Page 228 - 基坑边坡支护设计与施工管理

D 基坑边坡支护设计与施工管理
esign and Construction Management of Foundation Pit Slope Support

化设计方法是弹性抗力法，弹性抗力法中的参数主要是桩锚支护结构的位移，以
及支护结构的最大限度的弯曲力矩等。通过科学合理的分析和优化设计，对桩锚
支护结构的设计计算方法进行确定。

采用相应的数学模型应用到桩锚支护结构的设计和分析计算中，并对桩锚支
护设计中的变量进行合理的设计，并计算出目标函数，这样可以根据结果来对桩
锚支护结构模型进行优化而确定设计方案。通过很多种算法对桩锚支护结构模型
进行求解，通过构架过程中产生的信息对模型进行构建，并在实际的设计以及应

用过程中，以检测的信息作为数据依据对桩锚支护结构进行优化设计。本书对桩
锚支护结构的优化设计，不但要考虑到基坑工程施工的稳定性，而且要对工程施
工的成本进行充分考虑。通过 MIDASGTSNX 有限元分析软件和数学模型对桩
长、桩径以及锚索位置进行计算和优化，获取参数值作为桩锚支护结构优化的主

要依据。
对桩锚支护中的桩长进行优化设计，在方案设计中基坑工程施工中原桩长为
24m，在保证其他因素不变的情况下，设定桩长为 21m 和 22m 两个值，对桩长
进行优化和计算。桩锚支护结构整体的稳定安全系数大于 1.2 值，那么桩锚支护

结构才可以保证整个基坑工程的稳定性，在基坑底部安全系数大于 2 的情况下，
才可以有效地满足整体稳定性的需要，通过计算得出，桩长在 21m 的时候，安
全系数在 2 和 2.3 之间，支护结构的抗倾覆作用，以及稳定性方面不符合制定的
要求，桩长 21m 的设计方案不符合优化设计的要求。那么桩长设计为 22m 的安

全系数经过计算和分析，符合支护结构稳定性的设计要求。经过数学模型计算分
析得出，21m 桩长的水平位移最大值 25m，22m 桩长的最大水平位移是 23m，
经过对数据分析，支护结构水平位移变化小，对基坑整体位移影响小，因此 22m
桩长的设计是科学合理的。

桩径优化设计，在其他参数不变的情况下，对桩径的数据进行设计。在桩长
的设计中，22m 桩长是合理的，因此在 22m 桩长的基础上，按照基坑工程现场
施工的方案对桩径的取值分别为 0.5m 和 0.7m，再通过 MIDASGTSNX 有限元分
析软件把参数代入后进行计算和分析，得出结果显示 0.5m 和 0.7m 都符合基坑支

护稳定性的要求。基于桩径的基础上，对其水平位移分別进行计算分析，结果显
示桩径值大，水平位移小，桩径为 0.5m 时水平位移的最大值要大于桩径为 0.7m
的水平位移最大值，在基坑开挖工程中 0.7m 的水平位移较小，因此本书的桩径

220