水泥土墙计算书.docx

1、水泥土墙计算书水泥土墙计算书计算依据：1建筑基坑支护技术规程 JGJ120-20122、 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、 施工现场设施安全设计计算手册谢建民编著5、 地基与基础第三版、参数信息水泥土墙1基本参数基坑开挖深度h(m)3.9水泥土墙体平均重度 Ys(kN/m 3)20水泥土墙开挖龄期抗压强度设计值11.15水泥土墙厚度B(m)3.32fcs(N/mm )嵌固深度ld(m)6基坑外侧水位到坑顶的距离 ha(m)3.5基坑内侧水位到坑顶的距离 hp(m)3支护桩在坑底处的水平位移量 u (mm)12基坑底面至软弱下卧层顶面之间的距6地下水渗透稳定性

2、验算坑底突涌稳定性离 D0(m)承压水含水层顶面至坑底的土层厚度3.5承压水含水层顶面的压力水头高度4D(m)hw(m)2、土层参数序号土名称土厚度h(m)土重度Y (kN/n3)黏聚力c(kpa)内摩擦角(饱和土重度3pat(kN/m )水土合算1碎石土418101520否2粘性土101982021是3、荷载参数类型荷载q(kpa)距支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载3/条形局部荷载3.544/04、计算系数结构重要性系数Y1综合分项系数Y1.25圆弧滑动稳定安全系数Ks1.3抗滑移安全系数Ksl1.2抗倾覆安全系数Ko

3、v1.3抗隆起安全系数Kb1.4经验系数nb0.8突涌稳定安全系数Kh1.2墙体材料的抗剪断系数卩0.5、土压力计算1主动土压力计算1)主动土压力系数Kai=tan2(45 血/2) = tan2(45-15/2)=0.589;Ka2=tan2(45 02) = tan2(45-15/2)=0.589;Ka3=tan2(45 胆/2) = tan2(45-20/2)=0.49;2)土压力、地下水产生的水平荷载第1层土： 0-3.5mHi= UY+Xqi/ Y0+3/18=0.167mPaki上 =YiHiKai-2ciKai0-5=18X).167 &589-2 10X).58905=-13.

4、579kN/m2Paki下=Y(h什Hi)Kai-2ciKai0.5=18X(3.5+0.167) 089-2 WX).589D5=23.528kN/m2 第2层土： 3.5-4mH2=E ihi+Eqi/ sat2=63+3/20=3.3mPak2上 = Ysat2H2Ka2-2c2Ka20-5=20X3.3 E.589-2 10 X.589.5=23.525kN/m2Pak2下 =Ysat2(h2+H2)Ka2-2c2Ka20.5=20X0.5+3.3) 0X89-2 X)X).5895=29.415kN/m2 第3层土： 4-9.9mH3= Zh2+Eqi+Eqibi/(bi+2ai)/

5、 sap=73+3+1.167/21=3.675mPak3上= sat3H3- w( Eh2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+ w(Eh2-ha)=2i X3.675-i0 (X4-3.5) 0.X49-2 8XX0.490.5+i0X (4-3.5)=29.i66kN/m2Pak3下= sat3(H3+h3)- w( Eh3-ha)K a3-2c3Ka30.5+ w(Eh2-ha)=2i X(3.675+5.9)-i0 (9X.9-3.5) 0.4X9-2 8X X0.490.5+i0X(9.9-3.5)=ii9.967kN/m23)水平荷载临界深度：Z0=Paki下hi/(Paki上 +

6、 Paki下)=23.528 X5/(13.579+23.528)=2.219m第1层土Eaki=0.5Paki下Z0X1=0.5 X3.528 X219 X=26.104kN;aai=Z0/3+ Eh2=2.2i9/3+6.4=7.i4m;第2层土Eak2=h2(Pa2上+Pa2下)为/2=0.5 (23.525+29.415) 1/2=13.235kN;aa2=h2(2Pa2上+Pa2 下)/(3Pa2 上+3Pa2下)+ Xh=0.5 )23.525+29.415)/(3 23.525+3 29.415)+5.9=6.141m；第3层土Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)1/2=5.9

7、(29.166+119.967) 1/2=439.942kN;aa3=h 3(2Pa3上+Pa3 下)/(3Pa3 上+3Pa3下)=5.9 (2 29.166+119.967)/(3 29J66+3 119.967)=2.351m；土压力合力：Eak=艺Eki=26.104+13.235+439.942=479.281kN合力作用点：aa=艺(fiaki)/Eak=(7.14 26.104+6.141 13.235+2.351 439.942)/479.281=2.716m;2、被动土压力计算1 )被动土压力系数Kp1=tan2(45 +1/2)= tan2(45+15/2)=1.698;K

8、p2=tan2(45 +2/2)= tan2(45+20/2)=2.04;Kp3=tan2(45 +3/2)= tan2(45+20/2)=2.04;2)土压力、地下水产生的水平荷载第1层土： 3.9-4mH1= Z0Y/ Y0/18=0mPpk1上 =YH1Kp1+2c1Kp10.5=180X1.698+2 0.6980.5=26.061kN/m2Ppk1 下=Y(hi+H1)Kp1+2c1Kp10.5=182.040.5=26.535kN/m2Ppk2下 =Y(hi+H2)Kp2+2c2Kp20.5=19 N2.9+0.095) 2.04+2 8 2.040.5=138.939kN/m2

9、第3层土： 6.9-9.9mH3= E2Y/ Y3=56.9/2仁2.71mPpk3上=Yt3H3-Y( Xhhp)Kp3+2c3Kp30.5+Y( Eh-hp)=21 2.71-10 (3-3) 204+2 8X2.040.5+102/12+21 2(71-10 (3-3) 204+10 (3-3)=218.096kN/m2Psk3下=(0.2 32- 4s+c3) E3(1-Eh3/ld) u b+u yat3(H3+h3)- y( E3-hp)Kp3+ y( Eh-hp)=(0.2 202-20+8) X 6X(1-6/6) 1X2/12+21 X(2.71+3)-10 (6X-3) 2

10、X.04+10X(6-3)=213.416kN/m23)水平荷载第1层土Psk1=b0h1(Ps1上+Ps1 下)/2=1 X.1 (0+6.99)/2=0.35kN;3s1=h1(2Ps1 上+Ps1 下)/(3Ps1 上+3Ps1 下)+ 1212=0.1 X(2 X0+6.99)/(3 0+3 X6.99)+5.9=5.933m； 第2层土Psk2=b0h2(Ps2上+Ps2下)/2=1 2.9 (10.369+218.086)/2=331.26kN;as2=h2(2Ps2上+Ps2 下)/(3Ps2上+3Ps2下)+ 21=2.9 10.369+218.086)/(3 10.369+3

11、 218.086)+3=4.011m；第3层土Psk3=b0h3(Ps3上+Ps3下)/2=1 3 (218.096+213.416)/2=647.268kN;as3=h 3(2Ps3上+Ps3下)/(3Ps3上+3Ps3下)=3 (2 218.096+213.416)/(3 218.096+3 213.416)=1.505m；土压力合力：Ppk二艺pki=0.35+331.26+647.268=978.878kN;合力作用点：as=艺(0Pski)/Ppk=(5.933 35+4.011 1.26+1.505 647.268)/978.878=2.355m三、稳定性验算1、滑移稳定性验算滑移

12、稳定性验算示意图如上图所示，水泥土墙的滑移稳定性应按下式验算:K(Epk+(G- pmB)tan +cB)/E=(805.523+(653.4-47 X 3.3) tan(20 )+8 3.3)/479.281=2.114 1.2满足要求!倾覆稳定性验算示意图如上图所示，水泥土墙的倾覆稳定性应按下式验算：(Epkap+(G- pmB)aG)/(Eakaa)=(805.523 2205+(653.4-47 X 3.3) X 1.65)/(479.281 X 2.716)=1.996 Kov=1.3满足要求!3、整体滑动稳定性验算整体滑动稳定性验算示意图Ksi =EClj+（qjbj+AG）cos

13、 jgaljtan j/ 刀（b+AGj）sin 9cj、审一第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）;9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/cos j9qj用在第j土条上的附加分布荷载标准值（kPa）;AGj第j 土条的自重（kN），按天然重度计算；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，对地下水 位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取Uj = Yhwaj，在基坑内侧，可取Uj = Yhwpj； 滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取 Uj = 0；

14、Y下水重度（kN/m3）； hwaj 坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）； hwpj 坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头（m）；min K s1 ， Ks2 ， ， Ksi， =1.879 K1.3满足要求！4、抗隆起稳定性验算1）水泥土墙底面处的抗隆起验算qy di h+1 d ) +qoVV V V V V V V Y vn/水泥土墙底面处的抗隆起验算示意图 如上图所示，抗隆起稳定性按下式计算：Y仁艺 Y /(h+ld)=196.9/(3.9+6)=19.889kN/m卩2=艺 加 /ld=119.9/6=19.983kN/mNq=tan2(45 + /2骨=(45 +20/2)en

15、tan2=6.399N c=(Nq-1)/ta n =(6.399ta n(20)=14.834(m2ldNq+cNc)/( m1(h+ld)+q0)=(19.983 63.399+8 14.834)/(19.889X (3.9+6)+3.707)=4.416Kb=1.4满足要求！2）软弱层土的抗隆起验算_cYii (h+Do)十qoy azDo ii|Ip-iI L U J * ； ， . ! F 4 . ? J -I L J 1 F . JJ ，软弱层土的抗隆起验算示意图 如上图所示，抗隆起稳定性按下式计算：Y仁艺 Y /(h+D0)=196.9/(3.9+6)=19.889kN/m卩2=

16、艺 ryhi /Do=119.9/6=19.983kN/mNq=tan2(45 + /2)etantan2(45 +20/2)en tan2=6.399N c=(Nq-1)/ta n =(6.399ta n(20)=14.834(m2D0Nq+cNc)/( mXh+D0)+q0)=(19.983 66.399+8 14.834)/(19.889 (3.0+6)+3.707)=4.416Kb=1.4满足要求！5、渗透稳定性验算渗透稳定性验算示意图承压水作用下的坑底突涌稳定性验算：D 丫 /(hyw) = 2Dh7(hw 甲)=(0.1 W+3.4 X9)/(4 10)=1.66D 丫 /(hv)

17、 =1.66 为=1.2满足要求！四、正截面承载力验算取单位长度水泥土墙进行计算1、截面弯矩计算439.94KN 13.24kN 26.1 kN2n ! i647.27KNb 1331 2GkN990C1 计算简图（kN）弯矩图(kN m)Mk=995.254kN.mM=yo YMk=1 X1.25 g95.254=1244.068kN.m114Z67147.6733993Q&1406.1Ji-29227292.27-499.G499.5剪力图(kN)Vk=499.6kN2、正截面应力计算1)拉应力6M/B2- Ysz=6X1244.068/3.32-20 X.9=0.487N/mm29.9=0.933N/mm2 Wf=11.15N/mm2 满足要求！3)剪应力(Eaki- yQ-Epki)/B=(479.281-0.5 6514-805.523)/3.3=-0.198N/mm2Wf/6=1.858N/mm2满足要求！