土钉施工工艺包括基坑降水、开挖修坡、初喷混凝土、成孔、土钉制作、土钉推送、注浆、编制钢筋网、终喷混凝土等工序。基坑降水指场外排水作好排水沟，现场做好地坪硬化工作，处理好地表水的排放工作。场内可设置集水坑，打通承台之间的水路，便于雨天施工。开挖修坡包括按设计要求，分层分段开挖修坡。每段开挖时，开挖深度必须符合设计要求，每层深度为1.0m，严禁超挖；开挖顺序通常是先开挖基坑周边，后开挖基坑中央；采用挖掘机挖土时，留下距基坑设计边线一定厚度的土层，利用人工开挖并修坡。坡角大小和坡面平整度应符合设计要求；基坑一次开挖长度，应视边坡允许变形范围、自稳时间和施工流程相互衔接情况而定。地质条件好，含水量少，施工速度快，长度稍可大些，反之要小些。本工程控制在15m以内。初喷混凝土初喷混凝土需要注意以下8点：1）喷射混凝土前，应对机械设备风、水、电线管进行全面检查及试运转，清理受喷面，埋设好控制喷层厚度的标志；2) 混凝土的强度等级为C20，配合比通过实验室确定；3）混凝土用料称量要准确，拌合要均匀，随伴随用，不掺速凝剂时，存放时间不得超过2小时，掺速凝剂时，存放不得超过20分钟；4）喷敷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间、层与层之间做成45度角的斜面，以便混凝土牢固凝结成整体；5）喷射混凝土时，喷头与受喷面保持垂直，并视情况保持0.8~1.2m的距离；喷射手应控制好水灰比，保持喷射混凝土表面平整，湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象；6）喷射混凝土终凝2小时后，应喷水养护，并在至少7天内始终保持其表面湿润；7）基坑边坡角有渗水或渗水土层时，喷射混凝土前要施作排水孔；在用于排水孔的硬塑料管（管长1.5~2.5m）的管壁上，按一定密度钻孔，而后插入直径48mm的孔内即成（还可以在管内充填粗砂和砾石）；8）初喷混凝土厚度控制在3~5cm。成孔应该按设计要求定孔位，允许偏差控制在±10cm，孔径允许误差在±2cm，孔深允许误差在±5cm，孔倾斜角允许误差在±1度。孔内碎土，杂物及泥浆应清除干净，成孔后用织物等将孔口临时堵塞，并编号登记。土钉制作按有关标准和设计要求检查制作土钉的钢筋有无缺陷，调直钢筋，按设计要求截取长度，并且将钢筋除锈、除油。土钉每隔3米设置一个对中支架，土钉制作完成后，应编号、登记，并在土钉上做好标记，以备安装。土钉推送土钉推送需注意以下几点：1）推送土钉前，应对钻孔进行检查，若发现有碎土、杂物及泥浆应及时清理；2）沿钻孔轴线将土钉推送入孔内至设计位置，推送过程中，切勿转动土钉，以防止土钉插入孔壁土体中，应使土钉位于钻孔的轴线上；3）推送完毕后，随即检查孔中是否有碎土、杂物堵孔，若有，应立即处理，必要时应将土钉拔出，清除碎土后，重新将土钉推入孔内。注浆可以采用孔底注浆法，注浆管随着注浆慢慢拔出，但要保证注浆管端头始终在注浆液内。在距孔口20~30cm处，设置一止水袋，注浆应连续进行，并要饱满。随着浆液慢慢渗入土层中，孔口会出现缺浆现象，应及时补浆。编制钢筋网指钢筋网横竖钢筋交叉绑扎固定，层片之间的钢筋网连接方法是竖筋和横筋先用扎丝固定，然后点焊，网片与网片之间的搭接长度不小于20cm，搭接处均须点焊，土钉头与短筋连接要牢固焊接。终喷混凝土在经检查确认钢筋网敷设、连接均符合要求后，进行终喷混凝土至设计厚度，其工艺要求与初喷混凝土的要求相同。排水沟设置可在基坑开挖至－2.80 m处修筑排水沟，以便将斜破的地表水和基坑内抽出的水及时排除；。基坑挖至设计标高后，沿复合土钉墙修筑环向排水沟，相距10~20m修筑集水坑，以便将基坑积水抽至-2.80m的排水沟以内排除。土钉施工的质量要求需满足以下几点：1）成孔：孔径、孔深要保证，孔中杂物、碎土块及泥浆要清除干净；2）推送土钉就位：土钉应位于钻孔中心轴上，并保证推送过程中的钻孔壁不损坏，孔中无碎土泥浆堵塞；3）土钉与锚头的连接要牢固可靠；4）喷射混凝土：保证正确的配合比例、水灰比及外加剂掺量比，并按实操作规程进行养护；5）注浆：注浆要饱满。 查看全部

计算主要分为刚性桩内力计算和弹性桩内力计算。本文着重介绍刚性桩内力是如何计算的。1、刚性桩内力计算1.1滑动面处地基系数的确定对于密实土层和岩层这类地基系数不随深度变化的弹性介质，由于其地基系数较滑体的大得多，因此，上部滑体的存在不会影响滑床的弹性性质，滑动面处地基系数仍为常数。对于地基系数K=A+my的地层，A值的大小，则与应力释放、地层性质和附加荷载等因素有关。应力释放需视地质年代中地层的沉积、卸荷、剥蚀、夷平和各种营力作用来考虑，也就是考虑超压密作用。附加荷载主要是滑体自重及其上部建筑物。图1.1 地基系数K=A+my的地层示意图一般情况下，A及  值可用换算法求得:式中，  —桩前、后滑体的厚度，m；     　　 —桩前、后滑体的换算高度，m；   　   　 —桩前、后滑动面处的地基系数，kg/m3；　　      —滑动面上下部分的岩土容重，kg/m3；2、桩身内力基本公式在滑坡推力作用下，当桩埋入土层或软质岩层中时，将绕桩身某点转动；当桩埋入完整、坚硬岩石的表层时，将绕桩底转动。其桩身内力的计算，根据滑动面以下地层情况的不同而有区别。现就桩身埋入一种地层、滑动面以下为同一m值，桩底为自由端条件下的计算叙述如下。滑动面处岩、土的地基系数为A、，如图1.2。图 1.2 地基系数K=A+my地层中的刚性桩图    当  时：    当  时：　由自由支撑边界条件QB=0，MB=0可得：式中， —分别为桩身任意截面的位移、侧应力、弯矩和剪力；　    　 —桩的旋转角，弧度； 　　  —滑动面至桩计算截面的距离；　　    —滑动面至桩旋转中心的距离；  　　    —滑动面以下桩的长度。联立上面的方程组即可得到的求解方程：上列公式适用于滑动面处的地基系数为：，为一常数；  或  时，也适用于m=0时（即K法）。 查看全部

　　滑动面以上的桩身内力，应根据滑坡推力和桩前滑坡体抗力计算。滑动面以下的桩身变位和内力，应根据滑动面处的弯矩和剪力，以及地基的弹性抗力进行计算。本文着重介绍滑动面以上桩身内力计算，滑动面以下锚固段桩身内力计算点击这里查看。　　滑动面以上桩身内力计算　　1、桩前岩、土可能滑走时(无剩余抗滑力，或桩前没有岩、土，无抗力作用)：式中，QA 、 MA  —分别为滑动面处桩的剪力(kN)和弯矩(kN•m)；　　ET —每根桩承受的滑坡推力，kN；　　En —设桩处的滑坡推力，kN/m；　　L—桩间距，m；　　h0 —滑坡推力分布图形重心至滑动面的距离，m。　　2、桩前岩、土基本稳定时(有剩余抗滑力)：　　这种情况需要考虑抗力作用，但其抗力不应大于桩前岩、土的剩余抗滑力或被动土压力。式中， E'n —设桩处桩前剩余抗滑力，kN/m；　　ER—每根桩桩前承受的剩余抗滑力，kN；　　h'0—剩余抗滑力分布图形重心至滑动面的距离，m。　　如果桩前被动土压力   ，则上式中的用   代替。根据桩前地面倾斜较大时，采用库仑被动土压力公式计算；当桩前地面接近水平，且忽略桩土间的摩擦力时，可采用朗肯被动土压力公式计算。　　 查看全部

土方支护的类型与选型8个要点：1. 基坑支护是为满足地下结构的施工要求及保护基坑周边环境的安全，对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施，基坑支护总体方案的选择直接关系到基坑及周边环境安全、施工进度、工程建设成本。2. 顺作法指施工周边围护结构，然后由上而下开挖土方并设置支撑（锚杆），挖至坑底后，再由下而上施工主体结构，并按一定顺序拆除支撑的过程。顺作基坑支护结构通常有围护墙、支撑（锚杆）及其竖向支撑结构组成。3. 逆作法指利用主体地下结构水平梁板结构作为内支撑，按楼层自上而下并与基坑开挖交替进行的施工方法。逆作法围护墙可与主体结构外墙结合，也可采用临时围护墙。逆作法的优点：基坑变形较小，有利于周边环境保护；地上和地下同步施工，可缩短工期。逆作法的缺点：基坑设计与结构设计的关联度较大，设计与施工的沟通和协作紧密；施工技术要求高，如结构构件节点复杂、中间支撑柱垂直度控制要求高。4. 顺逆结合对于某些条件复杂或具有特殊技术经济要求的基坑，可采用顺作法和逆作法结合的设计方案，从而可发挥顺作法与逆作法的各自优势，满足基坑工程的特定要求。5. 为了在基坑工程中做到技术先进，经济合理，确保基坑及周边环境安全，支护结构形式的选择应综合工程地质与水文地质条件、地下结构设计、基坑平面及开挖深度、周边环境和抗边荷载、场地条件、施工季节、支护结构使用期限等因素，选型应考虑空间效应和受力条件的改善，采用有利于支护结构材料受力形状的形式。6. 围护墙的选型1) 重力式水泥土墙：水泥土桩相互搭接成格栅或实体的重力式支护结构。2) 钢板桩：分为槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩，优点是材料质量可靠，在软土地区打设方便，施工速度快，而且简便。3) 型钢横挡板：型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构，多用于土质较好、地下水位较低的地区。4) 钻孔灌注桩：钻孔灌注桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形较小，几乎在全国都有应用。5) 地下连续墙：地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇筑混凝土形成的地下混凝土墙。6) 型钢水泥土搅拌墙：即在水泥土搅拌桩内插入H型钢，使之具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙，亦可加设支撑。我国较多用于8~12m基坑。7) 土钉墙：土钉墙不适合用用于淤泥质土、淤泥、膨胀土以及强度过低的土，比如：新填的土，适应性应结合地区经验综合确定。7. 内支撑的类型1) 钢支撑：钢支撑一般分为钢管支撑和型钢支撑。2) 混凝土支撑：混凝土支撑的混凝土强度多为C30，是根据设计规定的位置，随挖土现场支模浇筑而成。3) 钢支撑与混凝土支撑：在一定条件下的基坑可采用钢支撑与混凝土支撑组合的形式。4) 支撑立柱：对平面尺寸较大的基坑，在支撑交叉点处需设立柱，在垂直方向支撑平面支撑。8. 内支撑的布置形式：支撑体系在平面上的布置形式，有正交支撑、角撑、对撑、桁架式、框架式、圆环形等。 查看全部

安全无小事，基坑施工中的安全更是不能例外，在基坑施工中主要面对的是哪些危险源？一、基坑施工五大危险源整体失稳原因：基坑开挖后，由于圆弧滑动面上抗剪强度不足引起的土体整体滑动。措施：规范计算内容：整体稳定性验算。1）大放坡2）土钉墙3）重力式挡土墙4）排桩内支撑倾覆原因：软粘土层中，由于支护结构插入深度不足，使得绕挡土结构某点的主动土压力力矩大于被动土压力矩而发生倾覆。措施：规范计算内容：抗倾覆稳定验算。1）排桩内支撑2）重力式挡墙坑底隆起原因：软粘土层中基坑开挖后，由于土体重力压差引起桩底土体破坏或桩弯曲变形而发生基坑内土体上隆。措施：规范计算内容：坑底土的抗隆起稳定验算。 1）围护墙底地基承载力验算简图2）基坑底抗隆起验算简图管涌原因：由于基坑水头差产生上浮力使被动区土体因失重而破坏。分两种状况：1）竖直向隔水帷幕——插入深度不足或局部缺陷；2）水平向封底隔渗的厚度和强度不足——深层承压水。措施：规范计算内容：抗管涌、抗突涌稳定性验算。墙体破坏原因：墙体设计强度不足或施工质量缺陷导致墙体强度不足，发生破坏。措施：规范计算内容：重力式挡墙和排桩墙内力和强度验算。二、基坑施工安全生产管理临边防护1）基坑施工必须按要求进行，具体临边防护要求按“三宝四口”要求执行。 2）开挖深度超过2m的基坑施工还必须在栏杆式防护的基础上加密目式安全网防护。排水措施1） 常见的地下水控制方法有集水明排、降水、截水和回灌等型式单独或组合使用。常用的地下水控制方法有明排水、井点降水、自流深井排水等。2）深基坑施工采用坑外降水的，必须有防止临近建筑物危险沉降的措施。边荷载1）基坑、边坡和基础桩孔边堆置各类建筑材料的，应按规定距离堆放；各类施工机械距基坑、边坡和基础桩孔边的距离，应根据设备重量、基坑、边坡和基础桩的支护、土质情况确定，堆载不得超过设计规定。2）各类施工机械施工与基坑、边坡的距离小于规定时，应对施工机械作业范围内的基坑支护、地面等采取加固措施。上下通道1）基坑作业时必须设置专供作业人员上下的通道，作业人员不得攀爬临时设施。2） 通道的设置，在结构上必须牢固可靠，数量、位置上应符合有关安全要求。土方开挖1）土方施工机械应由有关部门检查验收合格后进场作业，操作人员应持证上岗，遵守安全技术操作规程。2）机械开挖土方时，作业人员不得进入机械作业半径范围内进行坑底清理或找坡作业。3）施工时应遵循自上而下的开挖顺序，严禁先切除坡脚，并不得超挖。 查看全部

为满足使用功能及人防要求，目前开发的大型项目一般都带有较深的地下室，因此基础埋置深度也就越深，基坑的开挖深度也越来越深，存在问题也越来越多，对深基坑工程施工要求也就越高，给建筑施工带来了很大困难。深基坑支护施工中存在的主要问题工程地质情况与设计差别较大施工过程中工程地质情况与原设计差异较大，仍按照原设计要求进行施工。工程地质条件的复杂性使工程施工未能达到设计要求，而监测等施工动态反馈信息不及时或有误，导致施工中盲目遵循原设计方案，开挖中没有对基坑的沉降量和位移量进行观测或没有对所测的资料进行分析、研究。在基坑开挖过程中，对工程周边环境可能施加的活荷载未加考虑等。施工过程与设计差别较大在深基坑支护施工中，深层搅拌桩应用比较多。施工人员对于深基坑支护方案缺乏深入的了解，严重影响了基坑工程的质量水平。有时候基坑支护设计中深层搅拌桩水泥掺量不够，施工阶段出现水泥含量不足、砂石比例不当等问题，会直接减弱水泥土的支护强度，从而使得水泥土发生裂缝。另外，在施工过程中，偷工减料现象时有发生，深基坑挖土设计中经常对挖土施工程序有所要求，并以此来减少支护变形，并要求在土方开挖前进行图纸交底和技术交底，而实际施工中往往忽略了这一程序，抢施工进度，图局部效益，立即进行土方开挖，这往往会造成偷工减料现象的发生。其实，深基坑开挖是一个空间问题，而大部分的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题来处理。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。地下水处理不当施工中因地下水处理不当，导致深基坑工程事故教训比较多。施工过程中，地下水位降低了，对深基坑支护有利，但对周边环境影响不利。如果不采取降低地下水位，对保护周边环境有利，但对深基坑支护不利。因此，深基坑支护施工中降低地下水施工做法有一定的难度，在施工中因妥善处理，以免安全事故的发生。开挖和支护因相互协调同步进行在深基坑施工中，开挖和支护因相互协调同步进行，不然容易引发安全事故的发生。基坑围护属于临时性支护，由于围护不当可能引发安全事故，在施工过程中，基坑长时间放置，不利于基坑安全稳定。如基坑坡顶荷载超出设计要求、运输车辆等重型机械离基坑太近、没有及时砌筑排水沟和集水井等使基坑内大量积水，不及时进行基坑支护，会导致基坑坍塌等安全事故的发生，从而影响土方开挖的顺利进行。一般情况下，土方开挖和基坑支护是两个班组分包施工，班组之间缺乏协调，有时土方开挖施工班组为了抢进度，开挖顺序较乱，特别是雨天期间进行施工，甚至不顾基坑挡土支护施工所需工作面，留给基坑支护施工的操作面几乎无法操作，时间上也无法完成支护工作。有些施工单位在深基坑开挖作业时，基坑的面积、深度均未达到图纸要求便开始设置支护结构，阻碍了深层土层结构的开挖操作。有些基坑支护施工班组技术力量差，对基坑工程的工艺流程不熟悉，盲目地对基坑侧壁或四周进行加固处理，并且转包现象比较普遍，现场管理混乱，为了追求利润随意修改基坑围护设计，降低安全，以致出现险情。深基坑支护预防措施思想上重视深基坑支护的重要性施工单位项目管理人员要充分认识深基坑支护设计与施工所要达到的目的和作用，并让每位参与者都熟悉施工的每一个环节。严格执行深基坑支护施工规范和操作规程，确保施工技术方案的实施。项目部应做好全员的安全教育工作，牢固树立“安全第一，预防为主”的安全生产方针，将各项安全工作落实并强化到每个人，提高全员安全意识。制定做好质量安全检查措施，制定常见施工事故的防范措施，列出常见的施工质量隐患或质量通病出现的部位，制定有针对性的预防措施和补救措施。对深基坑施工的不安全或有安全隐患的部位，详细进行分析，设立警示标志，时刻提醒工人注意安全。编制深基坑支护工程施工应急救援预案，落实并演练应急预案，以免出现险情时，措手不及，延误抢险时机，导致安全事故的发生，造成严重人员伤亡和财产损失。土方开挖期间，设立专人定时检查基坑稳定情况，发现问题及时同设计等有关单位联系。现场配备一定数量的编制袋、钢管以备抢险用，如出现险情时，可在有利的部位坡顶卸土、加长加密土钉、补打土钉或回填等。施工现场配备注浆设备，发现有漏水点，及时注浆堵漏。暴雨期间施工应配备足够的排水设备，安排专人负责抽水。分段间隔开挖承台土方，承台土方开挖后应尽快浇捣承台垫层，并砌筑砖胎模，及时回填砖胎模外侧空隙土方。基坑四周应设置爬梯，确保出现险情时，施工人员能够及时撤离。现场必须保证一台挖机可以随时调用，以便出现险情时可以降方、回填反压。施工中严格控制施工质量深基坑支护工程施工前，有关人员应熟悉当地的地质资料、本项目施工设计图纸和施工现场周边环境，另外，降水系统应确保正常工作。施工过程中施工单位不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量等，对支护钢筋的结构、钢筋网间距、钢筋数量、加强筋范围、放坡系数等应及时检查。如设计方案变更时必须重新考虑进行专家论证。基坑支护和土方开挖应同步施工紧密配合，坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。很多工程实例证明，开挖顺序不同，支护结构的位移也不同，不合理的施工顺序会大大增加支护桩墙的位移，甚至出现险情。加强深基坑支护结构变形观测施工过程中深基坑支护结构的受力与变形要通过监测来了解，监测工作是深基坑支护结构安全的眼睛。通过对监测数据的及时分析，并及时了解土方开挖和支护设计在实际应用中的情况，分析存在的偏差，可以及时的了解基坑土体变形情况，以及土方开挖影响的沉降情况、地下管线的变形情况。通过现场监测，能够及时掌握基坑开挖对周围环境的影响，有效指导施工，及时调整施工方案，采取更有效的措施。通过对监测数据的及时分析，对设计中存在的偏差，在地下室施工中及时校正设计参数，对已施工的部位采取恰当的补救措施和控制措施。因此，要求现场变形观测的数据必须及时、准确、可靠，要求变形观测人员严格按照预定的设计方案精心测量、认真负责，保证观测数据准确。如在实际测量中确实发现异常情况，就需要立即研究采取措施以防止恶化。如一旦出现大的变形或滑动，立即分析主要原因，做出可靠的加固设计和施工方案，使加固工作快速有效，防止变形或滑动继续发展。合理布置监测点、加强过程监测资料的归类、收集、整理、分析对深基坑支护工程施工至关重要。深基坑支护工程在高层建筑施工中广泛应用，而深基坑支护工程是基础工程施工中的难点和重点，深基坑支护工程的成败不仅对工程的质量、工期和造价有着重大的影响，而且对周围的环境有着不可忽视的影响。因此，在深基坑支护施工中遵循施工规范及操作规程和设计要求，狠抓事故隐患，提早预防，加强安全教育，重视安全检查等工作，是实现深基坑安全生产的根本保障。 查看全部

目前工程上多从控制锚固段桩周地层的强度来考虑桩的锚固深度，即要求抗滑桩传递到滑动面以下地层的侧壁应力，不大于地层的侧向容许抗压强度。其计算方法如下：1、一般土层或严重风化破碎岩层　　抗滑桩在滑体推力作用下，桩发生转动变位，当桩周岩、土达到极限状态时，桩前岩、土产生被动抗力，桩后岩、土产生主动压力。显然，桩身某点对地层的侧壁压应力，不应大于该点被动抗力与主动压应力之差。按最简单的情况根据土的极限平衡条件，当地面无横坡或横坡较小时，根据朗肯土压力理论，桩前岩、土作用于桩身的被动抗应力为：桩后岩、土作用于桩身的主动土压力为：故则桩身对地层的侧壁压应力  应符合下列条件：   当地面横坡i 较大且  时，根据库仑土压力理论，桩身对地层的侧壁压应力应符合下列条件：   式中，  —滑动面以下土体的综合内摩擦角。一般检算桩身侧壁压应力最大处，若不符合式(3.1)、(3.2)的要求，则调整桩的锚固深度或桩的截面尺寸、间距，直至满足为止。2、比较完整的岩质、半岩质地层桩身作用于围岩的侧向压应力，其容许值为：式中：  —在水平方向的换算系数，根据岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的胶结物与胶结                          程度、节理裂隙的密度和充填物，可采用0.5-1.0；　　　  η —折减系数，根据岩层的裂隙、风化及软化程度，可采用0.3-0.45；　　　  R —岩石单轴抗压极限强度(kPa) 。对圆形截面桩，因桩周最大压应力为平均应力的1.27倍，则上式可写为：   通过计算，若不符合式(3.3)，则调整桩的锚固深度或截面尺寸、间距，直至满足为止。上述公式，只能作为决定桩的锚固深度及校核地基强度时的参考。从多年的工程实践看，常用的锚固深度，对于土层或软质岩层约为1/3-1/2桩长，比较适宜。但对于完整、较坚硬的岩层可以采用1/4桩长。抗滑桩的顶端，一般为自由支承。而底端，由于锚固程度不同，可以分为自由支承、铰支承、固定支承三种。通常采用前两种。1、自由支承　　如图1a所示，在滑动面以下桩的AB段，地层为土体、松软破碎岩时，现场试验表明，在滑坡推力作用下，桩底有明显的位移和转动。这种条件，桩底按自由支承处理，可令QB=0，MB=0。2、铰支承　　如图1b所示，当桩底岩层完整，并较AB段地层坚硬，但桩嵌入此层不深时，桩底按铰支承处理，可令xB=0，MB=0。3、固定支承　　如图1c所示，当桩底岩层完整、极坚硬，桩嵌入此层较深时，桩身B点处按固定端处理，可令xB=0，φB=0。但抗滑桩出现此种支承情况是不经济的，故应少采用。　图１ 桩底支承条件图 查看全部

粘聚力c指相同材料内部的相互吸引力，粘结力a指不同材料之间的相互吸引力。当采用总应力法计算土压力时，需要考虑土的不排水抗剪强度cu和土体与结构（墙背）之间的粘结力a。粘结力很难通过实验得到，如何对它取值也是一个让广大工程师们很头疼的问题。今天就为大家推荐一些对ａ进行取值的经验方法。在GEO5用户手册“理论-土压力-结构和土体间的摩擦对土压力的影响 - 土的粘结力”章节中大家可以看到以下这段话：当采用总应力法进行土压力分析时，不仅仅需要土的不排水抗剪强度参数 φu （通常为零）和 cu，还需要知道结构和土体间的粘结力 a。粘结力 a 的值一般认为是土体粘聚力 c 的一部分。下表列举出了不同范围粘聚力 c 对应的粘结力 a 的推荐值。  在实际应用中，为了安全起见，大家可以选择相应的下限值，或者类似有效应力法中对结构和土体间摩擦角的保守取法，直接取a=0kPa因为还没有找到中国规范中对应的关于a的推荐值，因此不能分享给大家了，如果您知道哪本中国规范中有a的推荐值，请留言，我们将竭力完善，万分感激！ 查看全部

在岩土工程设计中，参数的准确取值确实很令人头疼。对于勘察数据已经提供的参数，例如内摩擦角φ和粘聚力c，取值还比较简单，但是对于一些勘察数据没有提供的参数，例如采用有效应力法计算土压力时所需的结构和土体间的摩擦角δ。很多工程师都不知道如何对δ进行取值，因此，为了保守起见，很多工程师都取δ=0，但是这样取值有时会过于保守。今天就为大家推荐一些对δ进行取值的经验方法。首先，先和大家分享一下GEO5用户手册中给出的δ参考值。在GEO5用户手册“理论– 土压力 – 结构和土体间的摩擦对土压力的影响”章节中大家可以看到以下这段话：δ 值的大小通常为 δ =1/3φ 至 δ = 2/3 φ 之间（φ为土体内摩擦角）。若取δ ≤ 1/3φ ，则可用于经处理后支挡结构背面光滑的情况（例如墙背贴有防水卷材和涂有防水覆盖层用于防水）。对于墙背未作处理的情况，δ 值不应超过 2/3 φ。当选择 δ 的值时，还需要考虑其他因素，特别是竖向力的平衡。用户应该确定结构是否能够依靠墙背摩擦传递竖向超载而不产生过大竖向变形，否则必须减小δ 的取值，因为墙背后面的摩擦可能只有一部分能发挥作用。当对上述情况不确定时，为安全起见总是设定较小的δ 值。 在GEO5用户手册“理论 – 土压力 – 结构和土体间的摩擦对土压力的影响– 不同材料之间的摩擦系数极限值表”章节中可以得到下面这张详细的δ经验值表（源于美国规范NAVFAC）：同时，这里也为大家分享一下中国规范《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）中给出土对挡土墙墙背的摩擦角δ的经验取值，以下为边坡规范中的表6.2.3：这里再分享一个小技巧：有时候大家在使用GEO5的时候如果对某些参数不知道如何取值，可以在当前界面摁F1，软件会自动打开帮助文档，并定位到相关帮助，大家只要再单击和该参数相关的超链就可以找到相关的参考值列表了。在GEO5中选择中国规范时，默认采用的土压力为库伦土压力，如果在分析设置界面改为朗肯土压力（Mazindrani(Rankin）），依然需要需要输入δ。可能有的用户会产生困惑，因为经典的朗肯土压力中δ为零。但是GEO5中的朗肯土压力是经过修正的，当输入δ=0且墙后坡面水平时，会自动退化为经典朗肯土压力。 查看全部

对于滑面位置确定或锚固段位于稳定地层（例如基岩）中，即锚固力不随滑面位置变化而变化，其锚杆（索）设计方法已在GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（上）中详细介绍了。对于潜在滑面位置和锚固区不能确定的土质边坡，锚杆提供的锚固力随滑面位置变化而变化，锚杆（索）设计方法有两种，其一为完全用筋材模拟锚杆（针对全粘结锚杆/锚索），详细的设计方法已在GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（中）中介绍。今天我们将介绍锚杆（索）设计（针对非全粘结锚杆/锚索）的第二种方法，即综合利用锚杆、筋材来进行设计。其设计流程为：1）对天然状态下的坡体进行分析，找出最危滑动面位置及相应安全系数。   图1 天然状态下最危险滑面位置注：这一步计算只是作为第二步添加锚杆的参考。2）根据最危滑动面位置、相应安全系数、剩余下滑力及工程经验，在「锚杆」设置界面中添加锚杆。这里的锚杆自由段长度可以随意设置，锚固力大小则需要根据工程经验和实际情况进行估计。图2 锚杆参数3）在「分析」界面中勾选“假定锚杆无限长”复选框，计算分析添加锚杆以后边坡最危滑动面位置。图3 分析界面中选定“假定锚杆无限长”    图4 假定锚杆无限长状态下最危险滑面位置      注：如果分析结果不满足稳定性要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。GEO5中很好的体现了概念设计和详细设计的理念。先通过最少的参数（方便方案调整）来确定锚杆（索）的大致方案，然后我们再对锚杆（索）进行详细设计。分析完成点击“详细结果”按钮，查看软件计算得到的所有锚杆自由段长度。图5 锚杆自由段长度值在「锚杆」界面中将所有锚杆的长度改为步骤三中自由段的长度（使其作为自由段），接着在「筋材」中依照相对应的锚杆末端点的位置（作为筋材的起点）、长度和入射角添加筋材。其中筋材的抗拉强度由锚杆（索）的抗拉强度换算得到（锚杆抗拉强度标准值/安全系数/锚杆间距），抗拔力计算选择“输入抗拔强度Tp”（Tp为锚固段每米抗拔强度/锚杆间距）。筋材滑体内端点选择“固定”。注：由于GEO5中锚杆的输入是通过长度和角度输入的，筋材是通过端点坐标输入的，因此使其角度保持一致较为困难，需要经过数学计算。在这里我们可以先把初步锚杆设计方案在GEO5导出为DXF，然后用CAD打开，并增加锚固段部分，再以模板导入GEO5中，通过模板和图形交互添加筋材，可以大大提高效率。 图6 筋材参数                   图7 快速输入筋材长度方法筋材抗拉强度公式为：其中：Kb为锚杆杆体抗拉安全系数，fy为普通钢筋抗拉强度设计值，As为锚杆钢筋截面面积。筋材抗拔强度公式为： 其中：K 为锚杆锚固体抗拔安全系数， frbk为岩土层与锚固体极限粘结强度标准值，D为锚杆锚固段钻孔直径。在「分析」界面中分析用筋材模拟锚固段后得到的最危滑面位置及相应的安全系数。一般情况下计算得到滑面位置会略有下移，安全系数可能有所降低。如果计算结果仍然满足设计要求，即说明前面的锚杆设计是可靠的（当然，锚固段计算中很多参数都是经验参数，如果有条件，请以拉拔试验结果为准）；如果不满足设计要求，则需要对锚固段长度（筋材长度）进行重新设计。　　　　　       　　　　　　　图8 筋材模拟部分锚杆最危险滑面位置                          图9 筋材模拟部分锚杆坡体分析结果 查看全部

最近有很多用户在使用GEO5设计挡土墙或者基坑时会问到软件中的某些参数怎么取值，尤其是“岩土材料”界面中的岩土材料参数如何取值的问题。今天，穿山甲科技GEO5产品团队统一回答一下大家，以帮助大家更好的理解和使用GEO5。首先，其实很多参数的取值我们已经在GEO5用户手册中有所说明，大家可以在相应的软件界面直接点击F1，即可弹出帮助文档并定位到相关章节，然后找到相关参数的超链，就可以进一步找到关于该参数的说明和取值表。这是一种比较快捷的获取相关参数如何取值的方法，同时，也可以关注我们的微信公众号“GEO5岩土设计”，我们会经常分享一些文章，告诉大家如何取值。这里，我们以挡土墙设计中的岩土材料界面为例，简要说明各个参数的取值方法，以帮助大家更好的使用GEO5。当我们启动中文版GEO5悬臂式挡土墙设计模块，进入“岩土材料”界面，并点击“添加”按钮，默认显示如下界面（其他挡土墙设计模块类似）：       这里依次说明一下各个参数的使用方法，其实用户也可以点击各个参数右边的   按钮，定位到帮助文档相关章节。1.  基本参数1.1   天然重度：即岩土体位于地下水位以上的重度。地下水位以下采用饱和重度或浮重度。1.2   应力状态：我们会在另外一个帖子（土压力计算中的有效应力法、总应力法、水土分算、水土合算的异同点）中进行详细说明，这里只指出一点，有效应力法即水土分算，总应力法不是水土合算或不完全是。详细了解推荐参考文献：总应力法计算土压力的几个问题（魏汝龙）。1.3   内摩擦角（有效应力法）：摩尔库伦破坏准则中使用的岩土体内摩擦角，为有效应力强度指标。在基坑计算中，很多用户提到勘察单位只给快剪指标，不给固结排水剪指标（有效应力指标），其实如果同时有内摩擦角和粘聚力的值，可以直接用有效应力法输入即可。GEO5用户手册中有如下说明：在某些国家，采用总应力法时，人们习惯同时设置总应力抗剪强度参数φcu, ccu。这时，在“土质边坡稳定分析软件”中，可以选择有效应力法，通过设置参数φef, cef来实现（例如中国规范中的“水土合算”）。关于为什么可以用有效应力法来输入快剪或固结不排水剪参数，我们会在另外一个帖子（土压力计算中效应力法、总应力法、水土分算、水土合算的异同点）中进行详细说明。1.4   粘聚力（有效应力法）：摩尔库伦破坏准则中使用的岩土体内摩擦角，为有效应力强度指标。对于快剪或固结不排水剪参数，使用方法同1.3。1.5   结构和土体间摩擦角：该参数取值为和结构相接触土体内摩擦角的1/3至2/3，和岩土体的性质以及结构的粗糙程度等有关。详见帖子：结构和土体间摩擦角δ的取值。1.6   不排水抗剪强度（总应力法）：对于饱和粘土，通过不固结不排水实验我们可以得到该强度指标，该使用中莫尔圆包络线为一水平线，所以摩擦角为零，不需要输入。准确的说不排水抗剪强度并不是粘聚力、内摩擦角这样的强度参数。进一步了解该参数，推荐参考文献：软黏土地基土体抗剪强度若干问题（龚晓南）。1.7   结构和土体间粘结力（总应力法）：该参数和有效应力法中的结构和土体间摩擦角类似，属于结构和土体间的接触强度参数，和土体的不排水抗剪强度以及结构的粗糙程度相关，取值为0时最为保守。详见帖子：结构和土体间粘结力a的取值。2.  静止土压力2.1   无粘性土：采用Jáky公式计算，静止土压力系数，其中φ为内摩擦角。采用此公式时，建议采用等效内摩擦角。2.2   粘性土：采用Terzaghi公式计算，静止土压力系数，其中ν为泊松比。需要注意的是，如果需要选择此公式计算静止土压力，例如岩石，即使是无粘性土，也可以选择粘性土，并输入泊松比，反之亦然。2.3   超固结土：采用Schmertmann提出的方法来计算静止土压力，静止土压力系数，其中OCR为超固结比。2.4   输入：直接输入静止土压力系数。注：关于此处的参数，很多用户会选择粘性土，于是在输入泊松比的时候就出现了困惑，因为大部分的勘察报告是不会给出泊松比的。如果一定要采用粘性土的方法来考虑静止土压力，泊松比可以选择0.30~0.35。其实很多情况下，我们可以保持默认的选择，即“无粘性土”，这样就无须为输入泊松比烦恼了。按照中国规范，在计算挡土墙或基坑支护结构时，结构后面的土压力考虑为主动土压力，即并不涉及静止土压力，软件中也是这样考虑的（悬臂式挡土墙可以考虑墙后作用土压力为静止土压力）。运用静止土压力的地方主要是“墙前抗力”，因为当挡墙埋深较深时，GEO5允许我们考虑作用在挡土墙前面的墙前抗力。通常情况下，墙前被动土压力很难达到，因此软件允许我们选择静力土压力或折减被动土压力+折减静止土压力的组合。中国规范中是不考虑墙前抗力的，也就是说如果严格按照中国规范进行设计，我们是不会用到静止土压力的，因此，这里无论采用什么方法计算静止土压力都不会对我们的计算结果造成影响，我们可以选择“无粘性土”以避免输入泊松比。当然，如果挡墙埋深很深，考虑墙前抗力更合理。3.  浮重度3.1   标准：浮重度计算公式   3.2   孔隙率、土粒重度、水重度：浮重度计算公式   详细信息请查阅GEO5用户手册“理论-土体应力-自重应力、浮重度”章节。关于有效应力法、总应力法、水土分算、水土合算，以及相应的总应力参数和有效应力参数的选取请参见下一篇帖子“土压力计算中效应力法、总应力法、水土分算、水土合算的异同点”。 查看全部

上一回介绍了锚固力不随滑面位置变化情况下的锚杆（索）设计方法，今天继续介绍锚固力随滑面位置变化时如何使用GEO5进行锚杆（索）设计。对于潜在滑面位置和锚固区不能确定的土质边坡，锚杆可提供的锚固力是随着滑面位置变化而变化的。对此，我们建议采用的设计流程为：1) 首先使用GEO5“土质边坡稳定分析模块”计算得到天然条件下边坡的最危滑动面位置和相应的安全系数。注：这一步计算只是作为第二步添加锚杆的参考。2) 根据最危滑动面位置、相应安全系数及工程经验，在「锚杆」设置界面中添加锚杆。这里的锚杆自由段长度可以随意设置，锚固力大小则需要根据工程经验和实际情况进行估计。图1 添加锚杆3) 在「分析」界面中勾选“假定锚杆无限长”复选框，计算分析添加锚杆以后边坡最危滑动面位置。图2 分析设置注：如果分析结果不满足稳定性要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。分析完成以后，点击“详细结果”按钮，查看软件计算得到的所有锚杆最小自由段长度。再根据设计锚固力大小和建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013），计算出相应的锚固段长度（请参考GEO5土质边坡锚杆（索）设计方法（上））。最后锚杆的总设计长度就等于自由段与锚固段长度之和。注：有的用户认为到这一步锚杆设计就结束了，而实际上这一步计算得到最危滑面是假定锚固长度无限长条件下的最危滑面，采用设计锚杆长度计算以后，最危滑面位置可能会向下部移动。为了校核设计锚杆的可靠性，我们可以使用筋材来模拟锚杆，筋材的特点是可以计算滑动面位置变化引起的锚固强度的变化。4) 在「锚杆」参数界面中将所有锚杆的自由段长度更改为锚杆的总设计长度，接着在「筋材」中依照锚杆的位置、长度和入射角绘制添加筋材。其中筋材抗拉强度由锚杆设计锚固力换算得到，抗拔力计算选择“输入锚固长度”（对于全粘结锚杆/锚索，应选择“输入抗拔强度”，用户计算出锚杆/锚索每延米的抗拔强度输入即可），锚固长度输入上面计算得到的锚杆长度，筋材滑体内端点选择“固定”。此时，锚固力F的计算公式为： 式中：l—穿过滑面深入到土体中的加筋材料长度；     　  lk—加筋材料锚固长度； 　　  Rk—抗拉强度。图3 筋材设置最后，回到「锚杆」设置界面删除已经添加的所有锚杆，在「分析」界面中分析用筋材模拟锚杆后得到的最危滑面位置及相应的安全系数。一般情况下计算得到滑面位置会略有下移，安全系数也会有所降低。如果计算结果仍然满足设计要求，即说明前面的锚杆设计是可靠的；如果不满足设计要求，则需要对锚杆进行重新设计。注：除了上述几种方法，还可以采用锚杆和筋材组合的方法设计非全粘结的锚杆。详细介绍请点击这里。 查看全部

对于土质边坡，如果滑动面位置已经确定或锚固段区位于稳定地层中（例如基岩中），那么在进行锚杆或锚索加固设计时，锚固力便可以认为是不变的。对于以上两种情况，锚杆（索）的设计流程为：1)  根据潜在滑动面位置（对于锚固区已经确定而滑面位置尚未确定的情况，可以使用GEO5软件计算出天然条件下边坡的最危险滑动面位置），在「锚杆」设置界面中添加锚杆。添加窗口中的长度l指的是锚杆自由段的长度，在这里，锚杆自由段长度一定要穿过潜在滑动面。锚固力F为锚杆或锚索可以提供的锚固力大小，这里可以根据工程经验和实际工程条件输入一个初始设计锚固力。图1 添加锚杆2)  添加完锚杆以后，在「分析」界面中对边坡进行稳定性分析。在图形窗口中绘制滑动面位置，并将分析类型选择为“给定滑面”。如果安全系数不满足设计要求，需要回到「锚杆」设置界面中对设计参数进行修改。在一定范围内，可以通过增加锚杆或锚索的锚固力来提高边坡安全系数。如果还不满足设计要求，可以适当增加锚杆（索）的排数。图2 情况1图3 情况23)  计算得到合理的边坡稳定性安全系数以后，可以根据设计锚固力大小和建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013），计算出相应的锚固段长度。锚杆（索）锚固体与岩土层间的长度计算公式为：  式中：K —锚杆锚固体抗拔安全系数；　　　la —锚杆锚固段长度（m）；　　　Nak —锚杆轴向拉力标准值；　　　frbk —岩土层与锚固体极限粘结强度标准值（kPa）；　　　D —锚杆锚固段钻孔直径（mm）。《建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）》还要求对锚杆（索）杆体与锚固砂浆间的锚固长度进行验算： 式中：la —锚筋与砂浆间的锚固长度（m）；　　　d —锚筋直径（m）；　　　n —杆体（钢筋、钢绞线）根数；　　　fb —锚筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa）。最后锚杆的总设计长度就等于自由段与锚固段长度之和。 图4 情况1计算结果  图5 情况2计算结果那么，锚固力随滑面位置变化的锚杆/锚索又应该如何设计呢？点击这里查看。 查看全部

　　介绍了GEO5 v2016土坡模块中如何查看剩余下滑力及各条块处推力情况。　　在GEO5「土质边坡稳定分析模块」中，当选择「不平衡推力法（显示或隐式）」作为安全系数计算方法时，如果计算得到的安全系数小于设计安全系数，软件会在计算结果中给出剩余下滑力，但是部分用户反馈说想查看各位置的剩余下滑力情况。虽然GEO5 2016中并未给出推力传递曲线（将来会在计算书中给出），但是我们仍能通过其他方法求得各位置的推力大小。今天就跟大家简单介绍一下。　　首先，何为剩余下滑力？　　所谓剩余下滑力Ｅ，是指土体的下滑力Ｔ与抗滑力Ｒ的差值。　　即：隐式解：显示解：　　可见，当时，土体无剩余下滑力，边坡稳定；当 时，边坡不稳定，需要改变坡型设计或采取支护措施。　　GEO5土坡模块中怎样查看剩余下滑力？　　在GEO5「土坡模块」中，我们可以通过在滑体区域内增加抗滑桩来实现。如下图所示边坡：注：当计算安全系数小于设计安全系数时，软件会自动给出滑面底端的剩余下滑力大小及其方向，但仅适用于不平衡推力法（传递系数法）。　　首先新建一个工况阶段，在原边坡上增加抗滑桩，将桩的位置设置在滑体以内，定位桩顶至边坡表面，桩长穿过滑面，其他参数随意设置即可。设置完成后，开始分析，完成后，通过点击右下方的详细结果查看结果：注：抗滑桩最大承载力只是用于计算抗滑桩在极限状态时边坡能达到的最大安全系数，和滑坡推力的计算无关。滑坡推力和滑体抗力由设计安全系数计算得到。因此，这里可以对抗滑桩最大承载力去任意值。　　该点处剩余下滑力即为上图中桩后滑坡推力减去桩前滑体抗力。　　在滑面范围内修改抗滑桩所在x轴上的位置，可得到滑面底端到滑面顶端任意位置的剩余下滑力，用户可以通过此种方式求出推力传递曲线。　　总结　　在实际设计中，其实我们并不需要找到剩余下滑力最小或者最大的位置，通常，我们需要选择容易施工的地方进行支护。同时，我们还需要从经验上判断哪些位置做挡墙或者做抗滑桩最合适，而不是依靠推力传递曲线去判断。求解方法本身就对模型进行了简化，参数的选取也有相应的误差，谁也不能保证推力传递曲线上最小的就一定是真实剩余下滑力最小的位置。因此，更多的时候，我们需要从施工和整个项目的具体情况取考虑支护结构的位置。设计好了位置，我们就可以通过上述方法求得对应位置的剩余下滑力，从而进行进一步的设计。当然，对于抗滑桩结构，由于「土坡模块」和「抗滑桩模块」有数据接口，整个过程就更加自然和方便了。　　目前新版本中已经加入条块间信息的输出功能，用户可以通过详细的计算报告查看。 查看全部

依据中国规范计算土的水平反力系数主要基于《建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）》，共有三种方法，即m法、c法和k法。采用m法时，水平反力系数计算公式为：其中：m-土的水平反力系数的比例系数 [kN/m4]；       　z-计算点距地面的深度[m]；      　 h-当前工况阶段下的基坑开挖深度[m]其中土的水平反力系数的比例系数m宜按桩的水平荷载试验及地区经验取值，由于缺少试验和经验，在《建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012）》建议由下列公式计算：其中：c-土的粘聚力[kPa]；　　　φ-土的内摩擦角[°]；　　　vb-挡土构建在坑底处的水平位移量[mm]，当此处的水平位移不大于10mm时，可取vb=             10mm。采用c法和k法时，水平反力系数计算公式为：当指数 n = 0.5时，即为c法，a = c (kN/m3.5)。当指数 n = 0时，即为K法，a = K (kN/m3)。当指数 n = 1时，即为m法。其三者关系可由下图展示：当基坑工程中涉及桩支护时，由于嵌固处（坑底）上方没有土体，因此其坑底处水平反力系数的初始值A取值为0。但是，对于边坡工程中涉及到抗滑桩支护时，由于嵌固处上部有滑体覆盖，在上部土体重力的作用下嵌固段土体会产生压实（应力增大），和基坑嵌固段的土体应力状态并不相同，因此，m的初始值并不为零（如上图中的m法和c法，橙色线为嵌固处）。因此，在使用GEO5「抗滑桩模块」时有必要对嵌固（坑底）处水平反力系数的初始值A进行取值。依据中国规范计算和上述说明，A的取值方法分别如下：    K法：                   A = 0    c法：                  A ≈ c*h10.5其中：h1-上覆滑体厚度[m]；       　c-嵌固处土体的c值；m法：                  A ≈ m*h1其中：h1-上覆滑体厚度[m]；      　 m-嵌固处土体的m值。因此依据上述相关公式，GEO5抗滑桩分析模块中嵌固（坑底）处水平反力系数的初始值A还是很容易取值的。实际应用中，出于保守考虑，A值可以进行适当折减。 查看全部

本文通过一个深基坑工程算例，来简单比较一下弹性支点法与弹塑性共同变形法计算结果之间的差异。弹性支点法是将支护结构视作竖向放置并受坑外侧向土压力作用的弹性地基梁，基坑开挖面以上的锚杆和内支撑视为弹性支座，基坑开挖面以下的土层则采用一系列弹簧进行模拟，这样就可以把支护结构作为弹性支承的地基梁进行计算。图1 弹性支点法计算模型弹塑性共同变形法的基本假设是结构周围的岩土材料是理想的弹塑性Winkler材料。材料性质由水平基床系数和极限弹性变形决定，其中水平基床系数描述了材料在弹性区域的变形行为。当超过极限弹性变形时，材料表现为理想塑性。该方法还采用以下假设：     1、作用在结构的土压力可能是主动土压力至被动土压力之间的任一值，但不能超出以这两种极限土压力为边界的范围。 　2、初始未变形结构上作用静止土压力。 图2 弹塑性共同变形法计算模型现在我们通过某地铁深基坑算例，分别采用弹性支点法和弹塑性共同变形法进行计算分析，并将两者的计算结果分别与实测数据进行对比，以直观地比较这两种方法的计算精度。已知基坑设计开挖深度为17.1m，基坑宽度为22m；围护结构采用Φ800@1400钻孔灌注桩加三道Φ600钢管内支撑，桩长22.1m，嵌固深度5.0m；钢管内支撑壁厚16mm，水平间距3m，预加轴力分别为300kN、552kN和487kN。基坑场地地层物理力学参数如下：表1 地层物理力学参数基坑开挖工况为：表2 基坑开挖工况打开GEO5「深基坑支护结构分析」模块，软件默认采用的分析方法为弹性支点法。在工况阶段[1]中添加或设置好地层、水平反力系数、岩土材料和排桩后，在「开挖」界面中将基坑深度设置为2.3m，接着点击「分析」得到第一个工况阶段的开挖计算结果。图3 工况一计算结果添加工况阶段[2]，在「内支撑」界面中添加设置第一道内支撑。 图4 添加第一道内支撑以此类推，添加并分析完所有的工况阶段。图5 工况阶段7最后可以查看基坑开挖完成以后，支护变形、内支撑反力、支护内力和土压力分布计算结果。图6 kh+土压力分析结果图7 桩身内力计算结果图8 位移+土压力采用弹性支点法分析完成以后，可以在工况阶段[1]中点击「分析设置」，在分析设置界面中点击“编辑当前设置”按钮，在弹出的设置对话框中将“分析方法”选择为“弹塑性共同变形法”，这样便可以在前面的设置基础上采用弹塑性共同变形法直接进行分析。基坑开挖完成以后，弹塑性共同变形法的分析结果如下：图9 kh+土压力分析结果图10 桩身内力计算结果图11 位移+土压力现场监测结果显示，工况5时，桩顶水位位移为5mm，支护最大水平位移为6.12mm，位置在9.5m左右。图12 工况5支护变形监测结果分别对比工况5时弹性支点法和弹塑性共同变形法的计算结果，可以看到对于弹性支点法，桩顶位移为3.9mm，支护最大水平位移为15.6mm，位置在12m左右；对于弹塑性共同变形法，桩顶位移为3.8mm，支护最大水平位移的计算结果为7.3mm，位置也在12m左右。图13 工况5弹性支点法支护变形              图14 工况5弹塑性共同变形法支护变形通过对比可以发现，弹塑性共同变形法的计算结果与实测结果更为接近，这是因为和弹性支点方法相比，弹塑性共同变形法可以更好的考虑结构前后土压力随支护结构变形的变化，可以更真实的反应出结构的变形和土压力的分布，从而也能得到更真实的计算结果。同时，在对于土压力不能超过极限土压力的考虑上，弹塑性共同变形考虑土体为理想弹塑性，部分区域的土体可以进入塑性状态，如果土压力超过极限土压力，则设置为极限土压力，即该处土体进入塑性状态。而弹性支点法则不做类似考虑，简化为总的土反力和总的被动土压力的比较，如果不能满足，则不进行任何计算上的调整，用户必须改变结构尺寸重新计算，即整个过程中土体都是弹性状态。 查看全部

源文件下载：生态挡墙.rar　　在岩土工程软件中，目前没有软件能单独模拟特殊生态挡墙。在GEO5中我们可以通过运用「混凝土砌块挡土墙」模块来解决这个问题。　　在岩土工程软件中，目前没有软件能单独模拟特殊生态挡墙。在GEO5中我们可以通过运用「混凝土砌块挡土墙」模块来解决这个问题。　　第一步：运行「混凝土砌块挡土墙」模块。在「项目信息」和「分析设置」界面中根据项目需求输入或选择相应的信息。　　第二步：点击添加工况1，建立模型。　　第三步：点击进入「墙身界面尺寸」界面，添加相应砌体参数。注：例如针对一种新型生态挡墙，其设计结构和砌体参数如图1所示：图1 生态挡墙结构和砌体参数图　　在GEO5「混凝土砌块挡土墙」模块中其砌体尺寸只有两种形式，如图2所示：图2 GEO5「混凝土砌块挡土墙」模块砌体尺寸图　　对于这种情况，我们可以将新型砌体分成上下两部分输入，通过几何计算确定输入的参数，针对案例工程，其砌体参数如图3所示。图3砌体参数　　第四步：点击进入「剖面土层」界面，添加输入各土层坐标值。　　第五步：点击进入「岩土材料」界面，添加各岩土材料。　　第六步：点击进入「指定材料」界面，将岩土材料赋到相应土层。　　第七步：点击其他界面输入相应信息，例如「基础」、「地下水」等。       注：针对新型挡墙其建立的模型如图4所示。 图4 生态挡墙模型图　　第八步：「分析」验算。点击相应界面即可进行计算，得出结果，例如「倾覆滑移验算」、「承载力验算」、「截面强度验算」。 注：在「混凝土砌块挡土墙」模块中验算承载力时将会启动「扩展基础设计」模块来进行分析，验算「外部稳定性」时将会启动「土质边坡稳定分析」模块来进行分析。特别说明：建模时将一个砌块分成了上下两部分，在「截面强度验算」时不需要验算假想截面。　　针对案例工程考虑干涸工况和地震工况等情况，启动「土质边坡稳定分析」模块　　第一步：在工况1的基础上分析正常水位下坡体稳定性，其三维图如图5所示。图5 正常水位下3D模型图　　其分析结果如图6所示。图6 正常水位下边坡稳定性分析结果　　第二步：添加一个新工况，进入「地下水」界面，将地下水改成「无地下水」，点击「分析」界面，得到相应结果。其模型如图7所示。图7枯水位下3D模型图　　其分析结果如图8所示。图8 枯水位时边坡稳定性分析结果　　第三步：添加一个新工况，进入「地震荷载」界面，输入相应的参数，点击「分析」，即可得到相应的结果。其模型如图9所示。图9 考虑地震荷载时3D模型图　　其分析结果如图10所示。图10 考虑地震荷载时边坡稳定性分析结果　　因此通过GEO5「混凝土砌块挡土墙」、「扩展基础设计」和「土质边坡稳定分析」模块就可以实现该工程需求。 查看全部