设计图纸
计
算
书
二0一一年十月
支护一单元
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验算项目:
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[ 验算简图 ]
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[ 验算条件 ]
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[ 基本参数 ]
所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99
基坑深度： 7.000(m)
基坑内地下水深度： 7.500(m)
基坑外地下水深度： 3.000(m)
基坑侧壁重要性系数： 1.000
土钉荷载分项系数： 1.250
土钉抗拉抗力分项系数： 1.300
整体滑动分项系数： 1.300
[ 坡线参数 ]
坡线段数 2
序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)
1 2.439 5.000 .0
2 1.000 2.000 63.4
[ 土层参数 ]
土层层数 4
序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土
(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)
1 素填土 0.600 18.0 18.0 5.0 15.0 18.0 18.0 合算
2 粗砂 2.100 23.0 17.0 2.0 18.0 90.0 90.0 合算
3 粘性土 5.400 20.5 20.5 21.7 19.6 60.0 60.0 合算
4 粗砂 4.100 23.0 23.0 2.0 18.0 110.0 110.0 分算
[ 超载参数 ]
超载数 1
序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m)
1 满布均布 15.000
[ 土钉参数 ]
土钉道数 3
序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋
1 1.500 1.500 20.0 110 9.000 1D22
2 1.500 1.700 20.0 110 9.000 1D22
3 1.500 1.500 20.0 110 6.000 1D22
[ 花管参数 ]
基坑内侧花管排数 0
基坑内侧花管排数 0
[ 锚杆参数 ]
锚杆道数 0
[ 坑内土不加固 ]
[ 内部稳定验算条件 ]
考虑地下水作用的计算方法：总应力法
土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500
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[ 验算结果 ]
*******************************************************************
[ 局部抗拉验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数
(m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉
1 2.000 40.3 0
2 3.700 41.0 1 9.000 36.3 145.4 114.0 3.208 2.515
3 5.200 41.2 1 9.000 27.2 128.1 114.0 3.769 3.355
2 9.000 14.9 127.9 114.0 6.846 6.106
4 7.000 41.4 1 9.000 27.0 107.4 114.0 3.179 3.375
2 9.000 13.2 114.0 114.0 6.7 6.901
3 6.000 88.5 77.8 114.0 1.703 1.031
[ 内部稳定验算结果 ]
工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)
1 1.547 2.044 6.447 1.500
2 1.500 -0.117 8.031 4.338
3 1.451 -5.272 12.717 12.530
4 1.496 -7.107 14.107 15.796
[ 外部稳定计算参数 ]
所依据的规程： 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
土钉墙计算宽度: 10.000(m)
墙后地面的倾角: 0.0(度)
墙背倾角: 90.0(度)
土与墙背的摩擦角: 10.0(度)
土与墙底的摩擦系数: 0.300
墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)
墙底地基承载力: 400.0(kPa)
抗水平滑动安全系数： 1.300
抗倾覆安全系数： 1.600
[ 外部稳定计算结果 ]
重力: 857.3(kN)
重心坐标: ( 5.946, 3.872）
超载: 98.4(kN)
超载作用点x坐标: 6.719(m)
土压力: 92.9(kPa)
土压力作用点y坐标: 2.380(m)
基底平均压力设计值 97.2(kPa) < 400.0
基底边缘最大压力设计值 141.4(kPa) < 1.2*400.0
抗滑安全系数: 1.700 > 1.300
抗倾覆安全系数: 18.257 > 1.600
支护二单元
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[ 支护方案 ]
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水泥土墙支护
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[ 基本信息 ]
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| 内力计算方法 | 增量法 |
| 规范与规程 | 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 |
| 基坑等级 | 二级 |
| 基坑侧壁重要性系数γ0 | 1.00 |
| 基坑深度H(m) | 8.500 |
| 嵌固深度(m) | 7.000 |
| 墙顶标高(m) | -2.500 |
| 截面类型及参数 | 实心墙... |
| 放坡级数 | 1 |
| 超载个数 | 1 |
[ 放坡信息 ]
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| 坡号 | 台宽(m) | 坡高(m) | 坡度系数 |
| 1 | 1.000 | 2.500 | 0.700 |
[ 超载信息 ]
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| 超载 | 类型 | 超载值 | 作用深度 | 作用宽度 | 距坑边距 | 形式 | 长度 |
| 序号 | (kPa,kN/m) | (m) | (m) | (m) | (m) | ||
| 1 | 10.000 | --- | --- | --- | --- | --- |
[ 土层信息 ]
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| 土层数 | 7 | 坑内加固土 | 否 |
| 内侧降水最终深度(m) | 9.000 | 外侧水位深度(m) | 3.000 |
| 内侧水位是否随开挖过程变化 | 否 | ||
| 弹性法计算方法 | m法 |
[ 土层参数 ]
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| 层号 | 土类名称 | 层厚 | 重度 | 浮重度 | 粘聚力 | 内摩擦角 |
| (m) | (kN/m3) | (kN/m3) | (kPa) | (度) | ||
| 1 | 杂填土 | 1.00 | 18.0 | --- | 7.00 | 15.00 |
| 2 | 粗砂 | 3.20 | 23.0 | 13.0 | 2.00 | 18.00 |
| 3 | 粘性土 | 5.40 | 20.5 | 10.5 | 21.70 | 19.60 |
| 4 | 粗砂 | 4.10 | 23.0 | 13.0 | --- | --- |
| 5 | 粘性土 | 2.70 | 21.0 | 11.0 | --- | --- |
| 6 | 粗砂 | 2.80 | 23.9 | 13.9 | --- | --- |
| 7 | 强风化岩 | 5.10 | 25.0 | 15.0 | --- | --- |
| 层号 | 与锚固体摩 | 粘聚力 | 内摩擦角 | 水土 | 计算m值 | 抗剪强度 |
| 擦阻力(kPa) | 水下(kPa) | 水下(度) | (MN/m4) | (kPa) | ||
| 1 | 18.0 | --- | --- | --- | 3.70 | --- |
| 2 | 90.0 | 2.00 | 18.00 | 分算 | 4.88 | --- |
| 3 | 60.0 | 21.70 | 19.60 | 合算 | 7. | --- |
| 4 | 110.0 | 2.00 | 18.00 | 分算 | 4.88 | --- |
| 5 | 60.0 | 21.70 | 19.90 | 合算 | 8.10 | --- |
| 6 | 110.0 | 2.00 | 18.00 | 分算 | 4.88 | --- |
| 7 | 170.0 | 5.00 | 10.00 | 合算 | 1.50 | --- |
[ 支锚信息 ]
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| 支锚道数 | 3 |
| 支锚 | 支锚类型 | 水平间距 | 竖向间距 | 入射角 | 总长 | 锚固段 |
| 道号 | (m) | (m) | (°) | (m) | 长度(m) | |
| 1 | 锚杆 | 1.500 | 3.500 | 15.00 | 12.00 | 6.00 |
| 2 | 锚杆 | 1.500 | 1.500 | 15.00 | 9.00 | 4.00 |
| 3 | 锚杆 | 1.500 | 1.500 | 15.00 | 9.00 | 4.00 |
| 支锚 | 预加力 | 支锚刚度 | 锚固体 | 工况 | 抗拉力 |
| 道号 | (kN) | (MN/m) | 直径(mm) | 号 | (kN) |
| 1 | 80.00 | 30.00 | 110 | 2～ | 1.00 |
| 2 | 80.00 | 30.00 | 110 | 4～ | 1.00 |
| 3 | 80.00 | 30.00 | 110 | 6～ | 1.00 |
[ 水泥土墙截面参数 ]
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水泥土墙截面示意图
| 水泥土墙厚度b(m) | 0.800 |
| 水泥土弹性模量E(10^4MPa) | 1.750 |
| 水泥土抗压强度P(MPa) | 5.000 |
| 水泥土抗拉/抗压强度比 | 0.060 |
| 水泥土墙平均重度(kN/m3) | 22.000 |
| 水泥土墙底摩擦系数 | 0.250 |
[ 土压力模型及系数调整 ]
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弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:
| 层号 | 土类名称 | 水土 | 水压力 | 主动土压力 | 被动土压力 | 被动土压力 |
| 调整系数 | 调整系数 | 调整系数 | 最大值(kPa) | |||
| 1 | 杂填土 | 合算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
| 2 | 粗砂 | 分算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
| 3 | 粘性土 | 合算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
| 4 | 粗砂 | 分算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
| 5 | 粘性土 | 合算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
| 6 | 粗砂 | 分算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
| 7 | 强风化岩 | 合算 | 1.000 | 1.000 | 1.000 | 10000.000 |
[ 设计结果 ]
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[ 结构计算 ]
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各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
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[ 截面计算 ]
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[ 内力取值 ]
| 序 | 内力类型 | 弹性法 | 经典法 |
| 号 | 计算值 | 计算值 | |
| 基坑外侧最大弯矩(kN.m) | 77.62 | 800.11 | |
| 1 | 基坑外侧最大弯矩距墙顶(m) | 4.68 | 11.96 |
| 基坑内侧最大弯矩(kN.m) | 312.63 | 37.17 | |
| 基坑内侧最大弯矩距墙顶(m) | 7.28 | 4.94 |
一. 采用弹性法计算结果：
***基坑内侧计算结果：***
***计算截面距离墙顶 7.28m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×312.63 = 390.79kN.m
1. 压应力验算:
抗压强度满足!
2. 拉应力验算:
抗拉强度满足!
***基坑外侧计算结果：***
***计算截面距离墙顶 4.68m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×77.62 = 97.03kN.m
1. 压应力验算:
抗压强度满足!
2. 拉应力验算:
抗拉强度满足!
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[ 锚杆计算 ]
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[ 锚杆参数 ]
| 锚杆钢筋级别 | HRB335 |
| 锚索材料强度设计值(MPa) | 1220.000 |
| 锚索采用钢绞线种类 | 1 × 7 |
| 锚杆材料弹性模量(×10^5 MPa) | 2.000 |
| 锚索材料弹性模量(×10^5 MPa) | 1.950 |
| 注浆体弹性模量(×10^4MPa) | 3.000 |
| 土与锚固体粘结强度分项系数 | 1.300 |
| 锚杆荷载分项系数 | 1.250 |
| 支锚道号 | 锚杆最大内力 | 锚杆最大内力 | 锚杆内力 | 锚杆内力 |
| 弹性法(kN) | 经典法(kN) | 设计值(kN) | 实用值(kN) | |
| 1 | 141.49 | 49.44 | 176.86 | 176.86 |
| 2 | 165.86 | 57.31 | 207.33 | 207.33 |
| 3 | 160.39 | 98.83 | 200.49 | 200.49 |
| 支锚道号 | 支锚类型 | 钢筋或 | 自由段长度 | 锚固段长度 | 实配[计算]面积 | 锚杆刚度 |
| 钢绞线配筋 | 实用值(m) | 实用值(m) | (mm2) | (MN/m) | ||
| 1 | 锚杆 | 2D22 | 6.0 | 6.0 | 760[610] | 21.07 |
| 2 | 锚杆 | 2D22 | 5.0 | 4.0 | 760[715] | 25.84 |
| 3 | 锚杆 | 2D22 | 5.0 | 4.0 | 760[692] | 25.84 |
[ 抗倾覆稳定性验算 ]
----------------------------------------------------------------------
注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 锚杆 169.793 82.938
2 锚杆 169.793 55.292
3 锚杆 169.793 55.292
抗倾覆稳定性系数 Ks = 1.362< 1.2,满足规范要求!
(Ks >= 1.2)
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[ 抗滑移稳定性验算 ]
----------------------------------------------------------------------
注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 锚杆 169.793 82.938
2 锚杆 169.793 55.292
3 锚杆 169.793 55.292
抗滑安全系数(Kh >= 1.2):
Kh = 1.410
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[ 整体稳定验算 ]
----------------------------------------------------------------------
计算方法：瑞典条分法
应力状态：总应力法
条分法中的土条宽度: 0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数 Ks = 1.488
圆弧半径(m) R = 21.718
圆心坐标X(m) X = -1.902
圆心坐标Y(m) Y = 7.650
----------------------------------------------------------------------
[ 抗隆起验算 ]
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Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):
Ks = 1.732 >= 1.1, 满足规范要求。
Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):
Ks = 1.944 >= 1.15, 满足规范要求。
[ 隆起量的计算 ]
注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理!
式中 δ———基坑底面向上位移(mm);
n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;
ri———第i层土的重度(kN/m3)；
地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3);
hi———第i层土的厚度(m);
q———基坑顶面的地面超载(kPa);
D———桩(墙)的嵌入长度(m);
H———基坑的开挖深度(m);
c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa);
φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);
r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3);
δ = 18(mm)
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[ 抗管涌验算 ]
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抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):
式中 γ0———侧壁重要性系数;
γ'———土的有效重度(kN/m3);
γw———地下水重度(kN/m3);
h'———地下水位至基坑底的距离(m);
D———桩(墙)入土深度(m);
K = 4.274 >= 1.5, 满足规范要求。
支护三单元
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[ 支护方案 ]
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天然放坡支护
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[ 基本信息 ]
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| 规范与规程 | 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 |
| 基坑等级 | 二级 |
| 基坑侧壁重要性系数γ0 | 1.00 |
| 基坑深度H(m) | 4.400 |
| 放坡级数 | 1 |
| 超载个数 | 1 |
[ 放坡信息 ]
----------------------------------------------------------------------
| 坡号 | 台宽(m) | 坡高(m) | 坡度系数 |
| 1 | 0.000 | 4.400 | 1.000 |
[ 超载信息 ]
----------------------------------------------------------------------
| 超载 | 类型 | 超载值 | 作用深度 | 作用宽度 | 距坑边距 | 形式 | 长度 |
| 序号 | (kPa,kN/m) | (m) | (m) | (m) | (m) | ||
| 1 | 15.000 | --- | --- | --- | --- | --- |
[ 土层信息 ]
----------------------------------------------------------------------
| 土层数 | 3 | 坑内加固土 | 否 |
| 内侧降水最终深度(m) | 5.000 | 外侧水位深度(m) | 5.000 |
[ 土层参数 ]
----------------------------------------------------------------------
| 层号 | 土类名称 | 层厚 | 重度 | 浮重度 | 粘聚力 | 内摩擦角 | 粘聚力 | 内摩擦角 |
| (m) | (kN/m3) | (kN/m3) | (kPa) | (度) | 水下(kPa) | 水下(度) | ||
| 1 | 粗砂 | 1.60 | 23.0 | --- | 2.00 | 18.00 | --- | --- |
| 2 | 粘性土 | 3.10 | 20.5 | --- | 21.70 | 19.60 | --- | --- |
| 3 | 粗砂 | 10.90 | 23.0 | 13.0 | 2.00 | 18.00 | 2.00 | 18.00 |
[ 设计结果 ]
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[ 整体稳定验算 ]
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天然放坡计算条件:
计算方法：瑞典条分法
应力状态：总应力法
基坑底面以下的截止计算深度: 0.00m
基坑底面以下滑裂面搜索步长: 5.00m
条分法中的土条宽度: 0.40m
天然放坡计算结果:
| 道号 | 整体稳定 | 半径 | 圆心坐标 | 圆心坐标 |
| 安全系数 | R(m) | Xc(m) | Yc(m) | |
| 1 | 0.665 | 2.375 | 2.551 | 5.162 |
| 2 | 1.384 | 4.592 | 2.436 | 3.3 |
----------------------------------------------------------------------
验算项目:
----------------------------------------------------------------------
[ 验算简图 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 验算条件 ]
----------------------------------------------------------------------
[ 基本参数 ]
所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99
基坑深度： 4.100(m)
基坑内地下水深度： 5.000(m)
基坑外地下水深度： 5.000(m)
基坑侧壁重要性系数： 1.000
土钉荷载分项系数： 1.250
土钉抗拉抗力分项系数： 1.300
整体滑动分项系数： 1.300
[ 坡线参数 ]
坡线段数 1
序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°)
1 2.367 4.100 60.0
[ 土层参数 ]
土层层数 3
序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土
(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)
1 粗砂 1.600 23.0 18.0 2.0 18.0 90.0 90.0 合算
2 粘性土 3.100 20.5 17.0 21.7 19.6 60.0 60.0 合算
3 粗砂 10.900 23.0 23.0 2.0 18.0 110.0 110.0 分算
[ 超载参数 ]
超载数 1
序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m)
1 满布均布 15.000
[ 土钉参数 ]
土钉道数 2
序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋
1 1.500 1.500 20.0 110 6.000 1D22
2 1.500 1.500 20.0 110 6.000 1D22
[ 花管参数 ]
基坑内侧花管排数 0
基坑内侧花管排数 0
[ 锚杆参数 ]
锚杆道数 0
[ 坑内土不加固 ]
[ 内部稳定验算条件 ]
考虑地下水作用的计算方法：总应力法
土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500
*******************************************************************
[ 验算结果 ]
*******************************************************************
[ 局部抗拉验算结果 ]
工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数
(m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉
1 2.000 39.2 0
2 3.500 39.4 1 6.000 25.4 80.7 114.0 2.543 3.595
3 4.100 39.5 1 6.000 17.7 76.2 114.0 3.446 5.156
2 6.000 15.5 101.1 114.0 5.220 5.886
[ 内部稳定验算结果 ]
工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m)
1 1.575 -0.055 6.423 4.200
2 1.677 -2.922 8.371 8.430
3 1.940 -3.207 9.009 9.563
[ 外部稳定计算参数 ]
所依据的规程： 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
土钉墙计算宽度: 10.000(m)
墙后地面的倾角: 0.0(度)
墙背倾角: 90.0(度)
土与墙背的摩擦角: 10.0(度)
土与墙底的摩擦系数: 0.300
墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)
墙底地基承载力: 400.0(kPa)
抗水平滑动安全系数： 1.300
抗倾覆安全系数： 1.600
[ 外部稳定计算结果 ]
重力: 773.4(kN)
重心坐标: ( 5.581, 2.014）
超载: 114.5(kN)
超载作用点x坐标: 6.184(m)
土压力: 37.3(kPa)
土压力作用点y坐标: 1.394(m)
基底平均压力设计值 .4(kPa) < 400.0
基底边缘最大压力设计值 123.4(kPa) < 1.2*400.0
抗滑安全系数: 7.310 > 1.300
抗倾覆安全系数: 99.470 > 1.600
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