土钉墙支护计算书9米深精编版.doc

1、 最新资料推荐 土钉墙支护计算书计算依据：1、建筑基坑支护技术规程 JGJ120-20122、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1、基本参数侧壁安全级别 二级基坑开挖深度 h(m) 9土体的滑动摩擦系数 1.3 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) 1.2基坑内侧水位到坑顶的距离 (m) 9.5 基坑地面至抗隆起计算平面之间的距0.5离D(m)2、荷载参数序号类型 面荷载q(kPa) 荷载宽度 b(

2、m) 基坑边线距离 a(m)1 局布荷载2.5 6 23、土层参数坑壁土的重度 坑壁土的内摩 极限摩擦阻力饱和重度序号 土名称 土厚度 (m)3 (kN/m )擦角 ()粘聚力 C (kPa)(kPa)(kN/m3)1 填土 3 18 18 12 20 202 粘性土 3.5 19 14 10 60 193 粘性土 3.5 19 20 18 60 224、土钉墙布置数据放坡参数：1 最新资料推荐 序号 放坡高度 L(m) 放坡宽度 W(m) 平台宽度 B(m)1 9 6 2土钉参数：抗拉强度标抗拉强度设竖向间距 土钉杆体材 杆体截面积序号 孔径 d(mm)长度 l(m) 入射角 ()Sz(m)

3、料2As(mm )准值fyk(N/mm2)计值fy(N/mm2 )1 120 6 15 1.5钢筋 314 400 3602 120 7 15 1.5钢筋 314 400 3603 120 7 15 1.5钢筋 314 400 3604 120 7 15 1.5钢筋 314 400 3605 120 7 15 1.5钢筋 314 400 3605、计算系数结构重要性系数 0 1综合分项系数 F 1.25土钉抗拔安全系数 K t 1.6圆弧滑动稳定安全系数 K s 1.3抗滑移安全系数 K sl 1.2 抗倾覆安全系数 K ov 1.3抗隆起安全系数 K he 1.6经验系数 b 0.6二、土钉

4、承载力计算Ka1=tan2(45 - 1/2）= tan2(45-18/2)=0.528；Ka2=tan2(45 - 2/2）= tan2(45-18/2)=0.528；2 2Ka3=tan (45 - 3/2）= tan (45-14/2)=0.61；Ka4=tan2(45 - 4/2）= tan2(45-14/2)=0.61；Ka5=tan2(45 - 5/2）= tan2(45-20/2)=0.49；第1层土： 0-1.2m(+0)H1= 0h0/ i=0/18=0m/18=0mPak1上 =1H1Ka1-2c1Ka10.5 =1800.528-2 120.5280.5=-17.439k

5、N/m2Pak1下 =1(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5 =18(1.2+0) 0.528-2 120.5280.5=-6.034kN/m22 最新资料推荐 第2层土： 1.2-3m(+0)H2= 1h1/ sati=21.6/20=1.08m/20=1.08mPak2上= sat2H2-w( h1-ha)Ka2-2c2Ka20.5 +w( h1-ha)=20 1.08-10 (1.2-1.2) 0.528-2 120.5280.52+10(1.2-1.2)=-6.034kN/mPak2下= sat2(H2+h2)-w( h1-ha)K a2-2c2Ka20.5 +w( h1-ha)=

6、20 (1.08+1.8)-10 (3-1.2) 0.528-2 120.5280.5 +10(3-1.2)=21.47kN/m2第3层土： 3-4m(+0)H3= 2h2/ sati=57.6/19=3.032m/19=3.032mPak3上= sat3H3-w( h2-ha)Ka3-2c3Ka30.5 +w( h2-ha)=19 3.032-10 (3-1.2) 0.61-2 100.610.5+102(3-1.2)=26.54kN/mPak3下= sat3(H3+h3)-w( h2-ha)K a3-2c3Ka30.5 +w( h2-ha)=19 (3.032+1)-10 (4-1.2)

7、0.61-2 100.610.5 +10(4-1.2)=42.03kN/m2第4层土： 4-6.5m(+0)H4= 3h3/ sati=76.6/19=4.032m/19=4.032mPak4上= sat4H4-w( h3-ha)Ka4-2c4Ka40.5 +w( h3-ha)=19 4.032-10 (4-1.2) 0.61-2 100.610.5+102(4-1.2)=42.03kN/mPak4下= sat4(H4+h4)-w( h3-ha)K a4-2c4Ka40.5 +w( h3-ha)=19 (4.032+2.5)-10 (6.5-1.2) 0.61-2 100.610.5 +10(

8、6.5-1.2)=80.755kN/m2第5层土： 6.5-9m(+0)H5= 4h4/ sati=124.1/22=5.641m/22=5.641mPak5上= sat5H5-w( h4-ha)Ka5-2c5Ka50.5 +w( h4-ha)=22 5.641-10 (6.5-1.2) 0.49-2 180.490.5+210(6.5-1.2)=62.64kN/m3 最新资料推荐 Pak5下= sat5(H5+h5)-w( h4-ha)K a5-2c5Ka50.5 +w( h4-ha)=22 (5.641+2.5)-10 (9-1.2) 0.49-2 180.490.5 +10(9-1.2)

9、=102.34kN/m21）水平荷载临界深度： Z0= Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=21.47 1.8/(6.034+21.47)=1.405m；第1层土Eak1=0kN；第2层土Eak2=0.5Pak2下Z0ba=0.5 21.47 1.405 1=15.083kN；aa2=Z0/3+ h3=1.405/3+6=6.468m；第3层土Eak3=h3(Pa3上+Pa3下) ba/2=1 (26.54+42.03) 1/2=34.285kN；aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+h4=1(2 26.54+42.03)/(3 26.54+3 42.03

10、)+5=5.462m；第4层土Eak4=h4(Pa4上+Pa4下) ba/2=2.5 (42.03+80.755) 1/2=153.481kN；aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)+h5=2.5 (2 42.03+80.755)/(3 42.03+3 80.755)+2.5=3.619m；第5层土Eak5=h5(Pa5上+Pa5下) ba/2=2.5 (62.64+102.34) 1/2=206.225kN；aa5=h5(2Pa5上+Pa5下)/(3Pa5上+3Pa5下)=2.5 (2 62.64+102.34)/(3 62.64+3 102.34)=1.15m；土

11、压力合力：Eak=Eaki=0+15.083+34.285+153.481+206.225=409.074kN；合力作用点：aa=( aiEaki)/Eak=(0 0+6.468 15.083+5.462 34.285+3.619 153.481+1.15 206.225)/409.074=2.634m；1、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j：Nk,j=jPak,jSxjSzj/cos j4 最新资料推荐 其中 -荷载折减系数j -第j层土钉轴向拉力调整系数Pak,j-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j -土钉与水平面的夹角Nj=0FNk,j=11.2

12、5 1.962=2.452kNyAs= 4f00314=125.6kN满足要求！Rk,j/Nk,j=19.201/1.962=9.786 t=K1.6满足要求！序号 Rk,j/Nk,j Nj(kN) f yAs(kN) 抗拔安全性 抗拉安全性0 9.786 2.452 125.6满足要求满足要求1 4.298 25.722 125.6满足要求满足要求2 2.787 47.511 125.6满足要求满足要求3 2.715 56.807 125.6满足要求满足要求4 3.304 47.515 125.6满足要求满足要求三、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，

13、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采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：5 最新资料推荐 圆弧滑动法示意图公式中：cj、j 第j土条滑弧面处土的粘聚力 (kPa)、内摩擦角 ( )；bj 第j土条的宽度 (m)；j第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角 ( )；lj第j土条的滑弧段长度 (m)，取 ljbj/cos j；qj 作用在第 j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；Gj第j土条的自重 (kN)，按天然重度计算；uj 第j土条在滑弧面上的孔隙水压力 (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

14、取 ujwhwaj，在基坑内侧， 可取 uj whwpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取 uj 0；w地下水重度 (kN/m3)；hwaj基坑外侧第 j土条滑弧面中点的压力水头(m)；hwpj基坑内侧第 j土条滑弧面中点的压力水头(m)；Rk,k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6 最新资料推荐 承载力标准值的较小值；k表示第 k层土钉的倾角；k圆弧面在第 k层土钉处的法线与垂直面的夹角；v计算系数，取 v=0.5sin( k+k)tan ,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

15、 安全系数 滑裂角 (度)圆心 X(m)圆心 Y(m) 半径 R(m)第1步 1.341 33.653 0.001 2.228 2.228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)第2步 1.345 33.653 0.003 4.457 4.457示意图如下：7 最新资料推荐 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3步 1.306 33.653 0.004 6.685 6.685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)第4步 1.457 33.653 0.

16、006 8.914 8.914示意图如下：8 最新资料推荐 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5步 1.599 33.653 0.007 11.142 11.142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)第6步 1.491 33.653 0.009 13.371 13.371示意图如下：9 最新资料推荐 -计算结论如下：第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.341=1.300满足要求 ! 标高-1.500 m第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.345=1.300满足要求 ! 标

17、高-3.000 m第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.306=1.300满足要求 ! 标高-4.500 m第 4 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.457=1.300满足要求 ! 标高-6.000 m第 5 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.599=1.300满足要求 ! 标高-7.500 m第 6 步开挖内部整体稳定性安全系数 k= 1.491 1.300满足要求 ! 标高 -9.000m四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算10 最新资料推荐 1）抗滑动稳定性验算抗滑动安全系数按下式计算：f/Eah 1.2式中， Eah为主动土压力的水平分量 (kN)；f为墙底的抗滑阻力 (

18、kN)，由下式计算求得：f= (W+qaBSv)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)；Ba为荷载长度；Sv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=1.5111.200，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/MQ式中， MG-由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定MG=WBCqBa(B-B+b Ba/2)11 最新资料推荐 其中， W为所计算土体自重 (kN)其中， q为坡顶面荷载(kN/m2)Bc为土体重心至 o点的水平距离；Ba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=Eahlh其中， Eah为主动土压力的水平分量（ kN）；lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾 O水平面的垂直距离。1级坡： M G