土钉墙支护计算计算书.docx

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土钉墙支护计算计算书

土钉墙支护计算书

计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著

4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

5、《地基与基础》第三版土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。

一、参数信息

仁基本参数

侧壁安全级别

二级

基坑开挖深度h（m）

5

土体的涝动斥擦系数

条分块数

10

土钉墙计算宽度B'（m）

15

基坑外侧水位到坑顶的距离（m）

基坑内侧水位到坑顶的距离（m）

基坑地面至抗隆超计算平面之间的距

离D（m）

2

2、荷载参数

序号

类型

面荷载q（kPa）

荷载宽度bGn）

基坑边线距离

a（m）

平行基坑边的分

布长度l（m）

作用深度d（m）

1

局布荷载

2

5

5

1

1

3.土层参数

序号

土名称

土厚度（m）

坑璧土的重度

Y（kN/m3）

坑吐土的内摩

擦角0（°）

粘聚力C（kPa）

极限摩擦阻力

（kPa）

饱和重度

（kN/m3）

1

粘性土

2

20

18

12

120

20

2

淤泥质二

2

18

12

10

20

19

3

红粘土

3

22

20

18

189

22

4、土钉墙布置数据

放坡参数:

序号

放坡高度L（m）

放坡宽度W（in）

平台宽度B（m）

1

5

1

2

土钉参数:

序号

孔径d（mm）

长度1（m）

入射角

a（°）

竖向间距

Sz（m）

土钉杆体材料

杆体截面积

As（mm2）

抗拉强度标准

值fyk（N/mm2）

抗拉强度设计值

fy（N/mm2）

1

120

6

15

钢筋

314

400

360

2

120

7

15

钢筋

314

400

360

5＞计算系数

结构重要性系数Yo

1

综合分顼系数Yf

土钉抗拔安全系数&

圖弧滑动稳定安全系数K,

抗淆移安全系数KS|

抗倾废安全系数K“

抗経起安全系数Khe

经验系数T]b

二、土钉承载力计算

KaFtan2（45°

Ka2=tan2（45°

Ka3=tan2（45°

Ka4=tan2（45°

4）i/2）=tan2（45-18/2）=;

（M2）=tan2（45-18/2）=;

03/2）=tan2（45-12/2）=;

04/2）=tan2（45-20/2）二;

第1层土：

（+0）

H/=[ZYoho]/Yi=[0]/20=0m

Paki±=y-Hi，=20X0XX12XPak,T=yi（h1+Hi，）=20X+0）XX12X第2层土：

（+0）

H2'=[ZYihi]/YMti=[24]/20=

Psk2上二[Y皿2出'一Y<»（工hi—hj]+y*（匸hi—hj二[20XXPak2下

=[Y5at2（H2'+h2）-Y.（5：

h-h3）]+Yw（Ih-ha）=[20X+-10X]XX12X第3层土：

2-4m（+0）

H3，=[ZY2h2]/YMti=[40]/19=

P罰上二[Y5at3H3'一Y■（工h厂hJ]+Yw（Ih2-ha）=[19XX]XX10X

=[Ys.t3（Ha'+h3）-Y.（Zh2-h.）]+Yw（Zh2-hj=[19X+2）-10X]XX10X

土:

4-5m（+0）

Pak3T

第4层

Ha'=[ZY3113〕/Ywti=[78]/22二

PaW上=[Y*-Y.（Lh3-h3）]+Y-（Ih3-ha）=[22XX]XX18X

=[Y5at4（H4,+h4）-Y.（Ih3-ha）]+Y.（Eh3-ha）=[22X+1）-10X]XX18X

Pak4T

D水平荷

临界深度：

Zo=Pak2Th2/（P3k2上+Pak2下）=X+二;

第1层土

E肿OkN；

第2层土

aa2~Zo/3+Z11尹3+3二；

第3层土

Ea«=h3（Pa3丄+P・3T）M2二2X+X1/2=;

aa3=h3（2Pa3上+入下）/（3Pa3±+3Pa3下）+Zh4=2X（2X+/（3X+3X+1=；第4层土

EaK4=h4（P,上+P"t）ba/2=1X+X1/2=;

aa4=h4（2Pa4上+P*下）/（3Pa4上+3Pm下）hX（2X+/（3X+3X二;

土压力合力：

Eak=SEaki=O+++=;

合力作用点：

a=Z（aa,Eahi）/Eak=（0X0+X+X+X/=；

1＞单根土钉的轴向拉力标准值N“：

Nk.j=gHjPwjS/zj/cosaj

其中勺一荷载折减系数

T］厂-第j层土钉轴向拉力调整系数

P比厂-第j层土钉处的主动土压力强度标准值

Sxj、Szj—土钉之间的水平与垂直距离aj--土钉与水平而的夹角

N』二YoYFNk.j二1XX二WfA二400X314二

满圧要求！

Rk.』/Nk.j=NKt=

满足要求！

£

R

k

•j

/

Nk

j

N

J

（k

N

）

f

y

A

s

（

kN

）

4

0

1

-i

三、土钉墙整体稳定性的计算

根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面釆用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：

K5i=（E（Cjlj"（（q.i^Gj）cosej©j）-YR'吐（cos（E旷堆片5jS兀少正®®七©）5©）.

公式中：

6、0j——第j土条滑弧面处土的粘聚力（kPa）、內摩擦角（°）;

S——第j土条的宽度（m）;

9J——第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角（°）;

L——第j土条的滑弧段长度（m）,取Ij=bj/cos6j；

q』——作用在第j土条上的附加分布荷载标准值（kPa）;

△G,——第j土条的自重（kN）,按天然重度计算；

5——第j土条在滑弧而上的孔隙水压力（kPa）,采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取Uj=Y・hm,在基坑内侧，可取Uj=Y"hej；滑弧面在地下水位以上或.对地下水位以下的粘性土，取Uj=O：

Y*——地下水重度（kN/m3）:

h.aj——基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）;

h.PJ——基坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）;

R——第k根土钉在圆弧滑动面以外的锚固段的极限抗拔承载力标准值与杆

体受拉承栽力标准值的较小值；

ak表示第k层土钉的倾角；

ek——圆弧面在第k层土钉处的法线与垂直而的夹角；

屮、.计算系数，取屮v=（ak+0k）tan0,4）表示的是第k层土钉与滑弧交点

处土的内摩擦角。

把各参数代入上面的公式，进行计算

可得到如下结果：

计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心Y（m）半径

R（m）

第1步

示意图如下：

计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）

圆心Y（m）半径

R（m）

（吹

㈣xG圆（⑥）够確毘蒔劣寿爭蒔第胃莫

计算结论如下：

第1步开挖内部整体稳定性安全系数Yk二〉二满足要求！

[标高m]

第2步开挖内部整体稳定性安全系数Yk二＞二满足要求！

[标高m]

第3步开挖内部整体稳定性安全系数yk=＞满足要求！

[标高m]

四、抗滑动及抗倾覆稳定性验界

B

D抗滑动稳定性验算

抗滑动安全系数按下式计算：

f'/EQ

式中，E.h为主动土压力的水平分量（kN）;

f'为墙底的抗滑阻力（kN）,由下式计算求得:

f*=U（W+qB,Sj

U为土体的滑动摩擦系数；

W为所计算土体自重（kN）

q为坡顶面荷载（kN/m2）;

B.为荷载长度；

S、.为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算

1级坡：

f*/Eah=＞，满足要求！

2）抗倾覆稳定性验算

抗倾覆安全系数按以下公式计算：

Mg/M0

式中，亂--由墙体自重和地而荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定

Mg二WXBcXqB,X（B*-B+bXBa/2）

其中，W为所计算土体自重（kN）

其中，q为坡顶而荷载（kN/m2）

Be为土体重心至o点的水平距离；

B■为荷载在B范围内长度；

b为荷载.距基坑边线长度：

B'为土钉墙计算宽度：

Mk—由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定

Mk=EahXIh

其中，E°h为主动土压力的水平分量（kN）;

h为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾0水平面的垂直距离。

1级坡：

Mg/Mq=＞，满足要求！

五、坑底抗隆起稳定性验算

满布荷载：

f,=0

局部荷载：

f2二（q,b+q2a+q3W1）/（b+a+W,）=（144X5+142X5+98X1）/（5+5+1）=

Nq=tan2（45°+0/2）entan0=tan2（45°+20/2）ent8n20=

Nc=（Nq-1）/tan

（YwDNq+cNc）/（fi+f2）二（22X2X+18X/（0+=^Kb=满足要求！