支挡结构计算模版课件

支挡结构计算欢迎参加支挡结构计算课程本课程将系统介绍支挡结构的基本理论、设计原则和计算方法，帮助学员掌握各类支挡结构的设计与验算技能从土压力理论到具体工程实例，我们将全面探讨支挡工程中的关键问题和解决方案通过本课程的学习，您将能够理解支挡结构的受力特点，掌握不同类型支挡结构的计算模型，并能独立完成支挡结构的稳定性分析与结构设计无论是传统的重力式挡土墙，还是现代的加筋土、锚杆支护结构，都将得到详细讲解课程概述课程目标掌握支挡结构的基本理论和计算方法，能够独立完成各类支挡结构的设计与验算主要内容土压力理论、支挡结构稳定性分析、各类支挡结构的设计计算方法授课对象土木工程专业学生、工程技术人员、设计院工程师课程安排理论讲解（）、案例分析（）、实践应用（）60%30%10%支挡结构的基本概念定义功能支挡结构是用于支撑和稳定土体抵抗土体侧向移动，保持边坡稳或其他松散材料，防止其沿自然定；提供高差地形的过渡；保护坡度滑动的工程构筑物这类结建筑物基础免受土体移动影响；构能够承受土体侧向压力并保持创造可用的平台空间稳定，广泛应用于边坡、路堤、基坑等工程中设计原则确保整体稳定性、防止过度变形、提供足够的排水能力、兼顾经济性和环境协调性、满足使用寿命要求支挡结构的类型刚性支挡结构柔性支挡结构重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土加筋土挡土墙、土钉墙、板桩墙墙复合支挡结构锚固支挡结构排桩锚固结构、地下连续墙、组合式支挡结锚杆挡土墙、锚索支护结构构土压力理论简介土压力概念土压力类型经典理论土压力是指土体对支挡结构所施加的侧主动土压力支挡结构向远离土体方库仑土压力理论（年）和朗肯土•1776向压力，是支挡结构设计的基础土压向移动时产生压力理论（年）是两种最基本的1857力的大小和分布受多种因素影响，包括土压力计算理论，至今仍广泛应用于工被动土压力支挡结构向土体方向移•土体特性、支挡结构的刚度和位移、地程实践中动时产生下水位等静止土压力支挡结构不发生水平位•移时产生库仑土压力理论基本假设土体是均质、各向同性的刚塑性体；破坏面为平面；土体自重和摩擦力是计算中的主要因素；墙背与土之间存在摩擦计算方法通过平衡极限法分析滑动土楔的力平衡，求解最不利滑动面，从而得出土压力的大小和方向优点可以考虑墙背倾斜、墙土摩擦、地表荷载等复杂条件；适用范围广，可应用于各种形状的支挡结构局限性假设破坏面为平面，与实际曲面有差异；不考虑土体变形，仅分析极限平衡状态；计算过程相对复杂朗肯土压力理论理论基础计算公式朗肯理论基于土体达到塑性平衡主动土压力系数Ka=1-状态时的应力分析，假设土体处sinφ/1+sinφ=于临界平衡状态，通过莫尔圆求°tan²45-φ/2解主动和被动土压力系数该理被动土压力系数Kp=论假设墙背垂直、光滑，土体为1+sinφ/1-sinφ=均质体°tan²45+φ/2其中为土体内摩擦角φ应用与限制计算简便，适用于墙背垂直、无墙土摩擦的简单工况；不适用于复杂地形、倾斜墙背或有附加荷载的情况；在实际工程中常需进行修正土压力计算方法比较比较项目库仑理论朗肯理论基本假设滑动破坏面为平面；塑性平衡状态；墙背考虑墙土摩擦垂直光滑适用范围适用于各种形状的墙主要适用于简单条件体和复杂条件下的计算计算复杂度计算较复杂，需分析计算简便，有简单解最不利滑动面析公式精确性考虑因素多，理论上简化假设多，结果可更接近实际能偏保守工程应用广泛用于复杂工况的常用于初步设计和简精确计算单工况主动土压力计算结果验证通过监测数据或经验值验证计算结果修正计算考虑地下水、荷载和地震等影响因素基本计算应用库仑或朗肯公式计算主动土压力参数确定确定土体单重、内摩擦角、墙土摩擦角等条件分析分析地形条件、荷载情况、地下水位等被动土压力计算理论基础被动土压力是指支挡结构向土体方向移动时土体对结构产生的抵抗力，其数值远大于主动土压力，是支挡结构抗滑稳定性的主要来源计算方法采用朗肯理论，其中°Ep=

0.5γH²Kp Kp=tan²45+φ/2采用库仑理论需考虑墙土摩擦角，通过求解力多边形获得δ注意事项被动土压力的发挥需要较大位移，一般取设计值的；1/3~2/3曲面滑动分析法比平面滑动法更准确；应考虑安全系数进行折减静止土压力计算概念定义计算公式静止土压力是指土体与支挡结₀₀，其中E=K·γ·H²/2构之间不发生相对水平位移时₀为静止土压力系数K的侧向压力，一般大于主动土正常固结土₀K≈1-sinφ压力而小于被动土压力超固结土₀K≈1-，为超sinφ·OCR^sinφOCR固结比应用场景地下室外墙、刚性地下连续墙、深埋管道等变形极小的结构；考虑土体初始应力状态时；分析结构中长期土压力时水压力的影响地下水压力静水压力大小为，呈三角形分布，与深度成正比，方向垂直于γw·h墙面有效应力计算使用浮容重代替饱和重计算水位以下土体的有效土γ=γ-γwγsat压力综合土压力总土压力有效土压力水压力，两者需分别计算后叠加=+排水措施设置排水系统降低水压力，减轻支挡结构的负担，提高结构稳定性地震作用下的土压力计算动力土压力特点法计算步骤M-O地震作用使土压力的大小、方向和作用蒙诺诺贝冈贝方确定设计地震加速度系数和-Mononobe-Okabe•kh kv点发生变化，一般会使主动土压力增大法是地震土压力计算的经典方法，将地计算等效重力方向•θ，被动土压力减小地震荷载具有瞬时震加速度转化为等效重力场，在库仑理代入公式计算动态土压力系数•M-O性，在计算中需要考虑其对支挡结构稳论基础上考虑水平和竖向地震力的影响计算地震状态下的土压力•定性的不利影响主动土压力系数KAE=fφ,δ,β,θ，其中θ=arctan[kh/1-kv]支挡结构设计的基本原则安全可靠工艺适用确保结构在各种不利条件下具有足够的选择适合现场条件的结构形式和施工工安全储备，满足规范要求的各项安全系艺，确保施工的可行性数环境友好经济合理考虑结构与环境的协调性，减少对周围在满足安全要求的前提下，追求经济性环境的不利影响，节约材料和降低工程造价支挡结构的稳定性分析稳定性类型分析方法抗倾覆稳定性极限平衡法考虑结构处于临界状•态时的力平衡抗滑动稳定性•地基承载力弹性法分析结构的弹性变形和应•力分布整体稳定性•有限元法数值模拟结构与地基的相互作用安全系数要求抗倾覆（正常工况）K≥

1.5抗滑动（正常工况）K≥

1.3地基承载力K≥

2.0整体稳定性K≥

1.25~

1.5抗倾覆稳定性计算计算原理倾覆力矩抗倾覆力矩抗倾覆稳定性是指支主要来源于主动土压主要来源于结构自重挡结构抵抗绕趾部（力、水压力、地表荷、前侧土重、被动土墙前缘）倾覆的能力载等，这些力通常作压力等，这些力产生计算时需比较抗倾用于墙背，产生使结使结构保持稳定的力覆力矩与倾覆力矩的构绕趾部倾覆的力矩矩比值，确保安全系数满足规范要求安全系数抗倾覆力矩倾K=/覆力矩（正常≥

1.5工况）当安全系数不足时，可通过增加底板宽度、墙体重量或前趾长度来提高稳定性抗滑动稳定性计算

1.

30.5最小安全系数基底摩擦系数正常工况下的抗滑动安全系数要求，地震混凝土与土层间的典型摩擦系数，实际值工况可适当降低应根据地质条件确定30%被动土压力折减设计中常取全部被动土压力的30%~70%，考虑其发挥需要较大位移抗滑动稳定性计算的基本原理是比较水平抗力与水平滑力的比值水平抗力主要包括底面摩擦力和被动土压力，而水平滑力主要来自主动土压力计算公式为K=μ·∑V+Ep，其中为基底摩擦系数，为垂直力总和，为被动土压力，为水平/∑H≥

1.3μ∑V Ep∑H推力总和地基承载力验算底面应力分布承载力计算偏心验算支挡结构底面的应力分布取决于合力作用地基承载力验算公式为避免底面出现拉应力，合力作用点应落σmax=N/A+点的位置当偏心距时，底面出现，其中为垂直力合力，在底面中间范围内，即偏心距eB/3M/W≤fa/K NA1/3拉应力，不符合设计要求为底面面积，为底面弯矩，为底面抗，这称为中间三分之一法则M We=M/N≤B/6弯模量，为地基允许承载力，为安全若不满足，需要调整墙体尺寸或增加前fa K系数一般取趾长度

2.0整体稳定性分析稳定性风险识别分析地形条件、地质构造、地下水等因素，识别可能的整体失稳风险临界滑动面分析寻找最不利滑动面，通常为穿过支挡结构底部的圆弧形或复合形滑动面稳定性计算3采用条分法（如简化毕肖普法、斯宾塞法等）计算滑动体的稳定安全系数安全验证确保计算得到的安全系数（一般工况）或K≥

1.3K≥

1.15（地震工况）加固措施若安全系数不足，采取加固措施，如设置锚杆、土钉、桩基或改善排水条件重力式挡土墙设计°°

0.5~

0.75~10墙高与底宽比墙背倾角经验设计参数，根据墙高确定初步底宽适当倾斜可提高稳定性，减少土压力1/12~1/8沉降缝间距按墙高的倍数确定，防止温度变形导致开裂重力式挡土墙依靠自身重量抵抗土压力，设计时应注重整体稳定性分析设计流程包括初步确定墙体尺寸、计算作用力（含自重、土压力、水压力等）、进行稳定性验算（抗倾覆、抗滑动、地基承载力）、结构强度验算和沉降变形分析对于高度超过米的挡墙，7一般不推荐采用重力式结构，可考虑悬臂式或扶壁式挡土墙重力式挡土墙的结构特点材料多样自重抵抗可采用混凝土、砖石、块石或组合材料建造通过自身重量抵抗土压力，无需配筋或仅少量配筋断面厚重断面呈梯形，底宽大，顶宽小，重心低，稳定性好变形较小受力简单整体刚度大，变形小，对周围环境影响较小主要承受压力，结构内部应力较小，构造简单重力式挡土墙的计算模型重力式挡土墙的计算模型通常采用简化的几何形状进行分析最常见的是梯形断面模型，包括垂直墙背和倾斜墙背两种类型复杂形状的墙体可分解为多个简单几何体进行计算计算时需要确定各部分的重心位置，并将土压力简化为集中力或均布力重力式挡土墙设计中，结构自重是最主要的抗力来源，因此准确计算墙体自重和合力作用点非常重要重力式挡土墙的荷载分析结构自重墙体各部分的重量，是主要抗力来源土压力包括主动土压力和被动土压力，主动土压力是主要推力水压力地下水或渗流水产生的静水压力和渗透压力附加荷载墙顶或地表的车辆荷载、建筑荷载等特殊荷载地震力、冻胀力、温度变形力等偶然荷载重力式挡土墙的稳定性计算悬臂式挡土墙设计初步尺寸确定根据经验公式确定墙高、墙厚、底板宽度和前后趾长度；一般底板总宽为墙高的倍，墙顶厚度不小于

0.5~

0.720cm荷载计算计算墙体自重、填土重量、主动土压力、水压力和附加荷载等作用力的大小和位置稳定性验算进行抗倾覆、抗滑动、地基承载力和整体稳定性验算，确保各项安全系数满足要求结构配筋设计计算墙身、底板的弯矩和剪力，确定各部位的配筋要求；为防止温度裂缝，还需设置适当的温度钢筋悬臂式挡土墙的结构特点倒形构造T典型的悬臂式挡土墙呈倒形，由垂直的墙身和水平的底板组成底板通常分为T前趾和后趾两部分，其中后趾较长，利用上部填土重量提供抗倾覆稳定性受力特点墙身主要承受弯曲变形，类似于固定在底板上的悬臂梁；底板则在土压力和地基反力作用下产生弯曲结构各部位均需配置足够的钢筋来承受弯矩和剪力材料利用效率高与重力式挡土墙相比，悬臂式挡土墙利用钢筋混凝土的抗弯能力，可以大大减少混凝土用量，一般适用于米高度范围，经济性更优6~10变形特性墙顶水平位移一般为墙高的，变形较重力式挡土墙大，但通常在允许

0.1%~

0.5%范围内设计时需考虑变形对周围环境的影响悬臂式挡土墙的计算模型墙身模型底板模型整体模型墙身通常简化为底部固定的悬臂梁，受底板前趾在上覆土重和地基反力作用下整体稳定性分析时，需将挡土墙与土体到三角形分布的土压力作用墙顶处位产生弯矩，通常简化为悬臂梁计算；底作为一个整体考虑在有限元分析中，移最大，底部弯矩最大墙身截面一般板后趾在填土重量和地基反力作用下产还需考虑结构与土体的相互作用，模拟采用变截面设计，顶部较薄，底部较厚生弯矩，也可简化为悬臂梁接触面的滑移和分离状态，以适应弯矩分布规律前趾弯矩Mf=qf·Lf²/2计算公式Mmax=1/6·ka·γ·H³后趾弯矩Mb=qb·Lb²/2悬臂式挡土墙的荷载分析荷载类型计算方法作用位置墙体自重各部分体积×混凝土容重各部分重心填土重量填土体积×土体容重填土重心主动土压力墙背底部以上处1/2·ka·γ·H²H/3地表均布荷载墙背底部以上处ka·q·H H/2水压力水位底部以上处1/2·γw·hw²hw/3地基反力总垂直力底面积±弯矩抗弯模量底面，分布形式取决于偏心距//悬臂式挡土墙的配筋设计墙身主筋墙身分布筋底板钢筋沿墙背布置，抵抗土压力引沿墙身水平方向布置，控制前趾上部和后趾下部配置主起的弯矩，下部间距密，上温度裂缝，一般取主筋面积筋，抵抗弯矩；前后趾均需部可适当放宽；主筋直径一的，直径为配置分布筋控制裂缝；墙身20%~25%般为，间距为，间距为与底板连接处需设置构造钢12~25mm8~12mm筋15~25cm20~30cm构造要求墙身主筋应伸入底板至少40倍直径；底板主筋应有足够锚固长度；需设置施工缝和胀缝，间距一般为8~12m扶壁式挡土墙设计结构组成适用条件经济性分析扶壁式挡土墙由墙身、底板和扶壁三部扶壁式挡土墙特别适用于高度超过米的与悬臂式挡土墙相比，对于米以上高810分组成扶壁是设置在墙背与底板间的高墙，此时悬臂式墙身厚度会过大，而墙，扶壁式可节省钢筋用量15%~25%肋板，间隔一定距离布置，用于加强墙扶壁式可以显著节省材料，混凝土用量随着墙高增10%~20%身，减小墙身厚度和配筋量加，经济优势越明显设计时需注意，扶壁占用后方空间，要扶壁间距一般为墙高的倍求有足够的施工空间；扶壁会增加施工与重力式挡土墙相比，对于相同高度，•

0.7~

1.0难度和模板工程量；但对于高墙而言，扶壁式可节省混凝土用量，扶壁厚度通常为40%~60%•20~30cm节省的钢筋混凝土材料可抵消这些不利但需要增加钢筋和模板工程量墙身厚度可比悬臂式挡土墙薄•因素10~15cm扶壁式挡土墙的结构特点扶壁功能墙身特点底板特点扶壁主要起到支撑墙身的作用，将土墙身在扶壁支撑下形成连续板，跨度底板与悬臂式挡土墙类似，分为前趾压力部分转化为轴向压力，减小墙身为扶壁间距，受力状态类似于二维板和后趾后趾与扶壁连接处需加强配弯矩扶壁还能增加整体刚度，减小墙身厚度可根据土压力和跨度确定筋，前趾在扶壁处弯矩较小，可适当墙身变形，提高整体稳定性扶壁底，一般比悬臂式挡土墙薄墙身配筋减小配筋底板整体形成肋板式结构部与后趾连接，形成一个框架结构，需考虑两个方向的弯矩，水平筋和垂，刚度大，变形小，对地基要求相对可有效抵抗较大的水平推力直筋均为主筋较低扶壁式挡土墙的计算模型综合分析整体模型分析各构件协同工作情况1有限元法2计算复杂受力和变形状态框架法3将墙身、扶壁和底板作为框架分析分离法4分别计算墙身板、扶壁和底板受力简化模型5墙身作为连续板，扶壁作为支撑扶壁式挡土墙的荷载分析扶壁式挡土墙的荷载分析与悬臂式类似，主要包括主动土压力、土体重量、水压力、附加荷载和墙体自重等不同之处在于荷载传递路径主动土压力首先作用于墙身，然后通过墙身传递到扶壁和底板；扶壁上方的填土重量直接作用于扶壁，增加抗倾覆稳定性；扶壁将墙身的水平推力部分转化为垂直压力，减小墙身的弯矩计算时，可以按照墙身单位宽度分析土压力分布，再根据扶壁间距确定传递到各扶壁的荷载扶壁式挡土墙的配筋设计墙身配筋1墙身作为连续板，受两个方向弯矩作用，需设置正交双向钢筋水平钢筋主要抵抗跨扶壁间的弯矩，竖向钢筋抵抗竖向弯矩并控制裂缝扶壁间距较大时，水平钢筋用量较大；扶壁间距较小时，竖向钢筋用量相对增加扶壁配筋2扶壁主要承受拉压复合受力，底部受拉，需设置足够的拉力钢筋；上部主要受压，适当配置构造钢筋即可扶壁与墙身连接处存在集中应力，需加强配筋或增加厚度扶壁内还需设置水平分布筋控制温度裂缝底板配筋3前趾上部配置抗弯主筋，在扶壁间弯矩较大；后趾下部配置抗弯主筋，在扶壁处需加强底板还需配置垂直于墙身方向的分布筋扶壁与底板连接处应设置足够的锚固长度，确保力可靠传递构造要求4各部位钢筋直径一般为，间距为墙身与扶壁、扶壁与底板的连接12~25mm15~25cm处需采用搭接或弯折方式确保连接牢固设置施工缝和伸缩缝控制温度变形，间距一般为12~18m加筋土挡土墙设计工作原理组成部分设计要点加筋土挡土墙是通过将土工合成材料（面板系统混凝土预制板、金属网格设计重点是确定筋材的长度、间距、强•如土工格栅、土工织物等）或金属筋带、格宾网或包裹式工法度和埋设深度筋材长度一般为墙高的埋设在填土中，利用筋材与土体间的摩倍，垂直间距为，加筋材料土工格栅、筋带、金属条

0.7~

0.830~60cm•擦力或被动抗力增强土体整体强度和稳埋设深度需满足内部稳定性要求面板、土工织物等定性的一种支挡结构筋材可以承受拉系统主要起保护和美观作用，也需进行填充土粒径适中的砂砾土，具有良•力，弥补土体抗拉强度低的缺点，形成结构验算好的排水性和摩擦特性一个复合材料整体排水系统防止水压力积聚，保持结•构稳定加筋土挡土墙的工作原理土体与筋材相互作用1当土体产生水平位移趋势时，与筋材之间产生相对位移，激发摩擦力或被动抗力，约束土体变形应力分布优化筋材承受拉力，改变土体内应力分布，降低剪应力水平，提高整体稳定性复合材料整体效应筋材与土体共同工作，形成具有较高抗剪强度、抗变形能力的复合材料整体柔性结构适应性结构具有一定变形能力，可适应基础不均匀沉降，且结构自重轻，对地基要求低加筋土挡土墙的设计步骤勘察与参数确定收集地质资料，确定填土和基础土参数，选择合适的筋材类型初步尺寸设计确定墙体高度、筋材长度、铺设间距和面板类型；筋材长度一般为墙高的倍内部稳定性分析

0.7~

0.8验算筋材拉断、拉出和连接部位强度，确保加筋区内部稳定外部稳定性分析验算整体抗倾覆、抗滑动、地基承载力和全局稳定性排水系统设计设计合理的排水措施，防止水压力积累和冲刷侵蚀细部构造设计设计面板连接、顶部收边、转角处理和施工步骤等细节加筋土挡土墙的稳定性分析锚杆挡土墙设计结构组成适用条件施工方法锚杆挡土墙主要由挡墙体、锚杆和锚固体锚杆挡土墙特别适用于深基坑支护、陡峭锚杆施工一般采用钻孔、清孔、插入锚杆三部分组成挡墙体可以是混凝土墙、钢边坡加固和空间受限的支挡工程当支挡、灌浆、张拉和锁定等步骤钻孔采用旋板桩或排桩等，承受土压力并通过锚杆传高度较大且无法设置较宽底板时，锚杆结挖或冲击钻进，孔径一般为递部分水平力；锚杆为受拉构件，将力传构可以有效减小挡墙位移和结构内力锚；灌浆采用水泥砂浆或水100~150mm递到稳定土层；锚固体埋设在稳定土层中杆技术还可以用于加固已有支挡结构，提泥浆；张拉需在灌浆强度达到设计要求后，提供抗拔力高其抗变形能力进行，确保锚固体与周围土体有效结合锚杆挡土墙的结构特点多级支护能力减小结构内力可设置多排锚杆，适应高支挡结构和分层开挖的需占用空间小锚杆的拉力可减小墙体内要弯矩和剪力，使结构尺寸不需要宽大的底板，适用减小水平位移更加经济于空间受限的城市工程施工灵活锚杆提供向土体方向的拉力，抵消部分主动土压力可与多种挡墙体式结合，，显著减小墙体水平位移适应不同地质条件和工程要求1锚杆挡土墙的计算模型简支梁模型弹性地基梁模型当锚杆间距较大时，可将墙体简将墙体视为弹性地基上的梁，土化为简支梁，锚杆位置为支点，体用弹簧系数模拟，锚杆为集中计算墙体内力和变形该模型计支撑力该模型可以考虑土体与算简便，但忽略了墙体与土体的结构的相互作用，更接近实际情相互作用，结果偏于保守况，但需要确定合理的地基反力系数有限元法采用有限元软件建立墙体、锚杆和土体的完整模型，可以模拟复杂的几何条件、分层地质、施工过程和非线性行为，是目前最为精确的计算方法，但计算量大，参数确定难度高锚杆设计与验算

1.5~

2.03~5m锚杆安全系数锚固段长度锚杆设计拉力与容许拉力之比一般砂土中锚固长度，粘性土中可能需要更长

1.5~

2.5m250~400kN锚杆垂直间距单锚承载力多排锚杆的典型垂直间距范围常见直径锚杆的设计承载力范围锚杆设计的关键环节包括确定锚杆位置、角度、长度和承载力锚杆应穿过潜在滑动面，锚固段应位于稳定土层中；锚杆倾角一般为°°；自由段长度需确保锚固体位于潜在滑15~20动面外至少米锚杆验算包括锚杆本体强度、锚固体与土体间的摩擦力、连接部位强度和防腐蚀措施等方面对于永久性锚杆，需采用双重防腐措施，并考虑长期蠕变效应3深基坑支护结构设计工程勘察详细调查地层、地下水、周边环境方案选择根据地质条件和周边环境选择适宜的支护类型计算分析土压力计算、内力分析、结构设计施工设计开挖顺序、监测方案、应急措施深基坑支护的类型深基坑支护结构类型丰富，主要包括土钉墙、支护桩（排桩、咬合桩等）、地下连续墙、钢板桩墙、工法墙等选择支护类型时需综合考虑基坑深度、SMW地质条件、地下水情况、周边环境敏感性、工期要求和经济因素等土钉墙适用于临时性、水位低的基坑；支护桩适用于中等深度基坑；地下连续墙适用于深基坑和水位高的情况；钢板桩适用于临时性、地质较软的基坑支护结构还常与内支撑、锚杆、土层锚索等支撑系统配合使用，形成复合支护系统土钉墙设计适用条件土钉墙适用于地下水位较低、周边无重要建筑物的临时或永久支护工程最适宜的土质为有一定粘聚力的土体，如粘性土、砂质粘土等；不适合用于松散砂土、软弱土和有流砂可能的地层设计要点确定土钉长度（一般为开挖深度的倍）、垂直和水平间距

0.7~

1.0（一般为）、倾角（通常为°°）以及土钉直径

1.0~

1.5m10~15（一般为）面层喷射混凝土厚度一般为，20~32mm8~15cm配合钢筋网增强整体性计算方法采用极限平衡法分析整体稳定性，可使用法或法；Bishop Janbu采用弹性理论或有限元方法分析土钉受力和变形需验算整体稳定性、面层强度和土钉强度等设计安全系数一般不小于

1.3土钉墙的工作原理整体工作特性形成拱效应和悬臂梁效应应力再分布2土钉约束土体变形，使应力重新分布复合材料效应土钉与土体形成复合加筋土整体摩擦力传递4通过土钉与土体间的摩擦力传递拉力分层开挖施工逐层开挖、钉入、喷射混凝土土钉墙的稳定性分析整体稳定性局部稳定性变形控制土钉墙的整体稳定性分析主要基于极限土钉墙的局部稳定性包括以下方面土钉墙顶部水平位移一般为墙高的平衡法，假设沿潜在滑动面破坏常用影响变形的因素包括

0.1%~

0.4%面层稳定性混凝土面层应能抵抗局

1.的计算方法有部土压力土钉长度和密度•二维分析法如法、简化

1.Bishop土钉拉出稳定性土钉与土体间的摩土体特性

2.•法等Janbu擦力应足够开挖方式和顺序•三维分析法考虑空间效应的更精确

2.土钉强度土钉本体应有足够的抗拉

3.面层刚度•计算、抗剪强度对变形敏感的工程应进行详细的变形分有限元法考虑非线性土体性质和施

3.连接稳定性土钉与面层的连接应可

4.析和监测工过程靠整体稳定性安全系数一般要求不小于

1.3局部稳定性安全系数一般要求不小于

1.5排桩支护设计排桩类型排桩支护可分为多种类型，包括钻孔灌注桩、预制混凝土桩、钢管桩等根据桩间关系又可分为间隔式排桩（桩间有间距，需配合喷锚或土钉支护桩间土体）和连续式排桩（桩间无间距，如咬合桩、搭接桩等）设计参数排桩直径一般为，桩长需满足嵌固深度要求，一般为开挖深度的倍

0.6~

1.2m

0.5~

1.0桩间距（中心距）通常为桩径的倍桩身配筋率一般为，主筋直径为

1.5~31%~2%，箍筋为，间距为25~40mm8~12mm150~250mm支撑系统排桩支护常需配合内支撑或锚杆系统使用，以减小桩身内力和位移内支撑可采用钢管支撑、混凝土支撑或型钢支撑；锚杆支撑需考虑对周边建筑物的影响，并确保锚固在稳定土层中止水措施若需防渗，连续式排桩可作为止水帷幕；间隔式排桩需配合高压旋喷桩、深层搅拌桩或帷幕灌浆等止水措施排桩背面还应设置排水系统，防止水压力过大排桩支护的计算模型弹性地基梁模型有限元模型经验图表法极限平衡法将排桩简化为弹性地建立土体结构相互作基于大量工程实践总假设土体处于极限状-基上的梁，土体反力用的二维或三维模型结的半经验设计图表态，计算墙前后土压用弹簧代替，适用于，可考虑土体非线性，如图表法，可力差，简单但保守，Peck初步设计和简单工况、分层开挖和支撑系快速估算土压力分布通常用于验证其他方，计算简便但精度有统，精度高但计算复和桩身内力法的结果限杂排桩支护的内力分析地下连续墙设计地下连续墙概述设计参数常见问题及解决方案地下连续墙是一种由钢筋混凝土墙板组墙厚一般为，根据开接头渗漏采用特殊止水设计，如600~1200mm•成的连续性地下挡墙结构，通过专用设挖深度和荷载确定；墙段长度一般为钢板止水、三管法等CWS备在泥浆护壁条件下开挖槽段，然后下，由施工设备和操作便利性决定5~6m墙身混凝土缺陷改进泥浆性能，优•放钢筋笼、浇注混凝土形成地下连续；嵌固深度一般为开挖深度的

0.3~

0.6化混凝土配比墙具有强度高、刚度大、抗渗性好和施倍；配筋率为，主筋采用双

0.6%~

1.2%导墙偏差加强测量控制，提高导墙•工噪音小等优点，适用于深基坑、地下层布置，常用直径为25~40mm施工精度水丰富和环境敏感区域钢筋笼变形增加刚度，改进吊装方•法地下连续墙的施工方法场地准备与导墙施工平整场地，施工工作平台，修建混凝土导墙，导墙宽度一般比墙厚宽，深度20~30cm1~

1.5m成槽开挖使用抓斗或液压铣槽机沿导墙开挖槽段，同时灌入膨润土泥浆护壁，保持槽内泥浆面高于地下水位以上槽段清理与检查2m开挖至设计深度后，用清底器清除槽底沉渣，确保泥浆指标合格，检查槽壁垂直度和深度安装钢筋笼吊装预制钢筋笼入槽，钢筋笼底部设置混凝土垫块保证保护层厚度，固定好导管位置混凝土浇筑采用导管法浇筑水下混凝土，导管埋入混凝土面下，保持2~6m连续浇筑，使泥浆逐渐被混凝土置换接头处理相邻墙段施工时处理好接头，可采用预埋钢板、橡胶止水带或后注浆等方法确保接头防水地下连续墙的结构计算计算模型结构设计接头设计地下连续墙的计算模型主要有弹性地基梁地下连续墙的结构设计主要包括墙身厚度接头是地下连续墙的薄弱环节，需要特殊模型和有限元模型两种弹性地基梁模型确定和钢筋配置墙厚应满足强度和刚度设计常用的接头形式有平接头、咬合接简化墙体为梁，土体为弹簧；有限元模型要求，一般根据最大弯矩和剪力确定钢头和企口接头三种为确保防水性，接头可以考虑土结构相互作用的复杂性，更筋设计需考虑墙体两侧均可能受拉的情况处通常设置止水设施，如钢板止水带、橡-为精确但计算量大多级支撑的地下连续，通常采用双向双层布置，主筋间距不大胶止水带或膨胀止水条对于重要工程，墙计算应考虑分步开挖的影响于，墙身内外两层钢筋均应设置可采用二次灌浆补强接头200mm水平分布筋支挡结构的排水设计反滤层设计排水原则防止细粒土流失，保证长期排水效果防止水压力积累，降低土体含水量泄水孔布置合理设置泄水孔位置、尺寸和间距5防水措施排水沟系统必要时采用防水材料和结构防水设计收集和引导地表水和渗透水支挡结构的沉降分析支挡结构的耐久性设计环境因素分析设计使用寿命识别可能影响结构耐久性的环境因素，如冻融循环、侵蚀性地下明确支挡结构的设计使用寿命要求，一般永久性支挡结构不低于水、化学侵蚀和温度变化等在设计中应根据结构所处环境条件年，重要结构可达年临时支护结构的设计使用寿命通常50100，采取相应的防护措施为年，但也应确保在使用期内的安全可靠1~5材料耐久性构造细节选择适当的材料和保护措施，如高耐久性混凝土、耐腐蚀钢筋、合理设计伸缩缝、沉降缝、防水层和排水系统等细节，避免雨水防腐处理的金属构件等对于混凝土结构，应控制水灰比、增大渗入和积聚对易损部位采取加强措施，如墙顶加盖、墙面防护保护层厚度、添加混凝土外加剂或掺合料提高抗渗性和特殊接缝处理等，延长结构使用寿命支挡结构的施工监测监测项目监测方法监测频率报警值水平位移测斜仪、全站仪每天一次墙高的3~

70.3%~

0.5%沉降水准仪、沉降观每天一次3~730~50mm测钉倾斜倾斜仪、激光扫每天一次7~141/300~1/200描裂缝裂缝观测仪、目每天一次宽度7~

140.3mm视检查土压力土压力盒每天一次设计值的倍7~

141.2孔隙水压力孔隙水压力计每天一次设计水位3~7+1m锚杆索拉力锚索测力计每天一次设计值的倍7~

141.15支挡结构设计软件介绍PLAXIS MIDASGTS NXGEO5荷兰开发的专业岩土工程有限元分析软件韩国开发的三维岩土工程分析软件，具有捷克开发的岩土工程设计套装软件，模块，具有强大的土体本构模型库和接触面模友好的界面和强大的建模功能特别适合化设计，包含重力式挡墙、悬臂式挡墙、拟能力适用于各类支挡结构的变形、稳复杂地质条件和几何形状的支挡工程，可加筋土、土钉墙等专用模块操作简单，定性和地下水流分析，可模拟施工分阶段进行三维动力分析和地下水渗流计算，在内置多国设计规范，可快速进行各类支挡过程，是复杂工况分析的首选工具深基坑和隧道工程中应用广泛结构的初步设计和验算，适合一般工程实践工程实例分析项目概况某城市综合体地下四层基坑工程，基坑深度米，周边有重要建筑物，地下水位高18地质条件上部为杂填土和淤泥质土，中部为粉质粘土，下部为中密砂层，基底为砂卵石层支护方案采用厚地下连续墙，嵌固深度米，配合四道内支撑和两道锚杆，降水采用轻型井点1000mm8计算分析采用有限元法进行全过程分析，预测墙体位移最大为，周边建筑沉降最大为28mm15mm实施效果实际监测最大位移为，周边建筑最大沉降为，均在控制范24mm12mm围内，工程顺利完成课程总结与展望未来发展智能监测与自动预警技术的应用新兴技术技术与人工智能在支挡结构中的应用BIM绿色环保生态支挡结构与再生材料的应用研究计算方法新型本构模型与高效数值算法的发展基础理论土压力理论与支挡结构设计方法的系统掌握。