岩土支挡与锚固工程课程设计

湖南工业大学土木建筑工程学院课程设计PAGEPAGE1目录第一章设计资料 1一、工程概况 1二、场地工程地质条件 11、地层情况 12、各层土层力学强度指标 2场区水文地质环境 3三、课程设计要求 3四、设计依据与参考资料 3第二章设计计算书 4一、土钉设计 41、土钉墙所受土压力 42、土钉所受的拉力N 53、土钉长度计算 64、土钉的钢筋直径d计算 75、边坡喷射混凝土面层设计计算 7二、土钉墙的验算 91、未设土钉时开挖边坡的整体稳定性 92、土钉的抗拔承载能力验算 113、内部稳定性验算 134、外部稳定性验算 13第一章设计资料一、工程概况长沙市天心区新天村安置小区边坡位于长沙市天心区新开铺街道办事处新天村内。该边坡根据走向可划分为HA、AB、BE、EG四段。二、场地工程地质条件1、地层情况根据核工业长沙工程勘察院提供的《长沙市天心区新天村安置小区边坡工程拟建场地岩土工程详勘中间报告》，边坡工程相关地层主要有人工填土层、第四系坡洪积层、第四系坡残积层、第四系残积层，第三系泥质粉砂岩地层。现依埋藏顺序将各岩土层成层条件及特征描述如下：（1）人工填土(Qml)①(“①”为地层编号，下同)：为素填土，由褐红色粘性土组成，稍湿～湿，松散状态。层厚0.5-2.0m。（2）第四系坡洪积层（Qal）层，按岩土类别可分为如下几亚层：1）粉质粘土②：褐黄、褐红、灰白色，具网状结构，湿，硬塑～坚硬状态。捻面稍光滑，其干强度及韧性中等，摇震无反应。层厚2.0-6.0m。2）圆砾③：褐黄色，石英质成分，亚圆形，粒径一般为0.2-3cm，大者约8cm，不均匀含20-45%粘性土，湿，中密～密实状态。层厚1.5-6.2m。3）中砂④：褐黄色，石英质成分，不均匀混10-25%粘性土，其底部含少量圆砾及卵石，湿，稍密～中密状态。局部为粉质粘土④-1：灰白色，湿，硬塑状态。捻面稍光滑，其干强度及韧性中等，摇震无反应，呈透镜体产出。层厚1.8-6.7m。以做斜线图1土压力分布图2、土钉所受的拉力N土钉的倾角取，土钉的水平间距取，土钉竖向间距取3、土钉长度计算土钉墙支护布置如图2取土钉墙的局部稳定性系数土钉在破坏面一侧伸入稳定土体中的长度取土钉长度，式中按图2中求得图2土钉墙支护布置简图第一排土钉：同理，依次计算下面各排土钉的各排土钉的长度由上至下分别为：4.9m，4.4m，3.9m，3.4m，2.9m根据的土钉设计“保住中部，稳定坡脚”的原则，将第2,3,4拍土钉加长1.5m最终各排的土钉的长度分别取为：5.0m，6.0m，5.5m，5.0m，3.0m4、土钉的钢筋直径d计算土钉采用HRB335级钢筋，取则根据《建筑基坑支护技术规程》要求，采用16mm的钢筋，土钉孔采用5、边坡喷射混凝土面层设计计算在土体自重及地表超载q的作用下，喷射混凝土面层所受的侧向压力式中即则按四边简支板形式配筋查双向板在均布荷载作用下内力系数表得水平方向：竖直方向：钢筋按下列节约简易方法计算（参考江正荣《建筑施工计算手册》第2.4.5节）；喷射混凝土采用强度等级为C20的混凝土，喷混凝土面层的厚度为100mm，则则查表：，采用HPB235级钢筋，则需要的钢筋面积很小，按《建筑基坑支护技术规程》的构造要求配筋，采用6@200mm，面层配筋为6@200×200考虑到喷射混凝土面层在土钉端部的抗冲切，在该处配制一块200mm×200mm×12mm承压钢板与土钉焊接，并相应在混凝土中设置抗冲切钢筋。二、土钉墙的验算1、未设土钉时开挖边坡的整体稳定性（1）、那比例画出边坡的截面图（图2），坡角，查出坡底角和坡顶角，由此求出第一次试算的滑动圆心O1，从图上量出滑动半径R=12.2m；图3（2）、将边坡分为若干条，去条宽为b=1.0m，各条编号如图所示；（3）、计算，；（4）、从图中（CAD）量出各条的中心高度弧长；（5）、计算如下表计算表分条编号Lhisinαicosαiqqsinαiqcosαihisinαihicosαiιi14.62.650.400.920.00.000.001.072.431.1024.65.770.440.900.00.000.002.545.181.1534.65.120.480.8820.09.5317.582.444.501.2344.64.330.510.8620.010.2417.182.223.721.3454.63.320.550.840.00.000.001.822.781.5064.62.030.580.810.00.000.001.181.651.7974.60.640.610.790.00.000.000.390.511.42Σ19.7734.7611.6520.769.53K2.11（6）以上已知值代入下式中计算相应的稳定性安全系数：（7）、O1不一定为最危险滑动圆心，Ko1不一定是最小的稳定安全系数，按0.3H在OD上移动找最危险的滑动圆心（8）、通过试算最危险滑动圆心如下图（图4）所示：图4计算表如下：分条编号Lhisinαicosαiqqbsinαiqbcosαihisinαihicosαiιi19.92.510.570.820.00.000.001.422.071.2529.95.310.590.810.00.000.003.144.281.3339.94.350.610.7920.012.2815.792.673.431.4449.93.220.640.7720.012.7315.422.052.481.5959.91.830.660.750.00.000.001.211.381.8369.90.530.680.730.00.000.000.360.391.20Σ25.0131.2110.8514.038.64K1.81稳定安全系数为：2、土钉的抗拔承载能力验算放坡对土压力的修正系数ξ第一排土钉：基坑侧壁重要性系数第二排土钉：基坑侧壁重要性系数第三排土钉：基坑侧壁重要性系数第四排土钉：基坑侧壁重要性系数第五排土钉：基坑侧壁