1、概述
目前，土钉墙在深基坑支护施工中得到广泛应用，《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120）1999版本已修改为2012版本，其中土钉墙章节做了较大修改，尤其是土钉墙整体稳定性验算公式变化，需要搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧，以确定抗滑力矩与滑动力矩之比的最小值；因此产生了新的计算方法，如各种应用软件。
下面介绍一种实用的手算方法，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中土钉墙整体稳定性验算规定，建立计算模型、建立计算表格、采用CAD制图软件画出滑动圆弧、工程实例计算、搜索，以完成土钉墙整体稳定性验算过程。
2、手算方法
2.1计算模型
为达到搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧的目的，需要建立一个计算模型：
第一步：设定滑动圆弧AB，A点在坡脚，B点在坡顶。水平移动B点，形成AB1圆弧、AB2圆弧，如图1。通过AB圆弧、AB1圆弧、AB2圆弧计算圆弧滑动稳定安全系数KS，j，搜寻KS，j最小值，搜索危险滑动圆弧面ABZ。
第二步：对于滑动圆弧ABZ，A点、BZ点固定，设圆弧中点C，移动C点，形成AC1BZ圆弧、AC2BZ圆弧，如图2。通过AC1BZ圆弧、AC2BZ圆弧计算圆弧滑动稳定安全系数KS，j，搜寻KS，j最小值，搜索最危险滑动圆弧面ACZBZ。
2.2建立计算表格
使用Excel电子表格（表1），计算圆弧滑动稳定安全系数Ks，j。由《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）公式（5.1.1-1）、（5.1.1-2），采用圆弧滑动条分法进行计算得出Ks，j：
min{KS，1，KS，2…KS，j…}≥KS（5.1.1-1）
∑[cjlj+（qjbj+ΔGj）cosθjtanφj]+∑Rˊk，k[cos（αk+θk）+ψv]/sx，k
Ks，j=-------------------------------------------------------------------------------------（5.1.1-2）
∑（qjbj+ΔGj）sinθj
公式中参数：cj、qj、φj、Rˊk，k、αk、sx，k，为已知数值；
参数：lj、bj、ΔGj、θj、θk、ψv，通过CAD制图画出滑动圆弧，获取数值，如图3；将所有数据填入表1，表格自动计算出Ks，j。
表1中基本数值设定：
3排土钉摩擦阻力，土钉长度9m；基坑深度h=12m，放坡宽度4m；
滑动圆弧半径R=12.95m，圆心坐标x=-1.38m，y=12.88m；条块宽度0.5m。
表1圆弧滑动稳定安全系数Ks，j计算表格
3、工程实例计算
3.1工程实例相关数据
汉阴县自强金海岸小区4#、5#、6#商住楼（30层、28层、26层）；陕西省安康市汉阴县凤凰大道南，兑子街路东；基坑开挖深度：12m；放坡宽度：4m。
3.1.1地质报告中的数据
序号 土层
名称 土层深度
（m） 土的粘聚力
C（kPa） 内摩擦角
φ（o） 土的重度
γ（kN/m3） 与土钉摩擦
阻力（kPa）
1 强风化粉砂岩 3 5 45 22 120
2 中风化粉砂岩 20 10 60 25 190
3.1.2基本参数
侧壁安全级别：二级；基坑开挖深度h=12m；面荷载q=2kPa；荷载宽度b=12m；
圆弧滑动稳定安全系数Ks=1.3。
3.1.3土钉墙参数
孔径d=120mm；长度=12m；入射角α=15°；竖向间距=2m；土钉杆体材料：钢筋。
3.2实例计算、搜索安全系数Ks，j最小值
3.2.1初步数值设定及计算（圆弧AB）
不考虑3排土钉摩擦阻力；基坑深度h=12m，放坡宽度4m；
滑动圆弧半径R=14.6m，圆心坐标x=-0.7m，y=14.58m；条块宽度0.5m。
使用CAD画出滑动圆弧AB，获取各项参数，见图4。将所有参数填入电子表格，自动计算出安全系数Ks，j如下。
查看表，条块13--19的Ks，j小于1.3；必须设置土钉。
3.2.2数值设定及计算（圆弧AB）
参数不变，三排土钉摩擦阻力，土钉长度12m；
滑动圆弧半径R=14.6m，圆心坐标x=-0.7m，y=14.58m；条块宽度0.5m。
CAD画图，计算安全系数Ks，j如下。条块1---16安全系数Ks，j增高。
3.2.3搜索Ks，j最小值
3.2.3.1B点向左移动2.12m到B1点，滑动圆弧半径减小，形成AB1圆弧。
三排土钉摩擦阻力，土钉长度9m；
滑动圆弧半径R=12.95m，圆心坐标x=-1.38m，y=12.88m；条块宽度0.5m。
CAD画图，计算安全系数Ks，j如下。
3.2.3.2B1点向左移动2.12m到B11点，滑动圆弧半径第二次减小，形成AB11圆弧。
考虑三排土钉摩擦阻力，土钉长度9m；
滑动圆弧半径R=11.45m，圆心坐标x=-2.02m，y=11.27m；条块宽度0.5m。
CAD画图，计算安全系数Ks，j如下。
3.2.3.3B11点向左移动2.12m到B12点，滑动圆弧半径第三次减小，形成AB12圆弧。
三排土钉摩擦阻力，土钉长度6m；
滑动圆弧半径R=12.60m，圆心坐标x=-5.30m，y=11.43m；条块宽度0.5m。
CAD画图，计算安全系数Ks，j如下。
表中Ks，j数值已经变小，B点水平移动停止。
3.2.3.4B12点命名为Bz，ABz滑动圆弧中点C向左上角移动0.54m，滑动圆弧半径减小，形成圆弧AC1Bz。
考虑三排土钉摩擦阻力，土钉长度6m；
滑动圆弧半径R=16.25m，圆心坐标x=-8.89m，y=13.61m；条块宽度0.5m。
CAD画图，计算安全系数Ks，j如下。
3.2.3.5ABz滑动圆弧中点C向右下角移动0.54m，滑动圆弧半径增大，形成圆弧AC2Bz。
考虑三排土钉摩擦阻力，土钉长度6m；
滑动圆弧半径R=10.57m，圆心坐标x=-3.10m，y=10.11m；条块宽度0.5m。
CAD画图，计算安全系数Ks，j如下。
3.2.4综合分析
滑动圆弧AB12为最小数值滑动圆弧（2.99，2.89，2.84，2.04，2.07，1.38），停止搜索。
滑动圆弧AC2Bz也为最小数值滑动圆弧，停止搜索。
3.2.5结论
依照AB12或AC2Bz滑动圆弧参数，设置基坑边坡土钉墙，整体稳定性满足安全要求。
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