土釘墻支護(hù)計(jì)算書米深

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JGJ120-2012 2、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。 一、參數(shù)信息 1、基本參數(shù)側(cè)壁安全級(jí)別二級(jí)基坑開挖深度h(m)9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)15基坑外側(cè)水位到坑頂?shù)木嚯x(m)1.2基坑內(nèi)側(cè)水位到坑頂?shù)木嚯x(m)9.5基坑地面至抗隆起計(jì)算平面之間的距離D(m)0.5 2、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

2、)1局布荷載2.562 3、土層參數(shù)序號(hào)土名稱土厚度(m)坑壁土的重度(kN/m3)坑壁土的內(nèi)摩擦角(°)粘聚力C (kPa)極限摩擦阻力(kPa)飽和重度(kN/m3)1填土318181220202粘性土3.519141060193粘性土3.51920186022 4、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)1962 土釘參數(shù)：序號(hào)孔徑d(mm)長(zhǎng)度l(m)入射角(°)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/mm2)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy(N/mm2)11206151.5鋼筋31440036021

3、207151.5鋼筋31440036031207151.5鋼筋31440036041207151.5鋼筋31440036051207151.5鋼筋314400360 5、計(jì)算系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)01綜合分項(xiàng)系數(shù)F1.25土釘抗拔安全系數(shù)Kt1.6圓弧滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù)Ks1.3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)Khe1.6經(jīng)驗(yàn)系數(shù)b0.6 二、土釘承載力計(jì)算 Ka1=tan2(45°- 1/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka2=tan2(45°- 2/2）= tan2(45-18/2)=0.528； Ka3=tan2(45&#

4、176;- 3/2）= tan2(45-14/2)=0.61； Ka4=tan2(45°- 4/2）= tan2(45-14/2)=0.61； Ka5=tan2(45°- 5/2）= tan2(45-20/2)=0.49； 第1層土：0-1.2m(+0) H1'=0h0/i=0/18=0m/18=0m Pak1上 =1H1'Ka1-2c1Ka10.5=18×0×0.528-2×12×0.5280.5=-17.439kN/m2 Pak1下 =1(h1+H1')Ka1-2c1Ka10.5=18×(1.2+

5、0)×0.528-2×12×0.5280.5=-6.034kN/m2 第2層土：1.2-3m(+0) H2'=1h1/sati=21.6/20=1.08m/20=1.08m Pak2上 =sat2H2'-w(h1-ha)Ka2-2c2Ka20.5+w(h1-ha)=20×1.08-10×(1.2-1.2)×0.528-2×12×0.5280.5+10×(1.2-1.2)=-6.034kN/m2 Pak2下 =sat2(H2'+h2)-w(h1-ha)Ka2-2c2Ka20.5+w(

6、h1-ha)=20×(1.08+1.8)-10×(3-1.2)×0.528-2×12×0.5280.5+10×(3-1.2)=21.47kN/m2 第3層土：3-4m(+0) H3'=2h2/sati=57.6/19=3.032m/19=3.032m Pak3上 =sat3H3'-w(h2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+w(h2-ha)=19×3.032-10×(3-1.2)×0.61-2×10×0.610.5+10×(3-1.2)=26.54kN/m2

7、Pak3下 =sat3(H3'+h3)-w(h2-ha)Ka3-2c3Ka30.5+w(h2-ha)=19×(3.032+1)-10×(4-1.2)×0.61-2×10×0.610.5+10×(4-1.2)=42.03kN/m2 第4層土：4-6.5m(+0) H4'=3h3/sati=76.6/19=4.032m/19=4.032m Pak4上 =sat4H4'-w(h3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+w(h3-ha)=19×4.032-10×(4-1.2)×0.61-2&#

8、215;10×0.610.5+10×(4-1.2)=42.03kN/m2 Pak4下 =sat4(H4'+h4)-w(h3-ha)Ka4-2c4Ka40.5+w(h3-ha)=19×(4.032+2.5)-10×(6.5-1.2)×0.61-2×10×0.610.5+10×(6.5-1.2)=80.755kN/m2 第5層土：6.5-9m(+0) H5'=4h4/sati=124.1/22=5.641m/22=5.641m Pak5上 =sat5H5'-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka50

9、.5+w(h4-ha)=22×5.641-10×(6.5-1.2)×0.49-2×18×0.490.5+10×(6.5-1.2)=62.64kN/m2 Pak5下 =sat5(H5'+h5)-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h4-ha)=22×(5.641+2.5)-10×(9-1.2)×0.49-2×18×0.490.5+10×(9-1.2)=102.34kN/m2 1）水平荷載 臨界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=21.4

10、7×1.8/(6.034+21.47)=1.405m； 第1層土 Eak1=0kN； 第2層土 Eak2=0.5Pak2下Z0ba=0.5×21.47×1.405×1=15.083kN； aa2=Z0/3+h3=1.405/3+6=6.468m； 第3層土 Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=1×(26.54+42.03)×1/2=34.285kN； aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+h4=1×(2×26.54+42.03)/(3×26.54+3×42.

11、03)+5=5.462m； 第4層土 Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=2.5×(42.03+80.755)×1/2=153.481kN； aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)+h5=2.5×(2×42.03+80.755)/(3×42.03+3×80.755)+2.5=3.619m； 第5層土 Eak5=h5(Pa5上+Pa5下)ba/2=2.5×(62.64+102.34)×1/2=206.225kN； aa5=h5(2Pa5上+Pa5下)/(3Pa5上+3Pa5下)=2

12、.5×(2×62.64+102.34)/(3×62.64+3×102.34)=1.15m； 土壓力合力： Eak=Eaki=0+15.083+34.285+153.481+206.225=409.074kN； 合力作用點(diǎn)： aa= (aaiEaki)/Eak=(0×0+6.468×15.083+5.462×34.285+3.619×153.481+1.15×206.225)/409.074=2.634m； 1、單根土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nk,j： Nk,j=jPak,jSxjSzj/cosj 其中 -荷載折

13、減系數(shù) j-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、Szj-土釘之間的水平與垂直距離 j-土釘與水平面的夾角 Nj=0FNk,j=1×1.25×1.962=2.452kNfyAs=400×314=125.6kN 滿足要求！ Rk,j/Nk,j=19.201/1.962=9.786Kt=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09.7862.452125.6滿足要求滿足要求14.29825.722125.6滿足要求滿足要求22.78747.511125.6滿足要求滿足要求32

14、.71556.807125.6滿足要求滿足要求43.30447.515125.6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 公式中： cj、j 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)處的法線與垂直面的夾角(°)； lj第j土條的滑弧段長(zhǎng)度(m)，取ljbj/cosj； qj作用在第j土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa) ； G

15、j第j土條的自重(kN)，按天然重度計(jì)算； uj第j土條在滑弧面上的孔隙水壓力(kPa)，采用落底式截水帷幕時(shí)，對(duì)地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外側(cè)，可取ujwhwaj，在基坑內(nèi)側(cè)，可取ujwhwpj；滑弧面在地下水位以上或?qū)Φ叵滤灰韵碌恼承酝?，取uj0； w地下水重度(kN/m3)； hwaj基坑外側(cè)第j土條滑弧面中點(diǎn)的壓力水頭(m)； hwpj基坑內(nèi)側(cè)第j土條滑弧面中點(diǎn)的壓力水頭(m)； 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； k表示第k層土釘?shù)膬A角； k圓弧面在第k層土釘處的法線與垂直面的夾角； v計(jì)算系數(shù)，取v=0.

16、5sin(k+k)tan, 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 1.341 33.653 0.001 2.228 2.228 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 1.345 33.653 0.003 4.457 4.457 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3步 1.306 33.653 0.004 6.685 6.685 示意

17、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4步 1.457 33.653 0.006 8.914 8.914 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 1.599 33.653 0.007 11.142 11.142 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6步 1.491 33.653 0.009 13.371 13.371 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) k= 1.341>=1.300 滿足要

18、求! 標(biāo)高 -1.500 m 第 2 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) k= 1.345>=1.300 滿足要求! 標(biāo)高 -3.000 m 第 3 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) k= 1.306>=1.300 滿足要求! 標(biāo)高 -4.500 m 第 4 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) k= 1.457>=1.300 滿足要求! 標(biāo)高 -6.000 m 第 5 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) k= 1.599>=1.300 滿足要求! 標(biāo)高 -7.500 m 第 6 步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù) k= 1.491> 1.300 滿足要求! 標(biāo)高 -9.000 m 四、抗滑動(dòng)及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 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'/Eah1.2 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'=(W+qBaSv) 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)水平間距進(jìn)行計(jì)算 1級(jí)坡：f'/Eah=1.511>1.200，滿足要求！ 2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 抗傾覆