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1、侧向承载地下墙或挡土桩计算程序（DW）使用说明一、 一般说明本程序适用于侧向承载地下连续墙或挡土桩的位移和内力分析。假定墙体、锚杆、支撑和地基土体均为线性变形体，按Winkler地基模型用传递矩阵法求解。为了提高计算精度，程序设定在双精度状态运行。 1、对于厚度一定的墙体，可取每延米作为计算单元；对于平面成T形的槽段，可取整个T形截面进行计算；对于柱列式挡土桩，可取一条桩作为计算单元，并按本程序进行计算。2、荷载。沿地下连续墙或挡土桩一侧进行挖方作业后，在开挖面标高以上受到的土、水侧向压力（包括墙或桩后地面荷载所产生的侧压力），由本程序自动按有关计算公式确定。荷载分项系数由用户按实际情况自行选
2、定。水压力折减系数由用户按各岩土层的渗透性自行选定。3、基床系数。对所有各个土岩层的弹性支承，用户应根据地基条件选取合适的水平向基床系数。该基床系数最好通过同等条件的实测资料确定，或按土的类别、物理状态与地区经验取值。4、锚杆与支撑。沿开挖深度，墙（桩）体可设置一道甚至混合设置多道水平支撑与锚杆；也可不设置支撑与锚杆。本程序只考虑锚杆的水平约束作用。锚杆与支撑的刚度可按所有材料、截面尺寸、长度等因素确定。5、分段与节点编号。传递矩阵分析方法要求对墙（桩）体自上而下进行分段与节点编号。记分段总数为N，则节点总数为N+1。分段时应考虑土岩体的成层性、支撑点与锚杆支点位置、地下水位标高以及开挖面深度
3、等。此外，为了方便计算，本程序把非均布的侧压力等效地化为分段均布的侧压力，因此要求分段长度不可过大，以使计算结果有足够精度，人工分段无疑是一个十分繁琐的过程。本程序具有自动分段的功能，综合考虑了土岩层的界面位置、支点位置、地下水位及开挖深度等因素，并内定最大分段长度2m。6、符号规定。在计算简图中应将开挖侧统一置于墙（桩）的右侧。设置XZ坐标系，如图1所示，坐标原点置于顶端，与节点1重合。图中，q为地面荷载，h0为地下水位至墙（桩）顶端的距离，h1、h2、等为各个土岩层的厚度，位移以沿X方向为正。如图2所示弯矩M、剪力V为正，反之为负。7、各分段内部的位移、内力、与地基反力的变化。本程序可使每
4、个分段输出随意多个截面的计算结果，该功能由参数SEL控制，SEL由用户自行选定。例如，当取SEL为2时，每段共输出其上、下端与中央三处的计算结果。由于位移与地基反力是连续的，因此仅在末段才全部输出以上三处的结果，其余各段则只输出其上端与中央两处结果。本程序能反映在支撑点或锚杆支点附近的减力突变情况。8、施工过程的模拟。为了模拟整个基坑开挖过程中地下连续墙（桩）内力和位移的变化，本程序把设置每一道锚杆并施加张拉单独作为一个施工阶段进行计算；同样，把每一步挖方作业也单独作为一个施工阶段进行计算。由于对支撑不预内力，因此不单独作为一个施工阶段考虑。针对每个阶段算出的结果将是内力、位移的增量，把相应的
5、增量迭加，便可得到某个阶段结束时的内力、位移值。本程序可按写入数据文件内的指令依次自动完成各个施工阶段的内力、位移计算，完成迭加，并自动选出各个截面的最不利弯矩施工全过程中曾产生过的正、负弯矩，为配筋设计提供依据。二、 数据填写请按次序采用以下表格填写数据。表1 全局控制参数岩土层数地面荷载（kN/m2）地下水位(m)墙（桩）体总长度（m）分步开挖次数设置锚杆与支撑道数打印控制参数NLqh0lNEXNASEL注： h0由地表面往下算起。 若h0不与自然土层分界面重合，则NL为土岩层数+1。表2 压力计算参数压力模式荷载分项系数PRESCOEF注： 暂限定PRES=2。表3 变截面情况截面发生变
6、化位置HVC（m）注： HVC从地表面往下算起。 对TS=15（见表9），截面不可以变化，限定HVC=0 对TS=6，截面可以变化一次，可任意指定HVC（m）值，0HVCl0 表4 岩土指标参数层 号123NL重 度（KN/ m3）_内摩擦角（0）_粘聚力c(KN/m2)_基床系数k(KN/m3)_岩土层厚度h(m)_水压力折减系数red_注： 共填6行，每行NL个数，按 顺序逐行填写。 各岩土层累计厚度hi必须大于表1中的l值。 对中（或微）风化岩层或地下水位线以上的土层，系数red应填0。 对于强风化和中（或微）风化岩层，系数red后应分别加一字母“S”和“M”。 对水压力进行折减，一般0
7、red1。例如red取为0.7，表示对该层取70%的水压力，相应其有效重度将按此自动算出，余类推。表5 开挖步骤开挖步骤第一步第二步第NEX步开挖深度(m)_注： 自上而下开挖，共有NEX步，应填入NEX个数。 若是悬臂墙（桩），NA=0，最简便的计算是取NEX=1。表6 锚杆（支撑）设置支点深度（m）与水平线夹角（0）轴向刚度(KN/m)预张拉力(KN)第一道第二道第NA道注： 若是悬臂墙（桩），NA=0，此表省略。 共填NA行，每行4个数。 对于水平支撑，夹角填“0”，预张拉力填“0”。表7 施工顺序表表7-1施工分步数目NC表7-2施工步骤累计开挖深度(m)完成该步施工后墙（桩）上已有锚
8、杆（支撑）数目NA（i） 锚杆（支撑）信息逐个填入本步NA（i）道锚杆（支撑）的支点深度（m），对在本步装设并施加张拉的锚杆，须在其支点深度后加字母“T”第一步第二步第NC步注： 若NA=0，表7-1、7-2均省略。 表7-2共填NC行，每行有2+NA（i）个数字，因而各行长短不一，自上而下呈阶梯形。 表8 墙（桩）体参数截面形状参数重度弹性模量TS(KN/m3)E（N/mm2）注：截面形状参数规定见表9。表9 墙（桩）体截面尺寸TS=1（矩形）TS=2（T形）TS=3（圆形）b(mm)h(mm)b(mm)h(mm)b1 (mm)h1 (mm)d(mm)Wid(mm)TS=4（椭圆形）TS=5
9、（环形）TS=6（半圆圆形）a(mm)b(mm)Wid(mm)d1 (mm)d2 (mm)Wid (mm)d(mm)Wid(mm)注： 6种TS参数值只填表8已选定的其中一种。 表中的符号意义如图3所示。 图3中的箭头表示墙（桩）体承受的荷载方向。 Wid表示桩体的承载宽度。 TS=6表示桩截面上段为半圆形，下段为圆形。三、 输出结果输出结果分两部分。第一部分为数据校核（DATA CHECK），按数据表顺序输出，以备查考；第二部分为计算结果，依次为：1、 COMPUTED PRESSURE部分给出了各个岩土层的上、下界面处的侧压力强度。2、 墙（桩）体的自动分段数目（NO.OF SEGMENT
10、S）。3、 按施工步骤依次给出完成各个施工阶段时的位移和内力，内容包括： 在*CASE-*的下一行是关于锚杆（支撑）状况的进一步校核，其中KA（-）表示刚度值，TA（-）表示张拉力值。 第一个表给出各个分段的长度、平均侧压力和基床系数值。 第二个表给出墙（桩）体各个截面处的地基反力的水平位移。这里以与X轴反方向的地基反力为正。 接着是锚杆（支撑）的内力设计值AF（），括号内数字表示杆号。若是锚杆，AF以拉力为正；若是支撑，AF以压力为正。 第三个表给出墙（桩）体各个截面处的弯矩与剪力设计值。4、 最后一个表给出墙（桩）体各个截面的最不利弯矩设计值。此外，屏幕上还显示出位移图与弯矩图或弯矩包络图
11、，如需打印，按Print Screen键即可。地基系数（基床系数）k值地基特征K（N/mm3）淤泥质土、有机质土或新填土0.001 0.005软弱粘性土0.005 0.010粘土及亚粘土软 朔0.010 0.020可 朔0.020 0.040硬朔0.040 0.100松砂0.010 0.015中密砂或松散铄石0.015 0.025紧密砂或中密铄石0.025 0.040黄土及黄土类亚粘土0.040 0.050紧密铄石0.050 0.100硬粘土0.100 0.200风化岩石、石灰岩或砂岩0.200 1.000完好的坚硬岩石1.000 15.00注：摘自同济大学多层及高层房屋结构设计（下册），上海科学技术出版社，P.217第 4 页 共 4 页
