑支护结构分析模块，分析基坑从开挖到支撑，再到回填和拆撑的各个工况围护结构的变形和内力变化情况。图1：钢板桩围堰平面布置图1、工况1       设置钢板桩长度17.7m，开挖深度2m，从距离桩底3.33m位置起对被动区土体加固，加固深度4m，加固宽度26m。坑外地下水位1.37m。图2：工况1被动区土体加固第一工况位移和内力情况如下：图3：工况1位移和内力分析结果2、工况2       在深度1.36m处添加两道角撑。由于GEO5只能在同一高度添加一道支撑，所以第二道支撑建议在深度位置浮动0.01m设置。此外，角撑不同于横撑，在计算角撑刚度时需要进行换算，具体换算原则参考在GEO5基坑模块中角撑能否考虑。       对于本例，经换算后，短角撑支撑长度，同理，长角撑长度为22.9m。支撑水平间距按照角撑所分担的土体计算宽度，本例中为基坑边长的1/4，既6.32m。另外，角撑两端条件对称，所以支撑不动点调整系数取λ=0.5，其他参数根据钢支撑材料相应输入。图4：钢支撑参数输入支撑加上后，在本例中继续开挖到深度5.5m。得到第二工况位移和内力情况如下：图5：第二工况位移和内力分析结果3、工况3       在深度4.86m处添加另外两道角撑，添加方式同工况二中相同。坑内注水，坑内水位深度5.47m，进行水下开挖，开挖到坑底10.37m深度。图6：第三工况坑内坑外地下水设置得到第三工况位移和内力如下：图7：第三工况位移和内力分析结果4、工况4       在工况3开挖到坑底的基础上，进行水下封底操作，封底混凝土厚度1.3m。在GEO5当中不能直接模拟封底操作，但封底的作用类似于支座，可以限定维护结构两侧的变形，所以本例以固定支座的方式模拟封底。图8：用固定支座模拟封底得到第四工况位移和内力如下：图9：第四工况位移和内力分析结果5、工况5       抽掉坑内的水后，得到第五工况位移和内力：图10：第五工况位移和内力分析结果6、工况6       该工况模拟在坑内回填砂土后的结构受力。在前述开挖到底的基础上，新的工况可以在“开挖”界面中添加坑底上覆土，根据覆土厚度调整此时的基坑深度为6.37m。图11：坑内回填覆土参数输入得到第六工况位移和内力：图12：第六工况位移和内力分析结果7、工况7       拆除4.86m处的两道支撑，得到第七工况位移和内力：图13：第七工况位移和内力分析结果       由于本案例分析只到拆除第二道支撑，当然后续还可以继续模拟回填后拆掉第一道支撑。通过以上各工况的模拟，可以实现钢板桩支撑围堰开挖、加角撑、水下封底、基坑回填、拆撑等不同阶段的围护结构变形、内力和稳定性的计算。 查看全部

1、项目基本信息       某厂区边坡高约30m，长约120m，上部为第四系覆盖层，其中地表为一层人工填土；下部为强-中风化砂岩，岩体结构完整。该边坡天然工况设计安全系数取1.3，稳定性计算考虑了地下水位。2、岩土材料信息       场地内出露8种岩土材料，水上水下抗剪强度指标取值相同。编号岩土材料名称内摩擦角（°）黏聚力（kPa）天然容重（kN/m³）饱和容重（kN/m³）水平反力系数（MN/m4）1填土10.21918.519.3m=822-1粘土12.13419.421.1m=1532-4粉质粘土8.62919.720.3m=2042-2粉土151018.619.3m=1653-3粉质粘土11.83819.720.3m=2564-1碎石土25820.521.1m=3075-1砂岩49420023.824.4K=20085-2砂岩51.9506026.126.3K=3003、边坡稳定性分析       采用不平衡推力法（隐式解），自动搜索最危险滑面，得到天然边坡安全系数为1.27，不满足设计安全系数要求，决定采用抗滑桩支挡。4、抗滑桩设计       采用单排桩径2.4的圆桩，桩间距取4m，桩长15m，最大抗滑承载能力取1000KN。关于抗滑承载能力Vu的意义和取值方法可参考链接《如何正确预估最大抗滑承载力Vu》。       加入抗滑桩后，边坡稳定性系数提高到1.41，抗滑桩处滑面距离地表8.43m，相对于总长15m的抗滑桩，滑动面位置较深。       当滑面较深，地表又是大范围填土时，可以考虑采用埋入式抗滑桩进行设计，以节约总造价。但埋入式抗滑桩需要解决两大问题，一是顶部滑体是否会发生越顶破坏，二是埋入式抗滑桩的推力分布不好确定，则不方便进行抗滑桩的结构分析。       本案例通过联合使用GEO5土坡模块和抗滑桩模块，给出了一种解决以上两大问题的方案。5、不同埋入深度抗滑桩验算       分别按桩埋入地下2m、3m和4m进行分析。5.1、埋入地下2m，桩长13m（1）整体稳定性分析（2）顶部越顶分析       在抗滑桩桩身上设置限制线，然后采用自动搜索的方法搜索桩顶最危险滑面，此时搜索出的滑动面不会穿过抗滑桩，下同。5.2、埋入地下3m，桩长12m（1）整体稳定性分析（2）顶部越顶分析5.3、埋入地下4m，桩长11m（1）整体稳定性分析（2）顶部越顶分析       由上可见，当抗滑桩埋入地下2m和3m时，整体稳定性和桩顶坡体的局部稳定性均满足设计安全系数要求。但当抗滑桩埋入地下4m时，桩顶坡体的稳定性系数小于设计安全系数，不满足要求。因此，对于该案例，采用抗滑桩埋入地下3m进行设计。6、埋入式抗滑桩结构分析       出于保守的角度考虑，埋入式抗滑桩所受推力可以按全长桩计算，当然也有按原分布形式取相应桩长的推力进行分析。本案例采用两种方式，进行对比说明。6.1、推力按全长桩计算       当抗滑桩不埋入地下时，得到滑坡推力769.78kN/m，滑体抗力714.07kN/m，地表到滑面深度为8.43m。当埋入3m时，桩顶到滑面深度为5.43m，滑坡推力仍按769.78kN/m考虑，同时将滑体抗力考虑为0。推力分布形式采用三角形，具体参数取值如下：得到分析结果如下：结构剪力最大值3074.59kN，结构弯矩最大值7923.38kNm，桩顶位移为12.8mm。6.2、推力按局部桩长计算       当抗滑桩不埋入地下时，桩后按三角形分布的滑坡推力底部数值为182.54kPa，按此分布形式，3m处分布力为64.96kPa，在岩土作用力界面中，选择自定义滑坡推力分布，输入上述分布力。得到分析结果如下：结构剪力最大值2684.93kN，结构弯矩最大值8046.70kNm，桩顶位移为12.6mm。       通过对比发现，两种方式的剪力弯矩略有差异，但桩顶位移差距较小。如果分布形式改为矩形，差别可能会变大，感兴趣的用户可以自行尝试。7、总结       本案例提供了一种依靠极限平衡方法计算埋入式抗滑桩的思路，利用GEO5的土坡模块和抗滑桩模块进行综合分析，既能进行桩顶坡体的越顶验算，也能人为指定埋入式桩的推力大小。对于复杂模型，则可以借助数值分析进行校核。 查看全部