某工程土钉墙设计计算书

土钉墙设计计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。

1.地质勘探数据如下：
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序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) (°) 极限摩阻(kPa) 计算方法 土类型
1 4.00 10.00 4.00 10.00 18.0 水土分算 填土
2 7.40 15.70 15.00 20.00 48.0 水土分算 填土
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表中：h为土层厚度(m), 为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa), 为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-13.00m，基坑内侧水标高-9.00m。

2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-6.00m。

3.地面超载：
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序号 布置方式 作用区域 标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m
1 局部荷载 基坑外侧 0.00 32.70 0.50 4.00
2 局部荷载 基坑外侧 0.00 60.00 4.50 5.00
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4.土钉墙布置数据：
放坡级数为1级坡。
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序号 坡高m 坡宽m 坡角° 平台宽m
1 6.00 0.30 87.14 0.00
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土钉数据：16 ，M15水泥浆
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层号 孔径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)
1 120.00 10.00 10.00 1.30 1.30
2 120.00 11.00 10.00 1.30 1.30
3 120.00 9.00 10.00 1.30 1.30
4 120.00 9.00 10.00 1.30 1.30
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一、水土压力的计算

1.作用在挡土面上的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50m
Ea1上 = (10.00×0.00)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)
= -6.71kN/m2(取0.0)
Ea1下 = (10.00×0.50+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×0.50×10.0-1.00×0.50×10.0×tg2(45-10.00/2)
= 16.71kN/m2
第2层土上部标高-0.50m，下部标高-4.00m
Ea2上 = (10.00×0.50+10.00×0.00+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×0.50×10.0-1.00×0.50×10.0×tg2(45-10.00/2)
= 16.71kN/m2
Ea2下 = (10.00×0.50+10.00×3.50+26.16)×tg2(45-10.00/2)-2×4.00×tg(45-10.00/2)+1.00×4.00×10.0-1.00×4.00×10.0×tg2(45-10.00/2)
= 51.71kN/m2
第3层土上部标高-4.00m，下部标高-4.50m
Ea3上 = (10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.00+26.16)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.00×10.0-1.00×4.00×10.0×tg2(45-20.00/2)
= 31.82kN/m2
Ea3下 = (10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.50×10.0-1.00×4.50×10.0×tg2(45-20.00/2)
= 48.72kN/m2
第4层土上部标高-4.50m，下部标高-5.00m
Ea4上 = (10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.00+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×4.50×10.0-1.00×4.50×10.0×tg2(45-20.00/2)
= 48.72kN/m2
Ea4下 = (10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×5.00×10.0-1.00×5.00×10.0×tg2(45-20.00/2)
= 55.12kN/m2
第5层土上部标高-5.00m，下部标高-6.00m
Ea5上 = (10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+15.70×0.00
+47.59)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×5.00×10.0-1.00×5.00×10.0×tg2(45-20.00/2)
= 55.12kN/m2
Ea5下 = (10.00×0.50+10.00×3.50+15.70×0.50+15.70×0.50+15.70×1.00
+21.43)×tg2(45-20.00/2)-2×15.00×tg(45-20.00/2)+1.00×6.00×10.0-1.00×6.00×10.0×tg2(45-20.00/2)
= 55.09kN/m2

2.主动土压力合力：

EA=(0.00+16.71)×0.50/2.0+(16.71+51.71)×3.50/2.0+(31.82+48.72)×0.50/2.0+(48.72+55.12)×0.50/2.0+(55.12+55.09)×1.00/2.0=225.06kN/m

3.主动土压力对墙底的平衡力矩与力臂：

MA=0.00×0.50/2.0×5.75+(16.71-0.00)×0.50/2.0×5.67
+16.71×3.50/2.0×3.75+(51.71-16.71)×3.50/2.0×3.17
+31.82×0.50/2.0×1.75+(48.72-31.82)×0.50/2.0×1.67
+48.72×0.50/2.0×1.25+(55.12-48.72)×0.50/2.0×1.17
+55.12×1.00/2.0×0.50+(55.09-55.12)×1.00/2.0×0.33
=379.04kN.m/m