土釘墻設(shè)計(jì)實(shí)例

土釘墻設(shè)計(jì)釘墻結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-10所示，采用釘墻結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-10所示，采用0.3H折線破裂面法進(jìn)行設(shè)計(jì)。一．設(shè)計(jì)資料（1） 墻高H=9.0m，墻面（背）與豎直方向的夾角a=10°，墻頂部土體與水平方向的夾角B=5°。（2） 墻后土體為泥巖夾砂巖，重度Y=20KN/m3，內(nèi)摩擦角申=35°，墻背與土體摩擦角6=17.5°。（3） 地基容許承載力【?！?400kPa。（4） 土釘長(zhǎng)度L=6.0m，與水平方向的夾角￡=10°，土釘水平間距Sx=1.0m垂直間距Sy=1.0m（5） 土釘孔直徑D=0.1m，采用灌注砂漿法與土釘聯(lián)接，孔壁摩擦助力T=210kPa,砂漿對(duì)土釘?shù)奈展鼞?yīng)力=1000kPa。（6） 釘材選用020螺紋鋼，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=310N/mm2二．土壓力計(jì)算庫(kù)倫主動(dòng)土壓力系數(shù)為：coSp-a）K二cosacoS(+a)sirt(+?xsin(-p)coS(+a)xcos(-卩cosacoS(+a)cos2(35?+10°)cos(-10)cos(17-5°sin(17°+3°xsin(35-5)cos(17-5°xcos-10-5)cos(-10)cos(17-5°二0.192K=1一sin屮=1一sin33°=0.4260=(0.192+0.426)/2=0.309=(0.192+0.426)/2=0.309K=a作用于土釘墻墻背上的土壓力呈梯形分布，如圖7-11所示，按式（7-4）計(jì)算。即：h二i9/2二33.372(kN)(h>H/2)i7.416h(h<H/2)ii1.2x0.309xoioi.內(nèi)部穩(wěn)定性分析（1）土釘拉力計(jì)算土釘所受拉力為：1.2x0.309x2020T二SSo/cos8iXyi土釘所受最大拉力：Tmax=1.015*33.372=33.87（KN）（2）土釘抗拉穩(wěn)定性驗(yàn)算=1.0x1.0xo/icos10°=1.013o(kN)i土釘抗拉穩(wěn)定性系數(shù)為：“Af兀x202x310/4K=-J—y=minT 33.87x103max因此，土釘抗拉穩(wěn)定性滿足要求。（3）土釘抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算'采用0.3H折線破裂面法對(duì)應(yīng)的潛在破裂面如圖7-12所示。其中:2.88>1.8l00-3Hl=1.2(H-h) (3H<h<H)0 i 4i式中：hi-----距離墻頂?shù)母叨?；L0 潛在破裂面至墻背的距離。?7-Jf.土壓力分屈制 [^7-12潛在破裂面示恵閣由土壓力分布圖可知，當(dāng)hi>=H/2=4.5m時(shí)，所受土壓力最大，即土釘所受拉力最大，而當(dāng)hi<=0.75H=6.75時(shí)，土釘有效錨固長(zhǎng)度le最短，也就是處于4.5m<h<6.75m的土釘，其抗拔穩(wěn)定性最不利，以此為土釘抗拔穩(wěn)定性的驗(yàn)算狀i態(tài)。已知孔壁摩擦阻力T=210kPa，錨孔直徑D=0.1m，土釘?shù)挠行у^固長(zhǎng)度為le=l-0.3H=3.3m.根據(jù)土釘與孔壁界面巖土抗剪強(qiáng)度t確定土釘?shù)目拱瘟Γ篠=兀Dlt=兀X0.10X3.3X210=217.71(kN)1e根據(jù)砂漿對(duì)土釘富人握裹應(yīng)力u確定土釘?shù)目拱瘟Γ篠=兀dlu=nx0.02x3.30x1000=207.36(kN)2e土釘抗拔力取兩者較小值，可得S=207.35Kn,則土釘?shù)目拱畏€(wěn)定系數(shù)為:Kf(min)S

Kf(min)S

廠max207.3533.87二6.12>2.0除了驗(yàn)算單根土釘?shù)目拱畏€(wěn)定性外，尚應(yīng)驗(yàn)算土釘墻的總體抗拔穩(wěn)定性，總體抗拔穩(wěn)定系數(shù)Kf按式(7-10)計(jì)算。即YS(H—h)cos￡K二 f EZE其中：“(2x33-372x9+33-372x2)Sx=225-26

2x33-372x2x(2+6)+33-372x2x4JSx/225-26=3-50m8418.6225.268418.6225.26x3.50=10.68>3.0工S(H-h)cos￡列表計(jì)算，結(jié)果如表7-1所式。iii總體抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算 表7-1序號(hào)h(m)il0ileiSu(kN)iSt(kN)iS(H一h)coss(kN?m)i i10.52.73.3207.25217.711735.721.52.73.3207.25217.711531.532.52.73.3207.25217.711327.343.52.73.3207.25217.711123.154.52.73.3207.25217.71918.965.52.73.3207.25217.71714.776.52.73.3207.25217.71510.587.51.84.2263.89277.09389.898.50.65.4339.29356.26167.1合計(jì)8418.6則總體抗拔穩(wěn)定系數(shù)為：因此，土釘抗拔穩(wěn)定性滿足要求。四.外部穩(wěn)定性分析墻體基底一般按水平基底考慮，墻體計(jì)算寬度為L(zhǎng)cosaLcosa=6.09(m)cos10°墻體計(jì)算高度為：btanBH'二H+1+tana?tanBc6.09xtan15°二9+1+tan(-10°xtan5°=9.54(m)如圖7-13所示，作用于土釘墻體上的力包括墻體自重和土壓力兩部分Q土壓力土壓力系數(shù)為：coSp-a)cosacosacoS(+?)1+sirt(+?xsin(—p)

coS(+a)xcos(-卩)cos2(35?+10°)cos(-10)cos(3-1°1+sin(3+53°xsin35—5)cos(3-)1°xcos-10-5)二0.189土壓力為：E=1y(H')2K=-x20x9.542x0.189=172.01(kN)a2 a2E=Ecos(5+a)=172.01xcos(35°T0T=155.89(kN)xaE=Esin(5+a)=172.01xsin(35°-10°)=72.69(kN)ya水平土壓力對(duì)0點(diǎn)的力臂：Z=H'/3=9.54/3=3.18X豎向土壓力對(duì)0點(diǎn)的力臂：Z二b-Ztana二6.09-3.18tan(-10°)=6.65(m)yXQ2墻體自重將墻體分為上部三角形和下部平行四邊形兩部分，如圖7-13所示，其自重分別為W1和W2，距離墻址0點(diǎn)的水平距離分別為Z和Z。w1w2上部三角形塊:

w=1X6.0X0.54X20.0=32.4(kN)i22bZ= -Htana=2x6.09/3-9.0xtan(-10°)=5.65(m)Wi 3下部平行四邊形塊：w=6.09x9.0x20.0=1096.2(kN)ibZ= -(H/2)tana=6.09/2-9.0/2xtan(-10°)=3.84(m)W1 2作用于墻體基底上的總軸向力為：=72.69+32.4+1096.2=1201.29(kN)工N==72.69+32.4+1096.2=1201.29(kN)y12Q墻體抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算?tanp?tanp1201.29Xtan35°=5.40〉1.3155.89K二c抗滑穩(wěn)定性滿足要求。Q4抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算穩(wěn)定力系對(duì)墻址0點(diǎn)的總力矩為：工M二EZ+WZ+WZ二72.69x6.65+32.4x5.65+1096.2x3.84yyy1w1 2w2二4875.86(kN)傾覆力系對(duì)墻址0點(diǎn)的總力矩為工M=EZ傾覆力系對(duì)墻址0點(diǎn)的總力矩為工M=EZ0xx抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)TMEMy0155.89x3.18=495.73(kN?m)4875.86495.73二9.84〉1.5抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。Q5合力偏心距和承