土钉墙支护方式计算

1、第2章土钉墙支护计算土钉支护技术土钉支护的概念土钉支护亦称锚喷支护，就是逐层开挖基坑，逐层布置排列较密的土钉（钢 筋），强化边坡土体，并在坡面铺设钢筋网，喷射混凝土。相应的支护体称为土 钉墙，它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个紧密结合 的部分组成。土钉是其最主要的构件，英文名叫Soil Nailing，它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。土钉支护的特点与其它支护类型相比，土钉支护具有以下一些特点或优点：. 土钉与土体共同形成了一个复合体，土体是支护结构不可分割的部分。从而 合理的利用了土体的自承能力。.结构轻柔，有良好的延性和抗震性。.施工设备简

2、单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和 大型机具。.施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。.对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声，也没有地下连续墙施 工时污浊的泥浆。. 土钉支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。.工程造价低，经济效益好，国内外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其它支护低1/21/3.容易实现动态设计和信息化施工。.1.3 土钉支护的适用范围土钉支护适用于：地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、 普通粘土或 弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固。一般可用于标准贯入基数 N值在5以上 的砂质土与N值在3以上的粘性土。单独的土钉墙宜用于深度

3、不大于12m的基坑支护或边坡维护，当土钉墙与 放坡开挖、土层锚杆联合使用时，深度可以进一步加大。土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土。不得用于 没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。1.4 土钉的作用机理土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理：.箍束骨架作用：该作用是由于土钉本身的刚度和强度，以及它在土体内分布 的空间所决定的。它在复合土体中起骨架作用，使复合土体构成一个整体， 从而约束土体的变形和破坏。.分担作用：在复合土体内，土钉与土体共同承担外荷载和自重应力，土钉起 着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度， 所以在土体进入塑性状态后，应力逐渐

4、向土钉转移。当土体发生开裂后，土 钉的分担作用更为突出，这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力，从而导 致土钉中的浆体碎裂、钢筋屈服。土钉墙之所以能够延迟塑性变形，并表现 出渐进性开裂，与土钉的分担作用是密切相关的。.应力传递与扩散作用：当荷载增加到一定程度，边坡表面和内部裂缝已发展到一定宽度，边坡应力达最大。此时，下部土钉位于滑裂区域以外土体中的 部分仍然能够提供较大的抗力。土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内 的应力传递到后面稳定的土体中，分布在较大范围的土体内，降低应力集中 程度。.对坡面变形的约束作用：在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝 土面板使发挥土钉有效作用的重要组成部分

5、。喷射混凝土面板对坡面变形起 到约束作用，面板的约束力取决于土钉表面与土之间的摩阻力，当复合土体 开裂面区域扩大并连成片时，摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体。.1.5 土钉支护设计1.确定土钉墙结构尺寸(1)在初步设计时，应先根据基坑环境条件和工程地质资料，确定土钉墙的适 用性，然后确定土钉墙的结构尺寸，土钉墙高度由工程开挖深度决定，开挖面坡 度可取60 0 -90 ,在条件许可时，尽可能降低坡面坡度。(2) 土钉墙均是分层分段施工，每层开挖的最大高度取决于该土体可以自然站 立而不破坏的能力。在砂性土中，每层开挖高度一般为0.52.0m ,在粘性土中 可以增大一些。开挖高度一般与土钉竖向

6、间距相同， 常用1.01.5m ;每层单次 开挖的纵向长度，取决于土体维持稳定的最长时间和施工流程的相互衔接，一般多用10m长。2.参数设计土钉参数设计主要包括土钉长度、间距、布置、孔径和钢筋直径等。土钉长度在实际工程中，土钉长度L常采用坡面垂直高度H的60%70%。土钉一 般下斜，与水平面的夹角宜为590。研究表明：对钻孔注浆型土钉，用于粒 状土陡坡加固时，L/H 一般为0.50.8;对打入型土钉，用于加固粒状土陡坡时， 其长度比一般为0.50.6.99规程要求L/H 一般为0.51.2。其实，在只有饱和 软土中才会取L/H大于1。土钉直径及间距土钉直径D 一般由施工方法确定。打入的钢筋土钉

7、一般为1632mm ,常是25mm ,打入钢管一般是50mm ;人工成孔时，孔径一般为 70120mm , 机械成孔时，孔径一般为100150mm 。土钉间距包括水平间距（列距） Sx和垂直间距（行距）Sy,其数值对土钉 墙的整体作用效果有重要影响，大小宜为12m o对于钻孔注浆土钉，可按6 12倍土钉直径D选定土钉行距和列距，且宜满足：Sx Sy K D L式中：K注浆工艺系数，一次压力注浆，K=1.52.5;D、L土钉直径和长度，m；Sx、Sy一土钉水平间距和垂直间距，m 0支护方案选择本工程场区土层在水平方向的分布比较均匀，成层性好，无软弱土层存在， 建筑场地的地基土为均匀地基。基坑开挖

8、深度位于地下水位以上，不需考虑降水 和护坡措施，符合土钉墙支护条件，故选择土钉墙作为基坑支护方式。北面土钉墙计算.3.1 土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为 7m ,建筑物6层，每层荷载取12Kpa,距 基坑4m ,则总荷载为12 X6=72Kpa ,建筑物每层3m共18m ,根据规范取基 坑深为地面下1m ,按条形基础扩散，则在基坑深度为 5m处有影响，具体如图 所示，b(Pkcd)10(72 18 1)p 0 2 7 Kpab 2ztan 10 2 5 tan 45b条形基础宽取10mPk总的荷载标准值Z -基底至软弱下卧层距离P-扩散后荷载cd 基底自重应力值.主动土压力计

9、算Eaq hKa 2c Kaq地面荷载(kN );一土的重度(kN/m3);c土层粘聚力(kPa)Ka一主动土压力系数，Ka tan2(45 -),为土层内摩擦角。Ea(1 1)= -2 X8X0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0 X2.1) X0.704-2 X8 X0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0 X2.1) X0.49-2 X8 X0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.49-2 X8 X0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.4

10、38-2 X9X0.662=22.87(kPa)荷载影响处 Ea； (3 2)=(21 X0.9+18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.438-2 X9 X0.662=31.15(kPa)荷载影响处 Ea；(3 1)=(27+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X0.9)X0.438-2 X9 乂0.662=42.97(kPa)Ea(3 2)=( 27+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X3.2) X0.438-2 X9X0.662=64.13(kPa).土钉参数及布置土钉墙水平倾角为73.3,即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角取15, 土

11、钉竖直间距取Sy 1.2m ,水平间距取Sx 1.2m ,机械成孔，取孔径130 mm。具体见图2.2土钉处主动土压力计算：Q r O 第1点最大主动土压力根据公式：eaq h Ka 2c Kae1.2= 18 X1.2 X0.704-2 X8 X -0.839=1.78(kPa)e2.4=(18.0 X2.1+20.81 X0.3) X0.7-2 X8 X0.49=22.99(kPa)e3.6=(18.0 X2.1+20.81 X1.5) X0.7-2 X8 X0.49=40.47(kPa)e4.8=(18.0 X2.1+20.81 X2.0+21 X0.7) X0.438-2 X9X0.6

12、62=29.3(kPa)e6.0= (27+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21 X1.9) X0.438-2 X9 X0.662=52.17(kPa).3.2 土钉设计1.折减系数计算120k /tan 45,k tantan 一2土钉墙坡面与水平面夹角，为73.30 （坡度1:0.3）。10 2.1 20 2 23 3.2 24 8 21 35015.3,/3.3 101 tan(一2一)1173.3 10tan2tan73.3,2 , _/tan (45 21.35)0.62 0.820.471.08tan(73.3 20173.3 20 tan2tan73.3/tan2(45

13、 21.35)0.5 0.640.470.68tan(73.3 23)1), 73.3 23 tan2tan73.32/tan2(45 21.35)0.47 0.60.470.6tan(73.3 24)1)73.3 24tan2tan73.32/tan2(45 21.35)0.46 0.580.470.58 2.受拉荷载标准值计算TeaiSxSy/C0S其中：一荷载折减系数；eai 第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值，(kPa)；Sx、Sy- 土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，(m );-土钉与水平面的夹角。T1iea1SxSy / cos=1.08 X1.78 X1.2X1.2/C0S1

14、5 0=2.87T22ea 2 sxsy/COS=0.68 X22.99 X1.2 X1.2/cos15 0 =23.3T33ea3SxSy/COS=0.68 X40.47 X1.2 X1.2/cos15 0 =41.03T44ea4SxSy/CoS=0.6 X29.3 X1.2 X1.2/cos15 0 =26.25ea 5sxsy / COS=0.6 X52.17 X1.2X1.2/cos15 0 =46.67.土钉受拉承载力设计值计算士钉受拉承载力设计值按以下公式计算:Tuj 1.25 Tj其中：Ti -第i根土钉受拉荷载标准值，(kN)；Tuj -第i根土钉受拉承载力设计值，(kN)；

15、0 -基坑侧壁重要性系数，取1.0 0Tui1.251.251.02.873.59kNTu21.250T21.251.023.329.125kNTu31.251.251.041.0351.29kN1.250T41.251.026.232.75kNTu51.251.251.046.6758.33kN.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算:liTuj dujqsik其中：s-土钉受拉抗力分项系数，取1.3;d uj -第j根土钉锚固体直径，(m );qsik- 土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准取值;查表得 qsik1 18kPa, qsik2 55kPa , qsk3 70kPa ,qsik

16、4 45kPa。li-第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度，(m)。I1Tu1 s du1qsik3.59 1.33.14 0.13 180.64mTudu229.13 1.3l3l4l5qsikTu3 sdu3 qsikTudu4qsik3.14 0.13 5551.29 1.33.14 0.13 5532.75 1.33.14 0.13 451.69m2.97m2.32mTu5 du5qsik58.33 1.33.14 0.13 454.13m5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:(Hhi)sin()Lfi 2sin sin(-)其中：Lfi-第i排土钉自由段长度（m）

17、;H -基坑深度（m ）;-土钉墙坡面与水平面的夹角73.3;-土钉与水平面的倾角取150 ;第1排土钉自由段长度计算，hi=1.2m(7 1.2)sin(73.3 21.35Lf 1sin73.3sin(73.3 21.3515)=5.8 X0.44/0.85 =3m第1排土钉长度:11 Lf1 L10.64 3 3.64m第2 土钉自由段长度计算，hi=2.4m73.3 21.35、(7 2.4)sin(2)sin73.3sin(7335 15)=4.6 X0.44/0.85 =2.38m第2 土钉长度：l2 Lf2 L21.69 2.38 4.07m第3 土钉自由段长度计算，hi=3.6

18、m73.3 21.35、 (7 3.6)sin()Lf373.3 21.35sin73.3sin( 15)=3.4 X0.44/0.85=1.76m第3 土钉长度：l3 Lf3 L32.97 1.76 4.73m第4 土钉自由段长度计算，hi=4.8m(74.8)sin(Lf473.3 21.352sin73.3sin(735 15)=2.2 X0.44/0.85 =1.14m第4 土钉长度:l4 Lf4 L42.32 1.14 3.46m第5 土钉自由段长度计算，hi=6.0m73.3 21.35 (7 4.8)sin()Lf573.3 21.35sin73.3sin( 15)=0.44/0

19、.85=0.23m第5 土钉长度：l5Lf5L5 4.13 0.23 4.36m综合上述计算结果及施工因素，取第1排和第4排土钉长度为8m ,第2、3、5排土钉取10m。6、杆体直径计算：土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算： KTmax1A一T yk其中：As-钢筋截面面积mm2 ;fyk -普通钢筋抗拉强度标准值 N / mm2 ；Tmax-土钉受拉承载力设计值最大值N ;K-土钉抗拔力安全系数，取1.3。KJ-As ma1 =1.3 X58.33 X103/400=189.57mm 2 fyk选取 HRB400 钢筋口 16, As 201.1mm2纵向受力钢筋去上16,面层混凝土厚度取10

20、0 mm,钢筋网采用 8 200。2.3.3 土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算其中：Fsd-土钉的局部稳定性安全系数,取 1.3;Tu-土钉的设计内力(N);d - 土钉直径(M );-界面粘结强度标准值(kPa)。查表得：1 60kPa ,2 70kPa,360kPa(1)、第1排土钉的内部抗拔力验算Lf 1FsdTw1.3 3.59 10333.14 0.13 607 3.19m 8m 103才两足内部抗拔力要求0(2)、第2排土钉的内部抗拔力验算3.7m 10m,FsdTw re。 1.3 29.13 103L f 22.38od 23.14 0.13 70 103才两足内部抗拔力要求

21、0(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算Lf3 X 1.76 51.29 103 3 4.09m 10md 33.14 0.13 70 103才两足内部抗拔力要求(4)、第4排土钉的内部抗拔力验算FsdTw1.3 32.75 103Lf4 dw 1.14-2.88m 8md 43.14 0.13 60 103才两足内部抗拔力要求0(5)、第5排土钉的内部抗拔力验算3Lf5w 0.23 -3 5&33 0 3 3.33m 10m ,满足内部抗拔力要求。d 53.14 0.13 60 1032.抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力EaxEaxq ih， 2G ,KaiSxSy作用在墙底断面

22、的抗滑合力FF W qB Sx tan其中：W-墙体自重(kN );B - 土钉墙宽度(m),本设计 B (0.4 0.8)H (0.4 0.8)7m (2.8 5.6) m取5m。W BH =5 X7X18.4=644KN=18.4KN/mm 3F抗滑安全系数Kh满足下式：Kh 一11.2EaxEax q iHi Kai2g . KaiSxSy=(18X2.1 X0.704 ) -2 X8X0.839+(18 X2.1+20.81 X1.2) 0.49-2 X8X0.7 +(27+18 X2.1+20.81 X2+21 X2.9) 0.438-2 X9 X0.6621.22=147.28KN

23、FiW qB Sx tan(644 27 5)1.2tan21.350=365.4KNKhFi 365.4KNEax 147.28KN2.48 1.2,满足抗滑稳定性要求3.抗倾覆稳定性验算B抗倾覆力矩M w : M w W qB Sy 一2H倾覆力矩 MO： M0 q ihi Kai 2cKaiSxSy-3抗倾覆安全系数要满足以下公式:M wKq w 1.3M0B抗倾覆力矩Mw： Mw W qBSy 一 y 2(644 27 5)1.2 1=2337KN倾覆力矩M 0 ： M 0q ihiKai八H2G . Kai SxSy 3147.28 73=343.65 KN抗倾覆安全系数要满足以下公

24、式:KqMw 233768M 0343.65.1.3满足抗倾覆稳定性要求2.3南面教学楼土钉墙计算土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为 7m ,建筑物6层，每层荷载取12Kpa,距 基坑5m ,则总荷载为12 X6=72Kpa ,建筑物每层3m共18m ,根据规范取基 坑深为地面下1m ,按条形基础扩散，则在基坑深度为 6m处有影响，具体如图 所示，P b（Pk cd）10（72 18 1）。24.55Kpab 2ztan 10 2 6 tan 45b条形基础宽取10mPk总的荷载标准值Z-基底至软弱下卧层距离P-扩散后荷载Cd 基底自重应力值.主动土压力计算Eaq h Ka 2c

25、 Kaq地面荷载（kN ）;一土的重度（kN/m3）;c土层粘聚力（kPa）Ka一主动土压力系数，Ka tan2 （45。-） ,为土层内摩擦角。Ea(1 1)= -2 X8X0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0 X2.1) X0.704-2 X8 X0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0 X2.1) X0.49-2 X8 X0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.49-2 X8 X0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.438-2 X9X0

26、.662=22.87(kPa)荷载影响处 Ea； (3 2)=(21 X1.9+18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.438-2 X9 X0.662=40.35(kPa)荷载影响处 Ea； (3 1)=(24.55+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X1.9) X0.438-2 X9X0.662=51.1(kPa)Ea(3 2)=( 24.55+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X3.2) X0.438-2 X9 X0.662=63.06(kPa).土钉参数及布置土钉墙水平倾角为73.3,即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角取15, 土钉Q

27、竖直间距取sy 1.2m ,水平间距取sx 1.2m ,机械成孔，取孔径130 mm。具体见图2.2土钉处主动土压力计算：第1点最大主动土压力根据公式：eaq h Ka 2c； Kae1.2= 18 X1.2 X0.704-2 X8 X0.839=1.78(kPa)e2.4=(18.0 X2.1+20.81 X0.3) X0.7-2 X8 X0.49=22.99(kPa)e3.6=(18.0 X2.1+20.81 X1.5) X0.7-2 X8 X0.49=40.47(kPa)e4.8=(18.0 X2.1+20.81 X2.0+21 X0.7) X0.438-2 X9X0.662=29.3(

28、kPa)e6.0= (24.55+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21 X1.9) X0.438-2 X9 X0.662=51. 1(kPa)土钉设计1.折减系数计算tank 15.3 tanH) -1-/tan2(45 21.35)12, 73.3 10 tan73.3)tan -1- /tan0.62 0.820.471.08 450 2 x k tan2tan2土钉墙坡面与水平面夹角，为73.30 (坡度1:0.3)。21.350tan(73.3 202tan73.3 2022/tan2(45 21.35)tan73.310 2.1 20 2 23 3.2 24 80.5 0.

29、640.470.68,73.3tan(一223)173.3 23tan21tan73.32/tan2(4521.35)0.47 0.60.470.6,73.3 2411-2,4 tan() /tan (45 21.35)2, 73.3 24 tan73.3tan20.46 0.580.470.58.受拉荷载标准值计算Teaisxsy / cos其中：一荷载折减系数；eai 第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值，(kPa)；Sx、Sy- 土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，(m );-土钉与水平面的夹角。T11 ea1 sx sy / cos=1.08 X1.78 X1.2X1.2/cos15

30、0=2.87T22ea2sxsy/cos=0.68 X22.99 X1.2 X1.2/cos15 0=23.3T33ea3sxsy/cos=0.68 X40.47 X1.2 X1.2/cos15 0 =41.034,4SxSy / cos=0.6 X29.3 X1.2 X1.2/cos15 0 =26.25ea 5sxsy / cos=0.6 X51.1 X1.2 X1.2/cos15 0 =45.71.土钉受拉承载力设计值计算士钉受拉承载力设计值按以下公式计算:Tuj 1.25 Tj其中：Ti -第i根土钉受拉荷载标准值，(kN)；Tuj -第i根土钉受拉承载力设计值，(kN)；0 -基坑侧

31、壁重要性系数，取1.0oTui1.251.251.02.873.59kNTu21.250T21.251.023.329.125kNTu31.251.251.041.0351.29kN1.250T41.251.026.232.75kN1.250T51.251.045.7157.14kN4.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算:liTuj dujqsik其中:s-土钉受拉抗力分项系数，取1.3;d 3 -第j根土钉锚固体直径,(m );qsik- 土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准取值；查表得 qsiki18kPa, qsik2 55kPa , qsk3 70kPa ,qsik4 45kPa。

32、li-第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度，(m)。I1Tu1 s du1qsik3.59 1.33.14 0.13 180.64 mI3l4I5Tudu2qsikTu3 sdu3 qsikTudu4qsik29.13 1.33.14 0.13 5551.29 1.33.14 0.13 5532.75 1.33.14 0.13 451.69m2.97m2.32mTu5 du5qsik57.14 1.33.14 0.13 454.04m5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:(Hhi)sin()Lfi 2sin sin()其中：Lfi-第i排土钉自由段长度H -基坑深度(m)；

33、-土钉墙坡面与水平面的夹角73.30;-土钉与水平面的倾角取150 ;第1排土钉自由段长度计算，hi=1.2m73.3 21.35、(7 1.2)sin(2)Lf173.3 21.35sln73.3sln( 15)=5.8 X0.44/0.85=3m第1排土钉长度：11 Lf1L1 0.64 3 3.64m第2 土钉自由段长度计算，hl=2.4m(7 2.4)sin(73.3 21.35Lf2sin 73.3sin(73.3 21.35 ,、 15) 2=4.6 X0.44/0.85=2.38m第2 土钉长度:l2 Lf2L2 1.69 2.38 4.07m第3 土钉自由段长度计算，hi=3.

34、6m(7 3.6)sin(Lf 3sin 73.3sin(73.3 21.35)273.3 21.35 15)2=3.4 X0.44/0.85 =1.76m第3 土钉长度:l3 Lf3 L32.97 1.76 4.73m第4 土钉自由段长度计算，hi=4.8m(7 4.8)sin(Lf4 sin73.3sin(73.3 21.352)73.3 21.35 15)2=2.2 X0.44/0.85=1.14m第4 土钉长度：l4 Lf4 L42.32 1.14 3.46m第5 土钉自由段长度计算，hi=6.0mLf 573.3 21.35(7 4.8)sin().，3.3 21.35sin73.3

35、sin( 15)=0.44/0.85=0.23m第5 土钉长度：l5 Lf5 L5 4.04 0.23 4.27m综合上述计算结果及施工因素，取第1排和第4排土钉长度为8m ,第2、3、5排土钉取10m 。6、杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:八KTmaxaS fyk其中：As-钢筋截面面积mm2 ;fyk -普通钢筋抗拉强度标准值N / mm2Tmax- 土钉受拉承载力设计值最大值N ；K - 土钉抗拔力安全系数，取1.3。As KTa=1.3 X57.14 X103/400=185.71mm 2fyk选取 HRB400 钢筋口 16, As 201.1mm2纵向受力钢筋去上1

36、6,面层混凝土厚度取100 nlm，钢筋网采用 8200。2.3.3 土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算其中：Fsd-土钉的局部稳定性安全系数,取 1.3;Tu-士钉的设计内力（N）;d - 土钉直径（M ）;-界面粘结强度标准值（kPa）。查表得：1 60kPa ,2 70kPa,360kPa（1）、第1排土钉的内部抗拔力验算LFsdTw&f 1.3d 131.3 3.59 103.14 0.13 60 1033.19m 8m才两足内部抗拔力要求0（2）、第2排土钉的内部抗拔力验算FsdTw OQQ 1.3 29.13 103Lf 2 2.38 od 23.14 0.13 70 1033.7

37、m10m才两足内部抗拔力要求0(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算FsdTw1.3 51.29 103L f 31.76od 33.14 0.13 70 1034.09m10m才两足内部抗拔力要求0(4)、第4排土钉的内部抗拔力验算LFsdTw1 141.3 32.75 103f4 d 4.3.14 0.13 60 1032.88m8m才两足内部抗拔力要求0(5)、第5排土钉的内部抗拔力验算,FsdTw 1.3 57.14 103L f 50.237d 53.14 0.13 60 1033.20m10m,满足内部抗拔力要求。2.抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力EaxEaxq ih

38、i Kai 2G ,KaiSxSy作用在墙底断面的抗滑合力RFiW qB Sx tan其中：W-墙体自重(kN );B - 土钉墙宽度(m),本设计 B (0.4 0.8)H(0.4 0.8)7m (2.8 5.6)m取5m。W BH =5 X7X18.4=644KN=18.4KN/mm3抗滑安全系数Kh满足下式：Kh E 1.2EaxEaxq iHi Kai 2g . Kai SxSy=(18X2,1 X0.704 ) -2 X8X0,839+(18 X2.1+20.81 X1,2) 0.49-2 X8X0.7 +(22.45+18 X2.1+20.81 X2+21 X2.9) 0,438-

39、2 X9 X0.662 1.22=145.74KNFiW qB Sx tan(644 22,45 5)1.2tan 21.350=354.73KN1.2,满足抗滑稳定性要求Fi 354.73KNKh2.43Eax 145.74 KN3,抗倾覆稳定性验算抗倾覆力矩M w ： M wB qB Sy 一 2Hi hi K ai2ci , K ai SxSy 3抗倾覆安全系数要满足以下公式:Kq 霁3B抗倾覆力矩Mw： Mw W qB Sy-y 25(644 22,45 5)1.2 -=2268.75KN mq ihjKai一 一H2Cj - if K ai SxSy 3145.74 -3=340.0

40、6 KN抗倾覆安全系数要满足以下公式:Kq% 1.3M0MwMo2268.75 6.67 1.3340.06满足抗倾覆稳定性要求2.3西面土钉墙计算土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为 7m ,建筑物7层，每层荷载取12Kpa,距 基坑4.5m ,则总荷载为12 X7=84Kpa ,建筑物每层3m共21m ,根据规范取 基坑深为地面下1.4m,按条形基础扩散，则在基坑深度为 5.9m处有影响，具 体如图所示，P b(Pk10(84 18 1.4)po 26.7 3Kpab 2ztan 10 2 6 tan 45b条形基础宽取10mPk总的荷载标准值Z-基底至软弱下卧层距离P-扩散后

41、荷载cd 基底自重应力值.主动土压力计算Eaq h Ka 2c Kaq地面荷载（kN ）;一土的重度（kN/m3）;c土层粘聚力（kPa）Ka一主动土压力系数，Ka tan2（450 ）,为土层内摩擦角Ea(1 1)= -2 X8X0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0 X2.1) X0.704-2 X8 X0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0 X2.1) X0.49-2 X8 X0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.49-2 X8 X0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0 X2

42、.1+20.81 X2.0) X0.438-2 X9X0.662=22.87(kPa)荷载影响处 Ea； (3 2)=(21 X1.9+18.0 X2.1+20.81 X2.0) X0.438-2 X9 X0.662=40.35(kPa)荷载影响处 Ea； (3 1)=(26.73+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X1.8) X0.438-2 X9X0.662=51.13(kPa)Ea(3 2)=( 26.73+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X3.2) X0.438-2 X9 X0.662=64.01(kPa).土钉参数及布置土钉墙水平倾角为73.

43、30 ,即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角取150 , 土钉竖直间距取Sy1.2m,水平间距取sx 1.2m,机械成孔，取孔径130 mm。具体见图2.2土钉处主动土压力计算：第1点最大主动土压力根据公式：eaq h Ka 2c, Kae1.2= 18 X1.2 X0.704-2 X8 X0.839=1.78(kPa)e2.4=(18.0 X2.1+20.81 X0.3) X0.7-2 X8 X0.49=22.99(kPa)e3.6=(18.0 X2.1+20.81 X1.5) X0.7-2 X8 X0.49=40.47(kPa)e4.8=(18.0 X2.1+20.81 X2.0+21

44、X0.7) X0.438-2 X9X0.662=29.3(kPa)e6.0= (26.73+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21 X1.9) X0.438-2 X9 X0.662=52.05(kPa)2.3.2 土钉设计1.折减系数计算tank - /tan2 450 24ktan2tan2土钉墙坡面与水平面夹角，为73.30 (坡度1:0.3)。10 2.1 20 2 23 3.2 24 8 o15.321.35tan(-73.3 10173.3 10tan2tan73.32/tan2 (4521.35)0.62 0.820.471.0873.3 20 tan(-2173.3 20

45、 tan2tan73.32， 一/tan (4521.35)0.5 0.640.470.68. J3.3tan(一2173.3 23tan21tan73.32/tan2(4521.35)0.47 0.60.470.6tan(73.324)173.3 24 tan2tan73.32/tan2(4521.35)0.46 0.580.470.58.受拉荷载标准值计算TeaiSxSy / cos其中：一荷载折减系数;eai -第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值,(kPa)；Sx、Sy- 土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，（m ）;-土钉与水平面的夹角。Ti1ea1SxSy/COS=1.08 X1.

46、78 X1.2X1.2/COS15 =2.87T22ea 2 sxsy/COS=0.68 X22.99 X1.2 X1.2/cos15 0=23.3T33ea3SxSy/COS=0.68 X40.47 X1.2 X1.2/cos15 0=41.03T44ea 4 sxs y / cos=0.6 X29.3 X1.2 X1.2/cos15 0=26.2T55ea5SxSy/coS=0.6 X52.05 X1.2 X1.2/cos15 0=46.56.土钉受拉承载力设计值计算士钉受拉承载力设计值按以下公式计算:口 1.25 0Tj其中：Ti -第i根土钉受拉荷载标准值，(kN)；丁川-第i根土钉受

47、拉承载力设计值，(kN)；0-基坑侧壁重要性系数，取1.0。Tui 1.25Tu2 1.25Tu3 1.25Tu4 1.25 TOC o 1-5 h z Tu51.250T11.250T21.250T3 1.250T41.250T51.251.0 2.871.0 23.31.0 41.031.0 26.21.0 46.563.59kN29.125kN51.29kN32.75kN58.2kN.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算：- sduj qsik取 1.3;(m)；其中：s- 土钉受拉抗力分项系数，duj-第j根土钉锚固体直径，qsik- 土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准取值;查表得

48、 qsik1 18kPa, q 55kPa , q 70kPa 45kPa。li-第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度，(m)。IiTu1 sdu1qsik3.59 1.33.14 0.13 180.64mTudu229.13 1.3l3Tu3 du3l44 du4qsikqsikqsik3.14 0.13 5551.29 1.33.14 0.13 5532.75 1.33.14 0.13 451.69m2.97m2.32mu5 sdu5 qsik58.2 1.33.14 0.13 454.11m5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:(H hi)sin(kL 2_Lfi k

49、 sin sin(一-其中：Lfi-第i排土钉自由段长度（m）;H -基坑深度（m）；-土钉墙坡面与水平面的夹角73.3;-土钉与水平面的倾角取15 ;第1排土钉自由段长度计算，hi=1.2m73.3 21.35(7 1.2)sin()Lf173.3 21.35sin73.3sin( 15)=5.8 X0.44Z0.85 =3m第1排土钉长度：11Lf1 L1 0.64 3 3.64m第2 土钉自由段长度计算，hi=2.4m73.3 21.35、(7 2.4)sin()Lf2 273.3 21.35 sin73.3sin( 15)=4.6 X0.44Z0.85 =2.38m第2 土钉长度:l2

50、 Lf2L21.69 2.38 4.07m第3 土钉自由段长度计算，hi=3.6m73.3 21.35 (7 3.6)sin()Lf373.3 21.35sin73.3sin( 15)=3.4 X0.44Z0.85=1.76m第3 土钉长度：l3 Lf3 L32.97 1.76 4.73m第4 土钉自由段长度计算，hi=4.8m(74.8)sin(Lf473.3 21.352sin73.3sin(735 15)=2.2 X0.44Z0.85 =1.14m第4 土钉长度：14 Lf4L42.32 1.14 3.46m第5 土钉自由段长度计算，hi=6.0m73.3 21.35(7 4.8)sin

51、()Lf5 273.3 21.35 sin73.3sin( 15)=0.44/0.85 =0.23m第5 土钉长度:l5 Lf5 L5 4.11 0.23 4.34m综合上述计算结果及施工因素，取第1排和第4排土钉长度为8m ,第2、3、5排土钉取10m 。6、杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:KTmaxfI yk其中：As-钢筋截面面积mm2 ;fyk -普通钢筋抗拉强度标准值N / mm2 ; TOC o 1-5 h z Tmax- 土钉受拉承载力设计值最大值N ；K-土钉抗拔力安全系数，取1.3。KT cAs 嗅=1.3 X58.2 X103/400=189.15mm2fy

52、k选取 HRB400 钢筋北 16, As 201.1mm2纵向受力钢筋去卫16,面层混凝土厚度取100 nlm，钢筋网采用 8200。2.3.3 土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算. FsdTuf T-其中：Fsd-土钉的局部稳定性安全系数,取 1.3;Tu-土钉的设计内力(N);d - 土钉直径(M );-界面粘结强度标准值(kPa)。查表得：1 60kPa ,2 70kPa,360kPa(1)、第1排土钉的内部抗拔力验算LFsdTwqf13d 11.3 3.59 1033.14 0.13 60 1033.19m 8m才两足内部抗拔力要求0(2)、第2排土钉的内部抗拔力验算,FsdTw1.3 29.13 103Lf 22.38od 23.14 0.13 70 1033.7m10m才两足内部抗拔力要求0(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算LFsdTw 1 761.3 51.29 1