土釘墻支護(hù)計算書

土釘墻支護(hù)計算書計算依據(jù)：1、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-20122、《建筑施工計算手冊》江正榮編著3、《實用土木工程手冊》第三版楊文淵編著4、《施工現(xiàn)場設(shè)施安全設(shè)計計算手冊》謝建民編著5、《地基與基礎(chǔ)》第三版土釘墻需要計算其土釘?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)壁安全級別一級基坑開挖深度h(m)20土體的滑動摩擦系數(shù)1.3條分塊數(shù)10土釘墻計算寬度B'(m)40基坑地面至抗隆起計算平面之間的距離D(m)22、荷載參數(shù)序號類型面荷載q(kPa)荷載寬度b(m)基坑邊線距離a(m)平行基坑邊的分布長度l(m)作用深度d(m)1局布荷載802011.7401.53、土層參數(shù)序號土名稱土厚度(m)坑壁土的重度γ(kN/m3)坑壁土的內(nèi)摩擦角φ(°)粘聚力C(kPa)極限摩擦阻力(kPa)飽和重度(kN/m3)1填土318.518520202風(fēng)化巖1221.52035150223風(fēng)化巖2022.532100300244、土釘墻布置數(shù)據(jù)放坡參數(shù)：序號放坡高度L(m)放坡寬度W(m)平臺寬度B(m)110102210102土釘參數(shù)：序號孔徑d(mm)長度l(m)入射角α(°)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)計值fy(N/mm2)11108202鋼筋80340036021108202鋼筋803400360311012202鋼筋803400360411015202鋼筋803400360511012202鋼筋80340036061108202鋼筋80340036071105202鋼筋80340036081105202鋼筋80340036091105202鋼筋8034003605、計算系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ01.1綜合分項系數(shù)γF1.25土釘抗拔安全系數(shù)Kt1.6圓弧滑動穩(wěn)定安全系數(shù)Ks1.35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)Khe1.8經(jīng)驗系數(shù)ηb0.6二、土釘承載力計算Ka1=tan2(45°-φ1/2）=tan2(45-18/2)=0.528；Ka2=tan2(45°-φ2/2）=tan2(45-20/2)=0.49；Ka3=tan2(45°-φ3/2）=tan2(45-20/2)=0.49；Ka4=tan2(45°-φ4/2）=tan2(45-32/2)=0.307；第1層土：0-3m(+0)H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18.5=0mPak1上=γ1H1'Ka1-2c1Ka10.5=18.5×0×0.528-2×5×0.5280.5=-7.266kN/m2Pak1下=γ1(h1+H1')Ka1-2c1Ka10.5=18.5×(3+0)×0.528-2×5×0.5280.5=22.038kN/m2第2層土：3-13.2m(+0)H2'=[∑γ1h1]/γi=[55.5]/21.5=2.581mPak2上=γ2H2'Ka2-2c2Ka20.5=21.5×2.581×0.49-2×35×0.490.5=-21.809kN/m2Pak2下=γ2(h2+H2')Ka2-2c2Ka20.5=21.5×(10.2+2.581)×0.49-2×35×0.490.5=85.648kN/m2第3層土：13.2-15m(+0)H3'=[∑γ2h2]/γi=[274.8]/21.5=12.781mPak3上=γ3H3'Ka3-2c3Ka30.5=21.5×12.781×0.49-2×35×0.490.5=85.648kN/m2Pak3下=γ3(h3+H3')Ka3-2c3Ka30.5=21.5×(1.8+12.781)×0.49-2×35×0.490.5=104.611kN/m2第4層土：15-20m(+0)H4'=[∑γ3h3]/γi=[313.5]/22.5=13.933mPak4上=γ4H4'Ka4-2c4Ka40.5=22.5×13.933×0.307-2×100×0.3070.5=-14.573kN/m2Pak4下=γ4(h4+H4')Ka4-2c4Ka40.5=22.5×(5+13.933)×0.307-2×100×0.3070.5=19.965kN/m21）水平荷載臨界深度：Z0=Pak1下h1/(Pak1上+Pak1下)=22.038×3/(7.266+22.038)=2.256m；第1層土Eak1=0.5Pak1下Z0ba=0.5×22.038×2.256×2=49.718kN；aa1=Z0/3+∑h2=2.256/3+17=17.752m；第2層土Eak2=h2(Pa2上+Pa2下)ba/2=10.2×(-21.809+85.648)×2/2=651.158kN；aa2=h2(2Pa2上+Pa2下)/(3Pa2上+3Pa2下)+∑h3=10.2×(2×-21.809+85.648)/(3×-21.809+3×85.648)+6.8=9.038m；第3層土Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=1.8×(85.648+104.611)×2/2=342.466kN；aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+∑h4=1.8×(2×85.648+104.611)/(3×85.648+3×104.611)+5=5.87m；第4層土Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=5×(-14.573+19.965)×2/2=26.96kN；aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)=5×(2×-14.573+19.965)/(3×-14.573+3×19.965)=-2.838m；土壓力合力：Eak=ΣEaki=49.718+651.158+342.466+26.96=1070.302kN；合力作用點：aa=Σ(aaiEaki)/Eak=(17.752×49.718+9.038×651.158+5.87×342.466+-2.838×26.96)/1070.302=8.13m；1、單根土釘?shù)妮S向拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nk,j：Nk,j=ζηjPak,jSxjSzj/cosαj其中ζ--荷載折減系數(shù)ηj--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αj--土釘與水平面的夾角Nj=γ0γFNk,j=1.1×1.25×23.645=32.512kN≤fyAs=400×803=321.2kN滿足要求！Rk,j/Nk,j=98.142/23.645=4.151≥Kt=1.6滿足要求！序號Rk,j/Nk,jNj(kN)fyAs(kN)抗拔安全性抗拉安全性04.15132.512321.2滿足要求滿足要求132.3345.669321.2滿足要求滿足要求27.37659.873321.2滿足要求滿足要求34.194105.295321.2滿足要求滿足要求43.112141.939321.2滿足要求滿足要求52.219169.806321.2滿足要求滿足要求61.902188.893321.2滿足要求滿足要求74.44899.29321.2滿足要求滿足要求84.48398.508321.2滿足要求滿足要求三、土釘墻整體穩(wěn)定性的計算根據(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面采用圓弧滑動簡單條分法如下圖，按照下式進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗算：圓弧滑動法示意圖公式中：cj、φj──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)；θj──第j土條滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角(°)；lj──第j土條的滑弧段長度(m)，取lj＝bj/cosθj；qj──作用在第j土條上的附加分布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；ΔGj──第j土條的自重(kN)，按天然重度計算；Rˊk,k──第k根土釘在圓弧滑動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；αk──表示第k層土釘?shù)膬A角；θk──圓弧面在第k層土釘處的法線與垂直面的夾角；ψv──計算系數(shù)，取ψv=0.5sin(αk+θk)tanφ,φ表示的是第k層土釘與滑弧交點處土的內(nèi)摩擦角。把各參數(shù)代入上面的公式，進(jìn)行計算可得到如下結(jié)果：---------------------------------------------------------------------------------計算步數(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1.84139.3960.3123.1843.199示意圖如下：計算步數(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1.55038.0880.7626.2866.332示意圖如下：計算步數(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1.55644.9980.00010.11110.111示意圖如下：計算步數(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1.51931.9072.75311.83912.155示意圖如下：計算步數(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1.44644.1170.25716.69916.701示意圖如下：計算步數(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1.35744.1170.25716.69916.701示意圖如下：計算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)第7步1.63928.0746.71917.21118.476示意圖如下：計算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)第8步1.65027.5747.73619.90421.354示意圖如下：計算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)第9步1.42327.4918.64422.66424.257示意圖如下：計算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)第10步1.51627.4259.55025.42527.160示意圖如下：計算步數(shù)安全系數(shù)滑裂角(度)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)第11步1.42027.37210.45728.18630.064示意圖如下：--------------------------------------------------------------------------------------計算結(jié)論如下：第1步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.841>=1.350滿足要求![標(biāo)高-2.000m]第2步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.550>=1.350滿足要求![標(biāo)高-4.000m]第3步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.556>=1.350滿足要求![標(biāo)高-6.000m]第4步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.519>=1.350滿足要求![標(biāo)高-8.000m]第5步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.446>=1.350滿足要求![標(biāo)高-10.000m]第6步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.357>1.350滿足要求![標(biāo)高-10.000m]第7步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.639>=1.350滿足要求![標(biāo)高-12.000m]第8步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.650>=1.350滿足要求![標(biāo)高-14.000m]第9步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.423>=1.350滿足要求![標(biāo)高-16.000m]第10步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.516>=1.350滿足要求![標(biāo)高-18.000m]第11步開挖內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)γk=1.420>1.350滿足要求![標(biāo)高-20.000m]四、抗滑動及抗傾覆穩(wěn)定性驗算1）抗滑動穩(wěn)定性驗算抗滑動安全系數(shù)按下式計算：f'/Eah≥1.2式中，Eah為主動土壓力的水平分量(kN)；f'為墻底的抗滑阻力(kN)，由下式計算求得：f'=μ(W+qBaSv)μ為土體的滑動摩擦系數(shù)；W為所計算土體自重(kN)q為坡頂面荷載(kN/m2)；Ba為荷載長度；Sv為計算墻體的厚度，取土釘?shù)囊粋€水平間距進(jìn)行計算1級坡：f'/Eah=15.145>1.200，滿足要求！2級坡：f'/Eah=