围护结构的计算主要有三种方法：极限平衡法、弹性地基梁法、有限元法。
一、极限平衡法
极限平衡法是假定作用在围护结构前后墙上的土压力分别达到了主动和被动土压力，从而计算出作用在围护结构上的荷载，并根据力的平衡原理，分段或整体计算围护结构的内力和稳定性。等值梁法、静力平衡法、太沙基法、二分之一条分法等都属于此类。该法力学概念明确，比较简单、实用。国内使用较多的是等值梁法和静力平衡法。
1、等值梁法
如图5-19 所示，等值梁法是将计算宽度的围护桩(墙)视为竖梁，即AD梁，并在开挖面下AD梁的反弯点C(开挖面以下 AD梁第一个弯矩为零的位置)处将梁断开成两段梁，即AC和CD，AC为简支梁，CD为超静定梁，则AC简支梁的弯矩与原整梁上AC段的弯矩一样，AC即是原整梁AD上AC段的等值梁。等值梁法一般适用于单层撑、锚的围护桩(墙)受力计算。
2、静力平衡法
主要采用理论力学中静力平衡的原理进行计算和分析。假定梁为刚体，将土压力、水压力、地面超载等作用的侧压力计算出来，直接作用在梁上，并认为梁达到了极限平衡状态，利用结构力学的有限元理论，可计算出梁各个截面上的轴力、剪力和弯曲，再利用材料力学的有关理论计算出梁的内力和稳定性。
极限平衡法难以反映基坑开挖过程中的各种复杂因素，如预加压力、墙体和土体变形对内力的影响，无法反映围护结构的位移变化，因此和实际情况有一定的出入。极限平衡法一般用于三级基坑和地层条件与环境条件较好的二级基坑，多层锚、撑结构尽量不用。
二、弹性地基梁法
弹性地基梁法是对极限平衡计算方法的改进，它假定围护结构为一竖向放置的弹性地基梁受侧向土压力作用，更接近基坑的开挖。其概念是由于挡墙位移有控制要求，内侧土体不可能达到完全的被动状态，实际上仍处于弹性阶段，因此计算中引用承受水平荷载桩的横向抗力的概念，将外侧土压力作为施加在墙体上的水平荷载，按弹性地基梁的方法计算挡墙的位移与内力。图5-20a)假定桩背后的土压力达到了主动土压力,可用库仑或朗肯土压力进行计算。图5-20b)假定开挖面两侧的土压力均随开挖过程而变化，因此围护结构的内力和位移也随着开挖过程而变化。
弹性地基梁法中土对围护桩(墙)的地基反力用土弹簧来模拟，地基反力的大小与围护桩(墙)的位移有关，即地基反力由水平地基反力系数同该深度围护桩(墙)位移的乘积确定。即该方法假定地基土是服从虎克定律的弹性体，按梁的弯曲理论求解桩的横向抗力。地基反力P与桩(墙)的挠度(横向相对位移)y的m次方成比例。
三、有限元法
有限元分析法的基本原理是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数形式，便构成不同的有限元方法。常见的有限元计算方法是由变分法和加权余量法发展而来的里兹法和伽辽金法、最小二乘法等。
有限元分析法的求解过程为：
1、建立积分方程。根据变分原理或方程余量与权函数正交化原理，建立与微分方程初始值问题等价的积分表达式。
2、单元划分。根据求解区域的形状及实际问题的物理特点，将区域剖分为若干相互连接、不重叠的单元，主要包括：给计算单元和节点进行编号和确定相互之间的关系，表示节点的位置坐标，列出自然边界和本质边界的节点序号和相应的边界值。
3、确定单元基函数。根据单元中节点数目及对近似解精度的要求,选择满足一定插值条件的插值函数作为单元基函数。有限元方法中的基函数是在单元中选取的，由于各单元具有规则的几何形状，在选取基函数时可遵循一定的法则。
4、单元矩阵方程。将各个单元中的求解函数用单元基函数的线性组合表达式进行逼近，再将近似函数代入积分方程，并对单元区域进行积分，可获得含有待定系数(即单元中各节点的参数值)的代数方程组，称为单元矩阵方程，用矩阵表示，见下式。
5、总体矩阵方程。在得出所有单元矩阵方程之后，将单元矩阵方程按一定法则进行累加，形成总体矩阵方程。
6、边界条件的处理。一般边界条件有三种形式，分为本质边界条件(狄里克雷边界条件)、自然边界条件(黎曼边界条件)、混合边界条件(柯西边界条件)。对于自然边界条件，一般在积分表达式中可自动得到满足；对于本质边界条件和混合边界条件，需按一定法则对总体有限元方程进行修正。
7、求解矩阵方程。根据边界条件修正的总体矩阵方程组是含所有待定未知量的封闭方程组，采用适当的数值计算方法求解，可求得各节点的函数值。
与其他计算方法相比，有限单元法能处理复杂的平面和空间问题，如施工工况、土的非线性、弹塑性和固结效应、土与结构的相互作用等，并能直接计算分析开挖对围护结构内力、位移及周围地层变位的影响，再加上有限元的前、后处理技术具有强大的数据分析和图形显示功能，因此适用性强，应用范围广。目前有限单元法已成为基坑开挖与支护计算分析的强有力工具。
