某工程土釘墻設計計算書土釘墻設計計算書

本計算根據《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120-99)。

1.地質勘探數據如下：

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序號h(m)

(kN/m3)

C(kPa)

(°)

極限摩阻(kPa)計算辦法

土類型

1

4.00

10.00

4.00

10.00

18.0

水土分算

填土

2

7.40

15.70

15.00

20.00

48.0

水土分算

填土

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表中：h為土層厚度(m)，為土重度(kN/m3),C為內聚力(kPa)，為內摩擦角(°)。

基坑外側水標高-13.00m，基坑內側水標高-9.00m。

2.基本計算參數：

地面標高0.00m，基坑坑底標高-6.00m。

3.地面超載：

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序號布置方式

作用區域

標高m

荷載值kPa

距基坑邊線m作用寬度m

1

局部荷載

基坑外側

0.00

32.70

0.50

4.00

2

局部荷載

基坑外側

0.00

60.00

4.50

5.00

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4.土釘墻布置數據：

放坡級數為1級坡。

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序號坡高m

坡寬m

坡角°

平臺寬m

1

6.00

0.30

87.14

0.00

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土釘數據：16，M15水泥漿

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層號孔徑(mm)長度(m)

入射角(度)豎向間距(m)水平間距(m)

1

120.00

10.00

10.00

1.30

1.30

2

120.00

11.00

10.00

1.30

1.30

3

120.00

9.00

10.00

1.30

1.30

4

120.00

9.00

10.00

1.30

1.30

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一、水土壓力計算

1.作用在擋土面上積極土壓力分布：

第1層土上部標高0.00m，下部標高-0.50m

Ea1上=(10.00×0.00)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)

=-6.71kN/m2(取0.0)

Ea1下=(10.00×0.50+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×0.50×10.0-1.00×0.50×10.0×tg2(45-10.00/2)

=16.71kN/m2

第2層土上部標高-0.50m，下部標高-4.00m

Ea2上=(10.00×0.50+10.00×0.00+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×0.50×10.0-1.00×0.50×10.0×tg2(45-10.00/2)

=16.71kN/m2

Ea2下=(10.00×0.50+10.00×3.50+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×4.00×10.0-1.00×4.00×10.0×tg2(45-10.00/2)

=51.71kN/m2

第3層土上部標高-4.00m，下部標高-4.50m

Ea3上=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.00+26.16)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.00×10.0-1.00×4.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=31.82kN/m2

Ea3下=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.50×10.0-1.00×4.50×10.0×tg2(45-20.00/2)

=48.72kN/m2

第4層土上部標高-4.50m，下部標高-5.00m

Ea4上=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.00+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.50×10.0-1.00×4.50×10.0×tg2(45-20.00/2)

=48.72kN/m2

Ea4下=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×5.00×10.0-1.00×5.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=55.12kN/m2

第5層土上部標高-5.00m，下部標高-6.00m

Ea5上=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+15.70×0.00

+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×5.00×10.0-1.00×5.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=55.12kN/m2

Ea5下=(10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+15.70×1.00

+21.43)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×6.00×10.0-1.00×6.00×10.0×tg2(45-20.00/2)

=55.09kN/m2

2.積極土壓力合力：

EA=(0.00+16.71)×0.50/2.0+(16.71+51.71)×3.50/2.0+(31.82+48.72)×0.50/2.0+(48.72+55.12)×0.50/2.0+(55.12+55.09)×1.00/2.0=225.06kN/m

3.積極土壓力對墻底平衡力矩與力臂：

MA=0.00×0.50/2.0×5.75+(16.71-0.00)×0.50/2.0×5.67

+16.71×3.50/2.0×3.75+(51.71-16.71)×3.50/2.0×3.17

+31.82×0.50/2.0×1.75+(48.72-31.82)×0.50/2.0×1.67

+48.72×0.50/2.0×1.25+(55.12-48.72)×0.50/2.0×1.17

+55.12×1.00/2.0×0.50+(55.09-55.12)×1.00/2.0×0.33

=379.04kN.m/m二、滑動穩定與傾覆穩定計算

土作用深度取h=6.00m；

土作用寬度取b=5.04m；

土體自重取G=6.85kN/m3；

地表附加荷載Q=47.59kN/m2；

基坑底部摩擦角為20.0。

土釘墻抗滑力為

W=(6.00×5.04×6.85+5.04×47.59)×tg20.0=162.74kN/m

滑動力為

F=225.06kN/m

抗滑安全系數為

Kh=162.74/225.06=0.72<1.3

土釘墻抗傾覆力矩為

Mw=(6.00×5.04×6.85+5.04×47.59)×5.04/2.0=1127.08kN.m/m

傾覆力矩為

Mo=379.04kN.m/m

抗傾覆安全系數為

Kh=1127.08/379.04=2.97>1.5

三、土釘抗拔承載力計算

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層號有效長度(m)抗拉承載力(kN)受拉荷載原則值(kN)安全系數

17.0937.0358.1737.03/(1.25×1.10×58.17)=0.46<1.0不滿足！

28.9072.0072.9872.00/(1.25×1.10×72.98)=0.72<1.0不滿足！

37.70107.2164.99107.21/(1.25×1.10×64.99)=1.20>1.0滿足！

48.51118.3950.75118.39/(1.25×1.10×50.75)=1.70>1.0滿足！

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整體構造計算成果如下：

土釘抗拉承載力為334.63kN；

土釘受拉荷載原則值為246.88kN；

土釘安全系數為K=334.63/(1.25×1.10×246.88)=0.986<1.0不滿足規定！

四、內部整體穩定性計算

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計算步數安全系數滑裂角(度)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)

第1步0.3848.575.180.006.63

第2步0.6053.575.851.209.27

第3步0.7253.575.915.4012.82

第4步0.8953.575.383.0010.07

第5步0.8353.576.004.2011.83

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