土钉墙支护计算方案9米深

1、精心整理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着3、实用土木工程手册第三版杨文渊编着4、施工现场设施安全设计计算手册谢建民编着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离 D(m)0.5a才-亠十、，一 2、何载参数序号类型面荷载q(kPa)荷载宽度b(m)基坑边线距离a

2、(m)1局布荷载2.5623、土层参数序号土名称土厚度(m)坑壁土的重度Y (kN/n3)坑壁土的内摩擦角()粘聚力C(kPa)极限摩擦阻力(kPa)饱和重度3 (kN/m )1填土318181220202粘性土3.519141060193粘性土3.519201860224、土钉墙布置数据放坡参数：页脚内容序号放坡高度L(m)放坡宽度W(m)平台宽度B(m)1962土钉参数:序号孔径d(mm)长度l(m)入射角a( )竖向间距Sz(m)土钉杆体材料杆体截面积2As(mm )抗拉强度标准值2fyk(N/mm )抗拉强度设计值2fy(N/mm )11206151.5钢筋31440036021207

3、151.5钢筋31440036031207151.5钢筋31440036041207151.5钢筋31440036051207151.5钢筋3144003605、计算系数结构重要性系数Y1综合分项系数Y1.25土钉抗拔安全系数Kt1.6圆弧滑动稳定安全系数Ks1.3抗滑移安全系数Ks,1.2抗倾覆安全系数Kov1.3抗隆起安全系数Khe1.6经验系数n0.62Kai=tan (45 -曲/2)2Ka2=tan (45 -屉/2)2Ka3=tan (45 -胆/2)2Ka4=tan (45 -松/2)Ka5=tan2(45 -猜/2)、土钉承载力计算=tan2 (45-18/2)=0.528;2

4、=tan (45-18/2)=0.528;2=tan (45-14/2)=0.61;2=tan (45-14/2)=0.61;2=tan2 (45-20/2)=0.49;第 1 层土： 0-1.2m(+0)H1= Z0Y/ i=0/18=0m/18=0m0 50 52Pak1 上=Y H1 Ka1-2c1Ka1=18 X) 0.528-2 12 X).528 =-17.439kN/m20 50 52Pak1 下=Y(h什H 1)Ka1-2c1 Ka1=18X1.2+0) X528-2 XX).528 =-6.034kN/m2第 2 层土： 1.2-3m(+0)H2=刀Y/ sati=21.6/

5、20=1.08m/20=1.08m页脚内容Pak2 上0 50 5=Yat2H2-Y( Xhha)Kaz2c2Ka2 . + Y( Xhha)=20 X.08-10 (1.2-1.2) 0.528-2 12X).528 .+10X(1.2-1.22)=-6.034kN/m2Pak2下0 50 5=Yat2(H2+h2)- y( X1-ha)Ka2_2c2Ka2 . + Y( Xhha)=20 (1.08+1.8)-10 (3X.2) 0X28-2 XX).528 . +120X3-1.2)=21.47kN/m第3层土： 3-4m(+0)H3= NY/ sati=57.6/19=3.032m/1

6、9=3.032mPak3上0 50 5=$at3H3-Yw( Xhha)Ka32c3Ka3 +Yw( Xhha)=19 X.032-10 俗-1.2) 0X1-2 X) 0.61+10X3-1.2)=226.54kN/mPak3下0 50 5=Yat3(H3+h3)- y( X2-ha)Ka2c3Ka3 +Y( Xhha)=19 (3.032+1)-10 (4-1.2) 0X1-2 X)X).61+10X/*匸-J24-1.2)=42.03kN/m第4层土： 4-6.5m(+0)H4= EY/ sati=76.6/19=4.032m/19=4.032mPak4上0 50 5=Yat4H4-Y(

7、 Xhha)Ka牛2c4Ka4. +y( Eh-ha)=19 4.032-10 (4-1.2) 0.61-2 10X0.61 . +1004-1.2)=422.03kN/m2Pak4下0 50 5=Yat4(H4+h4)- Y( X3-ha)Ka4-2c4Ka4 +Y( Eb-ha)=19 (4.032+2.5)-10 (6X-1.2) 0.61-2 X)0.61+120X6.5-1.2)=80.755kN/m2第5层土： 6.5-9m(+0)H5= liY/ Yi=124.1/22=5.641m/22=5.641mPak5上=Yat5H5-Y( Xhha)Ka&2c5Ka50.5+Y( Xh

8、ha)=22 5.641-10 (6.5-1.2) 0.49-2 18.490.5+106.5-1.2)2=62.64kN/mPak5下0 50 5=Yat5(H5+h5)- y( X4-ha)Ka&2c5Ka5 . + y( Eh-ha)=22 (5.641+2.5)-10 (9-X.2) 0X9-2 WX).49 . +102N9-1.2)=102.34kN/m21)水平荷载页脚内容精心整理临界深度：Zo=Pak2下h2/(Pak2上+Pak2下)=21.47 X8/(6.034+21.47)=1.405m；第1层土Eak1=0kN ；第2层土Eak2=0.5Pak2下Zoba=O.5 星

9、1.47 1.405 1=15.083kN;aa2=Zo/3+ X3=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)+ Eh=1 2 )26.54+42.03)/(3 2654+3 42.03)+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)+ Eh=2.5 花)42.03+

10、80.755)/(3 42.03+3 80.755)+2.5=3.619m； 第5层土“I W*f-.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；土压力合力：Eak=Eki=0+15.083+34.285+153.481+206.225=409.074kN合力作用点：aa=2 (aEaki)/Eak=(0 )0+6.468 15.083+5.462 34.285+3.6

11、19 1爲3.481+1.15 206.225)/409.074=2.634m1、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j：Nk,j = ZjRak,jSxjSj/COS ja其中Z-荷载折减系数n-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a- 土钉与水平面的夹角Nj=YYNk,j=1X 1.25 X 1.962=2.452kNAs=400$14=125.6kN满足要求！Rk,j/Nk,j=19.201/1.962=9.786 t=1K6满足要求！序号Rk,j/Nk,jNj(kN)fyAs(kN)抗拔安全性抗拉安全性页脚内容精心整

12、理09.7862.452125.6满足要求满足要求14.29825.722125.6满足要求满足要求22.78747.511125.6满足要求满足要求32.71556.807125.6满足要求满足要求43.30447.515125.6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，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：圆弧滑动法示意图公式中：j巾一第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）;q第 j 土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角（1

13、- j 1-_ilj j土条的滑弧段长度（m），取lj = bj/cos j；qj 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；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，可取Uj = Yhwaj，在基坑内侧，可取Uj= Yhwpj ；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;Y 下水重度（kN/m3）；hwaj 坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）;hwpj坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）；Rtk第k根土钉在圆弧滑动面以外的锚固段的极限

14、抗拔承载力标准值与杆体受拉承载力标准值 的较小值；ak示第k层土钉的倾角；弧面在第k层土钉处的法线与垂直面的夹角；恢 算系数，取v=0.5sin（ ka；）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：计算步数安全系数滑裂角（度）圆心X（m）圆心丫（m）半径R（m）页脚内容精心整理第 1 步 1.34133.6530.0012.2282.228示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心丫(m)半径R(m)第2步 1.34533.6530.0034.4574.457示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心丫(m)

15、半径R(m)第 3步 1.30633.6530.0046.6856.685示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心丫(m)半径R(m)第 4步 1.45733.6530.0068.9148.914示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心丫(m)半径R(m)第 5步 1.59933.6530.00711.14211.142叫/厂示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心丫(m)半径R(m)第 6步 1.49133.6530.00913.37113.371示意图如下：页脚内容计算结论如下：第1步开挖内部整体稳定性安全系数 第2步开挖内部整体稳定性安全系

16、数 第3步开挖内部整体稳定性安全系数 第4步开挖内部整体稳定性安全系数 第5步开挖内部整体稳定性安全系数 第6步开挖内部整体稳定性安全系数四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算1)抗滑动稳定性验算抗滑动安全系数按下式计算：Y=1.341=1.300满足要求!标高-1.500mY=1.345=1.300满足要求!标高-3.000mY=1.306=1.300满足要求!标高-4.500mY=1.457=1.300满足要求!标高-6.000mY=1.599=1.300满足要求!标高-7.500mY=1.4911.300满足要求!标高-9.000mf/Eah 1.2式中，Eah为主动土压力的水平分量(kN);精心

17、整理f为墙底的抗滑阻力(kN)，由下式计算求得：f=卩(W+cjBSv)卩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=W(B-B+b Ba/2)z i匸二 二一Y其中，W为所计算土体自重(kN)其中，q为坡顶面荷载(kN/m2)Be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M k=Eah Xh其中，Eah为主动土压力的水平分量(kN)；l 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=23.6401.30