某工程土钉墙设计计算书样本

某工程土钉墙设计计算书土钉墙设计计算书

本计算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。

1.地质勘探数据如下：

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序号h(m)

(kN/m3)

C(kPa)

(°)

极限摩阻(kPa)计算办法

土类型

1

4.00

10.00

4.00

10.00

18.0

水土分算

填土

2

7.40

15.70

15.00

20.00

48.0

水土分算

填土

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表中：h为土层厚度(m)，为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa)，为内摩擦角(°)。

基坑外侧水标高-13.00m，基坑内侧水标高-9.00m。

2.基本计算参数：

地面标高0.00m，基坑坑底标高-6.00m。

3.地面超载：

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序号布置方式

作用区域

标高m

荷载值kPa

距基坑边线m作用宽度m

1

局部荷载

基坑外侧

0.00

32.70

0.50

4.00

2

局部荷载

基坑外侧

0.00

60.00

4.50

5.00

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4.土钉墙布置数据：

放坡级数为1级坡。

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序号坡高m

坡宽m

坡角°

平台宽m

1

6.00

0.30

87.14

0.00

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土钉数据：16，M15水泥浆

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层号孔径(mm)长度(m)

入射角(度)竖向间距(m)水平间距(m)

1

120.00

10.00

10.00

1.30

1.30

2

120.00

11.00

10.00

1.30

1.30

3

120.00

9.00

10.00

1.30

1.30

4

120.00

9.00

10.00

1.30

1.30

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一、水土压力计算

1.作用在挡土面上积极土压力分布：

第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50m

Ea1上=(10.00×0.00)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)

=-6.71kN/m2(取0.0)

Ea1下=(10.00×0.50+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×0.50×10.0-1.00×0.50×10.0×tg2(45-10.00/2)

=16.71kN/m2

第2层土上部标高-0.50m，下部标高-4.00m

Ea2上=(10.00×0.50+10.00×0.00+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×0.50×10.0-1.00×0.50×10.0×tg2(45-10.00/2)

=16.71kN/m2

Ea2下=(10.00×0.50+10.00×3.50+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×4.00×10.0-1.00×4.00×10.0×tg2(45-10.00/2)

=51.71kN/m2

第3层土上部标高-4.00m，下部标高-4.50m

Ea3上=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.00+26.16)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.00×10.0-1.00×4.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=31.82kN/m2

Ea3下=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.50×10.0-1.00×4.50×10.0×tg2(45-20.00/2)

=48.72kN/m2

第4层土上部标高-4.50m，下部标高-5.00m

Ea4上=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.00+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.50×10.0-1.00×4.50×10.0×tg2(45-20.00/2)

=48.72kN/m2

Ea4下=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×5.00×10.0-1.00×5.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=55.12kN/m2

第5层土上部标高-5.00m，下部标高-6.00m

Ea5上=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+15.70×0.00

+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×5.00×10.0-1.00×5.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=55.12kN/m2

Ea5下=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+15.70×1.00

+21.43)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×6.00×10.0-1.00×6.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=55.09kN/m2

2.积极土压力合力：

EA=(0.00+16.71)×0.50/2.0+(16.71+51.71)×3.50/2.0+(31.82+48.72)×0.50/2.0+(48.72+55.12)×0.50/2.0+(55.12+55.09)×1.00/2.0=225.06kN/m

3.积极土压力对墙底平衡力矩与力臂：

MA=0.00×0.50/2.0×5.75+(16.71-0.00)×0.50/2.0×5.67

+16.71×3.50/2.0×3.75+(51.71-16.71)×3.50/2.0×3.17

+31.82×0.50/2.0×1.75+(48.72-31.82)×0.50/2.0×1.67

+48.72×0.50/2.0×1.25+(55.12-48.72)×0.50/2.0×1.17

+55.12×1.00/2.0×0.50+(55.09-55.12)×1.00/2.0×0.33

=379.04kN.m/m二、滑动稳定与倾覆稳定计算

土作用深度取h=6.00m；

土作用宽度取b=5.04m；

土体自重取G=6.85kN/m3；

地表附加荷载Q=47.59kN/m2；

基坑底部摩擦角为20.0。

土钉墙抗滑力为

W=(6.00×5.04×6.85+5.04×47.59)×tg20.0=162.74kN/m

滑动力为

F=225.06kN/m

抗滑安全系数为

Kh=162.74/225.06=0.72<1.3

土钉墙抗倾覆力矩为

Mw=(6.00×5.04×6.85+5.04×47.59)×5.04/2.0=1127.08kN.m/m

倾覆力矩为

Mo=379.04kN.m/m

抗倾覆安全系数为

Kh=1127.08/379.04=2.97>1.5

三、土钉抗拔承载力计算

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层号有效长度(m)抗拉承载力(kN)受拉荷载原则值(kN)安全系数

17.0937.0358.1737.03/(1.25×1.10×58.17)=0.46<1.0不满足！

28.9072.0072.9872.00/(1.25×1.10×72.98)=0.72<1.0不满足！

37.70107.2164.99107.21/(1.25×1.10×64.99)=1.20>1.0满足！

48.51118.3950.75118.39/(1.25×1.10×50.75)=1.70>1.0满足！

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整体构造计算成果如下：

土钉抗拉承载力为334.63kN；

土钉受拉荷载原则值为246.88kN；

土钉安全系数为K=334.63/(1.25×1.10×246.88)=0.986<1.0不满足规定！

四、内部整体稳定性计算

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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0.3848.575.180.006.63

第2步0.6053.575.851.209.27

第3步0.7253.575.915.4012.82

第4步0.8953.575.383.0010.07

第5步0.8353.576.004.2011.83

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