土钉墙支护计算计算书.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑土钉墙支护计算计算书 土钉墙支护计算书 计算依据： 1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2022 2、《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、《施工现场设施安好设计计算手册》谢建民编著 5、《地基与根基》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、根本参数 侧壁安好级别 土体的滑动摩擦系数 土钉墙计算宽度B'(m) 基坑内侧水位到坑顶的距离(m) 二级 1.3 15 5.5 基坑开挖深度h(m) 条分块数 基坑外侧水位到坑顶的距离(m) 5 10 1.2 基坑地面至抗隆起计算平面之间的距2 离D(m) 2、荷载参数 序号 类型 局布荷载 面荷载q(kPa) 荷载宽度b(m) 基坑边线距离平行基坑边的分a(m) 1 2 5 5 布长度l(m) 1 作用深度d(m) 1 3、土层参数 序号 土名称 土厚度(m) 坑壁土的重度坑壁土的内摩γ(kN/m) 20 18 22 3擦角φ(°) 18 12 20 粘聚力C (kPa) 极限摩擦阻力饱和重度(kPa) (kN/m) 20 19 22 31 2 3 粘性土 淤泥质二 红粘土 2 2 3 12 10 18 120 20 189 4、土钉墙布置数据 放坡参数： 序号 1 放坡高度L(m) 5 放坡宽度W(m) 1 平台宽度B(m) 2 土钉参数： 竖向间距Sz(m) 杆体截面积土钉杆体材料 As(mm) 2抗拉强度标准抗拉强度设值fyk(N/mm) 400 400 2序号 孔径d(mm) 长度l(m) 入射角α(°) 计fy(N/mm) 360 360 2值1 2 120 120 6 7 15 15 1.5 1.5 钢筋 钢筋 314 314 5、计算系数 布局重要性系数γ0 土钉抗拔安好系数Kt 抗滑移安好系数Ksl 抗隆起安好系数Khe 1 1.6 1.2 1.6 综合分项系数γF 圆弧滑动稳定安好系数Ks 抗倾覆安好系数Kov 阅历系数ηb 1.25 1.3 1.3 0.6 二、土钉承载力计算 Ka1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-12/2)=0.656； Ka4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-20/2)=0.49； 第1层土：0-1.2m(+0) H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/20=0m Pak1上 =γ1H1'Ka1-2c1Ka10.5=20×0×0.528-2×12×0.5280.5=-17.439kN/m2 Pak1下 =γ1(h1+H1')Ka1-2c1Ka10.5=20×(1.2+0)×0.528-2×12×0.5280.5=-4.767kN/m2 第2层土：1.2-2m(+0) H2'=[∑γ1h1]/γsati=[24]/20=1.2m Pak2 80.5+10×(1.2-1.2)=-4.767kN/m2 Pak2 下上 =[γsat2H2'-γw(∑h1-ha)]Ka2-2c2Ka20.5+γw(∑h1-ha)=[20×1.2-10×(1.2-1.2)]×0.528-2×12×0.52 =[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-ha)]Ka2-2c2Ka20.5+γw(∑h1-ha)=[20×(1.2+0.8)-10×(2-1.2)]×0.528-2×12×0.5280.5+10×(2-1.2)=7.457kN/m2 第3层土：2-4m(+0) H3'=[∑γ2h2]/γsati=[40]/19=2.105m Pak3 60.5+10×(2-1.2)=12.79kN/m2 Pak3 ×10×0.6560.5+10×(4-1.2)=44.598kN/m2 第4层土：4-5m(+0) H4'=[∑γ3h3]/γsati=[78]/22=3.545m Pak4 5 上下上 =[γsat3H3'-γw(∑h2-ha)]Ka3-2c3Ka30.5+γw(∑h2-ha)=[19×2.105-10×(2-1.2)]×0.656-2×10×0.65 =[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-ha)]Ka3-2c3Ka30.5+γw(∑h2-ha)=[19×(2.105+2)-10×(4-1.2)]×0.656-2 =[γsat4H4'-γw(∑h3-ha)]Ka4-2c4Ka40.5+γw(∑h3-ha)=[22×3.545-10×(4-1.2)]×0.49-2×18×0.490.+10×(4-1.2)=27.295kN/m2 下 Pak4 18×0.490.5+10×(5-1.2)=43.175kN/m2 1）水平荷载 临界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=7.457×0.8/(4.767+7.457)=0.488m； 第1层土 Eak1=0kN； 第2层土 Eak2=0.5Pak2下Z0ba=0.5×7.457×0.488×1=1.82kN； aa2=Z0/3+∑h3=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； aa3=h3(2Pa3 下 上 =[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-ha)]Ka4-2c4Ka40.5+γw(∑h3-ha)=[22×(3.545+1)-10×(5-1.2)]×0.49-2× +Pa3 下 )/(3Pa3 上 +3Pa3 )+∑h4=2×(2×12.79+44.598)/(3×12.79+3×44.598)+1=1.815m； 第4层土 Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=1×(27.295+43.175)×1/2=35.235kN； aa4=h4(2Pa4 下 上 +Pa4 下 )/(3Pa4 上 +3Pa4 )=1×(2×27.295+43.175)/(3×27.295+3×43.175)=0.462m； 土压力合力： Eak=ΣEaki=0+1.82+57.388+35.235=94.443kN； 合力作用点： aa= Σ(aaiEaki)/Eak=(0×0+3.163×1.82+1.815×57.388+0.462×35.235)/94.443=1.336m； 1、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j： Nk,j=ζηjPak,jSxjSzj/cosαj 其中 ζ--荷载折减系数 ηj--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 αj--土钉与水平面的夹角 Nj=γ0γFNk,j=1×1.25×5.32=6.65kN≤fyAs=400×314=125.6kN 得志要求！ Rk,j/Nk,j=29.423/5.32=5.531≥Kt=1.6 得志要求！ R k f Ny抗抗jA拔拉,j序( s安安/ 号 kN(全全Nk 性 性 k) N ,j ) 51满满6.2 足足. 0 55 63.要要5 求 1 6 求 72.11 4.406 8 1满满2 足足5 .要要 求 6 求 5 三、土钉墙整体稳定性的计算 根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2022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朴条分法如下图，按照下式举行整体稳定性验算： 圆弧滑动法示意图 公式中： cj、φj ──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)； θj──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/cosθj； qj──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ； ΔGj──第j土条的自重(kN)，按自然重度计算； 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 — 7 —。