同济启明星深基坑支护软件技术手册

FRWS2006前言

经过同济启明星全体同仁的辛勤工作，FRWS4.0的升级版本FRWS2006于2006

年12月22日正式推出。

FRWS2006工作平台在FRWS4.0的基础上，增加了许多用户需要的功能，能有

效辅助工程师进行基坑工程的设计、监测与施工。FRWS2006工作平台可对现今出

现的多种挡土结构进行位移预测和内力分析，为基坑设计、施工、监测提供科学合

理的依据。

软件操作十分方便，可定制形成更加详细的计算书。工作平台具有扩展性强、

定制性好、操作流程明确、帮助友好等特点，引入了材料库等多个新的工作手段和

方法，使用户在计算分析时得心应手，特别是以后基于该平台将扩展更加强大的分

析手段。

FRWS2006新增功能：

1、所有设计计算结果给出了中间计算过程参数，数据更加明细可靠，方便用户对

方案的核对和结果查询。

2、针对国家规范与上海规范，提供了两套完整的设计分析功能；

3、改革了4.0的设计思路，明确按基坑设计方案进行相应体系设计计算，使设计

思路更加明了，设计者使用更加得心应手；

4、新添了材料库概念和功能，使用户可以根据自己设计要求和习惯不断增加新的

工程材料，满足不断变化的设计需要；

5、新增计算书配置功能，使用户可以根据需要自己配置计算书内容；

6、软件当中涉及的部分关键参数，新软件提供动态提示功能；

7、软件本身新增了即时帮助功能，按F1健即可查询对应的技术条件和帮助。

8、引入了工作空间（平台）概念，使用户在frws的工作空间中可以同时对不同的

基坑项目（工程）进行设计：也可对特定基坑工程进行不同方案设计和比较；

9、改变了以前的分析思路，新软件使设计与计算结果合理分离，方便用户理解与

把握设计实质；

10、针对施工复杂的情况，允许用户对不同工况考虑不同水平的施工荷载；

11、新增多级放坡功能，土钉墙等方案都可考虑放坡；

12、新增降水对基坑支护结构土压力的影响，基坑水位可以按降水实际情况进

行输入；

13、土压力可渗流压力的影响；

14、抗倾覆稳定性计算时能考虑土与挡土墙摩擦效应；

15、新增抗突涌稳定性分析；

16、新增基坑开挖引起的基坑隆起量预估功能；

17、新增依据内力设计值结果自动计算配筋功能；

18、可进行渗流稳定验算；

19、新增可考虑锚杆作用的整体稳定性计算功能；

20、SMW工法改变为按刚度提高系数的方法进行分析；

21、SMW工法提供型钢抗弯验算功能

22、SMW工法可进行水泥土局部抗剪强度验算分析；

23、新增钢板桩截面抗弯验算功能；

24、新增钢筋混凝土板桩设计功能：

25、水泥土墙顶位移可根据施工质量影响因素进行估算；

26、新增重力式挡土墙的水泥土墙强度自动验算功能；

27、新增水泥土墙考虑滑动面穿过墙体的整体稳定验算功能;

28、新增水泥土格栅验算功能；

29、锚杆、土钉墙等可以自由考虑任意截面性质的筋体材料。

FRWSv4.0前言

同济启明星深基坑支挡结构分析计算软件FRWS在1998年9月升级为v3.1版后，

受到了广大用户的欢迎利好评。近一年来，基坑支护设计和施工技术又取得了长足

进展，新技术和新工艺在基坑工程中得到了广泛的应用。为使同济启明星软件的用

户能更加方便地采用新技术和新工艺，同济启明星深基坑支挡结构分析计算软件

FRWS于1999年5月推出了V4.0版。FRWSV4.0增加了若干新功能，并在计算方

法上给用户更多的选择：

1、新增了SMW工法的计算分析功能，以适应SMW工法使用越来越多的需要，

uj■考虑搅拌桩墙中设置灌注桩、型钢的情况，型钢规格可通过下拉式菜单选择；

2、新增了基坑降水分析的功能，可估算基坑涌水量、所需井数、井管进水长度、

基坑中心水位降深、降水引起的沉降等；

3、除提供了“m”法，新增了“常数”法；

4、针对常用“m”法中土体弹簧系数K值随深度Z增加的情况，增加了Kmax的

条件，即在K值达到了Kmax时不再增加（用户可选择使用），从而使软件完全兼

容新颁布的上海市基坑设计规程；

5、可自动形成完整的计算书；

6、在计算整体稳定时提供了总应力法、有效应力法、等代容重法，以便用户选择

使用；

7、在计算墙底抗隆起时除提供Prandtl方法外，还增加了Terzaghi方法；

8、为了减小基坑开挖引起位移，对于深基坑可考虑基坑内部分层加固的情况；

9、增加了可考虑基坑坑外挖土（放坡）对支护受力影响的功能；

10、增加了首次开挖不考虑超载的功能，以使计算条件更加符合实际施工状态；

11、为方便使用，在某些参数的输入方法上进行了改进，将填入式改为下拉式，如

土层名称、混凝土弹性模量、土体m值等。

FRWSv3.1前言

FRWS3.1版在3.0的基础上对功能做了以下增加和修改：

1、把土钉墙的验算进行了大幅度修改和扩充，使该软件可按施工工况进行土钉墙

的设计和验算；

2、增加了整个基坑开挖全过程的位移内力包络图；

3、在原先可进行挡土墙墙底抗隆起的基础上增加了基坑坑底抗隆起的验算功能；

4、增加了水泥土挡土墙水平位移、内力计算功能；

5、可根据有关规范提供入土深度和水泥挡土墙厚度的建议值；

6、锚杆的验算进行了修改。

FRWSv3.0前言

用户在安装好FRWSv3.0后，往往会问自己：

FRWSv3.0能帮我作什么？

下一步我该做什么？

怎么做？

这正是本手册想要告诉您的。

如果您对基坑工程比较熟悉,您完全不必从头至尾阅读本手册，您只需快速浏览“软

件功能”一节后，就可着手进行操作以完成各种任务。

如果您是初次接触基坑工程，建议您仔细阅读本手册的“计算分析工作流程”和“技

术条件”两节，然后按手册“操作步骤”和“工程算例”中的说明边学习边操作，

不久您会发现，FRWSv3.0比您想象的还要容易操作，FRWSv3.0提供的功能几乎

可以完成基坑工程中的各种任务。

如果您能仔细阅读本手册附录中的《基坑支护结构型式选择参考表》，相信会对您

的基坑支护方案选择有所帮助。

服务联系

上海同济启明星科技发展有限公司是以同济大学为依托，公司从土木工程计算

机辅助设计软件为起点，以土木工程信息服务以及支持为工作中心，以共同促进土

木工程的发展为已任，以土木工程师为服务对象，以“同济启明星，工程师好部手”

为宗旨，全力为土木工程师提供专业的技术服务。

实践证明，同济启明星具有强大的科研优势和服务优势，软件为许多工程师的

工作带来了实实在在的郝助，因此同济启明星软件在市场上一直受到很多工程师的

信赖，完全保持市场竞争优势并取得不错社会效益。

同济启明星工作成员基本上以研究生以上学位为主，还包括教授、讲师、国家

注册工程师等高级职称的成员队伍。同济启明星全体员工将热情欢迎您的来电。对

于用户在使用FRWS2006的过程中出现的任何问题，我们将及时提供技术支持和

必要的服务！

联系单位：上海同济启明星科技发展有限公司

联系地址：上海市赤峰路65号

邮政编码：200092

联系电话：(021)65981008,65980783

传真：(021)65980014-821

网站：http:〃

电子邮件：tjqmx@163.com

目录

刖S....................................................................................................................................................................1

FRWS2006前言...............................................2

FRWSv4.0前言................................................3

FRWSv3.1前言...............................................4

FRWSv3.0前言................................................4

服务联系........................................................5

目录...................................................................6

第一部分软件运行环境与安装............................................13

软件运行的硬件环境.................................................14

软件运行的软件环境.................................................14

如何安装...........................................................14

安装光盘内容说明...................................................18

第二部分入门指南.............................................20

一、FRWS2006入门教程............................................21

1、钻孔灌注桩设计方案.........................................21

1」、新建立基坑工程（项目）..............................21

1.3、创建基坑设计方案.....................................27

1.3、计算分析.............................................32

1.4、计算书输出...........................................49

2、水泥土搅拌桩设计方案.......................................51

2.1、新建立基坑工程（项目）..............................51

2.2、创建基坑设计方案.....................................55

2.3、计算分析.............................................58

2.4、计算书输出...........................................75

3、土钉墙设计方案.............................................77

3.1、新建立基坑工程（项目）...............................77

3.2、创建基坑设计方案.....................................81

3.3、计算分析.............................................86

3.4、计算书输出...........................................93

4、降水设计方案...............................................95

4.1、新建立基坑工程（项目）..............................95

4.2、创建基坑降水方案.....................................98

4.3、计算分析.............................................101

4.4、计算书输出..........................................104

二、使用FRWS2006所涉及的概念...................................107

1.工作空间..................................................107

2.工作台....................................................107

3.工作台窗口界面与定制.....................................108

4.基坑工程..................................................109

5.设计方案..................................................109

6.数据导入..................................................109

7.数据编辑..................................................115

8.材料库....................................................116

三、FRWS基坑设计应用操作流程....................................117

3.1、基本设计数据的准备流程：................................118

3.2、设计计算流程.............................................119

3.3、计算书输出流程...........................................120

四、即时帮助......................................................121

第三部分使用手册.................................................123

一、创建基坑工程..................................................124

二、创建基坑工程设计方案..........................................125

2.1钻孔灌注桩围护方案.......................................127

2.1.1基本信息............................................127

2.1.2墙体设计............................................128

2.1.3坑内加固设计........................................128

2.1.4放坡设计............................................129

2.1.5支锚结构设计........................................129

2.1.6地下水处理..........................................131

2.1.7施工工况............................................131

2.2地下连续墙围护方案.......................................132

2.2.1基本信息............................................132

2.2.2墙体设计............................................133

2.2.3坑内加固设计........................................133

2.2.4放坡设计............................................133

2.2.5支锚结构设计........................................134

2.2.6地下水处理..........................................136

2.2.7施工工况............................................136

2.3钢板桩围护方案...........................................137

2.3.1基本信息............................................137

2.3.2墙体设计............................................138

2.3.3坑内加固设计........................................138

2.3.4放坡设计............................................139

2.3.5支锚结构设计........................................139

2.3.5地下水处理..........................................141

2.3.6施工工况............................................141

2.4钢筋混凝土板桩围护方案...................................142

241基本信息.............................................142

2.4.2墙体设计............................................143

2.4.3坑内加固设计........................................143

2.4.4放坡设计............................................144

2.4.5支锚结构设计........................................144

2.4.6地下水处理..........................................146

2.4.7施工工况............................................147

2.5水泥土搅拌桩围护方案.....................................148

2.5.1基本信息............................................148

2.5.2墙体设计............................................148

2.5.3坑内加固设计........................................149

2.5.4放坡设计............................................149

2.5.5地下水数据..........................................150

2.6SMW工法围护方案........................................150

2.6.1基本信息............................................150

2.6.2墙体设计............................................151

2.6.3坑内加固设计........................................152

2.6.4放坡设计............................................152

2.6.5支锚结构设计........................................153

2.6.6地下水数据..........................................154

2.6.7施工工况............................................155

2.7土钉墙围护方案............................................156

2.7.1基本信息............................................156

2.7.2开挖方案............................................157

2.7.3土钉设计............................................157

2.8基坑降水方案.............................................158

2.8.1基本信息............................................158

2.8.2设计数据............................................159

三、创建设计方案计算..............................................159

3.1钻孔灌注桩围护方案计算....................................161

3.1.1内力变形计算........................................161

3.1.2地表沉降计算........................................164

3.1.3隆起计算............................................164

3.1.4锚杆计算............................................165

3.1.5配筋计算............................................166

3.1.6抗倾覆稳定计算......................................166

3.1.7渗流稳定计算........................................167

3.1.8抗突涌稳定计算......................................167

3.1.9整体稳定计算........................................168

3.2地下连续墙围护方案计算...................................169

3.2.1内力变形计算........................................169

3.2.2地表沉降计算........................................172

3.2.3隆起计算............................................173

3.2.4锚杆计算............................................173

3.2.5配筋计算............................................174

326抗倾覆稳定计算.......................................175

3.2.7渗流稳定计算........................................175

3.2.8抗突涌稳定计算......................................176

329整体稳定计算.........................................176

《上海市基坑工程设计规程》DBJ08-61-97方法...............177

3.3钢板桩围护方案计算.......................................178

3.3.1内力变形计算........................................178

3.3.2地表沉降计算........................................181

3.3.4隆起计算............................................181

3.3.5锚杆计算............................................182

3.3.6钢板桩截面抗弯强度计算.............................183

3.3.7抗倾覆稳定计算......................................183

338渗流稳定计算.........................................184

3.3.9抗突涌稳定计算......................................184

3.3.10整体稳定计算.......................................185

3.4钢筋混凝土板桩围护方案计算...............................186

3.4.1内力变形计算........................................186

3.4.2地表沉降计算........................................189

3.4.3隆起计算............................................189

3.4.4锚杆计算............................................190

345配筋计算.............................................191

3.4.6抗倾覆稳定计算......................................191

3.4.7渗流稳定计算........................................192

3.4.8抗突涌稳定计算......................................192

3.4.9整体稳定计算........................................193

3.5水泥土搅拌桩围护方案计算.................................194

3.5.1内力变形计算........................................194

3.5.2地表沉降计算........................................195

3.5.3墙体强度计算........................................196

3.5.4抗倾覆稳定计算......................................196

3.5.5抗滑移稳定计算......................................197

3.5.6渗流稳定计算........................................197

357抗突涌稳定计算.......................................198

3.5.8整体稳定计算........................................198

3.5.9格栅截面布置验算....................................199

3.6SMW工法围护方案计算....................................200

3.6.1内力变形计算........................................200

362地表沉降计算.........................................203

3.6.3隆起计算............................................204

3.6.4锚杆计算............................................204

3.6.5墙体强度计算........................................205

3.6.6配筋计算...........................................206

3.6.7抗倾覆稳定计算......................................206

3.6.8渗流稳定计算........................................207

3.6.9抗突涌稳定计算.....................................207

3.6.10整体稳定计算.......................................208

3.7土钉墙围护方案计算.......................................209

3.7.1土钉承载力计算......................................209

3.7.2整体稳定计算........................................209

3.8基坑降水方案.............................................210

3.8.1降水计算............................................210

四、创建计算书....................................................210

五、管理材料库....................................................212

5.1编辑材料库表.............................................212

5.2钢筋材料库................................................213

5.3混凝土材料库.............................................214

5.4加筋体材料库.............................................214

5.5型钢材料库................................................215

5.6注浆材料库...............................................215

5.7轻型井点类型库...........................................215

第四部分技术手册.................................................216

-土压力计算.....................................................217

1.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).....................217

1.1.2被动土压力..........................................220

1.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)...............221

1.2.1主动土压力..........................................221

1.2.2被动土压力..........................................224

二内力位移计算...................................................224

2.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).........................................224

2.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)...............................228

2.3补充......................................................231

2.3.1各类围护墙体计算宽度及截面惯性矩计算..............231

2.3.2墙底土体对墙底端转动约束的考虑.....................232

三地表沉降计算...................................................232

3.1Peck简化方法.............................................232

3.2同济三角形模式...........................................233

3.3同济抛物线模式...........................................233

四圆形截面受弯配筋计算..........................................234

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002).............................................234

五矩形截面受弯配筋计算..........................................235

《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002).............................................235

六隆起计算.......................................................236

《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).......................................236

七抗倾覆验算.....................................................238

7.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).........................................238

7.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)...............................238

八抗渗流稳定验算.................................................239

8.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).........................................239

8.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)...............................240

九抗突涌验算.....................................................240

《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).......................................240

十整体稳定性验算.................................................241

10.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).......................................241

10.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).............................242

十一锚杆计算.....................................................243

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)...............................................243

十二土钉抗拉承载力计算..........................................245

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)...............................................245

十三土钉墙整体稳定性验算........................................247

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)...............................................247

十四水泥土墙抗倾覆计算..........................................249

14.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).......................................249

14.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).............................250

十五水泥土墙抗滑移计算..........................................251

《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).......................................251

十六水泥土格栅布置验算..........................................252

《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).......................................252

十七水泥土墙截面强度计算........................................252

17.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).......................................252

17.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).............................253

十八水泥土围护结构墙顶位移估算..................................253

18.1《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).......................................253

18.2《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97).............................254

十九SMW工法墙体强度计算.......................................254

《基坑工程手册》.............................................254

二十降水计算.....................................................256

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)...............................................256

二十一型钢截面抗弯强度计算.....................................263

《钢结构设计规范》GB50017-2003.............................................................263

第一部分

软件运行环境与安装

FRWS2006运行环境以及安装

软件运行的硬件环境

主机：PIV或以上各类兼容机

显示器：VGA彩显（800x600）

鼠标器：任意可匹配型号

硬盘：有200M左右的剩余空间即可

内存：为取得较好的性能，要求512M以上

软件运行的软件环境

Windows2000,WindowsXP^WindowsServer2003

如何安装

将光盘放入光驱，会自动启动setup.exe（安装程序文件），也可直接运行光盘

中根目录下的setup.exe,方法是：采用Windows操作系统提供的资源管理浏览光盘

中的有关文件，双击该文件名，即可运行该安装程序，显示如下：

:同济启明星软件-2006.10.11-客户辖安装面板口®

安装网络版客户端

®安装Pile2006

安装FRWS2006

安装BSC3.2

A免费软件

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图1

当用户将光标移动到某个软件安装项目时，图中下方会同时显示该软件的中

文全称及简要说明。

这里选择安装FRWS2006,然后弹出FRWS2006安装向导：

点击下一步继续安装，软件弹出安装路径选择的对话框，缺省路径是C:\Program

Files'frws。如果需要更改，可以使用浏览按钮打开选择路径对话框选择新的路径。

选择好路径后按下一步继续安装，软件将提示用户FRWS2006快捷方式在

WINDOWS程序菜单中存放的位置，缺省是存放在同济启明星程序组下面。如果

更改可用浏览按钮重新选择。选择完成后软件将提示选择添加附加快捷方式。

完成后可继续下一步工作，检查前面设置是否正确，否则按“上一步”按钮重新

修改。

府安装-深基坑支挡结构设计计算软件□®

准备安装

安装程序现在准备开始安装深基坑支挡结构设计讨算软件到您的电脑

中。

单击“安装”继续此安装程序。如果您想要回顾或改变设置，清单击“上一

步”。

目标位置：

C:\ProgramFilesVfrws

开始菜单文件夹:

同济启明星

附加任务:

附加快捷方式:

创建桌面快捷方式8)

创建快速运行栏快捷方式(Q)

|〈上一步⑻[……安蓑①……i(取消]

点击安装即可开始程序安装:

安装完成后将提示:

至此FRWS2006安装正式完成。用户可以开始进行富有创造力的基坑设计工作了。

安装光盘内容说明

建议：在安装软件之前，请打开Readme.txt文件（将光标点击图中的“阅读

ReadMe”即可），阅读有关内容。该文件包含了用户光盘中的所有文件的说明，具

体如下：

Pile2k桩基础设计通用软件。

FRWS深基坑支挡结构分析计算软件。

BSC深基坑支撑结构分析计算软件.

SCSF浅基础沉降计算软件。

Slope边坡稳定分析计算软件。

Tool工程计算器。

SCPF桩基础沉降计算软件.

GRW基坑复合重力式支挡结构分析计算软件。

Nai1土钉墙支护设计专用软件。

rbdog旧加密狗相关程序，供使用旧加密狗用户使用。

rbdog\driver加密狗驱动程序，只有安装了加密狗驱动程序，软件才能使用。

rbdog\eddog微狗管理客户程序，用户购买新的或升级同济启明星软件时在

同济启明星的指导下使用.

rbdog\server网络狗服务器程序，在安装网络狗硬件的计算机（一般是服务

器）上安装。

Rockey新加密锁相关程序，供使用新加密锁用户使用。

Rockey\tool加密锁管理客户程序，用户购买新的或升级同济启明星软件时

在同济启明星的指导下使用.

Rockey\Net网络锁相关程序。

WordViewMicrosoft（R）WordViewer2003

用于浏览和打印word文档，部分同济启明星软件生成RTF格式计算书，如果

您没有安装支持RTF格式的软件（如:word）,可用本软件浏览和

打印。

docs同济启明星软件用户手册

demo同济启明星软件演示程序

example部分软件例题

上海同济启明星科技发展有限公司

办公地址：上海市赤峰路65号邮编：200092

联系电话：（021）65981008传真：（021）65980014-821

网土占：http:〃

EMAIL:tjqmxBH63.com

第二部分

入门指南

一、FRWS2006入门教程

1、钻孔灌注桩设计方案

1.1、新建立基坑工程（项目）

FRWS有三种方式建立基坑工程：

1、FRWS4.0导入；

2、由其他工作空间导入；

3、直接输入。

前两种方法比较简单，这里主要以直接输入方法介绍。直接打开FRWS2006后,

可见下图：

用鼠标打开文件菜单新建菜单，出现下面二级菜单:

r：项目®

口文件夹

丁文件

续基坑工程

鼠设计方案

鼠方案计菖

长讨篁书配置

好其他@)

选中基坑工程，即可开始进行基坑工程的初始参数设定:

输入工程名称：北京市长安街某某中心，然后点击“完成”按钮，然后软件在

导航器区域生成该工程的目录，并且生成工程信息输入表：

工程信息需要输入：

工程名称：北京市长安街某某中心

工程概况：此工程位于北京市长安街，是北京市重点建设工程。

基坑等级：一级。

基坑形状：不规则，面积6200m2。

输入土层断面：

在土层断面详细信息输入区域把鼠标点入断面名称输入框，把“新土层断面”

改名为“1-1断面”。改好土层断面名称后在左侧的土层断面清单中该土层断面名

称也由“新土层断面"改为"1-1断面”。

在左侧的土层断面清单框右边点击“+”按钮，则出现新的“新土层断面”，把

鼠标点击该名称，则断面名称输入框又出现一个名称为“新土层断面”，同样鼠标

点入断面名称输入框，把“新土层断面”改名为“A-A断面”。

这样土层断面清单中出现两个土层断面“17断面”和“A-A断面”。

用鼠标点击土层断面清单