土钉墙支护计算计算书.docx
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土钉墙支护计算计算书
......
土钉墙支护计算书
永昌县同人商贸影视城工程；属于框架;地上5层;地下1层；建筑高度：
32m；标
准层层高：
4.5m；总建筑面积：
17590平方米；总工期：
500天；施工单位：
金昌市
隆凯建筑安装工程有限公司
本工程由永昌县万安房地产开发有限公司投资建设，华诚博远（北京）建筑规划
设计有限公司设计，兰州岩土华夏有限公司勘察，金昌恒业建设工程监理有限公司监
理，金昌市隆凯建筑安装工程有限公司组织施工；由李玉龙担任项目经理，张得文担
任技术负责人。
本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012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：
一级
基坑开挖深度h（m）：
10.000；
土钉墙计算宽度b'（m）：
30.00；
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：
20；
.专业.专注.
......
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
满布
15.00
--
--
3、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
饱和重度
（m）
（kN/m3）
（°）
（kPa）
（kPa）
（kN/m3）
1
杂填土
1.60
18.00
30.00
15.00
112.00
1.00
2
角砾层
2.6
19.00
30.00
5.50
112.00
1.00
3
粉砂
2.30
19.50
30.50
30.00
112.00
20.00
4
角砾
1.40
21.50
37.50
12.50
112.00
1.00
放坡参数：
序号放坡高度（m）放坡宽度（m）平台宽度（m）
19.004.0030.00
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
50.00
9.00
15.00
1.40
1.50
2
50.00
9.00
15.00
1.40
1.50
3
50.00
7.00
15.00
1.40
1.50
.专业.专注.
......
4
50.00
7.00
15.00
1.40
1.50
5
50.00
7.00
15.00
1.40
1.50
6
50.00
7.00
15.00
1.40
1.50
7
50.00
7.00
15.00
1.40
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》JGJ120-2012，
R=1.250γTjk
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[（-φkβ）/2]（1/（tan（（k）/2））β-+1/tanφβan）/t2（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按根据土力学按照下式计算：
eajk=∑{[（i×sγzj）+q0]×Kai-2c（Kai）1/2}
2、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算
Tuj=（1/sγ）πdnj∑qsikli
其中dnj--土钉的直径。
.专业.专注.
......
γs--土钉的抗拉力分项系数，取1.3
qsik--土与土钉的摩擦阻力。
根据JGJ120-2012
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）安全性
1
5.39
72.97
0.00
0.00
满足
2
5.99
81.09
0.00
0.00
满足
3
4.69
63.48
23.30
4.03
满足
4
5.30
71.72
36.64
4.41
满足
5
5.84
79.04
51.40
4.96
满足
第1号土钉钢筋的直径ds至少应取：
0.000mm；
第2号土钉钢筋的直径ds至少应取：
0.000mm；
第3号土钉钢筋的直径ds至少应取：
9.945mm；
第4号土钉钢筋的直径ds至少应取：
12.471mm；
第5号土钉钢筋的直径ds至少应取：
14.770mm；
土钉钢筋采用HRB400，直径20的螺纹钢筋。
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：
.专业.专注.
......
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；
.专业.专注.
......
s--计算滑动体单元厚度；
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∑qsiklnj
lnj--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
可得到如下结果：
---------------------------------------------------------------------------------
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1.82829.461-0.4882.1562.210
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）半径R（m）
第2步1.55929.461-0.9764.3114.420
示意图如下：
.专业.专注.
......
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1.46929.461-1.4656.4676.631
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）半径R（m）
第4步1.43429.461-1.9538.6228.841
示意图如下：
.专业.专注.
......
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5步1.40329.461-2.44110.77811.051
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）半径R（m）
--------------------------------------------------------------------------------------
计算结论如下：
.专业.专注.
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第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.828>1.30满足要求!
[标高
-1.400m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.559>1.30满足要求!
[标高
-2.800m]
第3步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.469>1.30满足要求!
[标高
-4.200m]
第4步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.434>1.30满足要求!
[标高
-5.600m]
第5步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.403>1.30满足要求!
[标高
-7.200m]
四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算
.专业.专注.
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（1）抗滑动稳定性验算
抗滑动安全系数按下式计算：
KH=f'/Eah≥1.3
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=1.12931096982064288E129>1.3，满足要求！
.专业.专注.
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（2）抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数按以下公式计算：
KQ=MG/MQ
式中，MG--由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，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--由主动土压力产生的倾覆力矩，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：
KQ=252.82>1.5，满足要求！
.专业.专注.
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