1、土釘墻支護(hù)計(jì)算書計(jì)算依據(jù)：1、建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-20122、建筑施工計(jì)算手冊(cè)江正榮編著3、實(shí)用土木工程手冊(cè)第三版楊文淵編著4、施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施安全設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)謝建民編著5、地基與基礎(chǔ)第三版土釘墻需要計(jì)算其土釘?shù)目估休d力和土釘墻的整體穩(wěn)定性。、參數(shù)信息1、基本參數(shù)側(cè)壁安全級(jí)別一級(jí)基坑開挖深度h(m)20土體的滑動(dòng)摩擦系數(shù)1.3條分塊數(shù)10土釘墻計(jì)算寬度B'(m)40基坑地面至抗隆起計(jì)算平面之間的距離 D(m)22、荷載參數(shù)序號(hào)類型面荷載q(kPa)荷載寬度b(m)基坑邊線距離a(m)平行基坑邊的分布長(zhǎng)度l(m)作用深度d(m)1局布荷載802011.7401.53、土層參數(shù)

2、序號(hào)土名稱土厚度(m)坑壁土的重度3KkN/m )坑壁土的內(nèi)t擦角|粘聚力C (kPa)極限摩擦阻力(kPa)飽和重度(kN/m 3)1填土318.518520202風(fēng)化巖1221.52035150223風(fēng)化巖2022.532100300244、土釘墻布置數(shù)據(jù)放坡參數(shù)：序號(hào)放坡高度L(m)放坡寬度W(m)平臺(tái)寬度B(m)110102210102土釘參數(shù):序號(hào)孔徑d(mm)長(zhǎng)度l(m)入射角人0)豎向間距Sz(m)土釘桿體材料桿體截面積As(mm2)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk(N/mm 2)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy(N/mm 2)11108202鋼筋80340036021108202鋼筋8034003603

3、11012202鋼筋803400360411015202鋼筋803400360511012202鋼筋80340036061108202鋼筋80340036071105202鋼筋80340036081105202鋼筋80340036091105202鋼筋8034003605、計(jì)算系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)刈1.1綜合分項(xiàng)系數(shù)汴1.25土釘抗拔安全系數(shù)Kt1.6圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)Ks1.35抗滑移安全系數(shù)Ksl1.2抗傾覆安全系數(shù)Kov1.3抗隆起安全系數(shù)Khe1.8經(jīng)驗(yàn)系數(shù)7b0.6、土釘承載力計(jì)算Kai=tan2(45 -巾/2) = tan2(45-18/2)=0.528;Ka2=tan2(45

4、-也/2) = tan2(45-20/2)=0.49;Ka3=tan2(45 -慟2) = tan2(45-20=0.49;Ka4=tan2(45 -也/2) = tan2(45-32/2)=0.307;第 1 層土： 0-3m(+0)Hi'=Eoho/ 產(chǎn)/18.5=0mPaki上=YHi'Kai-2ciKai0.5=18.5 0>0.528-2 5o<0.5280.5=-7.266kN/m2Paki下=Y(hi+Hi')Kai-2ciKai0.5=18.5 卒+0) 0.528-2 5OO.5280.5=22.038kN/m2第 2 層土： 3-13.2

5、m(+0)H2'= E ihi/ 產(chǎn)55.5/21.5=2.581mPak2上=TH2'Ka2-2c2Ka20.5=21.5 2.581 0.49-2 35>O.490.5=-21.809kN/m2Pak2下=f(h2+H2')Ka2-2c2Ka20.5=21.5 (10.2+2.581) 0.49-2 35>0.490.5=85.648kN/m2第 3 層土： 13.2-15m(+0)H3'=E 2h2/ 產(chǎn)274.8/21.5=12.781mPak3上=H3'Ka3-2c3Ka30.5=21.5 12.781 0.49-2 35>0

6、.490.5=85.648kN/m2Pak3下= Mh3+H3')Ka3-2c3Ka30.5=21.5 (1.8+12.781) 0.49-2 35>0.490.5=104.611kN/m2第 4 層土： 15-20m(+0)H4'=E 3h3/ 產(chǎn)313.5/22.5=13.933mPak4上=YH4'Ka4-2c4Ka40.5=22.5 13.933 0.307-2 W0>0.3070.5=-14.573kN/m2Pak4下=x(h4+H4')Ka4-2c4Ka40.5=22.5 5+13.933) 0307-2 100 >0.3070.5

7、=19.965kN/m21)水平荷載臨界深度：Z0=Pak1 下h1/(Pak1 上 + Pak1 下)=22.038 3/(7.266+22.038)=2.256m；第 1 層土Eak1=0.5Pak1 下Z0ba=0.5 22.038 2.256 2=49.718kN;afe1=Z0/3+Eh2=2.256/3+17=17.752m；第 2 層土Eak2=h2(Pa2上+Pa2下)ba/2=10.2 (-21.809+85.648) 2/2=651.158kN;aa2=h2(2Pa2上+Pa2下)/(3Pa2上+3Pa2下)+Zh3=10.2 # X21.809+85.648)/(3 -2

8、1刈09+3 85.648)+6.8=9.038m；第 3 層土Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=1.8 (85.648+104.611) 2/2=342.466kN;aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3 下)+)4=1.8 過 應(yīng)5.648+104.611)/(3 85.648+3 104.611)+5=5.87m；第4層土Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=5 >(-14.573+19.965) 2/2=26.96kN;44=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)=5X2 X14.573+19.965)/(3 -14.5

9、73+3 ¥9.965)=-2.838m；土壓力合力：Eak= 2Eaki=49.718+651.158+342.466+26.96=1070.302kN合力作用點(diǎn)： aa=XaaiEaki)/Eak=(17.752 49.718+9.038 651.158+5.87 342.466+2838 26.96)/1070.302= 8.13m；1、單根土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 Nk,j：Nk,j= t jPak,jSxj Szj/cos Oj 其中 &荷載折減系數(shù)刀-第j層土釘軸向拉力調(diào)整系數(shù)Pak,j-第j層土釘處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值Sxj、Sj-土釘之間的水平與垂直距離a-土釘

10、與水平面的夾角Nj=TTNk,j=1.1 X.25 23.645=32.512kN4yAs=400X803=321.2kN滿足要求！Rk,j/Nk,j=98.142/23.645=4.151水t=1.6滿足要求！序號(hào)Rk,j/Nk,jNj(kN)fyAs(kN)抗拔安全性抗拉安全性04.15132.512321.2滿足要求滿足要求132.3345.669321.2滿足要求滿足要求27.37659.873321.2滿足要求滿足要求34.194105.295321.2滿足要求滿足要求43.112141.939321.2滿足要求滿足要求52.219169.806321.2滿足要求滿足要求61.902

11、188.893321.2滿足要求滿足要求74.44899.29321.2滿足要求滿足要求84.48398.508321.2滿足要求滿足要求三、土釘墻整體穩(wěn)定性的計(jì)算根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-2012要求，土釘墻應(yīng)根據(jù)施工期間不 同開挖深度及基坑底面以下可能滑動(dòng)面采用圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法如下圖，按照下式 進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：圓弧滑動(dòng)法示意圖=Q；（Cjlj+（qjbj*2Gj）cos0jtan（pkj>H 印 卜上心式%+母隊(duì)”工功Gj）sht第公式中：c、G 第j 土條滑弧面處土的粘聚力（kPa）、內(nèi)摩擦角（）;bj第j 土條的寬度（m）;j第j 土條滑弧面中點(diǎn)處的法線與垂直面

12、的夾角（）；lj第j 土條的滑弧段長(zhǎng)度（m）,取lj = bj/cos j;作用在第j 土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);qjAGj第j 土條的自重(kN),按天然重度計(jì)算；Rk,k 第k根土釘在圓弧滑動(dòng)面以外的錨固段的極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值與桿 體受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的較小值；代表示第k層土釘?shù)膬A角；(k一圓弧面在第k層土釘處的法線與垂直面的夾角；3計(jì)算系數(shù)，取 ”=0.5sin(ok+(k)tan(|),小表示的是第k層土釘與滑弧交點(diǎn)處 土的內(nèi)摩擦角。把各參數(shù)代入上面的公式，進(jìn)行計(jì)算可得到如下結(jié)果：計(jì)算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m)第1步1.84139.39

13、60.3123.1843.199示意圖如下:計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m)第2步 1.55038.0880.7626.2866.332示意圖如下：計(jì)算步數(shù)安全系數(shù)R(m)第3步 1.556滑裂角(度)圓心X(m)44.9980.000圓心10.111示意圖如下:Y(m) 半徑10.111計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m)第4步1.51931.9072.75311.83912.155示意圖如下:計(jì)算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m)第5步 1.446示意圖如下：44.1170.25716

14、.69916.701計(jì)算步數(shù)安全系數(shù)R(m)第6步 1.357半徑16.701示意圖如下:計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m)半徑R(m)滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m)44.1170.25716.699第7步 1.63928.0746.71917.21118.476示意圖如下：計(jì)算步數(shù)安全系數(shù)R(m)第8步 1.650半徑21.354滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m)27.5747.73619.904示意圖如下:計(jì)算步數(shù) 安全系數(shù) 滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m)1.42327.4918.64422.66424.257示意圖如下:計(jì)算步數(shù)安

15、全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m)第 10 步 1.51627.4259.55025.42527.160示意圖如下：10LOa半徑30.064計(jì)算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m) 圓心Y(m)R(m)第 11 步 1.42027.37210.45728.186示意圖如下:計(jì)算結(jié)論如下:第 1 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) -2.000 m第 2 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-4.000 m第 3 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-6.000 m第 4 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-8.000 m第 5 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-10.000 m第 6 步開挖內(nèi)部整體

16、穩(wěn)定性安全系數(shù)-10.000 m第 7 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-12.000 m第 8 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-14.000 m第 9 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-16.000 m第 10 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-18.000 m第 11 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)-20.000 m四、抗滑動(dòng)及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算k=1.841>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.550>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.556>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.519>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.446>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.357> 1

17、.350滿足要求!標(biāo)高k=1.639>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.650>=1.350滿足要求!標(biāo)高k=1.423>=1.350滿足要求!標(biāo)高忙1.516>=1.350滿足要求！標(biāo)高忙1.420> 1.350滿足要求！標(biāo)高_(dá)LohE° cI比 一1）抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑動(dòng)安全系數(shù)按下式計(jì)算：f/Eah H2式中，Eah為主動(dòng)土壓力的水平分量（kN）;f為墻底的抗滑阻力（kN）,由下式計(jì)算求得：f= MW+qBaSv）以為土體的滑動(dòng)摩擦系數(shù)；W為所計(jì)算土體自重（kN）q為坡頂面荷載（kN/m2）;Ba為荷載長(zhǎng)度；Sv為計(jì)算墻體的厚度，取土釘?shù)囊粋€(gè)水平

18、間距進(jìn)行計(jì)算1 級(jí)坡：f/Eah=15.145>1.200,滿足要求！2 級(jí)坡：f7Eah=4.025>1.200,滿足要求！2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算抗傾覆安全系數(shù)按以下公式計(jì)算：M g/M q式中，M G-由墻體自重和地面荷載產(chǎn)生的抗傾覆力矩，由下式確定Mg=W Bc 溝Ba>(B'-B+b Ba/2)其中，W 為所計(jì)算土體自重(kN)其中， q 為坡頂面荷載(kN/m2)Bc為土體重心至。點(diǎn)的水平距離；Ba為荷載在B范圍內(nèi)長(zhǎng)度；b 為荷載距基坑邊線長(zhǎng)度；B'為土釘墻計(jì)算寬度；M k-由主動(dòng)土壓力產(chǎn)生的傾覆力矩，由下式確定Mk=EahXh其中，Eah為主動(dòng)土壓力的水平分量(kN);lh為主動(dòng)土壓力水平分量的合力點(diǎn)至通過墻趾O水平面的垂直距離。1 級(jí)坡：Mg/Mq=54.028>1.300,滿足要求！2 級(jí)坡：Mg/Mq=149.302>1.300,滿足要求！五、坑底抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算滿布荷載：3 1 =0局部荷載：f2=(qib+q2a+