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      2)水土的压力:在工程施工过程中,黏性土层或者基坑里外都进行了降水的砂性土层则按照水土的合算,只是在坑内降水的砂性的土层则按照水土分算的,在使用的过程中,为了保证永久结构的安全,不管砂性的土层还是黏性的土层,都适合按水土分算考虑的。

     1.3.1.3 围护结构计算方法

      1)弹塑性的有限元法:将结构与地层作为一个相互的作用体,通过了理论假定确定地层的本构关系及地层与结构界面的作用模式、按照施工的过程逐步模拟地层与结构的作用机理、确定结构的内力与变形的变化及周围的土层的力学机理及变位。目前采用了的计算模型主要是有理想的弹塑性模型、黏弹性模型、邓肯-张非线性模型等。通用的计算的程序有ANSYS程序、2D-σ、3D-σ程序及同济曙光程序等。因为围岩的性质是极其复杂,难以用单一的一种模型进行相应的模拟,再加上地层的应力的释放过程和开挖的方式、开挖的过程、支撑的形式、支撑刚度等有特别密切的联系,从而使得计算的过程中有一些参数难以来确定了,最后导致了计算的结果难于反应实际的受力情况。因此,这一种计算的方法一般适用于定性的分析或在同一工况下的施工方式比选。

      2)杆件的有限元法:得知基坑面以上的结构所承受的荷载,用弹簧来模拟基坑以下的地层与结构的相互作用,用梁(板)单元模拟结构,随着施工的不同阶段按照增量法或总量法对受力结构进行了计算。目前最多采用了SAP84程序、理正深基坑计算程序、同济启明星计算程序等计算机的计算程序。

      3)理论假定的简化法:譬如假想支点法、等值梁法、m法等。我们目前的设计过程中,杆件有限元法应用的较为普遍,计算结果、计算精度较为接近我们的实际。

    1.3.1.4 围护结构设计

      参照了结构受力结果,按照相应的规范、按结构重要的强度、刚度、稳定性、变位、构造要求进行相应的结构设计,在满足上述所有条件下尽可能做到经济的合理、方便我们施工。

    1.3.2 支撑结构设计

    1.3.2.1 支撑结构选择

      第一要参照地层的条件、地下所埋管线、基坑的尺寸、施工要求来确定锚拉式或内撑式的支撑方式。对内撑式结构来说,应该要根据材料情况、施加预应力方式来确定支撑结构材料。

    1.3.2.2 计算所需支撑结构

      1)锚杆的计算:锚杆的承载力是主要由拉杆的抗拉极限强度、拉杆和锚固体之间的握裹力极限、锚固体与土体之间的抗拔力极限来确定的。一般情况下软质岩、风化岩层和土层中锚杆的极限抗拉强度、锚杆的孔壁与砂浆的摩阻力均小于钢拉杆承受的砂浆的握裹力,锚杆的抗拔力极限受到孔壁摩阻力的控制,即沿接触面外的围软质岩和土层的抗剪强度取决,所以锚杆的极限抗拔力可按照下面式计算:

      式中,Tu表示了土层锚杆的极限抗拔力;F表示了锚固体的周围表面的总摩阻力;Q表示了锚固体受压面的总抗压力;D1表示了锚固体的直径;D2表示了锚固体的扩孔部分的直径;τy表示了深度y处的锚固体与土体的单位面积上的抗剪强度(摩阻力);q表示了锚固体的扩孔部分的土体的抗压强度;A表示了锚固体存在的扩孔部分的土体抗压面积;y1-y2、y2-y3各表示锚固体非扩孔部分的长度和扩孔部分的长度。临时性的锚杆抗拔力的设计值为Tu除以1.3~1.5,永久性锚杆的设计值为Tu除以2~2.5。

      2)内支撑的计算:根据相应偏心受压构件的强度、平面内及外的稳定性进行了结构计算,除了竖向荷载(支撑的自重和支撑的顶面施工活荷载等)产生的偏心弯距以外,同时还必须考虑到支撑的安装误差造成的偏心影响,它的偏心距是可以考虑支撑的计算长度的1/1000。

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