支护结构作为地下结构的一种,已广泛应用在深基坑工程中,按结构与地层相互作用的方式不同可分为荷载结构法和地层结构法。本文按荷载结构法来考虑问题,即认为地层对结构的作用只是产生作用在地下结构上的荷载(包括主动的地层压力和被动的地层抗力),以此计算挡墙在荷载作用下产生的内力和变形,其模型称之为荷载结构模型,支护结构设计中所采用的常规设计法、弹性抗力法即属于这一范畴。常规设计法是最常用的方法,其要点是在选择一定的入土深度以满足整体稳定、抗隆起稳定和抗渗要求的前提下,用经典土力学理论计算主动土压力和被动抗力(或对计算的土压力作某些修正),然后对重力式刚性挡墙验算其抗倾覆、抗滑移稳定性,安全系数沿用设计规范中对普通挡土墙的规定;或者计算柔性挡墙(悬臂式或有支锚结构)的内力,对挡墙体和支锚结构进行设计。这种方法对普通挡土墙或开挖不深的钢板桩是相对比较成熟的,但对深基坑,特别是软土中的深基坑支护结构设计,就难以考虑更多的复杂条件。在实际中我们发现被动区土压力的实测值与采用经典土压力理论计算值之间有很大差距,这是由于经典土压力理论的提出均有一定的前提假定,且理论中均未考虑挡土结构在不同开挖阶段其上的土压力重分布及结构本身对土压力分布的影响。弹性抗力法是针对常规设计法中挡土墙内侧被动区土压力计算中的问题而提出的改进。其概念是:由于挡墙位移有控制要求,内侧不可能达到完全的被动极限状态而实际上仍处于弹性阶段。因此引用承受水平荷载桩的横向抗力的概念,将外侧主动土压力作为施加在挡墙体上的水平荷载,用弹性地基梁的方法计算挡墙的内力与变形。土对墙体的水平向支撑用弹性抗力系数来描述,支锚结构也用弹簧模拟。计算与实际符合与否取决于抗力系数的选取。基坑水平向抗力系数K在一定深度内(一般3~ 4m)随深度按比例线性增长。这一深度以下K视为一常数。这一模型假定的理论基础是基坑被动区土体开挖后的残余应力理论,即在基坑开挖过程中,当上部土层挖去以后,由于卸载作用,开挖面以下土体内应力和侧压力都会相应减小,土中应力的实际量测结果表明,当上部土层开挖卸载后,开挖面下方的土体仍保留着相当部分不能完全卸除的应力,且上部土体开挖卸载作用对下层土体的影响也只是在一定深度范围内存在,在此深度以下土中应力值很小变化。注意到随着基坑的开挖,基坑主动侧作用荷载被动抗力都是经时变化的。同时考虑二者的变化给设计带来了相当大的难度。我们认为可行的办法是假定作用在主动侧的土压力不变,而将所有的荷载变化均归依到被动抗力上 。