土钉墙支护计算说明书.doc

土钉墙支护计算书
一、计算依据
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2023
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、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

二、计算参数
基本参数
侧壁安全级别
二级
基坑开挖深度h(m)
5
土体的滑动摩擦系数
1.3
条分块数
10
土钉墙计算宽度B'(m)
15
土钉墙坡面与水平面的夹角β
/
考虑地下水位影响
是
基坑外侧水位到坑顶的距离(m)
1.2
基坑内侧水位到坑顶的距离(m)
5.5
基坑地面至抗隆起计算平面之间的距离D(m)
2
计算系数
结构重要性系数γ0
1
综合分项系数γF
1.25
土钉抗拔安全系数Kt
1.6
圆弧滑动稳定安全系数Ks
1.3
抗滑移安全系数Ksl
1.2
抗倾覆安全系数Kov
1.3
抗隆起安全系数Khe
1.6
经验系数ηb
0.6
拉力调整系数η
1

荷载参数
序号
荷载类型
面荷载q(kPa)
荷载宽度b(m)
基坑边线距离a(m)
平行基坑边的分布长度l(m)
做用深度d(m)
1

局部荷载

10

5

5

1

1

土层参数
序号
土类型
土厚度h(m)
坑壁土的重度γ(kN/m3)
坑壁土的内摩擦角φ(°)
粘聚力C (kPa)
与土钉的极限粘结强度标准值qsk(kPa)
饱和重度(kN/m3)
1
2
3

粘性土
淤泥质二
红粘土

2
2
3

20
18
22

18
12
20

12
10
18

120
120
189

20
19
22

放坡参数
序号
放坡高度L(m)
放坡宽度W(m)
平台宽度B(m)
1

1

1

2

1
2

土钉参数
序号
直径d(mm)
长度l(m)
入射角α(°)
横向间距Sx(m)
竖向间距Sz(m)
土钉杆体材料
杆体截面积As(mm2)
抗拉强度标准值fyk(N/mm2)
抗拉强度设计值fy(N/mm2)
1
2

120
120

6
7

15
15

1
1

1.5
3

钢筋
钢管

314
314

400
400

360
360

三、土钉承载力计算
1、积极土压力计算

剖面图
1）积极土压力系数
Kai=tan2(45°- φi/2）
第1层土:
Ka1=tan2(45°-18/2)=0.527864
第2层土:
Ka2=tan2(45°-12/2)=0.65575
第3层土:
Ka3=tan2(45°-20/2)=0.490291

2）土压力、地下水产生的水平荷载
各层土所受的土压力：
(1)地表处：
Pak1上=qKa1-2c1Ka10.5=10*0.527864-2*12*0.5278640.5=-12.1584kN/m2
(2)第2层土:
Pak2上=(q+γ1*h1)Ka1-2c1Ka10.5=46*0.527864-2*12*0.5278640.5=6.84473kN/m2
Pak2下=(q+γ1*h1)Ka2-2c2Ka20.5=46*0.65575-2*10*0.655750.5=13.9688kN/m2
(3)第3层土:
Pak3=(q+γ1*h1+γ2*h2)Ka2-2c2Ka20.5=112*0.65575-2*10*0.655750.5=57.2483kN/m2

3）水平荷载
(1)第1层土:
Eak1=h1Pak1ba/1=2*-12.1584*1/1=-24.3168kN
(2)第2层土:
Eak2=h2(Pak2上+Pak2下)ba/2=2*(6.84473+13.9688)*1/2=20.8136kN
(3)第3层土:
Eak3=h3Pak3ba/3=3*57.2483*1/3=57.2483kN
土压力合力：
Eak=ΣEaki=53.7451kN
2、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j：
由公式JGJ120-2023 5.2.2公式得：Nk,j=ζηjPak,jSxjSzj/cosαj

φak=(φ1h1+φ2h1+...+φihi)/h=24
ζ=tan((β-φak)/2)(1/tan((β+φak)/2))-1/tan(β))/tan2(45°-φak/2)=0.199964
ΝΑ¶¤1:
Sx1=1 Sz1=1.5
Nk1=ζη1Pak1Sx1Sz1/cos(α1)=4.62023
N1=γ0γFNk,1=5.77527
N1=5.77527≤fy*As=113.04kN
ΒϊΧγΗσ
ΝΑ¶¤2:
Sx2=1 Sz2=3
Nk2=¦Ζ¦Η2Pak2Sx2Sz2/cos(α2)=28.4169
N2=γ0γFNk,2=35.5211
N2=35.5211≤fy*As=113.04kN
ΒϊΧγΗσ

3、单根土钉的极限抗拔承载力计算：

如图计算可知：

——根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-2023，表5.2.5取值
故Rk,j=πdji
故极限抗拔承载力为Rk,j/Nk,j

土钉1:
L1=2.43867
Rk,1=110323
土钉2:
L2=1.39353
Rk,2=173365
序号
Rk,j/Nk,j
Nj(kN)
fyAs(kN)
抗拔安全性
抗拉安全性
1
2
23878.3
6100.76
5.77527
35.5211
113.04
113.04
满足规定
满足规定
满足规定
满足规定

四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算

1）抗滑动稳定性验算δ=φ/3=5.55556
B=0.6H-0.8H，取B=0.7H=0.7*5=3.5
W=γHB=350kN
σ=(W+qB)/A=385
f=τ=σtanφ+c=116.261
由公式，抗滑移安全系数计算得：
γ=(qB+W+Easinδ)f/Eacosδ=487.062≥1.3
满足规定
2）抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数按以下公式计算,由下式拟定
γt=3B(qB+W+2Easinδ)/2*H*Eacosδ=4.50097≥1.3
满足规定