Discussion on Design Method of Single Point Pile-anchor Supporting Structure
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摘要: 为探索合理的深基坑单支点桩锚支护设计方法，兼顾其安全可靠性和经济合理性，以工程实例为分析背景，分别采用静力平衡法、等值梁法、弹性支点法、有限元法对支护桩的内力、位移、嵌固深度、支锚力以及基坑周围地表沉降等进行计算。结果表明：对于支护桩的内力，静力平衡法和等值梁法的计算结果较大，弹性支点法次之，有限元分析法最小；对于支护桩的位移，采用理正深基坑支护设计软件中的弹性法模拟支护桩的变形较差，而采用有限元软件模拟的结果更符合支护桩的实际变形；对于地表沉降量，“理正软件”中的“m”法计算结果更符合实际。Abstract: In order to optimize the design of single-point pile-anchor support for deep foundation pit, both safety reliability and economic rationality should be guaranteed. Based on an engineering example, static equilibrium method, equivalent beam method, elastic fulcrum method and finite element method were used respectively to calculate the internal force, displacement, minimum soil depth, anchorage force and ground settlement around the foundation pit. The results show that: the internal force of supporting pile calculated by static equilibrium method and equivalent beam method is the largest, then elastic fulcrum method, and smallest by finite element method. In the displacement analysis of the supporting pile, the elastic fulcrum method is used to simulate the deformation of the supporting structure, but the finite element method is more in line with the actual deformation of the supporting pile. As for surface settlement, the results calculated by "m" method are basically consistent with the results of finite element analysis.
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表 1 主要土层物理力学参数
土层 平均层
厚/${\text{m}}$渗透系数
/（m·d-1）重度$\gamma $
/（$ {\rm{kN}} \cdot {{\rm{m}}^{ - 3}} $）黏聚力
c/${\text{kPa}}$内摩擦角
$\varphi $/（°）锚杆锚
固力/${\text{kPa}}$杂填土 4.0 17.5 12 15 30 细砂 2.1 18.5 2 28 50 卵石 15 150 20 2 35 120 
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表 2 内力和位移计算值
内力计算方法 剪力$\left| {{V_{\max }}} \right|$/kN 弯矩$\left| {{M_{\max }}} \right|$/(kN·m) 位移量$\left| \Delta \right|$/mm 静力平衡法 173.22 470.59 等值梁法 277.70 454.61 弹性支点法 227.55 416.72 11.53 有限元分析法 182.88 282.70 3.18
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表 3 支护桩入土深度和支锚力
内力计算方法 入土深度/m 水平支锚力/kN 静力平衡法 1.94 193 等值梁法 4.39 127.7 理正验算（弹性法） 6 195.14 Midas GTX NX验算 6 80.48
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表 4 单支点桩锚支护结构稳定性
计算方法 整体稳定性 抗隆起稳定性 抗倾覆稳定性 安全系数${K_{\rm{s}}}$ 是否满足${K_{\rm{s}}} > 1.{\text{3} }$ 支护底部逐层验算${K_{\rm{s}}}$ 是否满足${K_{\rm{s}}} > 1.6$ 安全系数${K_{\rm{t}}}$ 是否满足${K_{\rm{t}}} > 1.{\text{2} }$ 等值梁法 满足 12.34 满足 3.2 满足 理正验算（弹性法） 1.538 满足 12.97 满足 1.88 满足
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图(10) / 表(4)
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