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底部固支的支锚式支挡结构的分析

底部固支的支锚式支挡结构的分析将结构看作连续梁,且满足结构底端固支在岩土体里的假设(等值梁法)。在实际分析之前,首先需要计算结构上作用的土压力。作用在基坑外侧的土压力假定为主动土压力,而基坑内侧的土压力假定为被动土压力

被动土压力值可以通过被动土压力折减系数进行折减。被动土压力的大小决定了结构的最大变形量,但是实际上挡墙向填土方向的位移量很难达到那么大,因此,实际的被动土压力为静止土压力(没有发生变形的墙体)至被动土压力(达到理论最大变形的墙体)之间的某一值,(例如,结构转角约为10mRad时- 那么,高1m的结构达到被动土压力时变形为 10mm )。因此,考虑到实际工程中不可能允许达到这么大的位移量,有必要通过设置“被动土压力折减系数”小于或等于1来降低被动土压力的值。推荐值如下:

  • 0.67 折减约一半的最大变形量(达到被动土压力)
  • 0.33 约等于桩前达到静止土压力时的变形量,约为最大变形量的20%

软件提供了两种计算主动土压力的方法:

  • 根据输入的岩土参数,地下水,超载,坡面以及截面最小土压力来进行计算;
  • 用户自定义从地表至零值点范围内作用在桩身上的主动土压力(通过该方法可以计算任意的主动土压力分布形式)

零值点即结构前后土压力相等的点,该点距坑底的深度由下式计算:

其中:

u

-

零值点距坑底的深度

σa

-

基坑外侧坑底处主动土压力的大小

K

-

总侧压力系数(Kp - Ka

γ

-

坑底以下土体的重度

底部固支的支挡结构的分析假设土压力合力为零的点 N(深度ueak - epk = 0)和弯矩为零的点相同(即等值梁法)。分析时将支挡结构被分为两部分 – 结构顶端至零值点(上端梁)和零值点至结构底端(下端梁):

底部固支的支锚式支挡结构的分析

首先分析上端梁并计算锚固力 F 和零值点处的反力 R。此时,下端梁长度 x需满足其底端处的力矩为零(下端梁受反力 R 和相应土压力的作用)。为了满足剪力平衡,如图所示,计算出的下端梁长度将被延长 Δx

支挡结构长度延长 Δx 的计算

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