【正文】 =(～ )m，土釘間距太小不易打孔，太大承載不足，因此取土釘間距 Sh=Sv=，基坑深 10m,需打 7排土釘。 土釘長度 由朗肯土壓力可知，發(fā)生主動土壓力時的滑裂面與水平面之間的夾角為 45176。+υ/2。土體加權(quán)內(nèi)摩擦角 1030t a n125t a n335t a n417t a n2t a nt a nt a nt a nt a n0000432144332211????????????hhhhhhhh ????? υ= (1) 土釘內(nèi)力計算 在土體自重和地表均布荷載作用下，每一土釘所受到的最大拉力或設(shè)計內(nèi)力 N，可用下式計算： ssvhpN ?cos1? () 式中 ： α：土釘傾角 p：土釘與滑裂面交點處側(cè)壓力 由圖 ： P1= os 11 ?????N= P2= os 12 ?????N= P3= 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 10c os 13 ?????N= P4= os 14 ?????N = P5= os 15 ?????N = P6= os 16 ?????N = P7= os 17 ?????N = (2) 計算土釘直徑 yds fdNF 2??? () 式中： ：土釘?shù)木植糠€(wěn)定安全系數(shù)，取 fy：鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，土釘采用 HRB400級的螺紋鋼筋，fy=360N/mm2 N：土釘內(nèi)力設(shè)計值 d：土釘鋼筋直徑 Nmax= 則 ≤d2/4360 解得 d≥，各道土釘直徑均選 25， 鉆孔直徑取 150mm。 (3) 土釘長度確定 土釘長度包括兩部分：自由段和錨固段，如圖。經(jīng)加權(quán)平均可知滑裂面角度 45176。＋ υ/2=176。根據(jù)三角形關(guān)系可確定自由段長度 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 ιf1= ιf2= ιf3= ιf4= ιf5= ιf6= ιf7= 土釘分布圖如 圖 :： 由 ? .確定錨固段長度 ιb，其中 D 為鉆孔直徑， τ為土釘與土體之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度。 ιb1=247。(120)= ιb2=247。(120)= ιb3=247。(120)= ιb4=247。(120)= ιb5=247。(30)= 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 ιb6=247。(30)= ιb7=247。(80)= 土釘長度 ι≥ιf+ιb 計算得各土釘?shù)拈L度為： ι1≥+=； ι2≥+=； ι3≥+=； ι4≥+=； ι5≥+=； ι6≥+=； ι7≥+=； 取 p 為土釘長度中點處側(cè)壓力，重新計算土釘長度 在土體自重和地表均布荷載作用下，每一土釘所受到的最大拉力或設(shè)計內(nèi)力 N，可用 公 式 ()計算： ssvhpN ?cos1? 式中 ： α：土釘傾角 p：土釘長度中點處側(cè)壓力 (1)由圖 ： P1= os 11 ?????N= P2= os 12 ?????N= P3= os 13 ?????N= P4= 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 os 14 ?????N = P5= os 15 ?????N = P6= os 16 ?????N = P7= 1 os 17 ?????N = (2)計算土釘直徑 yds fdNF 2??? 式中 ： ：土釘?shù)木植糠€(wěn)定安全系數(shù)，取 fy：鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，土釘采用 HRB400級的螺紋鋼筋，fy=360N/mm2 N：土釘內(nèi)力設(shè)計值 d：土釘鋼筋直徑 Nmax= 則 ≤d2/4360 解得 d≥，各道土釘直徑均選 25。鉆孔直徑取 150mm。 (3)土釘長度確定 土釘長度包括兩部分：自由段和錨固段，如圖。經(jīng)加權(quán)平均可知滑裂面角度 45176。＋ υ/2=176。根據(jù)三角形關(guān)系可確定自由段長度 ιf1=, ιf2= ιf3= ιf4= ιf5= ιf6= ιf7= 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 由 ? . 確定錨固段長度 ιb，其中 D 為鉆孔直徑， τ為土釘與土體之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度。 ιb1=247。(120)= ιb2=247。(120)= ιb3=247。(120)= ιb4=247。(120)= ιb5=247。(30)= ιb6=247。((30+80))= ιb7=247。((30+80))= 土釘長度 ι≥ιf+ιb 計算得各土釘?shù)拈L度為： ι1≥+=； 取為 10m； ι2≥+=； 取為 8m； ι3≥+=； 取為 8m； ι4≥+=； 取為 8m； ι5≥+=；取為 12m； ι6≥+=； 取為 12m； ι7≥+=；取為 8m； 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 土釘所受的極限抗拔力 Tu=πDιbτ，其中 ιb為土釘錨固段長度。土釘?shù)陌踩禂?shù) k=Tu/N。 Tu1=120= Tu2=120= Tu3=120= Tu4=120= Tu5=30= Tu6=57= Tu7=73= 最后所得的各土釘?shù)淖杂啥伍L度和錨固段長度及全 長 、土釘內(nèi)力、極限抗拔力、安全系數(shù)如表 ： 土釘長度 及安全系數(shù) 表 土 釘 序 號 高 程 (m) 錨固段長度 (m) 自由段長度 (m) 全 長 (m) 土釘內(nèi)力 (kN) 極限抗拔 力 (kN) 安全系數(shù) ① 10 ② 8 ③ 8 ④ 8 ⑤ 12 ⑥ 12 ⑦ 8 ∑N=575kN， ∑Tu=1762kN K總 =1762/575= 各土釘?shù)陌踩禂?shù)和總的安全系數(shù)均大于 。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 面層設(shè)計 面層的作用有三方面：一是承受水土壓力，并將水土壓力傳遞到土釘；二是限制土體塌倒；三是將土釘聯(lián)成整體，當(dāng)水泥土樁防滲發(fā)生局部斷裂時，面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)將斷裂部分兜住以防止發(fā)生涌土破壞。一般為構(gòu)造設(shè)置，強(qiáng)度驗算。 C20 混凝土 100mm厚，內(nèi)配 直徑為 6mm 間距為 200mm 的雙向鋼筋網(wǎng)的面層?？v橫主筋一般采用 16mm 螺紋鋼，間距與土釘間距相同 。 面層承載力 面層可看作為支撐于土釘上的無梁連續(xù)板。令面層厚為 100mm，土釘間距即為面層跨距，即 。 將土層分為兩層根據(jù)公式 p0=p01+p0q計算作用于面層上的荷載。 p01 =(+()/5) p1 () 第一層 ： γ1=18kN/m3 ， ka1=,c1= 第二層： γ2=， ka2=,c2=35 第一面層： p0=p01+p0q=[+()247。5] +20+105= 第二面層： p0=[+()247。5]() +20+109= 取兩部分的平均值 p=(+)/2= M0=pl3/8=m 釘 上帶土釘作用處彎矩 M1= M0=m 跨中彎矩 M2==m 跨中帶支座處 M3==m 跨中帶跨中處 M4==m 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 只有土釘連接處的局部彎矩較大，其他截面彎矩較小。計算如下 : 只有土釘連接處的局部彎矩較大，其他截面彎矩較小。經(jīng)計算選配 6＠ 200200。 取板寬 b=, 高 h=10m, 噴射混凝土強(qiáng)度等級為 C20,鋼筋采用HRB235級鋼筋，環(huán)境類別為一類。 設(shè) as=35mm，則 h0=100035=965mm。 由混凝土和鋼筋等級查表得 fc=, fy=210N/mm2, ft=, α1=,β1=,δb= 截面抵抗矩系數(shù) αs=M/(α1fcbh02)=106/(12509652) = δ=1 ?s21?=＜ δb，可以 γs=(1+ ?s21?)= 所以 AS=M/(fyγsh0)=, 選用 6＠ 200200， AS=6=。 連接計算 鋼筋網(wǎng)片如圖 ，固定鋼筋為 22，長為 400mm，焊接在土釘上。 其連接的安全系數(shù)為akp EpK ? () ? ? 045c o s/TFbap k ???? () 式中 ： a、 b——錨固體的長寬取 a=400mm,b=400mm； F——噴射混凝土抗剪強(qiáng)度 F=1500kPa； T——噴射混凝土厚度 T=100mm； Ea——作用在錨頭上的主動土壓力， Ea=； 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書 ? ? kNp k o s 1001 5 00400400 60 ?????? ? ??pK (滿足要求！ ) 圖 鋼筋網(wǎng)片平面圖 4 土釘墻穩(wěn)定性驗算 外部穩(wěn)定性驗算 由面層、土釘、注漿以及土體構(gòu)成的邊坡類似重力式擋墻一樣承擔(dān)墻后水土壓力，此重力擋墻 可能發(fā)生的穩(wěn)定性破壞為沿基坑底面滑移或繞擋山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 土釘墻穩(wěn)定性驗算 墻趾翻轉(zhuǎn)，即為土釘外部穩(wěn)定性驗算 。外部穩(wěn)定性分析包括抗滑動穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定及基坑隆起分析三方面 。 支護(hù)整體沿底面水平滑動的安全系數(shù)可取為 ；支護(hù)整體傾覆驗算的安全系數(shù)為 。整體滑移的安全度不容易滿足，其原因為軟粘土地層中，墻后水土壓力較大，墻底的摩擦力比較小，為此建議采取以下措施： 底部土釘長度在設(shè)計計算的基礎(chǔ)上適當(dāng)加長，工程案例中一般加長 2－ 3 米；同時將底部土釘傾角加大，調(diào)動墻體入土深度，將水泥土樁的抗剪強(qiáng)度計入抗滑因素。外部穩(wěn)定性驗算請參閱圖 。 圖 外部穩(wěn)定性示意圖 抗滑穩(wěn)定性驗算 土釘墻除了要進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗算外，還需按重力式擋土墻計算方法，驗算其抗滑動穩(wěn)定性。 抗滑動安全系數(shù) EaxFt?hK () 式中： Ft——土釘墻底面產(chǎn)生的抗滑力； 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 土釘墻穩(wěn)定性驗算 Eax——土壓力引起的水平推力為各道土釘拉力之和 ?N ； cB+ta n φ）Bq+W（=Ft 0 () W——墻體自重 B——土釘墻計算寬度 B=(11/12)Lcosα L——為土釘加權(quán)平均長度 。 α——土釘與水平面之間的夾角 。 墻寬取為 ，墻底部土 030?? 抗滑力 Ft=(+20)tan30+16=1149kN 土壓力引起的水平推力為各道土釘拉力之和 ? ? kNN 575 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 7 51 1 4 9 ???? ? NFK th 安全！ 抗傾覆穩(wěn)定驗算 抗傾覆穩(wěn)定力矩即土 的自重平衡力矩 Mw=(+20) m 傾覆力矩 M0=+++6+++2++=m 抗傾覆穩(wěn)定安全