土钉墙计算书共11页.docx

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土钉墙计算书共11页

6计算（jìsuàn）书

土钉墙需要（xūyào）计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。

6.1参数信息:

6.1.1基本参数：

侧壁安全级别：

二级

基坑（jīkēnɡ）开挖深度h（m）：

7.050；

土钉墙计算（jìsuàn）宽度b'（m）：

4.00；

土体的滑动摩擦（huádònɡmócā）系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；

条分方法：

费伦纽斯法；

条分块数：

20；

不考虑地下水位影响；

荷载参数：

序号类型面荷载q（kPa）基坑边线距离（m）宽度（m）

1满布10.000.000.00

地质勘探数据如下：

序号土名称土厚度坑壁土的重度γ坑壁土的内摩擦角φ内聚力C计算类型极限摩擦阻力

（m）kN/m3（°）（kPa）（kPa）

1粘性土8.0019.0017.0027.00125.00

土钉墙布置数据：

放坡参数：

序号放坡高度（gāodù）（m）放坡宽度（kuāndù）（m）平台（píngtái）宽度（m）

07.050.7010.00

土钉数据（shùjù）：

序号孔径（kǒngjìng）（mm）长度（m）入射角（度）竖向间距（m）水平间距（m）

1120.008.0015.001.501.50

2120.008.0015.001.501.50

3120.008.0015.001.501.50

4120.008.0015.001.501.50

6.2土钉（含锚杆）抗拉承载力的计算:

单根土钉受拉承载力计算，根据《规范》JGJ120-99，

1）、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：

其中ζ--荷载折减系数

eajk--土钉的水平荷载

sxj、szj--土钉之间的水平与垂直距离

aj--土钉与水平面的夹角

ζ按下式计算：

其中（qízhōng）β--土钉墙坡面与水平面的夹角（jiājiǎo）。

φ--土的内摩擦角

eajk按根据（gēnjù）土力学按照下式计算：

2）、土钉抗拉承载力设计（shèjì）值Tuj按照（ànzhào）下式计算

其中dnj--土钉的直径。

γs--土钉的抗拉力分项系数，取1.3

qsik--土与土钉的摩擦阻力。

根据JGJ120-99表6.1.4和表4.4.3选取。

li--土钉在土体破裂面外的长度。

层号有效长度（m）抗拉承载力（kN）受拉荷载标准值（kN）初算长度（m）安全性

14.61166.990.003.39满足

25.52200.240.002.48满足

36.44233.4831.462.43满足

47.36256.8471.272.61满足

第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：

0.000mm；

第2号土钉钢筋（gāngjīn）的直径ds至少（zhìshǎo）应取：

0.000mm；

第3号土钉钢筋（gāngjīn）的直径ds至少（zhìshǎo）应取：

11.555mm；

第4号土钉钢筋（gāngjīn）的直径ds至少应取：

17.391mm；

6.3土钉墙整体稳定性的计算:

根据《规程》JGJ120-99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：

公式中：

n--滑动体条分数

m--滑动体内土钉数

γk--滑动体分项系数，取1.3

γ0--基坑（jīkēnɡ）侧壁重要系数；

wi--第i条土重；

bi--第i分条宽度（kuāndù）；

cik--第i条滑土裂面处土体粘结力；

φik--第i条滑土裂面处土体的内摩擦角；

θi--第i条土滑裂面处中点（zhōnɡdiǎn）切线与平面夹角；

αj--土钉与水平面之间的夹角（jiājiǎo）；

Li--第i条土滑裂面的弧长；

S--计算滑动体单元（dānyuán）厚度，即第i条土条平均高度hi；

Tnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力，按下式计算。

lnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度

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2.03729.312-1.1202.5572.792

示意图如下：

计算（jìsuàn）步数安全系数（ānquánxìshù）滑裂角（度）圆心（yuánxīn）X（m）圆心（yuánxīn）Y（m）半径（bànjìng）R（m）

第2步1.59029.312-2.2395.1155.584

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）

第3步1.44229.312-3.3597.6728.375

示意图如下：

计算（jìsuàn）步数安全系数（ānquánxìshù）滑裂角（度）圆心（yuánxīn）X（m）圆心（yuánxīn）Y（m）半径（bànjìng）R（m）

第4步1.36729.312-4.47810.23011.167

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）

第5步1.30629.312-5.26212.02013.121

示意图如下（rúxià）：

--------------------------------------------------------------

计算（jìsuàn）结论如下：

第1步开挖（kāiwā）内部整体稳定性安全系数Fs=2.037>1.30满足要求!

[标高（biāogāo）-1.500m]

第2步开挖（kāiwā）内部整体稳定性安全系数Fs=1.590>1.30满足要求!

[标高-3.000m]

第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.442>1.30满足要求!

[标高-4.500m]

第4步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.367>1.30满足要求!

[标高-6.000m]

第5步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.306>1.30满足要求!

[标高-7.050m]

6.4抗滑动及抗倾覆稳定性验算

（1）抗滑动（huádòng）稳定性验算

抗滑动安全系数（ānquánxìshù）按下式计算：

式中，Eah为主动土压力的水平（shuǐpíng）分量（kN）；

f'为墙底的抗滑阻力（zǔlì）（kN），由下式计算（jìsuàn）求得：

μ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：

KH=1.36>1.3，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（gōngshì）计算：

式中，MG--由墙体自重和地面（dìmiàn）荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定

其中（qízhōng），W为所计算（jìsuàn）土体自重（kN）

其中（qízhōng），q为坡顶面荷载（kN/m2）

Bc为土体重心至o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；

ME--由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定

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：

KQ=3.89>1.5，满足要求！

6.5喷射砼面层计算

砼面层配置8@200钢筋，砼强度等级为C25，面层厚度为100mm。

根据土钉计算可知，砼面层在基坑底部受力最大，则验算砼面层在底层土钉范围的强度。

支座（zhīzuò）截面负弯矩

跨中截面（jiémiàn）正弯矩

验算（yànsuàn）配筋

8@200钢筋（gāngjīn）面积为251mm2，则满足要求。

内容总结

（1）6计算书

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

（2）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

（3）1级坡：

KQ=3.89>1.5，满足要求