土钉墙支护计算书9米深
[浙江]9米深基坑土钉墙支护施工图(含设计计算)fkg
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X x x x 地下室基坑围护设计（论证修改稿）审核：设计：计算：制图：校对：资质证书：地址：联系电话：传真：二零一零年五月目录一、设计依据二、工程概况三、设计原则四、工程地质条件五、基坑围护方案六、基坑排水和防渗措施七、基坑施工及开挖要求八、其他施工要求九、基坑监测十、应急措施十一、降水对周边地面、建筑物的影响分析及后备处理措施附录：1.计算书2.工程地质资料第一部分基坑围护设计说明一、方案设计依据1. xx勘察测绘院提供的《xx岩土工程勘察报告》；2.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；3.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；4.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；5.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；6.《基坑土钉支护技术规程》（CECS96：97）；7.《锚杆喷射混凝土支护技术规程》（GB50086-2001）；8.《建筑基坑工程监测规范》（GB50497-2009）；9. 浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000J10032-2000）；10. 设计院提供的本工程基础平面图和总平面布置图；11.其它相关的设计及施工验收的规范、规程和我院现场踏勘的资料。
二、工程概况1、地理位置拟建项目位于xx县环城西路和环城北路交叉口西北侧，现为绿地。
2、主体概况拟建工程由4幢10～13层住宅用房和临街商业店铺及附属设施组成，设两层地下室。
面积约2853.8m2，基础采用人工挖孔桩和筏板基础。
3、基坑周边环境基坑南侧距离环城北路约10m；东侧距离环城西路约8.0m;西侧距离水泥路约8m,隔水泥路为xx公司,距离其办公楼35.9m，该房为浅基础。
道路人行道缘下均有市政、雨水管线，管线埋深1.5m左右。
4、基坑概况设计±0.00相当于黄海高程65.8 m，自然地坪现状标为65.4～66.4m，相对标高-0.40～0.60m。
土钉墙支护计算计算(准确)
土钉墙支护计算计算书之马矢奏春创作本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》 JGJ12099 中国建筑工业出书社出书《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出书社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出书社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出书社、《土力学》等相关文献进行编制.土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性.一、参数信息:1、基本参数：侧壁平安级别：二级基坑开挖深度h(m)：7.430；土钉墙计算宽度b'(m)：100；土体的滑动摩擦系数依照tanφ计算, φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；条分块数：/；不考虑地下水位影响；2、荷载参数：序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)1 局布 20.00 4.86 53、地质勘探数据如下：：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的内摩擦角φ 内聚力C 极限摩擦阻力(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kPa)1 填土 1.30 18.00 18.00 12.00 80.002 粘性土 1.30 18.00 20.00 25.00 100.003 粉土 3.10 19.00 25.00 18.00 110.004 粘性土 1.20 18.00 20.00 25.00 100.005 粉砂 4.10 19.00 35.00 18.00 115.004、土钉墙安插数据：放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)1 7.43 3.00 100.00土钉数据：序号直径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)1 1506.00 15.00 1.50 1.50二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:单根土钉受拉承载力计算, 根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 12099,1、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 土钉的水平荷载sxj、szj 土钉之间的水平与垂直距离αj土钉与水平面的夹角ζ按下式计算：ζ=tan[(βφk)/2](1/(tan((β+φk)/2))1/tanβ)/tan2(45°φ/2)其中β土钉墙坡面与水平面的夹角.φ土的内摩擦角eajk按根据土力学依照下式计算：eajk=∑{[(γi×szj)+q0]×Kai2c(Kai)1/2}2、土钉抗拉承载力设计值Tuj依照下式计算Tuj=(1/γs)πdnj∑qsikli其中 dnj 土钉的直径.qsik 土与土钉的摩擦阻力.根据JGJ12099 表6.1.4和表4.4.3选取.li 土钉在直线破裂面外穿越稳定土体内的长度.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) 平安性1 2.68 10.35 0.00 3.32 满足第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：14.000 mm；三、土钉墙整体稳定性的计算:根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 12099要求, 土钉墙应根据施工期间分歧开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采纳圆弧滑动简单条分法如下图, 依照下式进行整体稳定性验算：公式中：γk滑动体分项系数, 取1.3；γ0基坑侧壁重要系数；ωi第i条土重；bi 第i分条宽度；cik 第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪粘聚力标准值；φik第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪内摩擦角标准值；θi第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；αj土钉与水平面之间的夹角；Li 第i条土滑裂面的弧长；s 计算滑动体单位厚度；Tnj第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力, 按下式计算.Tnj=πdnj∑qsiklnjlnj 第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度把各参数代入上面的公式, 进行计算可获得如下结果：计算步数平安系数滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m)半径R(m)第1步 2.355 29.610 0.034 1.475 1.476示意图如下：计算步数平安系数滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m)半径R(m)第2步 1.586 29.610 0.251 10.963 10.966示意图如下：计算结论如下：第 1 步开挖内部整体稳定性平安系数 Fs= 2.355>1.30 满足要求! [标高 1.000 m]第 2 步开挖内部整体稳定性平安系数 Fs= 1.586>1.30 满足要求! [标高 7.430 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平安系数按下式计算：式中, Eah为主动土压力的水平分量(kN)；f'为墙底的抗滑阻力(kN), 由下式计算求得：f'=μ(W+qBaSv)μ为土体的滑动摩擦系数；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为计算墙体的厚度, 取土钉的一个水平间距进行计算1级坡：KH=3.62>1.3, 满足要求！(2)抗倾覆稳定性验算抗倾覆平安系数按以下公式计算：KQ=MG/MQ式中, MG由墙体自重和空中荷载发生的抗倾覆力矩, 由下式确定MG=W×BC×qBa×(B'B+b×Ba/2)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点的水平距离；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由主动土压力发生的倾覆力矩, 由下式确定Mk=Eah×lh其中, Eah为主动土压力的水平分量（kN）；lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾O水平面的垂直距离.1级坡：满足要求！。
土钉墙支护计算计算(准确)
土钉墙支护计算计算书本计算书参照《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》等相关文献进行编制。
土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、参数信息:1、基本参数：侧壁安全级别：二级基坑开挖深度h(m)：7.430；土钉墙计算宽度b'(m)：100；土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；条分块数：/；不考虑地下水位影响；2、荷载参数：序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)1 局布20.00 4.86 53、地质勘探数据如下：：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的内摩擦角φ 内聚力C 极限摩擦阻力(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kPa)1 填土 1.30 18.00 18.00 12.00 80.002 粘性土 1.30 18.00 20.00 25.00 100.003 粉土 3.10 19.00 25.00 18.00 110.004 粘性土 1.20 18.00 20.00 25.00 100.005 粉砂 4.10 19.00 35.00 18.00 115.004、土钉墙布置数据：放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)1 7.43 3.00 100.00土钉数据：序号直径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)1 150 6.00 15.00 1.50 1.50二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99，R=1.25γ0T jk1、其中土钉受拉承载力标准值T jk按以下公式计算：T jk=ζe ajk s xj s zj/cosαj其中ζ--荷载折减系数e ajk --土钉的水平荷载s xj、s zj--土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角ζ按下式计算：ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。
土钉墙支护计算计算(准确)
土钉墙支护计算计算书本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 中国建筑工业出版《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业、《实用土木工程手册》第三版文渊编著人民教同、《地基与基础》第三版中国建筑工业、《土力学》等相关文献进行编制。
土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、参数信息:1、基本参数：侧壁安全级别：二级基坑开挖深度h(m)：7.430；土钉墙计算宽度b'(m)：100；土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层的摩擦角；条分块数：/；不考虑地下水位影响；2、荷载参数：序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)1 局布20.00 4.86 53、地质勘探数据如下：：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的摩擦角φ 聚力C 极限摩擦阻力(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kPa)1 填土 1.30 18.00 18.00 12.00 80.002 粘性土 1.30 18.00 20.00 25.00 100.003 粉土 3.10 19.00 25.00 18.00 110.004 粘性土 1.20 18.00 20.00 25.00 100.005 粉砂 4.10 19.00 35.00 18.00 115.004、土钉墙布置数据：放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)1 7.43 3.00 100.00土钉数据：序号直径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)1 150 6.00 15.00 1.50 1.50二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99，R=1.25γ0T jk1、其中土钉受拉承载力标准值T jk按以下公式计算：T jk=ζe ajk s xj s zj/cosαj其中ζ--荷载折减系数e ajk --土钉的水平荷载s xj、s zj--土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角ζ按下式计算：ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。
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土钉墙支护计算计算书本计算书参照《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》等相关文献进行编制.土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、参数信息:1、基本参数：侧壁安全级别：二级基坑开挖深度h（m)：7。
430;土钉墙计算宽度b’（m）:100;土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算,φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角；条分块数:/；不考虑地下水位影响;2、荷载参数:序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m）1 局布20.00 4.86 53、地质勘探数据如下：：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的内摩擦角φ 内聚力C 极限摩擦阻力（m）(kN/m3) （°）(kPa) (kPa)1 填土1。
30 18.00 18.00 12.00 80.002 粘性土1。
30 18。
00 20.00 25。
00 100。
003 粉土3。
10 19。
00 25.00 18。
00 110.004 粘性土 1.20 18。
00 20.00 25.00 100。
005 粉砂4。
10 19。
00 35。
00 18.00 115.00 4、土钉墙布置数据：放坡参数：序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m)1 7.43 3.00 100.00土钉数据:序号直径（mm）长度(m) 入射角（度) 竖向间距(m）水平间距（m）1 150 6.00 15。
00 1。
50 1。
50二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120—99，R=1。
25γ0T jk1、其中土钉受拉承载力标准值T jk按以下公式计算：T jk=ζe ajk s xj s zj/co sαj其中ζ——荷载折减系数e ajk—-土钉的水平荷载s xj、s zj——土钉之间的水平与垂直距离αj-—土钉与水平面的夹角ζ按下式计算:ζ=tan［（β—φk)/2］（1/（tan（（β+φk)/2）)—1/tanβ）/tan2(45°—φ/2)其中β-—土钉墙坡面与水平面的夹角.φ——土的内摩擦角e ajk按根据土力学按照下式计算:e ajk=∑{[（γi×s zj)+q0]×K ai-2c(K ai)1/2}2、土钉抗拉承载力设计值T uj按照下式计算T uj=（1/γs)πd nj∑q sik l i其中d nj-—土钉的直径。
土钉墙支护计算书9米深
土钉墙支护计算书计算依据：1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《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5、《地基与基础》第三版土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、参数信息1、基本参数侧壁安全级别 二级 基坑开挖深度h(m) 9 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 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)9.5基坑地面至抗隆起计算平面之间的距离D(m)0.52、荷载参数3、土层参数序号 土名称土厚度(m)坑壁土的重度γ(kN/m 3)坑壁土的内摩擦角φ(°) 粘聚力C (kPa)极限摩擦阻力(kPa) 饱和重度(kN/m 3) 1 填土 3 18 18 12 20 20 2 粘性土 3.5 19 14 10 60 19 3粘性土3.519201860224、土钉墙布置数据 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 9 6 2土钉参数：序号孔径d(mm) 长度l(m) 入射角α(°)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)1 120 6 15 1.5 钢筋314 400 3602 120 7 15 1.5 钢筋314 400 3603 120 7 15 1.5 钢筋314 400 3604 120 7 15 1.5 钢筋314 400 3605 120 7 15 1.5 钢筋314 400 3605、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K t 1.6 圆弧滑动稳定安全系数K s 1.3抗滑移安全系数K sl 1.2 抗倾覆安全系数K ov 1.3抗隆起安全系数K he 1.6 经验系数ηb0.6二、土钉承载力计算K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-14/2)=0.61；K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-14/2)=0.61；K a5=tan2(45°- φ5/2）= tan2(45-20/2)=0.49；第1层土：0-1.2m(+0)H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18=0m]/18=0mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=18×0×0.528-2×12×0.5280.5=-17.439kN/m2P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=18×(1.2+0)×0.528-2×12×0.5280.5=-6.034kN/m2第2层土：1.2-3m(+0)H2'=[∑γ1h1]/γsati=[21.6]/20=1.08m]/20=1.08mP ak2上=[γsat2H2'-γw(∑h1-h a)]K a2-2c2K a20.5+γw(∑h1-h a)=[20×1.08-10×(1.2-1.2)]×0.528-2×12×0.5280.5 +10×(1.2-1.2)=-6.034kN/m2P ak2下=[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-h a)]K a2-2c2K a20.5+γw(∑h1-h a)=[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层土：3-4m(+0)H3'=[∑γ2h2]/γsati=[57.6]/19=3.032m]/19=3.032mP ak3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[19×3.032-10×(3-1.2)]×0.61-2×10×0.610.5+10×(3-1.2)=26.54kN/m2P ak3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[19×(3.032+1)-10×(4-1.2)]×0.61-2×10×0.610.5+10×(4-1.2)=42.03kN/m2第4层土：4-6.5m(+0)H4'=[∑γ3h3]/γsati=[76.6]/19=4.032m]/19=4.032mP ak4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[19×4.032-10×(4-1.2)]×0.61-2×10×0.610.5+10×(4-1.2)=42.03kN/m2P ak4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[19×(4.032+2.5)-10×(6.5-1.2)]×0.61-2×1 0×0.610.5+10×(6.5-1.2)=80.755kN/m2第5层土：6.5-9m(+0)H5'=[∑γ4h4]/γsati=[124.1]/22=5.641m]/22=5.641mP ak5上=[γsat5H5'-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×5.641-10×(6.5-1.2)]×0.49-2×18×0.490.5+ 10×(6.5-1.2)=62.64kN/m2P ak5下=[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×(5.641+2.5)-10×(9-1.2)]×0.49-2×18×0.490.5+10×(9-1.2)=102.34kN/m21）水平荷载临界深度：Z0=P ak2下h2/(P ak2上+ P ak2下)=21.47×1.8/(6.034+21.47)=1.405m；第1层土E ak1=0kN；第2层土E ak2=0.5P ak2下Z0b a=0.5×21.47×1.405×1=15.083kN；a a2=Z0/3+∑h3=1.405/3+6=6.468m；第3层土E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=1×(26.54+42.03)×1/2=34.285kN；a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3)+∑h4=1×(2×26.54+42.03)/(3×26.54+3×42.03)+5=5.462m；下第4层土E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=2.5×(42.03+80.755)×1/2=153.481kN；a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4)+∑h5=2.5×(2×42.03+80.755)/(3×42.03+3×80.755)+2.5=3.619m；下第5层土E ak5=h5(P a5上+P a5下)b a/2=2.5×(62.64+102.34)×1/2=206.225kN；a a5=h5(2P a5上+P a5下)/(3P a5上+3P a5下)=2.5×(2×62.64+102.34)/(3×62.64+3×102.34)=1.15m；土压力合力：E ak=ΣE aki=0+15.083+34.285+153.481+206.225=409.074kN；合力作用点：a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(0×0+6.468×15.083+5.462×34.285+3.619×153.481+1.15×206.225)/409.074=2. 634m；1、单根土钉的轴向拉力标准值N k,j：N k,j=ζηj P ak,j S xj S zj/cosαj其中ζ--荷载折减系数ηj--第j层土钉轴向拉力调整系数P ak,j--第j层土钉处的主动土压力强度标准值S xj、S zj--土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角N j=γ0γF N k,j=1×1.25×1.962=2.452kN≤f y A s=400×314=125.6kN满足要求！R k,j/N k,j=19.201/1.962=9.786≥K t=1.6满足要求！三、土钉墙整体稳定性的计算根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：圆弧滑动法示意图公式中：c j、φj──第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；b j──第j土条的宽度(m)；θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°)；l j──第j土条的滑弧段长度(m)，取l j＝b j/cosθj；q j──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；ΔG j──第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；u j──第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)，采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取u j＝γw h waj，在基坑内侧，可取u j＝γw h wpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取u j＝0；γw──地下水重度(kN/m3)；h waj──基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；h wpj──基坑内侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；Rˊk,k──第k根土钉在圆弧滑动面以外的锚固段的极限抗拔承载力标准值与杆体受拉承载力标准值的较小值；αk──表示第k层土钉的倾角；θk──圆弧面在第k层土钉处的法线与垂直面的夹角；ψv──计算系数，取ψv=0.5sin(αk+θk)tanφ, φ表示的是第k层土钉与滑弧交点处土的内摩擦角。
土钉墙支护计算书9米深
土钉墙支护计算书计算依据：1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《建筑施工计算手册》江正荣编著3、《实用土木工程手册》第三版文渊编著4、《施工现场设施安全设计计算手册》建民编著5、《地基与基础》第三版土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、参数信息1、基本参数2、荷载参数3、土层参数4、土钉墙布置数据放坡参数：土钉参数：5、计算系数二、土钉承载力计算K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-14/2)=0.61；K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-14/2)=0.61；K a5=tan2(45°- φ5/2）= tan2(45-20/2)=0.49；第1层土：0-1.2m(+0)H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18=0m]/18=0mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=18×0×0.528-2×12×0.5280.5=-17.439kN/m2P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=18×(1.2+0)×0.528-2×12×0.5280.5=-6.034kN/m2第2层土：1.2-3m(+0)H2'=[∑γ1h1]/γsati=[21.6]/20=1.08m]/20=1.08mP ak2上=[γsat2H2'-γw(∑h1-h a)]K a2-2c2K a20.5+γw(∑h1-h a)=[20×1.08-10×(1.2-1.2)]×0.528-2×12×0.5280.5 +10×(1.2-1.2)=-6.034kN/m2P ak2下=[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-h a)]K a2-2c2K a20.5+γw(∑h1-h a)=[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层土：3-4m(+0)H3'=[∑γ2h2]/γsati=[57.6]/19=3.032m]/19=3.032mP ak3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[19×3.032-10×(3-1.2)]×0.61-2×10×0.610.5+10×(3-1.2)=26.54kN/m2P ak3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[19×(3.032+1)-10×(4-1.2)]×0.61-2×10×0.610.5+10×(4-1.2)=42.03kN/m2第4层土：4-6.5m(+0)H4'=[∑γ3h3]/γsati=[76.6]/19=4.032m]/19=4.032mP ak4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[19×4.032-10×(4-1.2)]×0.61-2×10×0.610.5+10×(4-1.2)=42.03kN/m2P ak4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-h a)]K a4-2c4K a40.5+γw(∑h3-h a)=[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层土：6.5-9m(+0)H5'=[∑γ4h4]/γsati=[124.1]/22=5.641m]/22=5.641mP ak5上=[γsat5H5'-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×5.641-10×(6.5-1.2)]×0.49-2×18×0.490.5+ 10×(6.5-1.2)=62.64kN/m2P ak5下=[γsat5(H5'+h5)-γw(∑h4-h a)]K a5-2c5K a50.5+γw(∑h4-h a)=[22×(5.641+2.5)-10×(9-1.2)]×0.49-2×18×0.490.5+10×(9-1.2)=102.34kN/m21）水平荷载临界深度：Z0=P ak2下h2/(P ak2上+ P ak2下)=21.47×1.8/(6.034+21.47)=1.405m；第1层土E ak1=0kN；第2层土E ak2=0.5P ak2下Z0b a=0.5×21.47×1.405×1=15.083kN；a a2=Z0/3+∑h3=1.405/3+6=6.468m；第3层土E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=1×(26.54+42.03)×1/2=34.285kN；a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3下)+∑h4=1×(2×26.54+42.03)/(3×26.54+3×42.03)+5=5.462m；第4层土E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=2.5×(42.03+80.755)×1/2=153.481kN；a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4下)+∑h5=2.5×(2×42.03+80.755)/(3×42.03+3×80.755)+2.5=3.619m；第5层土E ak5=h5(P a5上+P a5下)b a/2=2.5×(62.64+102.34)×1/2=206.225kN；a a5=h5(2P a5上+P a5下)/(3P a5上+3P a5下)=2.5×(2×62.64+102.34)/(3×62.64+3×102.34)=1.15m；土压力合力：E ak=ΣE aki=0+15.083+34.285+153.481+206.225=409.074kN；合力作用点：a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(0×0+6.468×15.083+5.462×34.285+3.619×153.481+1.15×206.225)/409.074 =2.634m；1、单根土钉的轴向拉力标准值N k,j：N k,j=ζηj P ak,j S xj S zj/cosαj其中ζ--荷载折减系数ηj--第j层土钉轴向拉力调整系数P ak,j--第j层土钉处的主动土压力强度标准值S xj、S zj--土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角N j=γ0γF N k,j=1×1.25×1.962=2.452kN≤f y A s=400×314=125.6kN满足要求！R k,j/N k,j=19.201/1.962=9.786≥K t=1.6满足要求！三、土钉墙整体稳定性的计算根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：圆弧滑动法示意图公式中：c j、φj──第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、摩擦角(°)；b j──第j土条的宽度(m)；θj──第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°)；l j──第j土条的滑弧段长度(m)，取l j＝b j/cosθj；q j──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；ΔG j──第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；u j──第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa)，采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取u j＝γw h waj，在基坑侧，可取u j＝γw h wpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取u j＝0；γw──地下水重度(kN/m3)；h waj──基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；h wpj──基坑侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；Rˊk,k──第k根土钉在圆弧滑动面以外的锚固段的极限抗拔承载力标准值与杆体受拉承载力标准值的较小值；αk──表示第k层土钉的倾角；θk──圆弧面在第k层土钉处的法线与垂直面的夹角；ψv──计算系数，取ψv=0.5sin(αk+θk)tanφ, φ表示的是第k层土钉与滑弧交点处土的摩擦角。
土钉墙支护计算计算(准确)
土钉墙支护计算计算书本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 中国建筑工业出版《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业、《实用土木工程手册》第三版文渊编著人民教同、《地基与基础》第三版中国建筑工业、《土力学》等相关文献进行编制。
土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
一、参数信息:1、基本参数：侧壁安全级别：二级基坑开挖深度h(m)：7.430；土钉墙计算宽度b'(m)：100；土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层的摩擦角；条分块数：/；不考虑地下水位影响；2、荷载参数：序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)1 局布20.00 4.86 53、地质勘探数据如下：：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的摩擦角φ 聚力C 极限摩擦阻力(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kPa)1 填土 1.30 18.00 18.00 12.0080.002 粘性土 1.30 18.00 20.00 25.00100.003 粉土 3.10 19.00 25.00 18.00110.004 粘性土 1.20 18.00 20.00 25.00 100.005 粉砂 4.10 19.00 35.00 18.00 115.004、土钉墙布置数据：放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)1 7.43 3.00 100.00土钉数据：序号直径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)1 150 6.00 15.00 1.50 1.50二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99，R=1.25γ0T jk1、其中土钉受拉承载力标准值T jk按以下公式计算：T jk=ζe ajk s xj s zj/cosαj其中ζ--荷载折减系数e ajk--土钉的水平荷载s xj、s zj --土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角ζ按下式计算：ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。
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土钉墙支护计算书计算依据：1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122、《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5、《地基与基础》第三版土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。
1、参数信息1、基本参数2、荷载参数3、土层参数4、土钉墙布置数据放坡参数：土钉参数:5、计算系数、土钉承载力计算K a1=tan 2(45 °-©1/2 );= tan 2(45-18/2)=0.528K a2=tan 2(45°- ©2/2);= tan 2(45-18/2)=0.528；K a3=tan 2(45°-©3/2 )= tan 2(45-14/2)=0.61；K a4=tan 2(45 °-©4/2 )= tan 2(45-14/2)=0.61；K a5=tan 2(45°-©5/2 )= tan 2(45-20/2)=0.49 ；第1层土：0-1.2m(+0)H i'=[ E Y h o]/ Y=[0]/18=0m]/18=0mP aki上=Y i H i'K ai-2c i K ai°5=18 X0X0.528-2 X12 X0.528°5=-17.439kN/m 2P aki下=Mh i+H i')K ai-2c i K ai°5=18 X(1.2+0) X0.528-2 X12 X0.528 0.5=-6.034kN/m 2第2层土：i.2-3m(+0)H2'=[ E i h i]/ Y sati =[21.6]/20=1.08m]/20=1.08mP ak2上=[Y sat2 H2'-刊(E h i-h a)]K a2-2c 2K a2°5+ Y w(E h i-h a)=[20 X i.08-10 X(1.2-1.2)] X0.528-2 X i2X0.528 0.5+i0 X(i.2-i.2)=-6.034kN/m 2P ak2 下=[Y Sat2(H2‘+h 2)- y w(E h 1-h a)]K a2-2c 2K a20.5+ Y w(E h 1-h a)=[20 X(i.08+i.8)-i0 X(3-i.2)] X0.528-2 X i2X0.528 0.5+i0 X(3-i.2)=2i.47kN/m 2第3层土：3-4m(+0)H3'=[ E ?h2]/ Y sati =[57.6]/19=3.032m]/19=3.032mP ak3上=[Y sat3H3'- y w(Z h2-h a)]K a3-2c 3K a3°5+ y w(Z h2-h a)=[19 X3.032-10 X(3-1.2)] X0.61-2 X10 X0.610.5+10 X(3-1.2)=26.54kN/m 2P ak3下=[Y Sat3(H3'+h 3)-Y w(El2-h a)]K a3-2c 3K a3°5+ >(El2-h a)=[19 X(3.032+1)-10X(4-1.2)] X0.61-2 X10X0.61 0.5+10 X(4-1.2)=42.03kN/m 2第4层土：4-6.5m(+0)H4'=[ E Y h3]/ Y ati=[76.6]/19=4.032m]/19=4.032mP ak4上=[Y Sat4 H4'- Y W(E h 3-h a)]K a4-2c 4K a40.5+ Y W (E h 3-h a) = [19 X4.032-10 X(4-1.2)] X0.61-2 X10 X0.610-5+10 x(4-1.2)=42.03kN/m 2P ak4下=[Y Sat4 (H4'+h 4)- y w(E h 3-h a)]K a4-2c 4K a40.5+ Y w(E h 3-h a)=[19 X(4.032+2.5)-10 X(6.5-1.2)] X0.61-2 X10X0.61 0.5+10 X(6.5-1.2)=80.755kN/m 2第5层土：6.5-9m(+0)H5'=[ E 4h4]/ eati=[124.1]/22=5.641m]/22=5.641mP ak5上=[Y Sat5 H5'- Y w(E14-h a)]K a5-2c 5K a50.5+ Y W (E h 4-h a) = [22 X5.641-10 X(6.5-1.2)] X0.49-2 X18X0.49 0.5+10 X(6.5-1.2)=62.64kN/m 2P ak5 下=[Y Sat5(H5‘+h 5)- Y w(E h 4-h a)]K a5-2c 5K a5°.5+ Y w(E h 4-h a)=[22 X(5.641+2.5)-10 X(9-1.2)] X0.49-2 X18X0.49 0.5+10 X(9-1.2)=102.34kN/m 21 )水平荷载临界深度：Z0=P ak2下h2/(P ak2上+ P ak2 下)=21.47 X1.8/(6.034+21.47)=1.405m ;第1 层土E ak1=0kN ；第2层土E ak2=0.5P ak2下Z°b a=0.5 X21.47 X1.405 X1=15.083kN ;a a2=Z0/3+ E h3=1 .405/3+6=6.468m ；第3层土E ak3=h 3(P a3上+P a3下)b a/2=1 X(26.54+42.03) X1/2=34.285kN ;a a3=h 3(2P a3上+ P a3下)/(3P a3上+3P a3下)+ E14 = 1 X(2 X26.54+42.03)/(3 X26.54+3 X42.03)+5=5.462m ；第4层土E ak4=h 4(P a4上+P a4下)b a/2=2.5 X(42.03+80.755) x l/2=153.481kN ;a a4=h 4(2P a4上+ P a4下)/(3P a4上+3P a4下)+ ZJ15=2.5 X(2 X42.03+80.755)/(3 x42.03+3 X80.755)+2.5=3.619m ;第5层土E ak5=h 5(P a5上+P a5下)b a/2=2.5 X(62.64+102.34) X1/2=206.225kN ;a a5=h5(2P a5上+P a5下)/(3P a5上+3P a5下)=2.5 x(2 X62.64+102.34)/(3 X62.64+3 X 102.34)=1.15m ；土压力合力：E ak= 2E aki=0+15.083+34.285+153.481+206.225=409.074kN ;合力作用点：a a= X a ai E aki)/E ak=(0 X0+6.468 X15.083+5.462 X34.285+3.619 X153.481+1.15X206.225)/409.074=2.634m ；1 、单根土钉的轴向拉力标准值N k,j：N k,j= Z j n ak,j S xj S zj /COS a j其中Z-荷载折减系数n--第j层土钉轴向拉力调整系数P ak,j--第j层土钉处的主动土压力强度标准值S xj、S zj -- 土钉之间的水平与垂直距离a j-- 土钉与水平面的夹角N j= Y Y N k,j=1 X1.25 X1.962=2.452kN wf y A s=400 X314=125.6kN满足要求！满足要求！三、土钉墙整体稳定性的计算根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：圆弧滑动法示意图公式中：c j、亦——第土条滑弧面处土的粘聚力（kPa）、内摩擦角（°;b j——第土条的宽度（m）;9j -- 第土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角（°;l j——第土条的滑弧段长度（m），取l j = b j/cos B j；q j——作用在第土条上的附加分布荷载标准值（kPa）;△Gj——第土条的自重（kN），按天然重度计算；u j ----- 第土条在滑弧面上的孔隙水压力（kPa），采用落底式截水帷幕时，对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土，在基坑外侧，可取U j=y w h waj，在基坑内侧，可取U j=Y w h wpj ；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取U j= 0 ；Y———地下水重度（kN/m 3）；h waj——基坑外侧第土条滑弧面中点的压力水头（m）；h wpj——基坑内侧第土条滑弧面中点的压力水头（m）；R k,k ——Ik根土钉在圆弧滑动面以外的锚固段的极限抗拔承载力标准值与杆体受拉承载力标准值的较小值；ak -- 表示第＜层土钉的倾角；9k——圆弧面在第k层土钉处的法线与垂直面的夹角；収 -- 计算系数，取収=0.5sin（a k+ 9k）tan ©表示的是第k层土钉与滑弧交点处土的内摩擦角。
把各参数代入上面的公式，进行计算可得到如下结果:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m) 圆心丫(m)第1 步 1.341 33.653 0.001 2.228示意图如下：计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m) 圆心丫(m)第2 步 1.345 33.653 0.003 4.457示意图如下:半径R(m)2.228半径R(m)4.457计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m) 圆心Y(m)1.306 33.653 0.004 6.685半径R(m)6.685示意图如下:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m) 圆心Y(m)1.457 33.653 0.006 8.914半径R(m)8.914示意图如下:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m) 圆心Y(m)1.599 33.653 0.007 11.142半径R(m)11.142 示意图如下:计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m) 圆心Y(m)1.49133.653 0.009 13.371半径R(m)13.371 示意图如下:计算结论如下:第1 步开挖内部整体稳定性安全系数Y= :1.341>=1.300 满足要求！［标咼-1.500 m]第2 步开挖内部整体稳定性安全系数Y= :1.345>=1.300 满足要求！［标咼-3.000 m]第3 步开挖内部整体稳定性安全系数Y= :1.306>=1.300 满足要求！［标咼-4.500 m]第4 步开挖内部整体稳定性安全系数Y= :1.457>=1.300 满足要求！［标咼-6.000 m]第5 步开挖内部整体稳定性安全系数Y= :1.599>=1.300 满足要求！［标咼-7.500 m]第6 步开挖内部整体稳定性安全系数Y= :1.491> 1.300 满足要求！［标咼-9.000 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:f/E ah >1.2式中，E ah为主动土压力的水平分量(kN);f为墙底的抗滑阻力(kN)，由下式计算求得: f= ^(W+qB a S v)卩为土体的滑动摩擦系数;W为所计算土体自重(kN) q为坡顶面荷载(kN/m 2);B a为荷载长度；S v为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算1级坡：f'/E ah=1.511>1.200 ，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：M G/M Q式中，M G-- 由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定M G=W XB c X qB a x(B'-B+b XB a/2)其中，W为所计算土体自重(kN)其中，q 为坡顶面荷载(kN/m 2)B c为土体重心至o点的水平距离；B a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；M k-- 由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定M k=E ah X l h其中，E ah为主动土压力的水平分量(kN )；I h为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾0水平面的垂直距离1 级坡：M G/M Q=23.640>1.300，满足要求！五、坑底抗隆起稳定性验算满布荷载：f1=0局部荷载：f2=(q i b+q 2a+q 3W i)/(b+a+W 1)=(180.003 X9+177.503 X2+168.003 x6)/(9+2+6)=175.474N q=tan 2(45 ° ©/2)e n an归tan 2(45 °20/2)e n an20 =6.399N c=(N q-1)/tan ©=(6.399-1)/tan(20)=14.834(Y mn+1 DN q+cN c)/(f 1+f2)=(19 X0.5 X6.399+18 x 14.834)/(0+175.474)=1.868 K b=1.6满足要求！。