理正深基坑设计原理(配筋部分)(6)

2019-08-30 15:13

7.1.2 土钉轴向拉力标准值

单根土钉的轴向拉力标准值可按下列公式计算:

式中:

Nk,j —— 第j层土钉的轴向拉力标准值;

αj —— 第j层土钉的倾角;

ζ —— 坡面倾斜时的主动土压力折减系数,可按公式(7.1.2-3)确定; ηj —— 第j层土钉处的主动土压力分布调整系数,可按公式(7.1.2-4)计算; pakj —— 第j层土钉处的主动土压力强度的标准值;

sxj —— 土钉的水平间距,当与相邻土钉的间距不同时,取其平均值; szj —— 土钉的垂直间距,当与相邻土钉的间距不同时,取其平均值。

注意:

1. 多道土钉共同分担土压力时,竖向范围szj取本道土钉与上下土钉间距之和的一半,首道土钉上部取至坡顶,最末道土钉下部取至开挖面,图7.1.4-1;

2. 跨坡土钉,分为上跨坡和下跨坡,上跨坡是指与上一根土钉间距的1/2处在上一个或多个坡上,下跨坡是指与下一根土钉间距的1/2处在下一个或多个坡上;根据破裂面不同,取值不同,当上土钉在破裂面范围之外时,上跨坡土钉上部取值范围取到本坡顶,下跨坡土钉下部取值范围取到本坡底,当上土钉在破裂面之内时,同中间土钉取值。

坡面倾斜时的主动土压力折减系数ζ可按下列公式计算:

式中:

ζ —— 主动土压力折减系数;

β —— 土钉墙坡面与水平面的夹角;

φm —— 基坑底面以上土体内摩擦角标准值按土层厚度加权的平均值。

?土钉轴向拉力调整系数可按下列公式计算?图????????:

式中:

zj —— 第j层土钉至基坑顶面的垂直距离; h —— 基坑深度;

ΔEaj —— 作用在以第j层土钉为中点、sxj、szj为竖向投影面边长的土钉墙坡面上的

主动土压力标准值; ηa —— 土钉墙顶面的主动土压力调整系数;

ηb —— 土钉墙底面的主动土压力调整系数,可取0.6~1.0;对粘性土取ηb≥0.6,

对砂土取ηb≥0.7; n —— 土钉和锚杆层数。

7.1.3 土钉极限抗拔承载力

土钉的极限抗拔力可按下列公式估算:

式中:

Rk,j —— 第j个土钉的极限抗拔承载力标准值;

dj ——

第j个土钉的锚固体直径;对成孔注浆土钉,按成孔直径计算,对打入钢管土钉,按钢管直径计算;

qsik —— 第j个土钉在第i层土的极限粘结强度标准值,应根据工程经验并结合表

7.1.3取值;; li —— 第j个土钉在滑动面外第i土层中的长度;计算单根土钉极限抗拔力时,

取图7.1.3-1所示直线滑动面,直线滑动面与水平面夹角取(β+φm)/2。

注意:当按照7.1.2-6确定的土钉极限抗拔承载力标准值大于fykAs时,应取Rk,j=fykAs。 7.1.4 锚杆和土钉共同承担抗拔承载力

当不选择“抗拉承载力计算锚杆分担土压力”,认为锚杆不存在,土钉独自承担抗力承载力,具体计算参见7.1.1-7.1.3;若选择“抗拉承载力计算锚杆分担土压力”,则锚杆和土钉共同分担局部抗拉承载力,如图7.1.4-1。

当锚杆和土钉共同承担抗拉承载力时,锚杆土压力分担同土钉;但是抗拉承载力计算和稳定性验算中,仅对锚杆进行验算,不进行设计。

7.2 稳定验算

7.2.1 整体滑动稳定性验算

土钉墙应按下列规定对基坑开挖的各工况进行整体滑动稳定性验算: 1 整体滑动稳定性可采用圆弧滑动条分法进行验算;

2 采用圆弧滑动条分法时,其整体稳定性应符合下列规定(图7.2.1-1):

式中:

Ks —— 圆弧滑动整体稳定安全系数;安全等级为二级、三级的土钉墙,Ks分别不

应小于1.3、1.25;

Ks,i —— 第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值;抗滑力矩与滑动力矩之比

的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定;

cj、?j —— 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);

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;

θj —— 第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°);

R’k,k —— 第k层土钉或锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值(kN);应取土钉或锚杆在滑

动面以外的锚固体极限抗拔承载力标准值与杆体受拉承载力标准值(fykAs

或fptkAp)的较小值;锚固体的极限抗拔承载力按7.1.3条和第5.2条的规定计算,但锚固段应取圆弧滑动面以外的长度;

αk —— 第k层土钉或锚杆的倾角(°);

θk —— 滑弧面在第k层土钉或锚杆处的法线与垂直面的夹角(°); sx,k —— 第k层土钉或锚杆的水平间距(m);

ψv —— 计算系数;可取ψv=0.5sin(θk+αk)tan?。

注意:

1. 土钉整体稳定验算时,选择“瑞典条分法”和“总应力法”时,对应《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012 中5.1.1条规定;

2. ?为第k层土钉或锚杆与滑弧交点处土的内摩擦角(°); 3. 与工况有关,计算稳定的控制点取决于工况深度; 4. 可以指定基坑底面以下一定范围进行稳定计算; 5. 可以指定土钉是否参与滑弧搜索;

6. 土钉上下0.3m范围内有多层土时,土层参数φ取低值;否则,取土钉所在的土层的φ值。


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