水泥土墙计算书

1、水泥土墙计算书计算依据：1?建筑基坑支护技术规程?JGJ120-20212、?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、?施工现场设施平安设计计算手册?谢建民编著5、?地基与根底?第二版、参数信息水泥土墙1根本参数基坑幵挖深度h(m)3.9水泥十墙体平均重度Y s(kN/m 3)20水泥土墙幵挖龄期抗压强度设计值11.15水泥土墙厚度B(m)3.32fcs(N/mm )嵌固深度ld(m)6基坑外侧水位到坑顶的距离ha(m)3.5基坑内侧水位到坑顶的距离hp(m)3支护桩在坑底处的水平位移量u (mm)12基坑底面至软弱下卧层顶面之间的距6地下水渗透稳定性验算坑底突

2、涌稳定性离 D0(m)承压水含水层顶面至坑底的土层厚度3.5承压水含水层顶面的压力水头高度4D(m)hw(m)2、土层参数序号土名称土厚度h(m)土重度3Y (kN/n 3)黏聚力c(kpa)内摩擦角？ (°饱和土重度3pat(kN/m )水土合算1碎石土418101520否2粘性土101982021是3、荷载参数类型荷载q(kpa)距支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载3/条形局部荷载3.544/04、计算系数结构重要性系数Y1综合分项系数Y1.25圆弧滑动稳定平安系数 Ks1.3抗滑移平安系数Ksl1.2抗倾覆

3、平安系数Kov1.3抗隆起平安系数Kb1.4经验系数nb0.8突涌稳定平安系数Kh1.2墙体材料的抗剪断系数卩0.5、土压力计算1主动土压力计算1) 主动土压力系数Kai=tan2(45° 血/2) = tan 2(45-15/2)=0.589 ;Ka2=tan2(45° 02) = tan 2(45-15/2)=0.589 ;Ka3 =tan 2(45 ° 胆/2) = tan 2(45-20/2)=0.49 ;2) 土压力、地下水产生的水平荷载 第 1 层土： 0-3.5mHi'= UY+ Xqi/ Y0+3/18=0.167mPaki 上=YiHi&

4、#39;Kai-2cKai°-5=18X).167 & 589-2 10X).589 °'5=-13.579kN/m 2Paki 下二丫(h 什 Hi')Kai-2ciKai0.5=18X(3.5+0.167) 0 八 89-2 WX) .589 D'5=23.528kN/m 2 第 2 层土: 3.5-4mH2'=E ihi+Eqi/ sat2=63+3/20=3.3mPak2 上=Ysat2H2'Ka2-2c2Ka2°-5=20X3.3 E.589-2 10 X.589 °-5=23.525kN/m 2

5、Pak2 下二丫sat2(h2+H2')Ka2-2c2Ka2°.5=20X0.5+3.3) 0 X89-2 X)X).589 5=29.415kN/m 2 第 3 层土:4-9.9mH3'= Zh2+Eqi+Eqibi/(bi+2ai)/ sap=73+3+1.167/21=3.675mPak3 上= sat3H3'- w( Eh2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+ w(Eh2-ha)=2i X3.675-i0 ( X4-3.5) 0. X49-2 8XX0.490.5+i0X (4-3.5)=29.i66kN/m 2Pak3 下= sat3(H3'

6、+h3)- w( Eh3-ha)K a3-2c3Ka30.5+ w(Eh2-ha)=2i X(3.675+5.9)-i0 (9 X.9-3.5) 0.4 X9-2 8X X0.490.5+i0X(9.9-3.5)=ii9.967kN/m 23) 水平荷载临界深度：Zo=Paki 下 h/(Paki 上 + Paki 下)=23.528 X5/(13.579+23.528)=2.219m第 1 层土Eaki=0.5Paki 下 Z0X仁0.5 X3.528 X219 X=26.104kN ;aai=Z0/3+ Eh2=2.2i9/3+6.4=7.i4m ;第 2 层土Eak2=h2(Pa2 上+

7、Pa2 下)为/ 2=0.5 (23.525+29.415) 1/2=13.235kN;下)+ Xh =0.5 ? )23.525+29.415)/(3 23.525+3 29.415)+5.9=6.141m；第 3 层土Eak3=h3( Pa3上+Pa3 下)>1/2=5.9 (29.166+119.967) 1/2=439.942kN;aa3=h 3( 2Pa3 上 + Pa3 下)/(3Pa3 上+3Pa3下)=5.9 (2 >29.166+119.967)/(3 29J66+3>119.967)=2.351m ；土压力合力：Eak=艺 Eki=26.104+13.23

8、5+439.942=479.281kN合力作用点：aa=艺(fi £ki)/Eak=(7.14 26.104+6.141 13.235+2.351 439.942)/479.281=2.716m;2、被动土压力计算1 )被动土压力系数Kp1=tan2(45 ° +1/2)= tan2(45+15/2)=1.698 ;Kp2=tan2(45 ° +2/2)= tan2(45+20/2)=2.04 ;Kp3=tan2(45 ° +3/2)= tan2(45+20/2)=2.04 ;2 )土压力、地下水产生的水平荷载第 1 层土： 3.9-4mH1'=

9、 Z0Y/ Y0/18=0mPpk1 上=YH1'Kp1+2c1Kp1°.5=18>0X1.698+2 >0>.698°.5=26.061kN/m 2Ppk1 下=Y( hi+H 1 ')Kp1 +2c 1 Kp10.5=18><0.1+0) 1698+2 10R.698 0.5=29.118kN/m 2 第 2 层土：4-6.9mH2'=刃 Y" Y1.8/19=0.095mPpk2 上=YH2'Kp2+2c2Kp2°.5=19X0.095 2.04+2 8 >2.04°.5

10、=26.535kN/m 2Ppk2 下二丫(hi+H2')Kp2+2c2Kp2°.5=19 N2.9+0.095) 2.04+2 8 >2.04°.5=138.939kN/m 2 第 3 层土: H3'= E2Y/ Y3=56.9/2 仁 2.71mPpk3 上=Yt3H3'-Y( Xhhp)Kp3+2c3Kp30.5+Y( Eh-hp)=21 2.71-10 (3-3) 204+2 8 X2.040.5+10><3-3)=138.949kN/mPpk3 下=Y at3(H 3'+h 3)- Y( Xhhp)Kp3+2c3K

11、p30.5+Y( Eh-hp)=21 (2.71+3)-10 (6-3) 204+2 8 X2.040.5+1O x(6-3)=236.269kN/m 23)水平荷载第 1 层土Epki=IXhi(Ppi 上+Ppi 下)/2=1 区 1 ?6.061+29.118)/2=2.759kN;aAi=hi(2Ppi 上 + Ppi 下)/(3Ppi 上+3Ppi下)+ Xh=0.1 ? )26.061+29.118)/(3 26.061+3 29.118)+5.9=5.949m；第2层土Epk2=1 xh2(Pp2 上+Pp2 下)/2=1 &9 ) (26.535+138.939)/2=

12、239.937kN;aA2 = h2(2Pp2 上 + P p2 下)/(3Pp2 上 +3Pp2下)+ Xh=2.9 )(2 )26.535+138.939)/(3 26.535+3 138.939)+3=4.122m；第3层土Epk3=1 Xh3(Pp3 上 +Pp3 下)/2=1 3 ) N138.949+236.269)/2=562.827kN;aA3 = h 3(2Pp3 上 + P p3 下)/(3Pp3 上 +3Pp3下)=3 (2 138.949+236.269)/(3 138.949+3 236.269)=1.37m;土压力合力：Epk=艺 Eki=2.759+239.937

13、+562.827=805.523kN合力作用点：ao=艺 pEpki)/Epk=(5.949 2(759+4.122 239.937+1.37 562.827)/805.523=2.205m3、基坑内侧土反力计算1 )主动土压力系数Kp1=tan2(45 ° +1/2)= tan2(45+15/2)=1.698 ;Kp2=tan2(45 ° +2/2)= tan2(45+20/2)=2.04 ;Kp3=tan2(45 ° +3/2)= tan2(45+20/2)=2.04 ;2 )土压力、地下水产生的水平荷载第 1 层土： 3.9-4mH1'= Z0Y&q

14、uot; Y0/18=0mPsk1 上=(0.2 #-?1+c1) X0(1-Xh /|d) u b+YH1'Ka1=(0.2 15 2-15+10) 0 )；1-0/6) 0.012/0.012+18 0 )21.698=0kN/m 2Psk1 下=(0.2 是如 +ci) Eh(1-Ehi/ld) u b+Y(h 什 Hi')Kai=(0.2 朽 2-15+10)区 1 总-0.1/6) 0.012/0.012+18八0+0.1) 1698=6.99kN/m 2第2层土： 4-6.9mH2'=刃 Y/ 2=1.8/19=0.095mPsk2 上=(0.2 彳-竝 +

15、C2)Eh(1-Eh1/ld) u b+u2H2'Ka2=(0.2 202-20+8) 0C1 (1-0.1/6) 0.012/0.012+19 X 0.095X2.04=10.369kN/m 2Psk2 下=(0.2 毓松 +C2) E2(1-Ehid) u b+Y(h2+H2')Ka2=(0.2 202-20+8) 3 人 1-3/6) 0.012/0.012+19XJ0.095+2.9) 2.04=218.086kN/m 2第3层土： H3'= E2h2/ Y3=56.9/2 仁 2.71mPsk3 上=(0.2 32-八 3+C3) Efe(1-Eh2/|d)

16、u b+U yat3H3'- Y( Eh-hp)Kp3+ Y( Eh-hp)=(0.2 20 2-20+8) 3 X(1 -3/6)1>2/12+21 2(71-10 (3-3) 204+10 (3-3)=218.096kN/m2Psk3 下=(0.2 32- 4s+c3) E3(1-Eh3/ld) u b+u yat3(H3'+h3)- Y( E3-hp)Kp3+ Y( Eh-hp)=(0.2 202-20+8) X6X(1-6/6) 1X2/12+21 X(2.71+3)-10 (6 X-3) 2X.04+10X(6-3)=213.416kN/m 23) 水平荷载第

17、1 层土Psk1=boh1(Ps1 上+Ps1 下)/2=1 X.1 (0+6.99)/2=0.35kN ;3s1=h1( 2Ps1 上+Ps1 下)/(3Ps1 上+3Ps1 下)+ 1212=0.1 X(2 X0+6.99)/(3 0+3 X6.99)+5.9=5.933m ; 第2层土Psk2=b0h2(Ps2 上+Ps2 下)/2=1 2.9 (10.369+218.086)/2=331.26kN;as2 = h 2(2Ps2 上 + Ps2 下)/(3P s2 上 +3P s2下)+ 21=2.9>10.369+218.086)/(3 10.369+3 218.086)+3=4

18、.011m；第 3 层土Psk3=boh3( Ps3上+Ps3下)/2=1 3 >(218.096+213.416)/2=647.268kN;as3=h 3(2Ps3 上+Ps3 下)/(3Ps3 上+3Ps3下)=3 >(2 >218.096+213.416)/(3 218.096+3 >213.416)=1.505m土压力合力：Ppk 二艺 pki=0.35+331.26+647.268=978.878kN;合力作用点：as=艺(0Pski)/Ppk=(5.933 >35+4.011 >1.26+1.505 6 47.268)/978.878=2.355

19、m三、稳定性验算1、滑移稳定性验算(；一 u mB) tan d+cBE滑移稳定性验算示意图如上图所示，水泥土墙的滑移稳定性应按下式验算:>K(Epk+(G- pmB)tan ? +cB)/E=(805.523+(653.4-47 X 3.3) > tan(20 ° )+8 > 3.3)/479.281=2.114 1.2满足要求！2、倾覆稳怎性验算倾覆稳定性验算示意图如上图所示，水泥土墙的倾覆稳定性应按下式验算:(Epkap+(G- pmB)aG)/(Eakaa)=(805.523 2205+(653447 X 3.3) X 1.65)/(479.281 X 2.

20、716)=1.996Kov=1.3满足要求!3、整体滑动稳定性验算整体滑动稳定性验算示意图Ksi =EClj+ qjbj+AG cos jgaljtan j/ 刀 b+AGj sin 9cj、审一第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;9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lj = bj/cos j9qj用在第j 土条上的附加分布荷载标准值kPa;AGj第j 土条的自重kN，按天然重度计算；uj人第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

21、取 Uj = Yhwaj，在基坑内侧，可取Uj = Y hwpj；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;min K si， Ks2，.， Ksi，=1.879 >K1.3满足要求！4、抗隆起稳定性验算1 水泥土墙底面处的抗隆起验算丫 仁艺 丫 /(h+ld)=196.9/(3.9+6)=19.889kN/m卩 2=艺力口 /ld=119.9/6=19.983kN/mNq=tan2(45 °+? /2 骨=(45 +20/2)e

22、ntan2=6.399N c=(Nq-1)/ta n ? =(6.399ta n(20)=14.834(m2|dNq+cNc)/( mi(h+ld)+qo) =(19.983 6八3.399+8 >14.834)/(19.889 X (3.9+6)+3.707)=4.416 Kb=1.4满足要求！2 )软弱层土的抗隆起验算y azDo二二、> JJ软弱层土的抗隆起验算示意图 如上图所示，抗隆起稳定性按下式计算: IL U J * ：Yii (h+Do)十 qoi | I P-丫仁艺 Y /(h+Do)=196.9/(3.9+6)=19.889kN/m卩 2=艺 ryhi /D°=119.9/6=19.983kN/mNq=tan