#PLAXIS#某狭长的浅基坑支护方案计算

按：

某日，导师对学校某基坑开挖设计进行评审，从经验判断设计方案过于保守。为了更有把握，导师让我根据对方提供的资料算一算。计算的结论是，原方案的确比较保守。

这是个比较典型的小例子，供大家参考。

1.工程概况：

单侧开挖长度为135.0m，开挖宽度约6.0m。待复核剖面采用钢管桩复合土钉墙支护方式（土钉+锚杆+微桩复合支护）。

沿长度方向布置钢管桩290根，桩长6.0m，桩直径150mm,桩间距50cm，桩体采用D80焊接钢管，成孔后下设钢管，桩体周围注入PSA32.5的水泥浆，水灰比0.5。开挖过程中支护剖面设置2道土钉和1道预应力锚杆，具体情况详见剖面图：

设计单位用理正进行过计算，计算简图如下：

2.参数取值:

因为是个很简单的模型，用MC model计算。

根据工程经验和地勘资料取模型参数：

	c/kPa	φ/°	γ/kNm-1
素填土	10	8	17
杂填土	15	15	18
粉砂	9.5	30	18.5
粘性土	24	26	18

（压缩模量参考值在坑深范围内取7MPa，坑底下取12MPa）

3.有限元模型

土均用摩尔库伦模型模拟。土钉、锚杆锚固段用土工格栅模拟，钢管桩用板单元模拟。土钉EA=2.4*105kN，锚杆自由段EA=2.75*104kN，锚固段EA=3.85*105kN。钢管桩中钢管内径80mm，外径90mm，桩体直径150mm，EA=7.4*105kN，EI=745.5kN*m2。临时工棚及其他荷载简化为60kPa的均布荷载，宽度6m，距基坑侧壁3m。

支护时，有80mm厚的混凝土面层，每延米面层EA=20.4*105kN，EI=1088 kN*m2。面层的刚度与桩相比不能忽略，分别进行不考虑面层贡献的计算和考虑面层贡献的计算。

4.不考虑面层的计算结果

开挖结束时的水平位移云图：

竖向位移云图：

桩的内力和变形情况：

土钉及锚杆锚固段的轴力分布：

土钉和锚杆的承载力有较大富余。

使用强度折减法进行安全性计算，随着土体强度值降低，首先出现的是整体倾覆破坏的破坏模式，此破坏模式对应的安全系数为2.00。

5.考虑面层的计算结果

用强度折减法进行安全系数计算，首先出现的破坏模式依然为整体倾覆式破坏，相应的安全系数为2.00。

6.结论

从结果看，原方案比较保守。土钉和锚杆拉力远小于抗拔力，基坑整体倾覆的安全系数为2.0，最大水平位移约1cm（考虑到有限元计算得到的位移一般偏大，实际位移应该更小）。