土钉墙支护方式计算

1、第 2 章 土钉墙支护计算2.1 土钉支护技术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。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

2、，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，国外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其它 支护低1/21/3。8. 容易实现动态设计和信息化施工。土钉支护的适用围土钉支护适用于： 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

3、 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 12m 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。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，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

4、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的应 力传递到后面稳定的土体中，分布在较大围的土体，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

5、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。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

6、度一般为0.52.0 m,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 1.01.5m；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10m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 0.50.8 ；对打入型土钉，用于加固粒状土陡坡时， 其长度比一般为 0.50.6.99 规程要求 L/

7、H 一般为 0.51.2。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 1632mm常是 25mm打入钢管一般是50mm人工成孔时，孔径一般为70120mm机械成孔时， 孔径一般为 100 150mm。土钉间距包括水平间距（列距） Sx 和垂直间距（行距） Sy ，其数值对土钉墙的整体作用效果有重要影响，大小宜为 12m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：Sx Sy K D L式中：K注浆工艺系数，一次压力注浆，K=1.52.5 ;d 、L土钉直径和长度，mSx、Sy 土钉水平间距

8、和垂直间距， m2.2 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 7m,建筑物6层，每层荷载取12Kpa，距基 坑4m,则总荷载为12X 6=72Kpa,建筑物每层3m共18m，根据规取基坑深为 地面下1m,按条形基础扩散，则在基坑深度为 5m处有影响，具体如图所示，P b（PkCd）10（72 18 % 27Kpab 2ztan10 2

9、5tan45b 条形基础宽取10mPk -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 基底自重应力值1. 主动土压力计算Ea q h Ka 2c. Ka q地面荷载（kN ）;土的重度（kN m3 ）; c土层粘聚力（kPa）Ka 主动土压力系数，Ka tan2 （45° -），为土层摩擦角2Ea(1 1)= -2 X 8X 0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0X 2.1) X 0.704-2 X 8X 0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0X 2.1) X 0.49-2 X 8X 0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(

10、18.0X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.49-2 X 8X 0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.438-2 X 9X 0.662=22.87(kPa)荷载影响处 Ea； (3 2)=(21 X 0.9+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.438-2 X 9X 0.662=31.15(kPa)荷载影响处 Ea (3 1)=(27+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21.00X 0.9) X 0.438-2 X9X 0.662=42.97(kPa)Ea(3 2)=( 27+18.0 X 2

11、.1+20.81 X 2.0+21.00 X 3.2) X 0.438-2 X 9X0.662 =64.13(kPa)2. 土钉参数及布置土钉墙水平倾角为73.3°，即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角 取150，土钉 竖直间距取Sy 1.2m，水平间距取sx 1.2m，机械成孔，取孔径130伽。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：eaq h Ka 2c Kae1.2= 18 X 1.2 X 0.704-2 X 8 X0.839=1.78(kPa)e2.4=(18.0 X 2.1+20.81 X 0.3) X 0.7-2 X 8X 0.49=22.9

12、9(kPa).6=(18.0 X2.1+20.81 X 1.5) X0.7-2 X8X0.49=40.47(kPa)e4.8=(18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21 X 0.7) X 0.438-2 X 9X 0.662=29.3(kPa).0=(27+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21 X 1.9) X 0.438-2 X 9X 0.662=52.17(kPa)2.3.2 土钉设计1. 折减系数计算tantan1tan/tan2 4502土钉墙坡面与水平面夹角，为73.3° （坡度1:0.3 ）21.35010 2.120 223 3.224 815.

13、3tan(73.3 102173.3 10 tan一/tan2(45 21.35) tan 73.30.62 0.820.471.0873.3 20)tan( 21-73.3 20 tan2tan 73.32/tan (4521.35)0.5 0.640.470.68tan(竺2173.3 23 tan2tan 73.3/ta n2(4521.35)0.47 0.60.470.6tan（号严1-73.3 24 tan21tan 73.32/tan (4521.35)0.46 0.580.470.582. 受拉荷载标准值计算T eajSxSy/cos其中：荷载折减系数;eai -第i个土钉位置处

14、的基坑水平荷载标准值，（kPa）；Sx、Sy- 土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，（m；-土钉与水平面的夹角。T11 ea1 Sx Sy / cos=1.08X 1.78 X 1.2 X 1.2/cos15 0=2.87=0.68 X 22.99 X 1.2 X 1.2/cos15=23.3T33ea3 sx s y /cos=0.68 X40.47X 1.2X1.2/cos15=41.03T44ea4sxsy /cos=0.6X 29.3X1.2X 1.2/cos15 0=26.2T55ea5sxsy /cos=0.6X52.17X1.2X1.2/cos15 0=46.673. 土钉受拉承

15、载力设计值计算土钉受拉承载力设计值按以下公式计算：Tuj1.25 0Tj其中： Ti- 第 i 根土钉受拉荷载标准值， （kN）；Tuj -第 i 根土钉受拉承载力设计值， （ kN）；0 -基坑侧壁重要性系数，取 1.0。Tu11.25 0T1 1.25 1.0 2.87 3.59kNTu21.25 0T2 1.25 1.0 23.3 29.125kNTu31.25 0T3 1.25 1.0 41.03 51.29kNTu41.25 0T4 1.25 1.0 26.2 32.75kN4. 土钉长度设计土钉长度按以下公式计算:其中：s- 土钉受拉抗力分项系数，取1.3 ；lidujqsikd

16、uj -第j根土钉锚固体直径，(m ；qsik- 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 qsik1 18kPa， qsik255kPa，70kPa ,45kPa。li-第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体的长度,(m)l1Tu1 s3.59 1.30.64 mdu1qsik3.14 0.13 18Tu2s29.13 1.31.69m2du2qsik3.14 0.13 55Tu3s51.29 1.32.97m3du3qsik3.14 0.13 55Tu 4s32.75 1.32.32m4du4qsik3.14 0.13 45Tu5s58.33 1.34.13m5d u5qsi

17、k3.14 0.13 455、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:(H hi)si n(=)fiksinsin(一其中：lfi-第i排土钉自由段长度(m；h -基坑深度（m ；-土钉墙坡面与水平面的夹角73.3° ;-土钉与水平面的倾角取15° ;1排土钉自由段长度计算，hi=1.2m(7 1.2)sinC733Lf1sin73.3sin(73.3 21.3515)=5.8X 0.44/0.85=3m第1排土钉长度:l1 Lf1 L10.6433.64m2土钉自由段长度计算,hi=2.4mLf2(7 2.4)sin(73.3 21.35)2_sin73.3sin(73

18、.3 35 15)=4.6X 0.44/0.85=2.38m第2 土钉长度:l2 Lf2 L21.69 2.38 4.07m3 土钉自由段长度计算，hi=3.6m(7 3.6)sin(735)Lf3sin73.3sing35 口=3.4X 0.44/0.85=1.76m第3 土钉长度:la Lf3L32.97 1.76 4.73m(7 4.8)sin(733 35)第4 土钉自由段长度计算，hi=4.8mLf42_sin 73.3si门(竺 2135 15)=2.2X 0.44/0.85=1.14m第4 土钉长度:l4 Lf4 L4 2.32 1.14 3.46m(7 4.8)sin(73.3

19、 35)第5 土钉自由段长度计算，hi=6.0mLf5sin73.3sin(73.3 35 15)=0.44/0.85=0.23m第5 土钉长度:l5 Lf5 L5 4.13 0.23 4.36m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8m,第2、3、5排土钉取10m&杆体直径计算：土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:KTmax其中：As-钢筋截面面积mm2 ；fyk -普通钢筋抗拉强度标准值 N/mm2 ；K- 土钉抗拔力安全系数，取1.3。KT32As怛=1.3 X 58.33 X 10 /400=189.57mmf yk选取 HRB400I冈筋业 16, As 20

20、1.1mm28 200。纵向受力钢筋去北16,面层混凝土厚度取100伽，钢筋网采用2.3.3 土钉墙验算1、土钉的部抗拔力验算L LfFsdT其中：Fsd - 土钉的局部稳定性安全系数，取1.3 ；Tu- 土钉的设计力（N）；d - 土钉直径（M ；-界面粘结强度标准值（kPa）。查表得：160kPa ，2 70kPa，3 60kPa（1）、第1排土钉的部抗拔力验算f1FsdTw31.3 3.59 10333d 13.14 0.13 60 1033.19m 8m满足部抗拔力要求。（2）、第2排土钉的部抗拔力验算3.FsdT1.3 29.13 10“Lf22.383 3.7m 10md 23.1

21、4 0.13 70 10满足部抗拔力要求。（3）、第3排土钉的部抗拔力验算Lf 31.761.3 51.29 1033.14 0.13 70 1034.09m 10m满足部抗拔力要求。（4）、第4排土钉的部抗拔力验算L4 罟 1.14 3.133 2.88m 8m满足部抗拔力要求。(5)、第5排土钉的部抗拔力验算3Lf5 FsdTw 0.2313 58.33 10 33.33m10m，满足部抗拔力要求。d 53.14 0.13 60 1032. 抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力EaxEaxq ihi Kai 2gKai SxSy作用在墙底断面的抗滑合力FiFiW qB Sx t

22、an其中：W-墙体自重(kN);b - 土钉墙宽度(m，本设计 B (0.4 0.8)H(0.4 0.8)7m(2.8 5.6)m取5m。W BH =5X 7X 18.4=644KN=18.4KN/mm 3抗滑安全系数Kh满足下式：Kh立1.2EaxEaxq i H i Kai2ci :. Kai Sx Sy(18X 2.1 X 0.704) -2 X 8X 0.839+( 18X 2.1+20.81 X 1.2 ) 0.49-2X 8X 0.7+(27+18X 2.1+20.81 X 2+21X 2.9 ) 0.438-2 X 9X 0.6621.22=147.28KNFiW qB Sx t

23、an(64427 5)1.2ta n 21.35°=365.4KNKh旦 365.4KN2.481.2，满足抗滑稳定性要求Eax 147.28KN3. 抗倾覆稳定性验算B抗倾覆力矩M w : M w W qB Sy -2d h倾覆力矩 M。： M。 q h Kai 2cKaiSxSy-3抗倾覆安全系数要满足以下公式：KqMw1.3MoMo2337343.656.81.31.3B抗倾覆力矩Mw : M w W qB Sy-25 (644 27 5)1.2 -=2337KN mH倾覆力矩 Mo : Moqihi K ai 2Ci K ai SxSy -y 3147.28 -3=343.6

24、5 KN mM。抗倾覆安全系数要满足以下公式：Kq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 7m,建筑物6层，每层荷载取12Kpa，距基 坑5m,则总荷载为12X 6=72Kpa,建筑物每层3m共18m，根据规取基坑深为地面下1m,按条形基础扩散，则在基坑深度为 6m处有影响，具体如图所示,P b（EkCd!10（72 18 1）0 24.55Kpab 2ztan10 2 6tan45b 条形基础宽取10mPk -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 基底自重应力值1.主动土压力计算Ea q h Ka 2c.

25、 Kaq地面荷载（kN ）;土的重度（kN m3 ）;c土层粘聚力（kPa）Ka 主动土压力系数，Ka tan2 （45°）,为土层摩擦角2Ea(1 1)= -2 x 8X 0.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0x 2.1) x 0.704-2 x 8X 0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0X 2.1) X 0.49-2 X 8X 0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.49-2 X 8X 0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0X 2.1+20.81 X 2.0) X

26、 0.438-2 X 9X 0.662=22.87(kPa)荷载影响处 Ea； (3 2)=(21 X 1.9+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.438-2 X 9X 0.662=40.35(kPa)荷载影响处 Ea (3 1)=(24.55+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X1.9) X0.438-2 X 9X 0.662=51.1(kPa)Ea(3 2)=( 24.55+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21.00 X 3.2) X 0.438-2 X 9X 0.662=63.06(kPa)tantan1tan/tan2 450k2.

27、 土钉参数及布置土钉墙水平倾角为73.3°，即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角取150，土钉竖直间距取Sy 1.2m，水平间距取sx 1.2m，机械成孔，取孔径130伽。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：eaq h Ka 2c., Kae1.2= 18 X 1.2 X 0.704-2 X 8 X0.839=1.78(kPa)e2.4=(18.0 X 2.1+20.81 X 0.3) X 0.7-2 X 8X 0.49=22.99(kPa)e3.6=(18.0 X2.1+20.81 X 1.5) X0.7-2 X8X0.49=40.47(kPa)e4

28、.8=(18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21 X 0.7) X 0.438-2 X 9X 0.662=29.3(kPa)e6.0=(24.55+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21 X 1.9) X 0.438-2 X 9 X 0.662=51. 1(kPa)2.3.2 土钉设计1.折减系数计算土钉墙坡面与水平面夹角，为73.30 （坡度1:0.3 ）10 2120 223 3224 821.35015.3tan(73.3 1021-73.3 10 tan丄/tan2(45 21.35)tan 73.30.62 0.820.471.0873.3 20)tan( 21

29、73.3 20 tan2tan 73.3/tan 2(4521.35)0.5 0.640.470.68tan(竺223tan73.3 232tan 73.32/tan (4521.35)0.47 0.60.470.6tan。73.3173.3 24 tan21tan 73.3/tan 2(4521.35)0.46 0.580.470.58 2.受拉荷载标准值计算TeaiSxSy/COS其中：荷载折减系数;eai -第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值，（kPa）；Sx、Sy- 土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，（m；-土钉与水平面的夹角。T11ea1 SxSy / COS=1.08X 1.7

30、8 X 1.2 X 1.2/COS15 0=2.87=0.68X 22.99 X 1.2 X 1.2/COS15=23.3T33ea3 Sx S y /COS=0.68X40.47X 1.2X1.2/COS15=41.034ea4SxSy /COS=0.6X 29.3X1.2X 1.2/COS15=26.2T55ea5SxSy /COS=0.6 X 51.1 X1.2X 1.2/COS15 0 =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：Tuj 1.25 0Tj其中： Ti - 第 i 根土钉受拉荷载标准值， （kN）；Tuj -第i根土钉受拉承载力设计值，

31、（kN）；0 - 基坑侧壁重要性系数，取 1.0Tu11.25 0T11.251.02.873.59kNTu21.25 0T21.251.023.329.125kNTu31.25 0T31.251.041.0351.29kNTu41.25 0T41.251.026.232.75kNTu51.25 0T51.251.045.7157.14kN4. 土钉长度设计土钉长度按以下公式计算：I% sdujqsik其中：s- 土钉受拉抗力分项系数，取1.3 ;duj-第j根土钉锚固体直径，（m；qsik- 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 q$iki18kPa ，qsik255kPa，

32、 qsik3 70kPa , qsik445kPa。Ii-第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体的长度，（m）。I1Tu1 s3.59 1.30.64 mdu1qsik3.14 0.13 18Tu2s29.13 1.31.69m2du2qsik3.14 0.13 55Tu3s51.29 1.32.97m3du3qsik3.14 0.13 55Tu 4s32.75 1.32.32m4du4qsik3.14 0.13 45Tu5s57.14 1.34.04m5d u5qsik3.14 0.13 455、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:(H hi)si n( k) 52ksin sin(

33、其中：Lfi -第i排土钉自由段长度（m）；H -基坑深度（m）；-土钉墙坡面与水平面的夹角73.30 ；1排土钉自由段长度计算，hi=1.2m(7 1.2)si门(坐Lfisin73.3sin(73.3 21.3515)=5.8X 0.44/0.85=3m第1排土钉长度:l1 Lf1 L10.6433.64m2土钉自由段长度计算,hi=2.4m(7 2.4)sin(73.3 21.35)Lf22_sin73.3sin(73邑空5 15)=4.6X 0.44/0.85=2.38m第2 土钉长度:l2Lf2 L21.69 2.38 4.07m3 土钉自由段长度计算，hi=3.6mLf3=3.4(

34、7 3.6)sin(735)273.3 21.35 sin 73.3s in(15)X 0.44/0.85=1.76m第3 土钉长度：l3Lf3 L32.97 1.764.73m第4 土钉自由段长度计算，hi=4.8mLf4(7 4.8)sin(空 21.35)2_=2.2X 0.44/0.85sin 73.3sinC733 2135 15)=1.14m第4 土钉长度:l4Lf4 L4 2.32 1.14 3.46m第5 土钉自由段长度计算，hi=6.0m(7 4.8)sinC733 21.35)Lf5sin73.3sing335 陶=0.44/0.85=0.23m第5 土钉长度:l5 Lf5

35、 L54.04 0.23 4.27m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8m,第2、3、5 排土钉取10m&杆体直径计算：土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算：其中：As-钢筋截面面积mm2 ；fyk -普通钢筋抗拉强度标准值 N/mm2 ；Tmax- 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。KTmax32=1.3 X 57.14 X 10/400=185.71mm选取 HRB400!冈筋H 16, As 201.1mm2纵向受力钢筋去业16,面层混凝土厚度取100伽，钢筋网采用8 200。2.3.3 土钉墙验算1、土钉的部抗拔力验算L Lf

36、FsdT其中：Fsd - 土钉的局部稳定性安全系数，取1.3 ；Tu- 土钉的设计力（N）；d - 土钉直径（M ；-界面粘结强度标准值（kPa）。查表得：160kPa ，2 70kPa，3 60kPa（1）、第1排土钉的部抗拔力验算Lf131.3 3.59 1033.14 0.13 60 1033.19m 8m满足部抗拔力要求。（2）、第2排土钉的部抗拔力验算Lf 2FsdTw2.381.3 29.13 1033.14 0.13 70 1033.7m 10m满足部抗拔力要求。（3）、第3排土钉的部抗拔力验算Lf 31.764.09m 10m1.3 51.29 1033.14 0.13 70

37、103满足部抗拔力要求。（4）、第4排土钉的部抗拔力验算L4 罟 1.14 3.133 2.88m 8m满足部抗拔力要求。(5) 、第5排土钉的部抗拔力验算3Lf5 FsdTw 0.2313 57.14 10 33.20m10m，满足部抗拔力要求。d 53.14 0.13 60 1032. 抗滑稳定性验算作用在墙后滑移合力为土体主动土压力EaxEaxq ihi Kai 2gKai SxSy作用在墙底断面的抗滑合力FiFiW qB Sx tan其中：W-墙体自重(kN);b - 土钉墙宽度(m，本设计 B (0.4 0.8)H(0.4 0.8)7m(2.8 5.6)m取5m。W BH =5X 7

38、X 18.4=644KN=18.4KN/mm 3抗滑安全系数Kh满足下式：Kh立1.2EaxEaxq i H i Kai2ci :. Kai Sx Sy(18X 2.1 X 0.704) -2 X 8X 0.839+( 18X 2.1+20.81 X 1.2 ) 0.49-2X 8X 0.7+(22.45+18 X2.1+20.81 X 2+21X2.9 ) 0.438-2 X 9X 0.6621.22=145.74KNFiW qB Sx tan(64422.45 5)1.2ta n 21.35°=354.73KNKh 旦 354.73KN2.431.2，满足抗滑稳定性要求Eax 1

39、45.74 KN3. 抗倾覆稳定性验算B 抗倾覆力矩M w : M w W qB Sy -2d h倾覆力矩 M。： M。 q h Kai 2cKaiSxSy-3 抗倾覆安全系数要满足以下公式：KqMw1.3Mo抗倾覆力矩M w : M wBW qBSy(64422.45 5)1.2 52=2268.75KN倾覆力矩M 0 : M 0i hi K ai2G Kai SxSy-3抗倾覆安全系数要满足以下公式:Kq1.3M0型!5 6.67340.061.3M0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 7m,建筑物7层，每层荷载取12Kpa

40、，距基 坑4.5m,则总荷载为12X 7=84Kpa,建筑物每层3m共21m,根据规取基坑深为 地面下1.4m,按条形基础扩散，则在基坑深度为5.9m处有影响，具体如图所示，P b（PkCd） 10（84 18 弋 26.73Kpab 2ztan 102 6tan450b 条形基础宽取10mPk -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 基底自重应力值1. 主动土压力计算Eaq h Ka 26 Kaq地面荷载（kN ）;土的重度（kN. m3 ）;c土层粘聚力（kPa）Ka 主动土压力系数，Ka tan2 （45°）,为土层摩擦角Ea(1 1)= -2 X 8X 0

41、.839=-13.42(kPa)Ea(1 2)=(18.0X 2.1) X 0.704-2 X 8X 0.839=13.19(kPa)Ea(2 1)=(18.0X 2.1) X 0.49-2 X 8X 0.7=7.32(kPa)Ea(2 2)=(18.0X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.49-2 X 8X 0.7=27.72(kPa)Ea(3 1)=(18.0X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.438-2 X 9X 0.662=22.87(kPa)荷载影响处 Ea； (3 2)=(21 X 1.9+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0) X 0.438-2 X 9

42、X 0.662=40.35(kPa)荷载影响处 Ea(3 1)=(26.73+18.0 X2.1+20.81 X2.0+21.00 X1.8) X0.438-2 X 9 X 0.662=51.13(kPa)Ea(3 2)=( 26.73+18.0 X 2.1+20.81 X 2.0+21.00 X 3.2) X 0.438-2 X 9X 0.662 =64.01(kPa)2. 土钉参数及布置土钉墙水平倾角为73.30，即按1:0.3放坡，土钉与水平面的倾角 取150，土钉竖直间距取Sy 1.2m，水平间距取sx 1.2m，机械成孔，取孔径130伽。具体见图2.2土钉处主动土压力计算：第1点最大

43、主动土压力根据公式：ea q h Ka 2c Kae1.2= 18 X 1.2 X 0.704-2 X 8 X0.839=1.78(kPa)e2.4=(18.0 X 2.1+20.81X0.3) X0.7-2 X8X0.49=22.99(kPa)ea.6=(18.0 X 2.1+20.81X 1.5) X 0.7-2 X 8X 0.49=40.47(kPa)e4.8=(18.0 X 2.1+20.81X 2.0+21 X 0.7) X 0.438-2 X 9X 0.662=29.3(kPa)e6.o=(26.73+18.OX 2.1+20.81X 2.0+21 X 1.9) X 0.438-2

44、 X 9 X 0.662=52.05(kPa)2.3.2 土钉设计1.折减系数计算tantan1tan土钉墙坡面与水平面夹角，为73.30 （坡度1:0.3 ）10 2.120 223 3.224 821.35015.3tan(竺卫21""73.3 10 tan2tan 73.3/ta n2(4521.35)0.62 0.820.471.08tan(空 2021-73.3 20 tan2tan 73.32/tan (4521.35)0.5 0.640.470.68tan(空21-73.3 23 tan21tan 73.32/tan (4521.35)0.47 0.60.47

45、0.6tan(竺21-73.3 24 tan2tan 73.32/tan (4521.35)0.46 0.580.470.58 2.受拉荷载标准值计算Teai Sx Sy / cos其中：荷载折减系数;eai 第i个土钉位置处的基坑水平荷载标准值，（kPa）；Sx、Sy- 土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距，（m；-土钉与水平面的夹角=1.08X 1.78 X 1.2 X 1.2/COS15=2.872ea2SxSy /COS=0.68X22.99X 1.2X1.2/COS15=23.3T33ea3 Sx S y /COS=0.68X 40.47 X 1.2 X 1.2/COS15=41.03

46、T44ea4SxSy /COS=0.6X 29.3X1.2X 1.2/COS15 0=26.2T55ea5SxSy /COS=0.6X52.05X1.2X1.2/COS15 0=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：Tuj1.25 0Tj其中： Ti - 第 i 根土钉受拉荷载标准值， （kN）；Tuj -第 i 根土钉受拉承载力设计值， （ kN）；0 -基坑侧壁重要性系数，取 1.0。Tu1 1.25 0T1 1.25 1.0 2.87 3.59kNTu21.250T21.251.023.329.125kNTu31.250T31.251.041.03

47、51.29kNTu41.250T41.251.026.232.75kNTu51.250T51.251.046.5658.2 kN4. 土钉长度设计土钉长度按以下公式计算：I% sdujqsik其中：s- 土钉受拉抗力分项系数，取1.3 ;d-第j根土钉锚固体直径，(m)；qsik- 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 qsiki 18kPa， qsik255kPa，70kPa ,45kPa。Ii-第i根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体的长度，(m)。I1Tu1 s3.59 1.30.64 mdu1qsik3.14 0.13 18Tu2s29.13 1.31.69m2du2q

48、sik3.14 0.13 55Tu3s51.29 1.32.97m3du3qsik3.14 0.13 55Tu 4s32.75 1.32.32m4du4qsik3.14 0.13 45Tu5s58.2 1.34.11m5d u5qsik3.14 0.13 455、自由段长度的计算自由段长度按以下公式计算:(H hi)si n( k) Lf2ksin sin(2其中：lfi-第i排土钉自由段长度（m；h -基坑深度（m ；-土钉墙坡面与水平面的夹角73.3° ;-土钉与水平面的倾角取150 ;第1排土钉自由段长度计算，hi=1.2mLf1(7 1.2)sin(73.3 221.35)s

49、in73.3sin(73.3 21.3515)=5.8X 0.44/0.85=3m第1排土钉长度:l1 Lf1 L10.6433.64m第2土钉自由段长度计算,hi=2.4mLf2(7 2.4)sin(73135)=4.6X 0.44/0.852_sin73.3sin(73.3 q"35 15)=2.38m第2 土钉长度:l2Lf2 L21.69 2.38 4.07m第3 土钉自由段长度计算，hi=3.6m73.3 21.35Lf3(7 3.6) sin()=3.4X 0.44/0.85=1.76m第3 土钉长度:l3Lf3L32.97 1.76 4.73m第4 土钉自由段长度计算，

50、hi=4.8m(7 4.8) sin(竿学)sin 73.3sin(73.3 q21%fyk 15)=2.2X 0.44/0.85=1.14m第4 土钉长度:l4Lf4 L4 2.32 1.14 3.46m(7 4.8)sin(73.3 J35)第5 土钉自由段长度计算，hi=6.0mLf5sin73.3sin(73.3 J35 15)=0.44/0.85=0.23m第5 土钉长度:l5Lf5 L54.110.234.34 m3、5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8m第2、排土钉取10m&杆体直径计算:土钉杆体的钢筋直径按以下公式计算:KTmax其中：As-钢筋截面面积mm2 ;fyk -普通钢筋抗拉强度标准值 N/mm2 ;Tmax- 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。KT32Asmax=1