土钉墙支护技术计算(手算)

支护结构计算之土钉墙计算土钉墙是一种常用的支护结构，可以提供较强的抗侧推力能力。

它通常由土体、土钉和钢筋混凝土面板组成。

土钉墙可以用于边坡、挡土墙、地下工程等土木工程中，具有施工便捷、经济节约等优点。

土钉墙的计算涉及地下水位、土钉的尺寸和布置、土钉的抗拉能力、土体的抗剪强度、钢筋混凝土面板的尺寸等多个方面。

首先，土钉墙的设计通常基于地下水位和土体的力学性质。

地下水位会对土体的抗剪强度产生影响，需要根据具体情况确定土体的抗剪强度。

根据土体的抗剪强度以及地下水位，可以选择合适的土钉长度和布置方式。

一般来说，土钉的长度应大于临界滑动面的深度，布置密度应适宜，一般为每平米4-6根土钉。

其次，土钉的抗拉能力是土钉墙计算的重要参数之一、土钉的抗拉能力可以通过土钉的直径和长度来确定。

一般情况下，土钉的直径在16-32毫米之间，长度在1-3米之间。

土钉的直径和长度的选择应考虑到土钉的抗拉能力要求、施工便捷性和经济性等方面。

土钉的抗拉能力可以通过拉力试验来确定。

拉力试验需要在土钉施工完成后进行，在土钉上施加一定的拉力，通过测量拉力和变形来确定土钉的抗拉能力。

土钉的抗拉能力要求应满足设计要求。

土钉墙的钢筋混凝土面板的尺寸也是计算中需要考虑的因素之一、钢筋混凝土面板的尺寸可以根据土体的抗剪强度和土钉的抗拉能力来确定。

一般来说，钢筋混凝土面板的厚度在20-40厘米之间，宽度一般为土钉的两倍。

在土钉墙计算中，还需要考虑土体的抗剪强度。

土体的抗剪强度可以通过剪切试验来确定。

剪切试验需要在实验室中进行，可以通过测量土体的抗剪强度来确定土体的抗剪强度。

综上所述，土钉墙计算涉及多个方面的参数和因素，需要根据具体情况进行综合考虑和计算。

通过合理选择土钉的尺寸和布置、确定土钉的抗拉能力、计算钢筋混凝土面板的尺寸和估算土体的抗剪强度等步骤，可以得出合理的土钉墙设计方案。

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 25.00100.003 粉土 3.10 19.00 25.00 18.00 110.004 粘性土 1.20 18.00 20.00 25.00100.005 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-φ)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)k其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。

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、基本参数放坡参数：K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-20/2)=0.49；K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-20/2)=0.49；K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-32/2)=0.307；第1层土：0-3m(+0)H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18.5=0mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=18.5×0×0.528-2×5×0.5280.5=-7.266kN/m2P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=18.5×(3+0)×0.528-2×5×0.5280.5=22.038kN/m2第2层土：3-13.2m(+0)H2'=[∑γ1h1]/γi=[55.5]/21.5=2.581mP ak2上=γ2H2'K a2-2c2K a20.5=21.5×2.581×0.49-2×35×0.490.5=-21.809kN/m2P ak2下=γ2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=21.5×(10.2+2.581)×0.49-2×35×0.490.5=85.648kN/m2 第3层土：13.2-15m(+0)H3'=[∑γ2h2]/γi=[274.8]/21.5=12.781mP ak3上=γ3H3'K a3-2c3K a30.5=21.5×12.781×0.49-2×35×0.490.5=85.648kN/m2P ak3下=γ3(h3+H3')K a3-2c3K a30.5=21.5×(1.8+12.781)×0.49-2×35×0.490.5=104.611kN/m2 第4层土：15-20m(+0)H4'=[∑γ3h3]/γi=[313.5]/22.5=13.933mP ak4上=γ4H4'K a4-2c4K a40.5=22.5×13.933×0.307-2×100×0.3070.5=-14.573kN/m2P ak4下=γ4(h4+H4')K a4-2c4K a40.5=22.5×(5+13.933)×0.307-2×100×0.3070.5=19.965kN/m2 1）水平荷载临界深度：Z0=P ak1下h1/(P ak1上+ P ak1下)=22.038×3/(7.266+22.038)=2.256m；第1层土E ak1=0.5P ak1下Z0b a=0.5×22.038×2.256×2=49.718kN；a a1=Z0/3+∑h2=2.256/3+17=17.752m；第2层土E ak2=h2(P a2上+P a2下)b a/2=10.2×(-21.809+85.648)×2/2=651.158kN；a a2=h2(2P a2上+P a2下)/(3P a2上+3P a2 )+∑h3=10.2×(2×-21.809+85.648)/(3×-21.809+3×85.648)+6.8=9.038m；下第3层土E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=1.8×(85.648+104.611)×2/2=342.466kN；a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3)+∑h4=1.8×(2×85.648+104.611)/(3×85.648+3×104.611)+5=5.87m；下第4层土E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=5×(-14.573+19.965)×2/2=26.96kN；a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4)=5×(2×-14.573+19.965)/(3×-14.573+3×19.965)=-2.838m；下土压力合力：E ak=ΣE aki=49.718+651.158+342.466+26.96=1070.302kN；合力作用点：a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(17.752×49.718+9.038×651.158+5.87×342.466+-2.838×26.96)/1070.302= 8.13m；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=1.1×1.25×23.645=32.512kN≤f y A s=400×803=321.2kN满足要求！R k,j/N k,j=98.142/23.645=4.151≥K t=1.6满足要求！5 2.219 169.806 321.2 满足要求满足要求6 1.902 188.893 321.2 满足要求满足要求7 4.448 99.29 321.2 满足要求满足要求8 4.483 98.508 321.2 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、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；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。

土钉墙支护计算一、土钉墙支护的基本原理二、土钉承载力的计算方法土钉的承载力计算通常基于不同类型的土钉与土壤之间的相互作用。

常见的土钉类型包括锚索土钉、固定土钉和预应力土钉。

土钉的承载力计算可按以下步骤进行：1.确定土钉的几何特征，包括直径、长度和间距。

2.选择适当的土钉抗拉强度参数。

3.计算土钉的抗拉强度。

常用的计算方法包括受拉区域法、多点拉伸法和锚固长度法等。

4.判断土钉的抗拉承载力是否满足设计要求。

三、护面结构的稳定性计算方法护面结构的稳定性计算涉及整个结构的平衡和稳定性。

常见的计算方法包括静力法和变形法。

以下是稳定性计算的基本步骤：1.确定护面结构的几何特征，包括高度、宽度和倾角。

2.判断护面结构是否能够满足土体力学参数的要求。

3.根据土体的力学参数和护面结构的几何特征，计算土体对护面结构所产生的压力和剪力。

4.判断土体对护面结构的作用力是否满足设计要求。

四、土钉墙支护计算实例以下是一个手算计算土钉墙支护的简单示例：1.假设土钉的直径为0.3m，长度为8m，间距为1m。

2.选择适当的土钉抗拉强度参数，如σu=250MPa。

3.计算土钉的抗拉强度，可采用受拉区域法。

N = π/4 * d^2 * σu * sin(φ)其中，N为土钉的抗拉力，d为土钉的直径，σu为土钉的抗拉强度，φ为土体的摩擦角。

4.根据土体和护面结构的力学参数，计算土体对护面结构的作用力。

假设土体的重度为20kN/m^3，护面结构的高度为4m，宽度为2m，倾角为10°，则土体对护面结构的作用力可以通过以下公式计算：F = γ * h * b * tan(α)其中，F为土体对护面结构的作用力，γ为土体的重度，h为护面结构的高度，b为护面结构的宽度，α为护面结构的倾角。

带入数值计算得到土体对护面结构的作用力F=8000N。

5.判断土钉的抗拉力和土体对护面结构的作用力是否满足设计要求。

通过以上计算示例，可以看出土钉墙支护计算是一个复杂的工作，需要综合考虑土钉和护面结构的力学参数，以及土体的稳定性和承载力要求。

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》JGJ12099 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得抗拉承载力与土钉墙得整体稳定性。

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;土体得滑动摩擦系数按照tanφ计算,φ为坡角水平面所在土层内得内摩擦角;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得重度γ 坑壁土得内摩擦角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)抗拉承载力得计算: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,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土钉得水平荷载s xj、s zj土钉之间得水平与垂直距离αj土钉与水平面得夹角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得夹角。

土钉墙支护方式计算
1.土钉的选择：
土钉的选择要根据具体的工程条件，包括边坡的高度、土体的稳定性、土钉墙的设计寿命、土钉的材料等因素来确定。

常用的土钉材料有钢筋、
钢带、玻璃钢等。

通常情况下，钢筋土钉由于其较高的强度和可靠性被广
泛使用。

2.土钉的设计计算：
土钉的设计计算主要涉及到土钉的数量、间距、长度、倾角等参数的
确定。

常用的设计方法有强度法和变形法两种。

强度法主要考虑土体在土
钉外排除线以内的承载力，而变形法则主要考虑土体在土钉周围的变形。

一般情况下，采用强度法进行设计计算。

3.土钉墙的稳定性：
土钉墙的稳定性主要包括整体稳定性和局部稳定性两方面。

整体稳定
性主要考虑土钉墙整体的倾覆、滑动等情况，而局部稳定性主要考虑土钉
和土体的相互作用。

通过对土钉墙进行力学分析，可以计算出土钉墙的安
全系数，从而判断土钉墙的稳定性。

4.土钉墙支护方式计算：
土钉墙的支护方式可以通过以下几个步骤进行计算：
(1)确定土钉墙的设计高度、坡度和钢筋的材料。

(2)根据土钉墙所处的地质条件和设计要求，选择合适的土钉间距和
土钉长度。

(3)进行土钉的设计计算，包括土钉的数量和尺寸。

(4)通过力学分析，计算土钉墙的稳定性指标，如倾覆安全系数、滑动安全系数等。

(5)根据计算结果，对土钉墙进行合理调整和施工。

总之，土钉墙支护方式的计算需要考虑工程条件、土钉设计、土钉墙稳定性等多个因素。

通过科学合理的设计计算，可以确保土钉墙的安全可靠性，提高工程的质量和效益。

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、基本参数放坡参数：Ka1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=；Ka2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-18/2)=；Ka3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-12/2)=；Ka4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-20/2)=；第1层土：(+0)H1'=[∑γh]/γi=[0]/20=0mPak1上=γ1H1'=20×0××12× Pak1下=γ1(h1+H1')=20×+0)××12× 第2层土：(+0)H2'=[∑γ1h1]/γsati=[24]/20=Pak2上=[γsat2H2'-γw(∑h1-ha)]+γw(∑h1-ha)=[20×× Pak2下=[γsat2(H2'+h2)-γw(∑h1-ha)]+γw(∑h1-ha)=[20×+-10×]××12× 第3层土：2-4m(+0)H3'=[∑γ2h2]/γsati=[40]/19=Pak3上=[γsat3H3'-γw(∑h2-ha)]+γw(∑h2-ha)=[19××]××10× Pak3下=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h2-ha)]+γw(∑h2-ha)=[19×+2)-10×]××10× 第4层土：4-5m(+0)H4'=[∑γ3h3]/γsati=[78]/22=Pak4上=[γsat4H4'-γw(∑h3-ha)]+γw(∑h3-ha)=[22××]××18× Pak4下=[γsat4(H4'+h4)-γw(∑h3-ha)]+γw(∑h3-ha)=[22×+1)-10×]××18× 1）水平荷载临界深度：Z0=Pak2下h2/(Pak2上+ Pak2下)=×+=；第1层土 Eak1=0kN；第2层土Eak2=下Zba=×××1=；aa2=Z/3+∑h3=3+3=；第3层土Eak3=h3(Pa3上+Pa3下)ba/2=2×+×1/2=；aa3=h3(2Pa3上+Pa3下)/(3Pa3上+3Pa3下)+∑h4=2×(2×+/(3×+3×+1=；第4层土Eak4=h4(Pa4上+Pa4下)ba/2=1×+×1/2=；aa4=h4(2Pa4上+Pa4下)/(3Pa4上+3Pa4下)=1×(2×+/(3×+3×=；土压力合力：Eak =ΣEaki=0+++=；合力作用点：aa = Σ(aaiEaki)/Eak=(0×0+×+×+×/=；1、单根土钉的轴向拉力标准值Nk,j：Nk,j =ζηjPak,jSxjSzj/cosαj其中ζ--荷载折减系数ηj--第j层土钉轴向拉力调整系数Pak,j--第j层土钉处的主动土压力强度标准值Sxj 、Szj--土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角Nj =γγFNk,j=1××=≤fyAs=400×314=满足要求！Rk,j /Nk,j==≥Kt=满足要求！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：cj 、φj──第j土条滑弧面处土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；bj──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(°)；lj ──第j土条的滑弧段长度(m)，取lj＝bj/cosθj；qj──作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa) ；ΔGj──第j土条的自重(kN)，按天然重度计算；uj──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uj ＝γwhwaj，在基坑内侧，可取uj ＝γwhwpj；滑弧面在地下水位以上或对地下水位以下的粘性土，取uj＝0；γw──地下水重度(kN/m3)；hwaj──基坑外侧第j土条滑弧面中点的压力水头(m)；hwpj──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=(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。

土钉墙支护项目工程量详细计算土钉墙是一种常见的支护工程，适用于土体较松散或含有较多水分的施工现场。

本文将详细介绍土钉墙支护项目的工程量计算方法。

土钉墙工程主要包括以下几个方面的工作：土钉的埋设、防腐处理、喷涂保护层、钢筋混凝土覆土墙面、挡墙、挡土墙面、挡土墙背填料等。

下面将逐一进行详细计算。

1.土钉的埋设量计算土钉是土钉墙的核心组成部分，主要起到支撑土体的作用。

土钉的埋设量可根据设计要求决定，一般以土钉的长度为准。

假设土钉的长度为5m，每隔2m埋设一个土钉，则总共需要埋设的土钉数量为5m/2m=2.5个，按实际情况取整，需要埋设3个土钉。

2.防腐处理量计算土钉常用的防腐处理方法有镀锌、热镀锌等。

防腐处理的工程量可按照土钉的长度和数量进行计算。

假设每根土钉的防腐处理长度为4m，总共需要处理的防腐面积为3根土钉×4m=12m²。

3.喷涂保护层量计算为了增加土钉墙的稳定性和耐久性，常常需要在土钉上喷涂保护层。

喷涂保护层的工程量可以按照土钉的长度和直径进行计算。

假设土钉的直径为0.2m，长度为5m，则每根土钉的喷涂保护层面积为π×0.2m×5m≈3.14m²。

总共需要喷涂的保护层面积为3根土钉×3.14m²=9.42m²。

4.钢筋混凝土覆土墙面量计算土钉墙的覆土墙面可采用钢筋混凝土进行加固。

钢筋混凝土覆土墙面的工程量可以按照墙面的长度和厚度进行计算。

假设覆土墙面的长度为10m，厚度为0.3m，则总共需要的钢筋混凝土量为10m×0.3m=3m³。

5.挡墙、挡土墙面量计算土钉墙常常需要挡墙和挡土墙面进行支撑和保护。

挡墙和挡土墙面的工程量可以按照墙面的长度和高度进行计算。

假设挡墙和挡土墙面的长度为10m，高度为2m，则总共需要的挡墙和挡土墙面积为10m×2m=20m²。

6.挡土墙背填料量计算挡土墙背填料的工程量可以按照挡土墙面的面积和厚度进行计算。

土钉墙支护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)：7.700；土钉墙计算宽度b'(m)：15.00；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的摩擦角；条分块数：10；考虑地下水位影响；基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：15.000；基坑侧水位到坑顶的距离(m)：15.000；2、荷载参数：序号类型面荷载q(kPa) 荷载宽度b0(m) 基坑边线距离b1(m)1 满布 2.00 -- --3、地质勘探数据如下：：放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)1 7.70 2.54 12.00土钉参数：序号孔径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)1 120.00 4.00 15.00 1.50 2.002 120.00 7.00 15.00 1.50 2.003 120.00 5.00 15.00 1.50 2.00二、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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目录1。

工程概况 (1)2。

求土钉所受土体侧压力p (1)3.求土钉所受的拉力N (2)4。

求土钉长度L (2)5。

求土钉钢筋直径d (3)6．边坡喷混凝土面层计算 (4)7.边坡稳定性验算 (6)7。

1外部整体稳定性验算 (6)7.2内部整体稳定性验算 (7)8.基坑分层开挖高度计算 (9)1.工程概况［例］基坑开挖深度H=7.4m,土钉孔径d 0=0。

1m,土质为一般粘性土，呈坚硬状态，土的内摩擦角ψ=25°，土的粘聚力c=18 kPa 土钉与土体之间的界面粘结强度г=50 kPa ，土的重度γ=19 kN/m 3，地面超荷载q=20 kN/m 2，试求土钉所受的拉力，土钉长度、直径、边坡喷混凝土厚度及配筋并进行边坡稳定性验算。

2.求土钉所受土体侧压力p公式：c 18==0.130.05197.4H γ⨯＞ 对于c0.05Hγ≤的砂土和粉土 即: P=0.55 Ka γH 对于c0.05Hγ＞的一般黏性土 即： P 1=0.552c- a 1a K H H K Ka H ⎛ ≤⎝γγγ黏性土P 1 的取值不小于0.2γH已知式中，2a=tan 45-=2K ϕ⎛⎫︒ ⎪⎝⎭0。

4060。

637侧 压P 1=21810.4061-7.47.40.637=⨯⎛⎫⨯⨯⨯⨯ ⎪⨯⎝⎭191934。

14 kN/㎡侧 压P q =Ka ∙q=0。

406×20=8。

12 kN/㎡ 侧压力P= P 1+P q =34.14+8.12=42.26 kN/㎡ 3。

求土钉所受的拉力N 公式： 1=pS S cos X Y N θΘ为土钉的倾角，取10°；S X 为土钉水平间距，取1.0m ；S Y 为土钉水竖向距，取1.4m 。

1-41=42.26 1.0 1.4=cos10N ⨯⨯⨯60.08 kN51=42.26 1.0 1.1=cos10N ⨯⨯⨯47.16 kN4。

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、基本参数放坡参数：K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528；K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-20/2)=0.49；K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-20/2)=0.49；K a4=tan2(45°- φ4/2）= tan2(45-32/2)=0.307；第1层土：0-3m(+0)H1'=[∑γ0h0]/γi=[0]/18.5=0mP ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=18.5×0×0.528-2×5×0.5280.5=-7.266kN/m2P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=18.5×(3+0)×0.528-2×5×0.5280.5=22.038kN/m2第2层土：3-13.2m(+0)H2'=[∑γ1h1]/γi=[55.5]/21.5=2.581mP ak2上=γ2H2'K a2-2c2K a20.5=21.5×2.581×0.49-2×35×0.490.5=-21.809kN/m2P ak2下=γ2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=21.5×(10.2+2.581)×0.49-2×35×0.490.5=85.648kN/m2 第3层土：13.2-15m(+0)H3'=[∑γ2h2]/γi=[274.8]/21.5=12.781mP ak3上=γ3H3'K a3-2c3K a30.5=21.5×12.781×0.49-2×35×0.490.5=85.648kN/m2P ak3下=γ3(h3+H3')K a3-2c3K a30.5=21.5×(1.8+12.781)×0.49-2×35×0.490.5=104.611kN/m2 第4层土：15-20m(+0)H4'=[∑γ3h3]/γi=[313.5]/22.5=13.933mP ak4上=γ4H4'K a4-2c4K a40.5=22.5×13.933×0.307-2×100×0.3070.5=-14.573kN/m2P ak4下=γ4(h4+H4')K a4-2c4K a40.5=22.5×(5+13.933)×0.307-2×100×0.3070.5=19.965kN/m2 1）水平荷载临界深度：Z0=P ak1下h1/(P ak1上+ P ak1下)=22.038×3/(7.266+22.038)=2.256m；第1层土E ak1=0.5P ak1下Z0b a=0.5×22.038×2.256×2=49.718kN；a a1=Z0/3+∑h2=2.256/3+17=17.752m；第2层土E ak2=h2(P a2上+P a2下)b a/2=10.2×(-21.809+85.648)×2/2=651.158kN；a a2=h2(2P a2上+P a2下)/(3P a2上+3P a2 )+∑h3=10.2×(2×-21.809+85.648)/(3×-21.809+3×85.648)+6.8=9.038m；下第3层土E ak3=h3(P a3上+P a3下)b a/2=1.8×(85.648+104.611)×2/2=342.466kN；a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3)+∑h4=1.8×(2×85.648+104.611)/(3×85.648+3×104.611)+5=5.87m；下第4层土E ak4=h4(P a4上+P a4下)b a/2=5×(-14.573+19.965)×2/2=26.96kN；a a4=h4(2P a4上+P a4下)/(3P a4上+3P a4)=5×(2×-14.573+19.965)/(3×-14.573+3×19.965)=-2.838m；下土压力合力：E ak=ΣE aki=49.718+651.158+342.466+26.96=1070.302kN；合力作用点：a a=Σ(a ai E aki)/E ak=(17.752×49.718+9.038×651.158+5.87×342.466+-2.838×26.96)/1070.302= 8.13m；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=1.1×1.25×23.645=32.512kN≤f y A s=400×803=321.2kN满足要求！R k,j/N k,j=98.142/23.645=4.151≥K t=1.6满足要求！5 2.219 169.806 321.2 满足要求满足要求6 1.902 188.893 321.2 满足要求满足要求7 4.448 99.29 321.2 满足要求满足要求8 4.483 98.508 321.2 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、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；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。

土钉墙支护方式计算土钉墙支护方式是一种常见的地质工程支护技术，通过在土体内部设置钢筋混凝土土钉，用以增加土体的抗剪强度和抗拉强度，从而实现土体的稳定和支撑。

在土钉墙支护方式设计和计算中，需要考虑多个关键因素，包括土体的力学性质、土钉的数量和排布、土钉的力学性能等。

下面将结合这些因素详细介绍土钉墙支护方式的计算方法。

1.土体力学性质的确定：土体的力学性质是土钉墙支护计算的基础。

常用的土体力学参数包括土体的内摩擦角、剪切模量、抗拉强度等。

这些参数可以通过现场试验或室内试验来确定，常用试验方法包括三轴试验和直剪试验。

2.土体受力模型的建立：土钉墙支护计算中需要建立土体受力模型，常用的模型有悬挂模型和刚性块体模型。

悬挂模型假设土钉为刚性杆件，利用杆件的平衡条件和土体的力学参数进行计算；刚性块体模型则将土钉和土体一起看作一个整体进行分析。

3.土钉数量和排布的确定：土钉墙支护计算中，土钉的数量和排布对土体的稳定性和支撑效果有重要影响。

土钉数量的确定需要考虑土体的强度、土钉的抗拉强度和间距等因素，常用方法包括平衡法、荷载法和位移法。

土钉的排布一般为垂直和水平排布，需要根据具体情况来确定。

4.土钉的力学性能评估：土钉墙支护计算还需要对土钉的力学性能进行评估。

土钉的力学性能包括抗拉强度、抗剪强度、刚度和变形等。

这些参数可以通过现场试验或室内试验来获取，常用试验方法包括拉拔试验和剪切试验。

5.支护效果的分析：根据土钉墙支护计算结果，进行支护效果的分析。

支护效果分析主要考虑土钉墙的稳定性、变形和沉降等因素，以确保支护结构的安全和稳定。

综上所述，土钉墙支护方式的计算涉及土体力学性质的确定、土体受力模型的建立、土钉数量和排布的确定、土钉的力学性能评估以及支护效果的分析等多个方面。

在进行计算时，需要综合考虑土体和土钉的力学性质，以及工程实际情况的要求，合理设计支护结构，确保工程的安全和稳定。

土钉支护的计算公式一、土钉支护的基本原理。

土钉支护是一种以土钉为主要构件的边坡支护结构，它的基本原理是通过土钉将边坡的材料与支护结构连接在一起，形成一个整体的支护系统。

土钉的作用主要有两个方面，一是增加边坡的抗滑性，通过土钉的拉力将边坡的材料与支护结构牢固地连接在一起，防止边坡的材料发生滑动；二是增加边坡的稳定性，通过土钉的锚固作用，将边坡的材料与支护结构紧密地结合在一起，增加边坡的整体稳定性。

二、土钉支护的计算公式。

1. 土钉的拉力计算公式。

土钉的拉力是土钉支护设计中最为重要的参数之一，它直接关系到土钉的受力情况和支护效果。

土钉的拉力计算公式一般可以采用以下公式进行计算：T = k Q。

其中，T为土钉的拉力，单位为kN；k为土钉的系数，一般为1.0~1.5；Q为土钉的受力面积，单位为m²。

2. 土钉的锚固长度计算公式。

土钉的锚固长度是土钉支护设计中另一个重要的参数，它直接关系到土钉的锚固深度和支护效果。

土钉的锚固长度计算公式一般可以采用以下公式进行计算：L = K H。

其中，L为土钉的锚固长度，单位为m；K为土钉的系数，一般为1.0~1.5；H 为边坡的高度，单位为m。

3. 土钉的间距计算公式。

土钉的间距是土钉支护设计中另一个重要的参数，它直接关系到土钉的受力情况和支护效果。

土钉的间距计算公式一般可以采用以下公式进行计算：S = L / n。

其中，S为土钉的间距，单位为m；L为土钉的锚固长度，单位为m；n为土钉的数量。

三、土钉支护的设计方法。

土钉支护的设计方法一般可以采用以下步骤进行：1. 边坡稳定性分析，首先对边坡进行稳定性分析，确定边坡的稳定性状况和受力情况。

2. 土钉数量计算，根据边坡的稳定性分析结果，确定土钉的数量和位置。

3. 土钉尺寸设计，根据土钉的数量和位置，确定土钉的尺寸和长度。

4. 土钉支护结构设计，根据土钉的数量和尺寸，设计土钉支护结构的布置和连接方式。

5. 土钉支护的计算和验算，根据土钉的数量和尺寸，进行土钉支护的计算和验算，确定土钉的受力情况和支护效果。

第2章土钉墙支护计算2.1土钉支护技术2.1.1土钉支护的概念土钉支护亦称锚喷支护,就是逐层开挖基坑,逐层布置排列较密的土钉(钢筋),强化边坡土体,并在坡面铺设钢筋网,喷射混凝土.相应的支护体称为土钉墙,它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个紧密结合的部分组成.土钉是其最主要的构件,英文名叫Soil Nailing,它的设置有打入法,旋入法,以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法.2.1.2土钉支护的特点与其它支护类型相比,土钉支护具有以下一些特点或优点:1.土钉与土体共同形成了一个复合体,土体是支护结构不可分割的部分.从而合理的利用了土体的自承能力.2.结构轻柔,有良好的延性和抗震性.3.施工设备简单.土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和大型机具.4.施工占用场地少.需要堆放的材料设备少.5.对周围环境的干扰小.没有打桩或钻孔机械的轰隆声,也没有地下连续墙施工时污浊的泥浆.6.土钉支护是边开挖边支护,流水作业,不占独立工期,施工快捷.7.工程造价低,经济效益好,国内外资料表明,土钉支护的工程造价能够比其它支护低1/2～1/3.8.容易实现动态设计和信息化施工.2.1.3土钉支护的适用范围土钉支护适用于:地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固.一般可用于标准贯入基数N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土.单独的土钉墙宜用于深度不大于12米的基坑支护或边坡维护,当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时,深度可以进一步加大.土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土.不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层.2.1.4土钉的作用机理土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理:1.箍束骨架作用:该作用是由于土钉本身的刚度和强度,以及它在土体内分布的空间所决定的.它在复合土体中起骨架作用,使复合土体构成一个整体,从而约束土体的变形和破坏.2.分担作用:在复合土体内,土钉与土体共同承担外荷载和自重应力,土钉起着分担作用.由于土钉有很高的抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度,所以在土体进入塑性状态后,应力逐渐向土钉转移.当土体发生开裂后,土钉的分担作用更为突出,这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力,从而导致土钉中的浆体碎裂、钢筋屈服.土钉墙之所以能够延迟塑性变形,并表现出渐进性开裂,与土钉的分担作用是密切相关的.3.应力传递与扩散作用:当荷载增加到一定程度,边坡表面和内部裂缝已发展到一定宽度,边坡应力达最大.此时,下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分仍然能够提供较大的抗力.土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内的应力传递到后面稳定的土体中,分布在较大范围的土体内,降低应力集中程度.4.对坡面变形的约束作用:在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板使发挥土钉有效作用的重要组成部分.喷射混凝土面板对坡面变形起到约束作用,面板的约束力取决于土钉表面与土之间的摩阻力,当复合土体开裂面区域扩大并连成片时,摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体.2.1.5土钉支护设计1.确定土钉墙结构尺寸(1)在初步设计时,应先根据基坑环境条件和工程地质资料,确定土钉墙的适用性,然后确定土钉墙的结构尺寸,土钉墙高度由工程开挖深度决定,开挖面坡度可取60°～90°,在条件许可时,尽可能降低坡面坡度.(2)土钉墙均是分层分段施工,每层开挖的最大高度取决于该土体可以自然站立而不破坏的能力.在砂性土中,每层开挖高度一般为0.5～2.0米,在粘性土中可以增大一些.开挖高度一般与土钉竖向间距相同,常用 1.0～1.5米;每层单次开挖的纵向长度,取决于土体维持稳定的最长时间和施工流程的相互衔接,一般多用10米长.2. 参数设计土钉参数设计主要包括土钉长度、间距、布置、孔径和钢筋直径等.（1） 土钉长度在实际工程中,土钉长度L 常采用坡面垂直高度H 的60%～70%.土钉一般下斜,与水平面的夹角宜为5°～20°.研究表明:对钻孔注浆型土钉,用于粒状土陡坡加固时,L/H 一般为0.5～0.8;对打入型土钉,用于加固粒状土陡坡时,其长度比一般为0.5～0.6.99规程要求L/H 一般为0.5～1.2.其实,在只有饱和软土中才会取L/H 大于1.（2） 土钉直径及间距土钉直径D 一般由施工方法确定.打入的钢筋土钉一般为16～32米米,常是25米米,打入钢管一般是50米米;人工成孔时,孔径一般为70～120米米,机械成孔时,孔径一般为100～150米米.土钉间距包括水平间距(列距)x S 和垂直间距(行距)y S ,其数值对土钉墙的整体作用效果有重要影响,大小宜为1～2米.对于钻孔注浆土钉,可按6～12倍土钉直径D 选定土钉行距和列距,且宜满足:L D K S S y x ⋅⋅=⋅式中:K —注浆工艺系数,一次压力注浆,K=1.5～2.5;D 、L —土钉直径和长度,米;x S 、y S —土钉水平间距和垂直间距,米.2.2支护方案选择本工程场区土层在水平方向的分布比较均匀,成层性好,无软弱土层存在,建筑场地的地基土为均匀地基.基坑开挖深度位于地下水位以上,不需考虑降水和护坡措施,符合土钉墙支护条件,故选择土钉墙作为基坑支护方式.2.3北面土钉墙计算2.3.1土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为7米,建筑物6层,每层荷载取12Kpa,距基坑4米,则总荷载为12×6=72Kpa,建筑物每层3米共18米,根据规范取基坑深为地面下1米,按条形基础扩散,则在基坑深度为5米处有影响,具体如图所示,Kpa z b p b P cd k 2745tan 5210)11872(10tan 2)(0=⨯+⨯-=+-=θσ b －条形基础宽 取10米P k －总的荷载标准值Z －基底至软弱下卧层距离P －扩散后荷载cd σ－基底自重应力值1.主动土压力计算()a a a K c K h q E 2-+=γq —地面荷载(kN );γ—土的重度(3m kN ); c —土层粘聚力(kPa)a K —主动土压力系数,)245(tan 02ϕ-=a K ,ϕ为土层内摩擦角. Ea(1 1)= -2×8×0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0×2.1)×0.704-2×8×0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0×2.1)×0.49-2×8×0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0×2.1+20.81×2.0)×0.49-2×8×0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0×2.1+20.81×2.0)×0.438-2×9×0.662=22.87(kPa)荷载影响处Ea ;(3 2)=(21×0.9+18.0×2.1+20.81×2.0)×0.438-2×9×0.662=31.15(kPa)荷载影响处Ea ;(3 1)=(27+18.0×2.1+20.81×2.0+21.00×0.9)×0.438-2×9×0.662=42.97(kPa)Ea(3 2)=( 27+18.0×2.1+20.81×2.0+21.00×3.2)×0.438-2×9×0.662=64.13(kPa)2.土钉参数及布置土钉墙水平倾角为03.73,即按1:0.3放坡,土钉与水平面的倾角α取015,土钉竖直间距取m s y 2.1=,水平间距取m s x 2.1=,机械成孔,取孔径130㎜.具体见图2.2 土钉处主动土压力计算:第1点最大主动土压力根据公式:()a a a K c K h q e 2-+=γe 1.2= 18×1.2×0.704-2×8×0.839=1.78(kPa)e 2.4=(18.0×2.1+20.81×0.3)×0.7-2×8×0.49=22.99(kPa)e 3.6=(18.0×2.1+20.81×1.5)×0.7-2×8×0.49=40.47(kPa)e 4.8=(18.0×2.1+20.81×2.0+21×0.7)×0.438-2×9×0.662=29.3(kPa)e 6.0=(27+18.0×2.1+20.81×2.0+21×1.9)×0.438-2×9×0.662=52.17(kPa)2.3.2土钉设计1.折减系数计算 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=245tan /tan 12tan 12tan 02k k k ϕβϕβϕβξ β－土钉墙坡面与水平面夹角,为03.73(坡度1:0.3).035.213.158242.3232201.210=⨯+⨯+⨯+⨯=ϕ )35.2145(tan /3.73tan 12103.73tan 1)2103.73tan(21-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ47.082.062.0⨯= 08.1=)35.2145(tan /3.73tan 12203.73tan 1)2203.73tan(22-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.064.05.0⨯= 68.0=)35.2145(tan /3.73tan 12233.73tan 1)2233.73tan(23-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.06.047.0⨯= 6.0=)35.2145(tan /3.73tan 12243.73tan 1)2243.73tan(24-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.058.046.0⨯= 58.0=2.受拉荷载标准值计算αξcos /y x ai s s e T =其中:ξ－荷载折减系数;ai e －第i 个土钉位置处的基坑水平荷载标准值,(kPa);x S 、y S ---土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距,(米);α---土钉与水平面的夹角.αξcos /111y x a s s e T ==1.08×1.78×1.2×1.2/cos150=2.87αξcos /222y x a s s e T ==0.68×22.99×1.2×1.2/cos150=23.3αξcos /333y x a s s e T ==0.68×40.47×1.2×1.2/cos150=41.03αξcos /444y x a s s e T ==0.6×29.3×1.2×1.2/cos150=26.2αξcos /555y x a s s e T ==0.6×52.17×1.2×1.2/cos15=46.673.土钉受拉承载力设计值计算土钉受拉承载力设计值按以下公式计算:j uj T T 025.1γ= 其中:i T ---第i 根土钉受拉荷载标准值,(kN);uj T ---第i 根土钉受拉承载力设计值,(kN);0γ---基坑侧壁重要性系数,取1.0.kN T T u 59.387.20.125.125.1101=⨯⨯==γkN T T u 125.293.230.125.125.1202=⨯⨯==γkN T T u 29.5103.410.125.125.1303=⨯⨯==γkN T T u 75.322.260.125.125.1404=⨯⨯==γkN T T u 33.58 46.670.125.125.1505=⨯⨯==γ4.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算:∑=sik uj suj i q d T l πγ其中:s γ---土钉受拉抗力分项系数,取1.3;uj d ---第j 根土钉锚固体直径,(米);sik q ---土钉穿越第i 层土体与锚固体极限摩阻力标准取值;查表得kPa q sik 181=,kPa q sik 552=,kPa q sik 703=,kPa q sik 454=.i l ---第i 根土钉在直线破裂面外穿越第i 稳定土体内的长度,(米). m q d T l sik u s u 64.01813.014.33.159.3111=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 69.15513.014.33.113.29222=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 97.25513.014.33.129.51333=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 32.24513.014.33.175.32444=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 13.44513.014.33.133.58555=⨯⨯⨯==∑πγ5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:)2sin(sin )2sin()(αϕββϕβ++--=kk fi hi H L 其中:fi L ---第i 排土钉自由段长度(米);H ---基坑深度(米);β---土钉墙坡面与水平面的夹角03.73;α---土钉与水平面的倾角α取015;第1排土钉自由段长度计算,hi=1.2米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()2.17(1++--=f L =5.8×0.44/0.85=3米第1排土钉长度:m L L l f 64.3364.0111=+=+=第2土钉自由段长度计算,hi=2.4米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()4.27(2++--=f L =4.6×0.44/0.85=2.38米第2土钉长度:m L L l f 07.438.269.1222=+=+=第3土钉自由段长度计算,hi=3.6米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()6.37(3++--=f L =3.4×0.44/0.85=1.76米第3土钉长度:m L L l f 73.476.197.2333=+=+=第4土钉自由段长度计算,hi=4.8米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()8.47(4++--=f L =2.2×0.44/0.85=1.14米第4土钉长度:m L L l f 46.314.132.2444=+=+=第5土钉自由段长度计算,hi=6.0米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()8.47(5++--=f L =0.44/0.85=0.23米第5土钉长度:m L L l f 36.423.013.4555=+=+=综合上述计算结果及施工因素,取第1排和第4排土钉长度为8米,第2、3、5排土钉取10米.6、杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:yks f KT A max = 其中:s A ---钢筋截面面积()2mm ;yk f ---普通钢筋抗拉强度标准值()2/mm N ;m ax T ---土钉受拉承载力设计值最大值()N ;K ---土钉抗拔力安全系数,取1.3. yks f KT A max ==1.3×58.33×103/400=189.57米米 2选取HRB400钢筋16,21.201mm A s = 纵向受力钢筋去16,面层混凝土厚度取100㎜,钢筋网采用8Φ＠200.2.3.3土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算τπd T F L L u sd f +≥ 其中:sd F ---土钉的局部稳定性安全系数,取1.3;u T ---土钉的设计内力(N);d ---土钉直径(米);τ---界面粘结强度标准值(kPa).查表得:kPa 601=τ ,kPa 702=τ,kPa 603=τ(1)、第1排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 819.3106013.014.31059.33.133311<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(2)、第2排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 107.3107013.014.31013.293.138.23322<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 1009.4107013.014.31029.513.176.13333<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(4)、第4排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 888.2106013.014.31075.323.114.13344<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(5)、第5排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 1033.3106013.014.31033.583.123.03355<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ,满足内部抗拔力要求. 2.抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力ax E()[]y x ai i ai i i ax S S K c K h q E ∑-+=2γ作用在墙底断面的抗滑合力i F()ϕtan x i S qB W F += 其中:W ---墙体自重(kN);B ---土钉墙宽度(米),本设计m m m H B 5)6.5~8.2(7)8.0~4.0()8.0~4.0(取===.-=γBH W =5×7×18.4=644KN -γ=18.4KN/米米3抗滑安全系数h K 满足下式:2.1≥=axi h E F K ()[]y x ai i ai i i ax S S K c K H q E ∑-+=2γ=〔(18×2.1×0.704)-2×8×0.839〕+〔(18×2.1+20.81×1.2)0.49-2×8×0.7〕+〔(27+18×2.1+20.81×2+21×2.9)0.438-2×9×0.662〕1.22=147.28KN()ϕtan x i S qB W F += 035.21tan 2.1)527644(⨯+= =365.4KN2.148.228.1474.365>===KNKN E Fi K ax h ,满足抗滑稳定性要求3.抗倾覆稳定性验算抗倾覆力矩w M :()2B S qB W M y w += 倾覆力矩0M :()[]320H S S K c K h q M yx ai i ai i i ∑-+=γ 抗倾覆安全系数要满足以下公式:3.10≥=M M K w q 抗倾覆力矩w M :()2B S qB W M yw += 252.1)527644(⨯⨯+= =2337KN ·米 倾覆力矩0M :()[]320H S S K c K h q M yx ai i ai i i ∑-+=γ 3728.147⨯==343.65 KN ·米抗倾覆安全系数要满足以下公式:3.10≥=M M K w q 3.18.665.34323370>==M M w 满足抗倾覆稳定性要求2.3南面教学楼土钉墙计算2.3.1土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为7米,建筑物6层,每层荷载取12Kpa,距基坑5米,则总荷载为12×6=72Kpa,建筑物每层3米共18米,根据规范取基坑深为地面下1米,按条形基础扩散,则在基坑深度为6米处有影响,具体如图所示,Kpa z b p b P cd k 55.2445tan 6210)11872(10tan 2)(0=⨯+⨯-=+-=θσ b －条形基础宽 取10米P k －总的荷载标准值Z －基底至软弱下卧层距离P －扩散后荷载cd σ－基底自重应力值1.主动土压力计算()a a a K c K h q E 2-+=γq —地面荷载(kN );γ—土的重度(3m kN ); c —土层粘聚力(kPa)a K —主动土压力系数,)245(tan 02ϕ-=a K ,ϕ为土层内摩擦角. Ea(1 1)= -2×8×0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0×2.1)×0.704-2×8×0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0×2.1)×0.49-2×8×0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0×2.1+20.81×2.0)×0.49-2×8×0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0×2.1+20.81×2.0)×0.438-2×9×0.662=22.87(kPa)荷载影响处Ea ;(3 2)=(21×1.9+18.0×2.1+20.81×2.0)×0.438-2×9×0.662=40.35(kPa)荷载影响处Ea ;(3 1)=(24.55+18.0×2.1+20.81×2.0+21.00×1.9)×0.438-2×9×0.662=51.1(kPa)Ea(3 2)=( 24.55+18.0×2.1+20.81×2.0+21.00×3.2)×0.438-2×9×0.662=63.06(kPa)2.土钉参数及布置土钉墙水平倾角为03.73,即按1:0.3放坡,土钉与水平面的倾角α取015,土钉竖直间距取m s y 2.1=,水平间距取m s x 2.1=,机械成孔,取孔径130㎜.具体见图2.2 土钉处主动土压力计算:第1点最大主动土压力根据公式:()a a a K c K h q e 2-+=γe 1.2= 18×1.2×0.704-2×8×0.839=1.78(kPa)e 2.4=(18.0×2.1+20.81×0.3)×0.7-2×8×0.49=22.99(kPa)e 3.6=(18.0×2.1+20.81×1.5)×0.7-2×8×0.49=40.47(kPa)e 4.8=(18.0×2.1+20.81×2.0+21×0.7)×0.438-2×9×0.662=29.3(kPa)e 6.0=(24.55+18.0×2.1+20.81×2.0+21×1.9)×0.438-2×9×0.662=51. 1(kPa)2.3.2土钉设计1.折减系数计算 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=245tan /tan 12tan 12tan 02k k k ϕβϕβϕβξ β－土钉墙坡面与水平面夹角,为03.73(坡度1:0.3).035.213.158242.3232201.210=⨯+⨯+⨯+⨯=ϕ )35.2145(tan /3.73tan 12103.73tan 1)2103.73tan(21-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.082.062.0⨯= 08.1=)35.2145(tan /3.73tan 12203.73tan 1)2203.73tan(22-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.064.05.0⨯= 68.0=)35.2145(tan /3.73tan 12233.73tan 1)2233.73tan(23-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.06.047.0⨯= 6.0=)35.2145(tan /3.73tan 12243.73tan 1)2243.73tan(24-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.058.046.0⨯= 58.0=2.受拉荷载标准值计算αξcos /y x ai s s e T =其中:ξ－荷载折减系数;ai e －第i 个土钉位置处的基坑水平荷载标准值,(kPa);x S 、y S ---土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距,(米);α---土钉与水平面的夹角.αξcos /111y x a s s e T ==1.08×1.78×1.2×1.2/cos150=2.87αξcos /222y x a s s e T ==0.68×22.99×1.2×1.2/cos150=23.3αξcos /333y x a s s e T ==0.68×40.47×1.2×1.2/cos150=41.03αξcos /444y x a s s e T ==0.6×29.3×1.2×1.2/cos150=26.2αξcos /555y x a s s e T ==0.6×51.1×1.2×1.2/cos150=45.713.土钉受拉承载力设计值计算土钉受拉承载力设计值按以下公式计算:j uj T T 025.1γ=其中:i T ---第i 根土钉受拉荷载标准值,(kN);uj T ---第i 根土钉受拉承载力设计值,(kN);0γ---基坑侧壁重要性系数,取1.0.kN T T u 59.387.20.125.125.1101=⨯⨯==γkN T T u 125.293.230.125.125.1202=⨯⨯==γkN T T u 29.5103.410.125.125.1303=⨯⨯==γkN T T u 75.322.260.125.125.1404=⨯⨯==γkN T T u 14.5771.450.125.125.1505=⨯⨯==γ4.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算:∑=sik uj suj i q d T l πγ其中:s γ---土钉受拉抗力分项系数,取1.3;uj d ---第j 根土钉锚固体直径,(米);sik q ---土钉穿越第i 层土体与锚固体极限摩阻力标准取值;查表得kPa q sik 181=,kPa q sik 552=,kPa q sik 703=,kPa q sik 454=.i l ---第i 根土钉在直线破裂面外穿越第i 稳定土体内的长度,(米). m q d T l sik u s u 64.01813.014.33.159.3111=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 69.15513.014.33.113.29222=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 97.25513.014.33.129.51333=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 32.24513.014.33.175.32444=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 04.44513.014.33.114.57555=⨯⨯⨯==∑πγ5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:)2sin(sin )2sin()(αϕββϕβ++--=kk fi hi H L 其中:fi L ---第i 排土钉自由段长度(米);H ---基坑深度(米);β---土钉墙坡面与水平面的夹角03.73;α---土钉与水平面的倾角α取015;第1排土钉自由段长度计算,hi=1.2米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()2.17(1++--=f L =5.8×0.44/0.85=3米第1排土钉长度:m L L l f 64.3364.0111=+=+=第2土钉自由段长度计算,hi=2.4米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()4.27(2++--=f L =4.6×0.44/0.85=2.38米第2土钉长度:m L L l f 07.438.269.1222=+=+=第3土钉自由段长度计算,hi=3.6米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()6.37(3++--=f L =3.4×0.44/0.85=1.76米第3土钉长度:m L L l f 73.476.197.2333=+=+=第4土钉自由段长度计算,hi=4.8米)15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()8.47(4++--=f L =2.2×0.44/0.85=1.14米第4土钉长度:m L L l f 46.314.132.2444=+=+=第5土钉自由段长度计算,hi=6.0米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()8.47(5++--=f L =0.44/0.85=0.23米第5土钉长度:m L L l f 27.423.004.4555=+=+=综合上述计算结果及施工因素,取第1排和第4排土钉长度为8米,第2、3、5排土钉取10米.6、杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:yks f KT A max = 其中:s A ---钢筋截面面积()2mm ;yk f ---普通钢筋抗拉强度标准值()2/mm N ;m ax T ---土钉受拉承载力设计值最大值()N ;K ---土钉抗拔力安全系数,取1.3.yks f KT A max ==1.3×57.14×103/400=185.71米米 2选取HRB400钢筋16,21.201mm A s = 纵向受力钢筋去16,面层混凝土厚度取100㎜,钢筋网采用8Φ＠200.2.3.3土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算τπd T F L L u sd f +≥ 其中:sd F ---土钉的局部稳定性安全系数,取1.3;u T ---土钉的设计内力(N);d ---土钉直径(米);τ---界面粘结强度标准值(kPa).查表得:kPa 601=τ ,kPa 702=τ,kPa 603=τ(1)、第1排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 819.3106013.014.31059.33.133311<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(2)、第2排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 107.3107013.014.31013.293.138.23322<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 1009.4107013.014.31029.513.176.13333<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(4)、第4排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 888.2106013.014.31075.323.114.13344<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(5)、第5排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 1020.3106013.014.31014.573.123.03355<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ,满足内部抗拔力要求. 2.抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力ax E()[]y x ai i ai i i ax S S K c K h q E ∑-+=2γ作用在墙底断面的抗滑合力i F()ϕtan x i S qB W F += 其中:W ---墙体自重(kN);B ---土钉墙宽度(米),本设计m m m H B 5)6.5~8.2(7)8.0~4.0()8.0~4.0(取===.-=γBH W =5×7×18.4=644KN -γ=18.4KN/米米3抗滑安全系数h K 满足下式:2.1≥=axi h E F K ()[]y x ai i ai i i ax S S K c K H q E ∑-+=2γ=〔(18×2.1×0.704)-2×8×0.839〕+〔(18×2.1+20.81×1.2)0.49-2×8×0.7〕+〔(22.45+18×2.1+20.81×2+21×2.9)0.438-2×9×0.662〕1.22=145.74KN()ϕtan x i S qB W F += 035.21tan 2.1)545.22644(⨯+= =354.73KN2.143.274.14573.354>===KNKN E Fi K ax h ,满足抗滑稳定性要求3.抗倾覆稳定性验算抗倾覆力矩w M :()2B S qB W M y w += 倾覆力矩0M :()[]320H S S K c K h q M yx ai i ai i i ∑-+=γ 抗倾覆安全系数要满足以下公式:3.10≥=M M K w q 抗倾覆力矩w M :()2B S qB W M yw += 252.1)545.22644(⨯⨯+= =2268.75KN ·米倾覆力矩0M :()[]320H S S K c K h q M yx ai i ai i i ∑-+=γ 3774.145⨯==340.06 KN ·米抗倾覆安全系数要满足以下公式:3.10≥=M M K w q 3.167.606.34075.22680>==M M w 满足抗倾覆稳定性要求2.3西面土钉墙计算2.3.1土压力计算及土钉布置由设计任务书得基坑开挖深度为7米,建筑物7层,每层荷载取12Kpa,距基坑4.5米,则总荷载为12×7=84Kpa,建筑物每层3米共21米,根据规范取基坑深为地面下1.4米,按条形基础扩散,则在基坑深度为5.9米处有影响,具体如图所示,Kpa z b p b P cd k 73.2645tan 6210)4.11884(10tan 2)(0=⨯+⨯-=+-=θσ b －条形基础宽 取10米P k －总的荷载标准值Z －基底至软弱下卧层距离P －扩散后荷载cd σ－基底自重应力值1.主动土压力计算()a a a K c K h q E 2-+=γq —地面荷载(kN );γ—土的重度(3m kN ); c —土层粘聚力(kPa)a K —主动土压力系数,)245(tan 02ϕ-=a K ,ϕ为土层内摩擦角. Ea(1 1)= -2×8×0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0×2.1)×0.704-2×8×0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0×2.1)×0.49-2×8×0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0×2.1+20.81×2.0)×0.49-2×8×0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0×2.1+20.81×2.0)×0.438-2×9×0.662=22.87(kPa)荷载影响处Ea ;(3 2)=(21×1.9+18.0×2.1+20.81×2.0)×0.438-2×9×0.662=40.35(kPa)荷载影响处Ea ;(3 1)=(26.73+18.0×2.1+20.81×2.0+21.00×1.8)×0.438-2×9×0.662=51.13(kPa)Ea(3 2)=( 26.73+18.0×2.1+20.81×2.0+21.00×3.2)×0.438-2×9×0.662=64.01(kPa)2.土钉参数及布置土钉墙水平倾角为03.73,即按1:0.3放坡,土钉与水平面的倾角α取015,土钉竖直间距取m s y 2.1=,水平间距取m s x 2.1=,机械成孔,取孔径130㎜.具体见图2.2 土钉处主动土压力计算:第1点最大主动土压力根据公式:()a a a K c K h q e 2-+=γe 1.2= 18×1.2×0.704-2×8×0.839=1.78(kPa)e 2.4=(18.0×2.1+20.81×0.3)×0.7-2×8×0.49=22.99(kPa)e 3.6=(18.0×2.1+20.81×1.5)×0.7-2×8×0.49=40.47(kPa)e 4.8=(18.0×2.1+20.81×2.0+21×0.7)×0.438-2×9×0.662=29.3(kPa)e 6.0=(26.73+18.0×2.1+20.81×2.0+21×1.9)×0.438-2×9×0.662=52.05(kPa)2.3.2土钉设计1.折减系数计算 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=245tan /tan 12tan 12tan 02k k k ϕβϕβϕβξ β－土钉墙坡面与水平面夹角,为03.73(坡度1:0.3).035.213.158242.3232201.210=⨯+⨯+⨯+⨯=ϕ)35.2145(tan /3.73tan 12103.73tan 1)2103.73tan(21-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.082.062.0⨯= 08.1=)35.2145(tan /3.73tan 12203.73tan 1)2203.73tan(22-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.064.05.0⨯= 68.0=)35.2145(tan /3.73tan 12233.73tan 1)2233.73tan(23-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.06.047.0⨯= 6.0=)35.2145(tan /3.73tan 12243.73tan 1)2243.73tan(24-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-=ξ 47.058.046.0⨯= 58.0=2.受拉荷载标准值计算αξcos /y x ai s s e T =其中:ξ－荷载折减系数;ai e －第i 个土钉位置处的基坑水平荷载标准值,(kPa);x S 、y S ---土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距,(米);α---土钉与水平面的夹角.αξcos /111y x a s s e T ==1.08×1.78×1.2×1.2/cos150=2.87αξcos /222y x a s s e T ==0.68×22.99×1.2×1.2/cos150=23.3αξcos /333y x a s s e T ==0.68×40.47×1.2×1.2/cos150=41.03αξcos /444y x a s s e T ==0.6×29.3×1.2×1.2/cos150=26.2αξcos /555y x a s s e T ==0.6×52.05×1.2×1.2/cos150=46.563.土钉受拉承载力设计值计算土钉受拉承载力设计值按以下公式计算:j uj T T 025.1γ=其中:i T ---第i 根土钉受拉荷载标准值,(kN);uj T ---第i 根土钉受拉承载力设计值,(kN);0γ---基坑侧壁重要性系数,取1.0.kN T T u 59.387.20.125.125.1101=⨯⨯==γkN T T u 125.293.230.125.125.1202=⨯⨯==γkN T T u 29.5103.410.125.125.1303=⨯⨯==γkN T T u 75.322.260.125.125.1404=⨯⨯==γkN T T u 2.5856.460.125.125.1505=⨯⨯==γ4.土钉长度设计土钉长度按以下公式计算:∑=sik uj suj i q d T l πγ其中:s γ---土钉受拉抗力分项系数,取1.3;uj d ---第j 根土钉锚固体直径,(米);sik q ---土钉穿越第i 层土体与锚固体极限摩阻力标准取值;查表得kPa q sik 181=,kPa q sik 552=,kPa q sik 703=,kPa q sik 454=.i l ---第i 根土钉在直线破裂面外穿越第i 稳定土体内的长度,(米). m q d T l sik u s u 64.01813.014.33.159.3111=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 69.15513.014.33.113.29222=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 97.25513.014.33.129.51333=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 32.24513.014.33.175.32444=⨯⨯⨯==∑πγ m q d T l sik u s u 11.44513.014.33.12.58555=⨯⨯⨯==∑πγ5、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:)2sin(sin )2sin()(αϕββϕβ++--=kk fi hi H L 其中:fi L ---第i 排土钉自由段长度(米);H ---基坑深度(米);β---土钉墙坡面与水平面的夹角03.73;α---土钉与水平面的倾角α取015;第1排土钉自由段长度计算,hi=1.2米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()2.17(1++--=f L =5.8×0.44/0.85=3米第1排土钉长度:m L L l f 64.3364.0111=+=+=第2土钉自由段长度计算,hi=2.4米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()4.27(2++--=f L =4.6×0.44/0.85=2.38米第2土钉长度:m L L l f 07.438.269.1222=+=+=第3土钉自由段长度计算,hi=3.6米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()6.37(3++--=f L =3.4×0.44/0.85=1.76米第3土钉长度:m L L l f 73.476.197.2333=+=+=第4土钉自由段长度计算,hi=4.8米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()8.47(4++--=f L =2.2×0.44/0.85=1.14米第4土钉长度:m L L l f 46.314.132.2444=+=+=第5土钉自由段长度计算,hi=6.0米 )15235.213.73sin(3.73sin )235.213.73sin()8.47(5++--=f L =0.44/0.85=0.23米第5土钉长度:m L L l f 34.423.011.4555=+=+=综合上述计算结果及施工因素,取第1排和第4排土钉长度为8米,第2、3、5排土钉取10米.6、杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:yks f KT A max =其中:s A ---钢筋截面面积()2mm ;yk f ---普通钢筋抗拉强度标准值()2/mm N ;m ax T ---土钉受拉承载力设计值最大值()N ;K ---土钉抗拔力安全系数,取1.3. yks f KT A max ==1.3×58.2×103/400=189.15米米 2选取HRB400钢筋16,21.201mm A s = 纵向受力钢筋去16,面层混凝土厚度取100㎜,钢筋网采用8Φ＠200.2.3.3土钉墙验算1、土钉的内部抗拔力验算τπd T F L L u sd f +≥ 其中:sd F ---土钉的局部稳定性安全系数,取1.3;u T ---土钉的设计内力(N);d ---土钉直径(米);τ---界面粘结强度标准值(kPa).查表得:kPa 601=τ ,kPa 702=τ,kPa 603=τ(1)、第1排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 819.3106013.014.31059.33.133311<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(2)、第2排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 107.3107013.014.31013.293.138.23322<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(3)、第3排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 1009.4107013.014.31029.513.176.13333<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(4)、第4排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 888.2106013.014.31075.323.114.13344<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ 满足内部抗拔力要求.(5)、第5排土钉的内部抗拔力验算m m d T F L w sd f 1026.3106013.014.3102.583.123.03355<=⨯⨯⨯⨯⨯+=+τπ,满足内部抗拔力要求. 2.抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力ax E()[]y x ai i ai i i ax S S K c K h q E ∑-+=2γ作用在墙底断面的抗滑合力i F()ϕtan x i S qB W F += 其中:W ---墙体自重(kN);B ---土钉墙宽度(米),本设计m m m H B 5)6.5~8.2(7)8.0~4.0()8.0~4.0(取===.-=γBH W =5×7×18.4=644KN -γ=18.4KN/米米3抗滑安全系数h K 满足下式:2.1≥=axi h E F K ()[]y x ai i ai i i ax S S K c K H q E ∑-+=2γ=〔(18×2.1×0.704)-2×8×0.839〕+〔(18×2.1+20.81×1.2)0.49-2×8×0.7〕+〔(26.73+18×2.1+20.81×2+21×2.9)0.438-2×9×0.662〕1.22 =147.11KN()ϕtan x i S qB W F += 035.21tan 2.1)573.26644(⨯+==364.77KN2.148.211.14777.364>===KNKN E Fi K ax h ,满足抗滑稳定性要求 3.抗倾覆稳定性验算抗倾覆力矩w M :()2B S qB W M y w += 倾覆力矩0M :()[]320H S S K c K h q M yx ai i ai i i ∑-+=γ 抗倾覆安全系数要满足以下公式:3.10≥=M M K w q 抗倾覆力矩w M :()2B S qB W M yw += 252.1)573.26644(⨯⨯+= =2332.95KN ·米倾覆力矩0M :()[]320H S S K c K h q M y x ai i ai i i ∑-+=γ 3711.147⨯= =343.26 KN ·米抗倾覆安全系数要满足以下公式:3.10≥=M M K w q 3.18.626.34395.23320>==M M w 满足抗倾覆稳定性要求参考文献1.《基础工程》张明义主编..北京:中国建材工业出版社,20032.《岩土工程勘察》王奎华主编..北京:中国建筑工业出版社,20053.《高层建筑箱形与筏形基础的设计计算》. 钱力航.北京:中国建筑工业出版社,20034.《基坑工程》刘宗仁主编.哈尔滨工业大学出版社,20085.《深基坑工程》高大钊主编.中国机械出版社,20036.《土木工程专业毕业设计指南岩土工程分册》袁聚云等,,水电出版社,19997《深基坑支护结构实用内力计算手册》黄强编著.［米］. 中国建筑工业出版社.19958.《深基坑支护工程实例集》黄强惠永宁主编.［米］.中国建筑工业出版社19979.《简明深基坑工程设计施工手册》赵志缙应惠清主编.［米］.中国建筑工业出版社199710．土力学与基础工程[米],武汉:武汉工业大学出版社,200011．《基坑土钉支护技术规范》(CECS 96:97).中国建筑工业出版社,199712.房屋建筑学[米], 北京:中国建筑工业出版社,199713．混凝土结构设计原理(第三版) [米],中国建筑工业出版社, 200514．建筑结构抗震设计[米], 北京:中国建筑工业出版社,200615．混凝土结构设计规范(GB50010-2002) [米],北京:中国建筑工业出版社16．建筑结构荷载规范(GB50009-2001) [米],北京:中国建筑工业出版社17．楼梯设计手册[米],北京:中国建筑工业出版社18．混凝土结构与砌体结构设计(第三版) [米],中国建筑工业出版社, 2005 19．工业于民用建筑抗震设计手册[米], 北京:中国建筑科学研究院,1985 20．结构力学[米], 武汉:武汉理工大学出版社,200021．建筑地基基础规范 (GB50007-2002) [米], 北京:中国建筑工业出版社22．地基基础设计与计算 [米],北京:人民交通出版社23．高层建筑箱形和筏形基础技术规范(JGJ6-99) [米],中国建筑工业出版社24.建筑结构CAD-PKP米软件应用[米],中国建筑工业出版社, 200425. 土木工程专业英语[米],科学出版社,2005。