土钉墙支护计算计算书

1、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)5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)5.5基坑地面至抗隆起计算平面之间的距离D(m)22、柿载分数序号类型面荷载q(kPa)荷载宽度b(m)基坑边线距离a(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用

2、深度d(m)1局布荷载255113、土层参数序号土名称土厚度(m)坑壁土的重度3KkN/m)坑壁土的内摩擦角粘聚力C(kPa)极限摩擦阻力(kPa)饱和重度(kN/m3)1粘性土2201812120202淤泥质二218121020193红粘土3222018189224、土钉墙布置数据放坡参数:序号放坡高度L(m)放坡宽度W(m)平台宽度B(m)1512土钉参数:序号孔径d(mm)长度l(m)入射角人0)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)11206151.5钢筋31440036021207151.5钢筋3144

3、003605、计算系数结构重要性系数刈1综合分项系数汴1.25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经验系数出0.6二、土钉承载力计算Kai=tan2(45-巾/2)=tan2(45-18/2)=0.528;Ka2=tan2(45-也/2)=tan2(45-18/2)=0.528;Ka3=tan2(45-恸2)=tan2(45-12/2)=0.656;Ka4=tan2(45-&/2)=tan2(45-20/2)=0.49;第1层土：0-1.2m(+0)Hi=年1/产0/20=0mPak1上=；1H1

4、Ka1-2c1Ka10.5=2000.528-2120.5280.5=-17.439kN/m2Pak1下=Y(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5=200.5280.5+10X(2-1.2)=7.457kN/m2第3层土：2-4m(+0)H3=E2h2/下at=40/19=2.105mPak3上=at3H3-M(Zh2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+w(Eh2-ha)=192.105-10(2-1.2)0.656-2100.6560.5+100.6560.5+10X(4-1.2)=44.598kN/m2第4层土：4-5m(+0)H4=E3h3/下at=78/22=3.545mPak4上=

5、at4H4-M(Zh3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+M(Eh3-ha)=223.545-10(4-1.2)0.49-2180.490.5+10X4-1.2)=27.295kN/m2Pak4下=%at4(H4+h4)-mn3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+w(Zh3-ha尸22(3.545+1)-10(5-1.2)0.49-2X180.490.5+10X(5-1.2)=43.175kN/m21)水平荷载临界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+Pak2下)=7.4570.8/(4.767+7.457)=0.488mi;第1层土Eak1=0kN;第2层土Eak2=0.5Pak2下Z0

6、ba=0.57.4570.4881=1.82kN;&2=Z0/3+Eh3=0.488/3+3=3.163m；第3层土Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=2*12.79+44.598)1/2=57.388kN;生3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+Zh4=2X212.79+44.598)/(312.79+344.598)+1=1.815m；第4层土Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)bJ2=1*27.295+43.175)1/2=35.235kN;24=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)=1X2)27.295+43.175)/(32X29

7、5+3M3.175)=0.462m；土压力合力：Eak=2Eaki=0+1.82+57.388+35.235=94.443kN;合力作用点：cfe=NaaiEaki)/Eak=(0)0+3.1631.82+1.81557.388+0.46235.235)/94.443=1.336m；1、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j：Nk,j=jPak,jSxjSzj/COSOj其中&荷载折减系数T-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=TTNk,j=1X1.255.32=6.65kN$As=400刈14=

8、125.6kN满足要求！Rk,j/Nk,j=29.423/5.32=5.531*=1.6满足要求！用号Rk,j/Nk,jN(kN)fyAs(kN)抗拔或全，性抗拉安全性5.612演足满足053165H要5.6求求721演满.12足H足144.05要686求求I口5门口三、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：KX吼十（晌）cos6j-LidjKan与升承卜上3式也+呢）+丑）$苞0）OqjbrGj）血眇公式中：Q、G第j土条滑弧面处土的粘聚力（k

9、Pa）、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lj=bj/cosj;qj作用在第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=族hwaj,在基坑内侧，可取Uj=次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；3w地下水重度(kN/m)；hwaj一基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；hwpj一基坑内侧第j土条滑弧面中点的

10、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承载力标准值的较小值；Ok表小第k层土钉的倾角；张一圆弧面在第k层土钉处的法线与垂直面的夹角；3计算系数，取W=0.5sin(ok+(k)tan(|),小表示的是第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1.65829.389-0.7842.4032.528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)5.056第2步1.88829.389-1.5694.806示意

11、图如下：Y(m)半径8.426计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆/R(m)第3步1.72529.389-2.6158.010示意图如下:计算结论如下：第1步开挖内部整体稳定性安全系数- 1.500m第2步开挖内部整体稳定性安全系数- 3.000m第3步开挖内部整体稳定性安全系数- 5.000m四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算X1.658=1.300满足要求！标图X1.888=1.300满足要求！标高%=1.7251.300满足要求！标高D抗滑动稳定性验算抗滑动安全系数按下式计算：f/EahH2式中，Eah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=MW+

12、qBaSv)以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=5.3931.200,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=WBc沟Ba(B-B+bBa/2)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。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=EahXh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：Mg/Mq=110.0651.300,满足要求！五、坑底抗隆起稳定性验算满布荷载：f1=0局部荷载：f2=(q1b+q2a+q3W1)/