水泥土墙计算书

水泥土墙计算书

计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《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

一、参数信息

水泥土墙

1、基本参数

基坑开挖深度h(m) 3.9 水泥土墙体平均重度γcs(kN/m3) 20 水泥土墙开挖龄期抗压强度设计值11.15 水泥土墙厚度B(m) 3.3

2、土层参数

3、荷载参数

4、计算系数

二、土压力计算

1、主动土压力计算

1）主动土压力系数

K a1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-15/2)=0.589；

K a2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-15/2)=0.589；

K a3=tan2(45°- φ3/2）= tan2(45-20/2)=0.49；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：0-3.5m

H1'=[∑γ0h0+∑q1]/γ1=[0+3]/18=0.167m

P ak1上=γ1H1'K a1-2c1K a10.5=18×0.167×0.589-2×10×0.5890.5=-13.579kN/m2

P ak1下=γ1(h1+H1')K a1-2c1K a10.5=18×(3.5+0.167)×0.589-2×10×0.5890.5=23.528kN/m2

第2层土：3.5-4m

H2'=[∑γ1h1+∑q1]/γsat2=[63+3]/20=3.3m

P ak2上=γsat2H2'K a2-2c2K a20.5=20×3.3×0.589-2×10×0.5890.5=23.525kN/m2

P ak2下=γsat2(h2+H2')K a2-2c2K a20.5=20×(0.5+3.3)×0.589-2×10×0.5890.5=29.415kN/m2

第3层土：4-9.9m

H3'=[∑γ2h2+∑q1+∑q1b1/(b1+2a1)]/γsat3=[73+3+1.167]/21=3.675m

P ak3上

=[γsat3H3'-γw(∑h2-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[21×3.675-10×(4-3.5)]×0.49-2×8×0.490.5+10×(4-3.5)=29.166kN/m2

P ak3下

=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h3-h a)]K a3-2c3K a30.5+γw(∑h2-h a)=[21×(3.675+5.9)-10×(9.9-3.5)]×0.49-2×8×0.490.5+10×(9.9-3.5)=119.967kN/m2

3）水平荷载

临界深度：Z0=P ak1下h1/(P ak1上+ P ak1下)=23.528×3.5/(13.579+23.528)=2.219m；

第1层土

E ak1=0.5P ak1下Z0×1=0.5×23.528×2.219×1=26.104kN；

a a1=Z0/3+∑h2=2.219/3+6.4=7.14m；

第2层土

E ak2=h2(P a2上+P a2下)×1/2=0.5×(23.525+29.415)×1/2=13.235kN；

a a2=h2(2P a2上+P a2下)/(3P a2上+3P a2

)+∑h3=0.5×(2×23.525+29.415)/(3×23.525+3×29.415)+5.9=6.141m；

下

第3层土

E ak3=h3(P a3上+P a3下)×1/2=5.9×(29.166+119.967)×1/2=439.942kN；

a a3=h3(2P a3上+P a3下)/(3P a3上+3P a3

)=5.9×(2×29.166+119.967)/(3×29.166+3×119.967)=2.351m；

下

土压力合力：

E ak=ΣE aki=26.104+13.235+439.942=479.281kN；

合力作用点：

a a= Σ(a ai E aki)/E ak=(7.14×26.104+6.141×13.235+2.351×439.942)/479.281=2.716m；

2、被动土压力计算

1）被动土压力系数

K p1=tan2(45°+ φ1/2）= tan2(45+15/2)=1.698；

K p2=tan2(45°+ φ2/2）= tan2(45+20/2)=2.04；

K p3=tan2(45°+ φ3/2）= tan2(45+20/2)=2.04；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：3.9-4m

H1'=[∑γ0h0]/γ1=[0]/18=0m

P pk1上=γ1H1'K p1+2c1K p10.5=18×0×1.698+2×10×1.6980.5=26.061kN/m2

P pk1下=γ1(h i+H1')K p1+2c1K p10.5=18×(0.1+0)×1.698+2×10×1.6980.5=29.118kN/m2

第2层土：4-6.9m

H2'=[∑γ1h1]/γ2=[1.8]/19=0.095m

P pk2上=γ2H2'K p2+2c2K p20.5=19×0.095×2.04+2×8×2.040.5=26.535kN/m2

P pk2下=γ2(h i+H2')K p2+2c2K p20.5=19×(2.9+0.095)×2.04+2×8×2.040.5=138.939kN/m2

第3层土：6.9-9.9m

H3'=[∑γ2h2]/γsat3=[56.9]/21=2.71m

P pk3上

=[γsat3H3'-γw(∑h2-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[21×2.71-10×(3-3)]×2.04+2×8×2.040.5+10×( 3-3)=138.949kN/m2

P pk3下

=[γsat3(H3'+h3)-γw(∑h3-h p)]K p3+2c3K p30.5+γw(∑h2-h p)=[21×(2.71+3)-10×(6-3)]×2.04+2×8×2.0