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土钉墙支护计算书

0工程; 属于框架结构;地上0层;地下0层; 建筑高度: 0.00m; 标准层层高: 0.00m ; 总建筑面积: 0.00平方米; 总工期: 0天; 施工单位: 。
本工程由投资建设, 设计, 地质勘察, 监理, 组织施工; 由担任项目经理, 担任技术责任人。

本计算书参考《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-99 中国建筑工业出版社出版《建筑施工计算手册》江正荣 编著 中国建筑工业出版社、 《实用土木工程手册》第三版 杨文渊 编著 人民教同出版社、 《地基与基础》第三版 中国建筑工业出版社、 《土力学》等相关文件进行编制。
土钉墙需要计算其土钉抗拉承载力和土钉墙整体稳定性。
一、 参数信息:
1.基础参数:
侧壁安全等级: 二级
基坑开挖深度h(m): 6.000;
土钉墙计算宽度b'(m): 13.00;
土体滑动摩擦系数根据tanφ计算, φ为坡角水平面所在土层内内摩擦角;
条分方法: 费伦纽斯法;
条分块数: 20;
考虑地下水位影响;
基坑外侧水位到坑顶距离(m): 5.500;
基坑内侧水位到坑顶距离(m): 6.500;
荷载参数:
序号 类型 面荷载q(kPa) 基坑边线距离(m) 宽度(m)
1 局布 10.00 1.50 2.00
地质勘探数据以下: :
序号 土名称 土厚度 坑壁土重度γ 坑壁土内摩擦角φ 内聚力C 计算类型 极限摩擦阻力
(m) kN/m3 (°) (kPa) (kPa)
1 粘性土 8.00 18.00 30.00 15.00 112.00
土钉墙部署数据:
放坡参数:
序号 放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)
0 6.00 1.80 2.50
土钉数据:
序号 孔径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)
1 120.00 3.00 20.00 2.00 1.00
2 120.00 5.00 20.00 1.50 1.00

二、 土钉(含锚杆)抗拉承载力计算:
单根土钉受拉承载力计算, 依据《规范》JGJ 120-99,

1、 其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算:
Tjk=ζeajkSxjSzj/COSαj
其中 ζ --荷载折减系数
eajk--土钉水平荷载
Sxj、 Szj--土钉之间水平与垂直距离
αj --土钉与水平面夹角

ζ按下式计算:
其中 β--土钉墙坡面与水平面夹角。
φ--土内摩擦角
eajk按依据土力学根据下式计算:

2、 土钉抗拉承载力设计值Tuj根据下式计算

其中 dnj --土钉直径。
γs --土钉抗拉力分项系数, 取1.3
qsik --土与土钉摩擦阻力。依据JGJ120-99 表6.1.4和表4.4.3选择。
li --土钉在土体破裂面外长度。
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
1 1.38 44.71 0.00 1.62 满足
2 3.99 129.44 5.85 1.19 满足
第1号土钉钢筋直径ds最少应取: 0.000 mm;
第2号土钉钢筋直径ds最少应取: 4.983 mm;

三、 土钉墙整体稳定性计算:
依据《规程》JGJ 120-99要求, 土钉墙应依据施工期间不一样开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采取圆弧滑动简单条分法以下图, 根据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 --基坑侧壁关键系数;
wi --第i条土重;
bi --第i分条宽度;
cik --第i条滑土裂面处土体粘结力;
φik --第i条滑土裂面处土体内摩擦角;
θi --第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角;
αj --土钉与水平面之间夹角;
Li --第i条土滑裂面弧长;
S --计算滑动体单元厚度, 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层稳定土体内长度
把各参数代入上面公式, 进行计算
可得到以下结果:
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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 1.567 29.461 -0.697 3.079 3.157
示意图以下:

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2步 1.656 29.461 -1.221 5.389 5.526
示意图以下:

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 1.720 29.461 -2.092 9.238 9.472
示意图以下:

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计算结论以下:
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.567>1.30 满足要求! [标高 -2.000 m]
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.656>1.30 满足要求! [标高 -3.500 m]
第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.720>1.30 满足要求! [标高 -3.500 m]

四、 抗滑动及抗倾覆稳定性验算

(1)抗滑动稳定性验算
抗滑动安全系数按下式计算:

式中, Eah为主动土压力水平分量(kN);
f'为墙底抗滑阻力(kN), 由下式计算求得:

μ为土体滑动摩擦系数;
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为计算墙体厚度, 取土钉一个水平间距进行计算
1级坡: KH=13.67>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计算:

式中, MG--由墙体自重和地面荷载产生抗倾覆力矩, 由下式确定

其中, W为所计算土体自重(kN)
其中, q为坡顶面荷载(kN/m2)
Bc为土体重心至o点水平距离;
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--由主动土压力产生倾覆力矩, 由下式确定

其中, Eah为主动土压力水平分量（kN）;
lh为主动土压力水平分量协力点至经过墙趾o水平面垂直距离。
1级坡: KQ=81.67>1.5, 满足要求!