土釘墻基坑支護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、深基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)基坑土釘支護(hù)四川建院土木系地質(zhì)教研室二 0 一四年六月目錄1. 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)理論2. 基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書3. 基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書4. 本次設(shè)計(jì)的相關(guān)資料1土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)理論1.1 概述1.1.1 基坑支護(hù)的作用基坑開挖后 ,形成臨空面 ,在基坑土體自身重量、 地表荷載、地下水滲透作用 下，可能產(chǎn)生破壞或過(guò)大變形，危及基礎(chǔ)施工或周圍建筑物的安全，因此，須對(duì) 基坑側(cè)壁采取一定的措施進(jìn)行支護(hù)。1.1.2 土釘墻及土釘?shù)亩x、支護(hù)原理 土釘墻：由土釘、被加固的土體、面層組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。土釘墻支護(hù)在某些 施工企業(yè)也稱為噴錨支護(hù)。其組成如圖 1.1.2-1 所示：圖 1.1

2、.2-1 土釘墻剖面示意圖 土釘：用來(lái)加固、錨固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長(zhǎng)桿件。通常采用土中鉆孔，置入 變形鋼筋， 并沿孔全長(zhǎng)注漿的方法做成。 土釘依靠與土體之間的界面粘結(jié)力或摩 擦力，在土體發(fā)生變形的條件下被動(dòng)受力， 并主要承受拉力作用。 土釘也可用鋼 管、角鋼直接擊入土中 , 并全長(zhǎng)注漿的方法做成。面層：在土釘端部沿水平方向及豎向焊接加強(qiáng)鋼筋， 在加強(qiáng)鋼筋上焊接分布 鋼筋，再噴射混凝土制作而成。加固原理： 基坑臨空面形成后， 側(cè)壁土體有向臨空面位移的趨勢(shì)， 及沿某一 潛在破壞面破壞的趨勢(shì)， 置入土釘后， 土釘承受了由周圍土體及面層傳遞過(guò)來(lái)的 土壓力，把土壓力傳遞至穩(wěn)定的土層中去， 從而阻止了側(cè)壁土

3、體向基坑方向的位 移；土釘加固土體使土體強(qiáng)度提高， 并由于土釘?shù)睦Γ?使?jié)撛谄茐拿嫔系姆ㄏ?應(yīng)力增大，因而摩擦力增大，阻止基坑側(cè)壁沿某一潛在破壞面破壞。1.1.3 土釘墻的適用條件 1基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地（基坑側(cè)壁安全等級(jí)根據(jù) 側(cè)壁破壞后果的嚴(yán)重程度劃分） 。2基坑深度不宜大于 12m。 3當(dāng)?shù)叵滤桓哂诳拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施。 當(dāng)土質(zhì)較差，且基坑邊坡靠近重要建筑設(shè)施 , 需要嚴(yán)格控制支護(hù)變形時(shí)，宜 開挖前先沿基坑邊緣設(shè)置密排的豎向微型樁（見圖 1.1.3-1 ），其間距不宜大于1m深入基坑底部13m微型樁可用無(wú)縫鋼管或焊管，直徑 48150m管壁上應(yīng) 設(shè)置出漿孔

4、。小直徑的鋼管可分段在不同挖深處用擊打方法置入并注漿； 較大直 徑（大于100mm的鋼管宜采用鉆孔置入并注漿，在距孔底 1/3孔深范圍內(nèi)的管 壁上設(shè)置注漿孔，注漿孔直徑 1015mm間距400500mm圖1.1.3-1 超前設(shè)置微形樁的土釘支護(hù)當(dāng)支護(hù)變形需要嚴(yán)格限制在不良土體中施工時(shí)，宜聯(lián)合使用其他支護(hù)技術(shù)，將土釘支護(hù)擴(kuò)展為土釘一一預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合支護(hù)、土釘一一樁聯(lián)合支護(hù)、土釘防滲墻聯(lián)合支護(hù)等，并參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。1.1.4與錨桿支護(hù)相比，土釘與土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)1 土釘?shù)淖饔弥皇羌庸讨車馏w，使周圍土體的強(qiáng)度增加，保證其穩(wěn)定 性，并和被加固的土體一起作為擋土結(jié)構(gòu)，支護(hù)基坑。錨桿常與樁、

5、墻聯(lián)合使用，作為樁墻等擋土結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)，與樁墻一起作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，此時(shí)，錨桿周圍的土體 不再為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分。2. 土釘在基坑側(cè)壁上的排列較密，錨桿的排列間距較大。3 土釘在土體發(fā)生變形后才被動(dòng)受拉，土釘對(duì)土體的約束需要土體變形作 為補(bǔ)償，錨桿一般在設(shè)置時(shí)預(yù)加拉應(yīng)力，給土體以主動(dòng)約束。4.土釘沿孔全長(zhǎng)注漿、錨桿應(yīng)考慮自由段 e長(zhǎng)度不應(yīng)小于5m1.1.5 土釘及土釘墻的受力狀態(tài)和破壞形式1. 土釘墻在自身重量等荷載作用下，可能沿內(nèi)部或外部破裂面產(chǎn)生整體破壞，如圖1.1.4-1 所示。圖1.1.4-1 土釘墻沿內(nèi)部或外部破裂面2. 土釘墻沿墻底產(chǎn)生滑移，或沿墻趾產(chǎn)生傾覆。3 單根土釘在拉力作用下被拔

6、出。土體在自身重量等荷載作用下，產(chǎn)生變形, 作用土壓力于面層，面層傳遞給土釘，土釘承受了由面層及周圍土體傳遞過(guò)來(lái)的 拉力，有向基坑方向拔出的驅(qū)勢(shì)；同時(shí)破裂面以外穩(wěn)定土體與土釘?shù)恼辰Y(jié)力對(duì)土 釘產(chǎn)生抗拔力，阻止土釘向外拔出。當(dāng)拉力大于抗拔力時(shí)，土釘被拔出。4.土釘墻墻底承載力不夠，產(chǎn)生破壞。1.2 土釘墻的構(gòu)造要求1. 土釘墻墻面坡度不宜大于1:0.1 ；2. 土釘和面層必須有效連接，應(yīng)設(shè)置承壓板或加強(qiáng)鋼筋等構(gòu)造措施，承壓板 或加強(qiáng)鋼筋應(yīng)與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接；3. 土釘?shù)拈L(zhǎng)度宜為開挖深度的 0.51.2倍，間距宜為12m,與水平面夾 角宜為520 ；4. 土釘鋼筋宜采用HPB235 HRB

7、335級(jí)鋼筋，鋼筋直徑宜為1632mm鉆孔直徑宜為70120mm5 注漿材料宜為水泥漿或水泥砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不低于M1Q6. 噴射混凝土面層宜配置鋼筋網(wǎng)， 鋼筋直徑宜為610mm間距宜為150 300mm噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C20,厚度不宜小于80mm7. 坡面上下段鋼筋搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于 300mm8. 排水系統(tǒng)參照如下規(guī)定：基坑四周支護(hù)范圍內(nèi)的地表應(yīng)加修整，構(gòu)筑排水溝和水泥砂漿或混凝土地面，防止地表降水向地下滲透，靠近基坑坡頂寬24 m的地面應(yīng)適當(dāng)墊高，并且里高外低，便于徑流遠(yuǎn)離邊坡。為了排除積聚在基坑內(nèi)的滲水和雨水， 應(yīng)在坑底設(shè)置排水溝及集水坑。排水 溝應(yīng)離開邊壁0.51m,排水溝及

8、集水坑宜用磚砌并用砂漿抹面以防止?jié)B漏，坑 中積水應(yīng)及時(shí)抽出。在支護(hù)面層背部應(yīng)插入長(zhǎng)度為400600mm,直徑不小于40mm水平排水管， 其外端伸出支護(hù)面層，間距可為1.52m，以便將噴射混凝土面層后積水排出。1.3設(shè)計(jì)1.3.1 一般規(guī)定1. 根據(jù)構(gòu)造要求和工程經(jīng)驗(yàn)，初選支護(hù)各部件的尺寸和材料參數(shù)；2 .進(jìn)行計(jì)算分析，主要有：(1) 土釘?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算(抗拉承載力驗(yàn)算、土釘長(zhǎng)度驗(yàn)算等)；(2) 支護(hù)的內(nèi)部整體穩(wěn)定性分析與外部整體穩(wěn)定性分析；(3) 噴射混凝土面層的設(shè)計(jì)計(jì)算及土釘與面層的連接計(jì)算。 通過(guò)上述計(jì)算對(duì)各部件的初選參數(shù)做出修改，給出施工圖。3 .根據(jù)施工過(guò)程中的量測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)

9、行反饋設(shè)計(jì)。1.3.2單根土釘抗拉承載力計(jì)算1.3.2.1 土釘?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算遵循下列原則：1. 只考慮土釘?shù)氖芾饔茫?. 土釘?shù)脑O(shè)計(jì)內(nèi)力按1.3.3.2條規(guī)定的側(cè)壓力圖形算出；3. 土釘?shù)某叽鐟?yīng)滿足設(shè)計(jì)內(nèi)力(受拉荷載)的要求，同時(shí)還應(yīng)滿足支護(hù)內(nèi)部 整體穩(wěn)定性的要求。1.3.2.2 土釘設(shè)計(jì)內(nèi)力N(受拉荷載)計(jì)算每一個(gè)土釘所受的最大拉力或設(shè)計(jì)內(nèi)力：1 NpgCOS)其中：二：土釘?shù)膬A角；Sv ：計(jì)算土釘在水平方向與相鄰?fù)玲斨悬c(diǎn)的間距。Sh:計(jì)算土釘在豎直方向與相鄰?fù)玲斨悬c(diǎn)的間距。P : 土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上的側(cè)壓力，P =Pl * Pq ；Pi :土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上由支護(hù)土體自重引

10、起的側(cè)壓力，據(jù)圖1.322-1求出。Pq :地表均布荷載引起的側(cè)壓力。P1及Pq沿基坑深度分布圖如下：P分布圖 出分布圖圖1.322-1Pi及Pq沿基坑深度分布圖Pm :基坑深度方向土體自重產(chǎn)生的側(cè)壓力P1的最大值，其求解方法如下:對(duì)于c H < 0.05的砂土和粉土：Pm =0.55Ka H對(duì)于c. H >0.05的一般粘性土：Pm *(12crH 、 Ka)H <0.55ka H粘性土 Pm的取值應(yīng)不小于0.2 H。 圖中地表均布荷載引起的側(cè)壓力取為:Pq *q其中：q :地表荷載，最小取為15KPa;心二tan2（45：-?）； 為土的重度，H為基坑深度; 上式中的、

11、和c值可取各層土按其厚度加權(quán)的平均值求出。1.3.2.3 土釘設(shè)計(jì)內(nèi)力驗(yàn)算各層土釘?shù)脑O(shè)計(jì)內(nèi)力應(yīng)滿足：二小小三其中：Fs,d : 土釘?shù)木植糠€(wěn)定性安全系數(shù)，取1.21.4，基坑深度較大時(shí)，取大值；N :土釘設(shè)計(jì)內(nèi)力；d :土釘鋼筋直徑；fyk :鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ10-89）取用。各層土釘極限抗拉承載力R需滿足：FsqN乞兀叩2i = R圖1.3.2.3-1支護(hù)內(nèi)潛在破裂面其中：l2i :土釘在破壞面以外穩(wěn)定土體第i層土中的長(zhǎng)度；d0 :土釘孔徑；t: 土釘與土體之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度，按表1.3.2.4-1 選取。土類粘性土砂土素填土狀態(tài)軟塑可塑硬塑堅(jiān)塑松散稍密中密密

12、實(shí)t (kpa)15305070709012016030 603050709090120160200注：表中數(shù)據(jù)為低壓注漿時(shí)的極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。1.3.2.4各層土釘長(zhǎng)度驗(yàn)算各層土釘?shù)拈L(zhǎng)度1應(yīng)滿足下列條件：l _lFsdN瑚0已1.3.3 土釘支護(hù)的整體穩(wěn)定性分析土釘支護(hù)的內(nèi)部整體穩(wěn)定性分析是指邊坡土體中可能出現(xiàn)的破壞面發(fā)生在 支護(hù)內(nèi)部并穿過(guò)全部或部分土釘。破壞模式如圖1.3.3-1所示，破壞面為一圓弧面，并考慮土釘?shù)睦Γ捎闷胀▓A弧條分法對(duì)支護(hù)作整體穩(wěn)定性分析。安全穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式如下:Fsywi Qi cos i tan (R/SJsin :k tan j 5(./cos： J (R

13、</Shk)cos 十二 ：Wi - Qi siniWj、Qi :分別為作用于土條的自重和地面荷載；:：土條i圓弧破壞面切線與水平面的夾角；厶i :土條i的寬度；j ： 土條i圓弧破壞面所處的第j層土的內(nèi)摩擦角;Cj ： 土條i圓弧破壞面所處的第j層土的粘聚力；Rk :破壞面上第K排土釘?shù)淖畲罂沽Γ?1.3.3.3條確定；:k :第k排土釘軸線與該處破壞面之間的夾角；Shk :第k排土釘?shù)乃介g距。需要收索所有可能破壞的圓弧面，并計(jì)算其安全穩(wěn)定性系數(shù)（此工作量較大, 一般由計(jì)算機(jī)完成），安全穩(wěn)定性系數(shù)最小值所對(duì)應(yīng)的圓弧面為最可能破壞的圓 弧面，該安全穩(wěn)定性系數(shù)最小值要求大于表1.3.3

14、-1中的值。表1.3.3-1 支護(hù)內(nèi)部整體穩(wěn)定性分析基坑深度（mW6612> 12安全系數(shù)最小值1.21.31.4土釘支護(hù)還應(yīng)驗(yàn)算施工各階段的內(nèi)部穩(wěn)定性。 土釘支護(hù)的外部整體穩(wěn)定性分 析是指整個(gè)土釘沿底面水平滑動(dòng)、繞基坑底角傾覆、沿深部的圓弧破壞面失穩(wěn)。土釘支護(hù)的外部穩(wěn)定性分析與重力式擋土墻的穩(wěn)定性分析相同， 可將由土釘 加固的整個(gè)土體視為重力式擋土墻， 分別驗(yàn)算其底面抗水平滑動(dòng)驗(yàn)算、基坑底角 抗傾覆驗(yàn)算和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。133.4混凝土面層：按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)。1.4施工與檢測(cè)土釘墻施工之前先確定基坑開挖線、軸線定位點(diǎn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)、變形觀測(cè)點(diǎn)等， 并妥善保護(hù)；編制好基坑支護(hù)施工組織設(shè)計(jì)，周密

15、安排支護(hù)施工與基坑土方開挖、 出土等工作的關(guān)系，使支護(hù)施工與土方開挖密切配合；準(zhǔn)備土釘?shù)扔嘘P(guān)材料和施 工機(jī)具。1.4.1施工前應(yīng)具備下列文件1 巖土工程勘察報(bào)告；2 土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖；3 降水系統(tǒng)施工圖，以及需要工程降水時(shí)的降水方案設(shè)計(jì)；4 施工方案和施工組織設(shè)計(jì)，規(guī)定基坑分層、分段開挖的深度和長(zhǎng)度，邊 坡開挖面的裸露時(shí)間限制等；5支護(hù)整體穩(wěn)定性分析計(jì)算書；6.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試監(jiān)控方案和應(yīng)急措施。1.4.2施工工序1. 基坑開挖：基坑要按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格分層分段開挖，在完成上一層作業(yè) 面土釘與噴射混凝土面層達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70%以前，不得進(jìn)行下一層土層的開 挖。每層開挖最大深度取決于在支護(hù)投人工作前土

16、壁可以自穩(wěn)而不發(fā)生滑動(dòng)破壞的能力，實(shí)際工程中常取基坑每層挖深與土釘豎向間距相等。每層開挖的水平分段寬度也取決于土壁自穩(wěn)能力，且與支護(hù)施工流程相互銜接，一般多為1020m長(zhǎng)。當(dāng)基坑面積較大時(shí)，允許在距離基坑四周邊坡 810 m的基坑中部自由開挖， 但應(yīng)注意與分層作業(yè)區(qū)的開挖相協(xié)調(diào)。挖方要選用對(duì)坡面土體擾動(dòng)小的挖土設(shè)備和方法，嚴(yán)禁邊壁出現(xiàn)超挖或造成 邊壁土體松動(dòng)。坡面經(jīng)機(jī)械開挖后要采用小型機(jī)械或鏟鍬進(jìn)行切削清坡，以使坡度及坡面平整度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2. 噴射第一道面層：每步開挖后應(yīng)盡快做好面層，即對(duì)修整后的邊壁立即 噴上一層薄混凝土或砂漿。若土層地質(zhì)條件好的話，可省去該道面層。3. 設(shè)置土釘：土釘?shù)?/p>

17、設(shè)置，對(duì)于鋼筋釘通常是先在土體中成孔，然后置入土釘鋼筋并沿全長(zhǎng)注漿。對(duì)于鋼管釘可擊入土體再由鋼管內(nèi)注漿。(1) 鉆孔鉆孔前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求定出孔位并作出標(biāo)記及編號(hào)。 當(dāng)成孔過(guò)程中遇到障 礙物需調(diào)整孔位時(shí)，不得損害支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原定的安全程度。鉆孔可用錨桿鉆機(jī)，它能自動(dòng)退鉆桿、接鉆桿，適合上中鉆孔。鉆孔時(shí)，在進(jìn)鉆和抽出鉆桿過(guò)程中不得引起土體坍孔。 而在易坍孔的土體中 鉆孔時(shí)宜采用套管成孔或擠壓成孔。 成孔過(guò)程中應(yīng)由專人做成孔記錄， 按土釘編 號(hào)逐一記載取出土體的特征、 成孔質(zhì)量、 事故處理等， 并將取出的土體及時(shí)與初 步設(shè)計(jì)所認(rèn)定的土質(zhì)加以對(duì)比，若發(fā)現(xiàn)有較大的偏差要及時(shí)修改土釘?shù)脑O(shè)計(jì)參 數(shù)。(2)

18、 插入土釘鋼筋插入土釘鋼筋前要進(jìn)行清孔檢查， 若孔中出現(xiàn)局部滲水、 塌孔或掉落松土應(yīng) 立即處理。 土釘鋼筋置人孔中前， 要先在鋼筋上安裝對(duì)中定位支架， 以保證鋼筋 處于孔位中心且注漿后其保護(hù)層厚度不小于 25mm支架沿釘長(zhǎng)的間距可為2.3m 左右，支架可為金屬或塑料件，以不妨礙漿體自由流動(dòng)為宜。(3) 注漿注漿前要驗(yàn)收土釘鋼筋安設(shè)質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。注漿用小型、可移動(dòng)的注漿泵，常用的有UBJ系列擠壓式灰漿泵和BMY系列 錨桿注漿泵，其工作壓力和流量等皆滿足注漿要求。注漿一般可采用重力、低壓(0.40.6MPa)或高壓(12MPa注漿，水平孔應(yīng) 采用低壓或高壓注漿。 壓力注漿時(shí)應(yīng)在孔口或規(guī)定位

19、置設(shè)置止?jié){塞， 注滿后保持 壓力35min。重力注漿以滿孔為止，但在漿體初凝前需補(bǔ)漿 12次。對(duì)于向下傾角的土釘， 注漿采用重力或低壓注漿時(shí)宜采用底部注漿方式， 注 漿導(dǎo)管底端應(yīng)插至距孔底250 500mn處，在注漿同時(shí)將導(dǎo)管勻速緩慢地撤出。注漿時(shí)要采取必要的排氣措施。 對(duì)于水平土釘?shù)你@孔， 應(yīng)用口部壓力注漿或 分段壓力注漿， 此時(shí)需配排氣管并與土釘鋼筋綁扎牢固， 在注漿前與土釘鋼筋同 時(shí)送人孔中。向孔內(nèi)注入漿體的充盈系數(shù)必須大于 1。每次向孔內(nèi)注漿時(shí)，宜預(yù)先計(jì)算所 需的漿體體積并根據(jù)注漿泵的沖程數(shù)計(jì)算出實(shí)際向孔內(nèi)注人的漿體體積， 以確認(rèn) 實(shí)際注漿量超過(guò)孔內(nèi)容積。注漿材料宜用水泥漿或水泥砂漿。

20、水泥漿的水灰比宜為 0.5 ；水泥砂漿的配 合比宜為 l ：1l ：2(重量比 ) ，水灰比宜為 0.38 0.45 。需要時(shí)可加入適量速 凝劑，以促進(jìn)早凝和控制泌水。水泥漿、水泥砂漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的水泥漿、水泥砂漿應(yīng) 在初凝前用完。注漿前應(yīng)將孔內(nèi)殘留或松動(dòng)的雜土清除干凈。 為提高土釘抗拔能力， 還可采用二次注漿工藝4 噴第二道面層：在噴混凝土之前，先按設(shè)計(jì)要求綁扎、固定鋼筋網(wǎng)。面 層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)牢固固定在邊壁上并符合設(shè)計(jì)規(guī)定的保護(hù)層厚度要求。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼筋固定，但在噴射混凝土?xí)r不應(yīng)出現(xiàn)振動(dòng)。鋼筋網(wǎng)片可焊接或綁扎而成，網(wǎng)格允許偏差為土 10mm鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)時(shí)每邊的

21、搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于一個(gè)網(wǎng)格邊長(zhǎng)或 200mm如為搭焊則焊接長(zhǎng)度不小于網(wǎng)片鋼筋 直徑的10倍。網(wǎng)片與坡面間隙不小于20mm土釘與面層鋼筋網(wǎng)的連接可通過(guò)墊板、螺帽及土釘端部螺紋桿固定。墊板鋼 板厚810mm 尺寸為200mM 200m葉300mrK 300mm,墊板下空隙需先用高強(qiáng) 水泥砂漿填實(shí)，待砂漿達(dá)一定強(qiáng)度后方可旋緊螺帽以固定土釘。 土釘鋼筋也可通 過(guò)井字加強(qiáng)鋼筋直接焊接在鋼筋網(wǎng)上，焊接強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求。圖1.4.2-1 土釘與面層的固定噴射混凝土的配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，粗骨料最大粒徑不宜大于12mm水灰比不宜大于0.45，并應(yīng)通過(guò)外加劑來(lái)調(diào)節(jié)所需工作度和早強(qiáng)時(shí)間。當(dāng)采用于 法施工時(shí)，應(yīng)事先

22、對(duì)操作手進(jìn)行技術(shù)考核，以保證噴射混凝土的水灰比和質(zhì)量達(dá) 到設(shè)計(jì)要求。為保證噴射混凝土厚度達(dá)到均勻的設(shè)計(jì)值， 可在邊壁上隔一定距離打人垂直 短鋼筋段作為厚度標(biāo)志。噴射混凝土的射距宜保持在0.61.0m范圍內(nèi)，并使射 流垂直于壁面。在有鋼筋的部位可先噴鋼筋的后方以防止鋼筋背面出現(xiàn)空隙。噴射混凝土的路線可從壁面開挖層底部逐漸向上進(jìn)行，但底部鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度范圍以內(nèi)先不噴混凝土，待與下層鋼筋網(wǎng)搭接綁扎之后再與下層壁面同時(shí)噴混凝土?；炷撩鎸咏涌p部分做成450角斜面搭接。當(dāng)設(shè)計(jì)面層厚度超過(guò)100mm時(shí)，混凝 土應(yīng)分兩層噴射，一次噴射厚度不宜小于40mm且接縫錯(cuò)開?；炷两涌p在繼續(xù)噴射混凝土之前應(yīng)清除浮漿碎

23、屑，并噴少量水潤(rùn)濕。面層噴射混凝土終凝后2h應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間宜 37d,養(yǎng)護(hù)視當(dāng)?shù)丨h(huán) 境條件采用噴水、覆蓋澆水或噴涂養(yǎng)護(hù)劑等方法。5 排水設(shè)施的設(shè)置：水是土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)最為敏感的問(wèn)題，不但要在施工前 做好降排水工作，還要充分考慮土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)工作期間地表水及地下水的處理， 設(shè)置排水構(gòu)造措施。圖142-2 排水設(shè)施的設(shè)置1.4.3 土釘現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試(1) 土釘支護(hù)施工必須進(jìn)行土釘?shù)默F(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)，應(yīng)在專門設(shè)置的非工作釘 上進(jìn)行抗拔試驗(yàn)直至破壞，用來(lái)確定極限荷載，并據(jù)此估計(jì)土釘?shù)慕缑鏄O限粘結(jié) 強(qiáng)度。每一典型土層中至少應(yīng)有3個(gè)專門用于測(cè)試的非工作釘。測(cè)試釘除其總 長(zhǎng)度和粘結(jié)長(zhǎng)度可與工作釘有區(qū)別外，應(yīng)與工作

24、釘采用相同的施工工藝同時(shí)制 作，其孔徑、注漿材料等參數(shù)以及施工方法等應(yīng)與工作釘完全相同。測(cè)試釘?shù)淖{粘結(jié)長(zhǎng)度不小于工作釘?shù)亩种磺也欢逃?m在滿足鋼筋不發(fā)生屈服并最終發(fā)生拔出破壞的前提下宜取較長(zhǎng)的粘結(jié)段，必要時(shí)適當(dāng)加大土釘鋼筋直徑。為 消除加載試驗(yàn)時(shí)支護(hù)面層變形對(duì)粘結(jié)界面強(qiáng)度的影響，測(cè)試釘在距孔口處應(yīng)保留不小于1m長(zhǎng)的非粘結(jié)段。在試驗(yàn)結(jié)束后，非粘結(jié)段再用漿體回填。(3) 土釘?shù)默F(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)宜用穿孔液壓千斤頂加載，土釘，千斤頂，測(cè)力桿三者應(yīng)在同一軸線上，千斤頂?shù)姆戳χЪ芸芍糜趪娚浠炷撩鎸由?，加載時(shí)用油壓表大體控制加載值并由測(cè)力桿準(zhǔn)確予以計(jì)量。土釘?shù)?拔出)位移量用百分表(精度不小于0.02m

25、m量程不小于50mm測(cè)量，百分表的支架應(yīng)遠(yuǎn)離混凝土面層 著力點(diǎn)。(4) 測(cè)試釘進(jìn)行抗拔試驗(yàn)時(shí)的注漿體抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于6MPa試驗(yàn)采用分級(jí)連續(xù)加載，首先施加少量初始荷載(不大于土釘設(shè)計(jì)荷載的I /10)使加載裝置保 持穩(wěn)定，以后的每級(jí)荷載增量不超過(guò)設(shè)計(jì)荷載的20%。在每級(jí)荷載施加完畢后立即記下位移讀數(shù)并保持荷載穩(wěn)定不變， 繼續(xù)記錄以后I、6、I0min的位移讀數(shù)。 若同級(jí)荷載下I0min與1min的位移增量小于1mm即可立即施加下級(jí)荷載，否 則應(yīng)保持荷載不變繼續(xù)測(cè)讀15、30、60min時(shí)的位移。此時(shí)若60min與6min的 位移增量小于2mm可立即進(jìn)行下級(jí)加載，否則即認(rèn)為達(dá)到極限荷載。根據(jù)試驗(yàn)

26、得出的極限荷載，可算出界面粘結(jié)強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值。這一試驗(yàn)平均值 應(yīng)大于設(shè)計(jì)計(jì)算所用標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍，否則應(yīng)進(jìn)行反饋修改設(shè)計(jì)。(5) 極限荷載下的總位移必須大于測(cè)試釘非粘結(jié)長(zhǎng)度段土釘彈性伸長(zhǎng)理論計(jì)算值的 80，否則這一測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)效(6) 上述試驗(yàn)也可不進(jìn)行到破壞，但此時(shí)所加的最大試驗(yàn)荷載值應(yīng)使土釘界 面粘結(jié)應(yīng)力的計(jì)算值 ( 按粘結(jié)應(yīng)力沿粘結(jié)長(zhǎng)度均勻分布算出 ) 超出設(shè)計(jì)計(jì)算所用 標(biāo)準(zhǔn)值的 1.25 倍。1.4.4 質(zhì)量檢驗(yàn)與檢測(cè)1.4.4.1 質(zhì)量檢驗(yàn)(1) 材料所使用的原材料 ( 鋼筋、水泥、砂、碎石等 )的質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 和設(shè)計(jì)要求， 并要具備出廠合格證及試驗(yàn)報(bào)告書。 材料進(jìn)場(chǎng)后還

27、要按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行抽樣質(zhì)量檢驗(yàn)。(2) 土釘現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 土釘支護(hù)設(shè)計(jì)與施工必須進(jìn)行土釘現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)，包括基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試 驗(yàn)。通過(guò)基本試驗(yàn)可取得設(shè)計(jì)所需的有關(guān)參數(shù)， 如土釘與各層土體之間的界面粘 結(jié)強(qiáng)度等，以保證設(shè)計(jì)的正確、合理性，或反饋信息以修改初步設(shè)計(jì)方案；驗(yàn)收 試驗(yàn)是檢驗(yàn)土釘支護(hù)工程質(zhì)量的有效手段。 土釘支護(hù)工程的設(shè)計(jì)、 施工宜建立在 有一定現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上。(3) 混凝土面層的質(zhì)量檢驗(yàn)包括混凝土面層外觀檢查； 混凝土面層厚度檢查 (用鑿孔法 )和混凝土抗壓強(qiáng) 度試驗(yàn)。1.4.4.2 施工監(jiān)測(cè)土釘墻支護(hù)的施工監(jiān)測(cè)應(yīng)包括下列內(nèi)容：(1) 土釘墻位移的量測(cè)；(2) 地表開裂狀況 (位置、裂寬

28、) 的觀察；(3) 周圍設(shè)施的變形測(cè)量；(4) 基坑滲、漏水及基坑內(nèi)外地下水位變化。 參考資料：建筑基坑支護(hù)規(guī)程 (JGJ120-99)。基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程 ( CECS9：6 97)。 2基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.1 教學(xué)班級(jí)： 建工 10041-10042 2.2 設(shè)計(jì)時(shí)間： 校歷 1 周。2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)： 完成一幢高層房屋的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)。2.4 課程設(shè)計(jì)目的： 了解實(shí)際工程中基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容；掌握土釘 墻基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方法。2.5 設(shè)計(jì)要求2.5.1 熟悉分析相關(guān)資料，確定土釘墻支護(hù)基坑的適宜性。2.5.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容：將基坑側(cè)壁分成幾段，分別確定以下內(nèi)容。 土釘墻墻面坡度

29、。 土釘類型、直徑、鉆孔直徑。 土釘水平方向、坡面豎向的間距及與水平面夾角。 各土釘?shù)拈L(zhǎng)度。 注漿材料種類、強(qiáng)度、。 混凝土面層鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑、間距、混凝土強(qiáng)度、厚度；土釘與面層連接 形式。 坡面上、下層鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度。 土釘墻墻頂護(hù)面措施，坡頂、坡腳、排水措施，坡面泄水孔的布置。2.5.3 設(shè)計(jì)計(jì)算：土釘墻內(nèi)部整體穩(wěn)定性驗(yàn)算；土釘?shù)目估休d力驗(yàn)算。以確定 土釘?shù)拈L(zhǎng)度。2.5.4 圖件：提供基坑支護(hù)平面布置圖；分段提供基坑側(cè)壁土釘平面布置圖、土 釘墻剖面圖。2.5.5 施工說(shuō)明。（說(shuō)明內(nèi)容為圖件未反映的部分支護(hù)方案要點(diǎn)）2.6 本次設(shè)計(jì)成果要求： 各細(xì)部參數(shù)，清楚明確；計(jì)算正確，過(guò)程詳細(xì)；圖

30、件規(guī)范清晰。2.7 時(shí)間安排第 1 天：熟悉相關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)思路，初步確定各參數(shù)。第 2、 3、 4 天：計(jì)算。第 4、 5 天：圖件，編寫施工說(shuō)明。 附：巖土工程勘察報(bào)告 （部分內(nèi)容）：包括基礎(chǔ)相關(guān)資料、環(huán)境資料。 3基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書3.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程（CECS96:97 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012） 巖土工程勘察報(bào)告 上部結(jié)構(gòu)資料 鄰近建筑物、道路、地下管線情況。3.2 設(shè)計(jì)步驟1 熟悉相關(guān)資料，根據(jù)場(chǎng)地條件、基坑開挖深度、環(huán)境條件、地表荷載、 土質(zhì)條件將基坑側(cè)壁分成幾段，對(duì)每段分別設(shè)計(jì)。2選擇相應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型（選擇土釘墻） 。3據(jù)基坑深度

31、、地表荷載、場(chǎng)地土質(zhì)情況及土釘墻的構(gòu)造要求等，初步擬 定基坑支護(hù)的內(nèi)容和對(duì)數(shù)，如：基坑側(cè)壁下口開挖線、坡度；土釘類型、直徑、 鉆孔直徑；土釘水平方向、坡面豎向的間距及與水平面夾角；各土釘?shù)拈L(zhǎng)度；注 漿材料種類、強(qiáng)度；混凝土面層鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑、間距、混凝土強(qiáng)度、厚度；土 釘與面層連接形式；坡面上、下層鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度。土釘墻墻頂護(hù)面措施，坡頂、 坡腳、排水措施，坡面泄水孔的布置。4 土釘墻整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：考慮土釘摩擦力，采用圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法驗(yàn) 算。安全穩(wěn)定系數(shù)采用133節(jié)的公式進(jìn)行計(jì)算。因需收尋多個(gè)潛在破壞面計(jì)算 其安全穩(wěn)定系數(shù)，工作量很大，須用軟件進(jìn)行。在此只要求取一個(gè)潛在滑動(dòng)面驗(yàn) 算（5場(chǎng)地

32、工程地質(zhì)條件分別提供了基坑北面、基坑南面安全穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算 的一個(gè)剖面圖，供參考）。5 各段基坑側(cè)壁單根土釘?shù)目估休d力驗(yàn)算，以確定土釘長(zhǎng)度、間距等是 否滿足要求。單根土釘?shù)拈L(zhǎng)度丨，如下圖。圖3.2-1支護(hù)內(nèi)潛在破裂面（1）按1.3.2.2節(jié)求出各土釘設(shè)計(jì)內(nèi)力N（受拉荷載）；（2）確定潛在破壞面（為通過(guò)坡角、與水平面成 （1）2夾角的平面），據(jù)幾何關(guān)系求出11 ,；再求出土釘在潛在破壞面以外穩(wěn)定土體各土層中的長(zhǎng)度丨2，按1.3.2.3節(jié)驗(yàn)算各土釘設(shè)計(jì)內(nèi)力。F N（3）驗(yàn)算各層土釘?shù)拈L(zhǎng)度丨是否滿足下列條件：丨_丨1瞬dot若滿足，則單根土釘?shù)睦休d力滿足要求，初步擬定的土釘長(zhǎng)度及土釘?shù)钠?面間距可

33、行。若不滿足，可加長(zhǎng)土釘或減小土釘?shù)钠矫骈g距，至滿足為止。6 面層：其混凝土的強(qiáng)度、厚度、鋼筋直徑、間距按構(gòu)造要求確定。3.3圖件 基坑支護(hù)平面布置圖：反映邊排基礎(chǔ)軸線、邊線，支護(hù)結(jié)構(gòu)類型，基坑上 口開挖線、下口開挖線，基底各部分標(biāo)高，及周圍環(huán)境情況。 土釘墻支護(hù)剖面圖：標(biāo)明基坑深度、側(cè)壁坡度；破裂面的位置及與水平面 的夾角；每根土釘?shù)拈L(zhǎng)度及與水平面夾角； 面層的厚度及混凝土的強(qiáng)度；混凝土 護(hù)頂?shù)膶挾取?基坑側(cè)壁土釘平面布置圖：土釘位置、間距、鋼筋直徑、間距、面層混凝 土強(qiáng)度、厚度。3.4施工說(shuō)明：參見1.4施工與檢測(cè)。4本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的相關(guān)資料本次設(shè)計(jì)是完成一幢12層的高層建筑的基坑支護(hù)設(shè)

34、計(jì)，該擬建物所在場(chǎng)地 的工程與水文地質(zhì)條件、基礎(chǔ)平面分布、基坑開挖深度、周邊環(huán)境情況等詳見以 下資料。4.1 地形地貌場(chǎng)地位于成都平原東北綿遠(yuǎn)河左岸一級(jí)階地，場(chǎng)地地形平坦，相對(duì)高差約0.60m。本次勘察孔口高程是以甲方提供的場(chǎng)地東北側(cè)道路路面H點(diǎn)高程為492.90m 引測(cè)。4.2 地層分布及巖土特征場(chǎng)地覆蓋層主要由第四系人工堆積物（Qml）、全新統(tǒng)沖積物（Q4al）和上更新 統(tǒng)冰水流水沖積物（ Q3fgl ）組成，據(jù)其巖性特征，可分為 6 個(gè)巖性層，現(xiàn)將各地 基土結(jié)構(gòu)及特征從上到下分述于后：1 雜填土（Q4m）全場(chǎng)分布，色雜，松散，潮濕，主要成分為建筑垃圾， 部分表層為混凝土，厚0.204.1

35、0m。2 .粉土（Qal）:分布于場(chǎng)地東南部，黃灰色，稍密，濕，厚0.300.60m。3 粗砂3（ Q4al）:呈透鏡狀分布，灰白色，稍密，潮濕飽和，以中粒砂 為主，局部相變?yōu)橹屑?xì)砂、礫砂，砂礫成分以長(zhǎng)石、石英為主，厚0.402.90m。4 圓礫Q4al）:多呈層狀分布，少數(shù)透鏡體，灰白色，稍密，潮濕飽 和，卵石含量 2040%，礫石含量 3050%，充填物以中粗砂為主，少量粘粒，卵石粒徑25cm為主，次圓，成分以砂巖、灰?guī)r、花崗巖為主，厚0.402.90m。5卵石（Qal）:多層層狀分布，少數(shù)透鏡體，灰白色，潮濕飽和，卵 石含量5070%卵石粒徑35cm為主，少數(shù)510cm,次圓，成分以砂巖

36、、灰 巖、花崗巖為主，卵石間充填礫石及中粗砂，少量粘粒。據(jù)其密實(shí)度，可分為稍 密卵石a中密卵石b兩個(gè)亞層。6.半膠結(jié)卵石（QJgl）:層狀分布，灰白色，卵石含量6070%粒徑3 8cm為主，次圓，成分主要為砂巖、灰?guī)r，充填物為礫石、粗砂為主，該卵石層 為鈣質(zhì)半膠結(jié)狀態(tài)，局部已膠結(jié)成巖石狀。該層埋深17.8018.00m,揭露厚度4.004.70m。各地基巖土層分布特征詳見工程地質(zhì)剖面圖。4.3 地下水場(chǎng)內(nèi)地下水主要為賦存于第四系全新統(tǒng)砂卵石層中的孔隙性潛水。 季變幅為 12m,勘察期間屬平水期，勘察孔中測(cè)得地下水靜止水位埋深7.708.40m。地下水對(duì)混凝土不具腐蝕性。4.4 綜合分析本次勘察

37、成果， 結(jié)合我院在德陽(yáng)地區(qū)的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)， 提出地基各土體 主要物理力學(xué)指標(biāo)見下表。表 4.4 地基巖土主要物理力學(xué)指標(biāo)建議值巖土名稱狀態(tài)Y(kN/m3)f ak(kPa)Es (MPa)Eo (MPa)c (kPa)©（度）鉆孔灌注樁qsik (kPa)qpk(kPa)雜填土松散187001020粉土稍密191003101530粗砂稍密19130801860圓礫稍密201701102390稍密卵石稍密2132021028120中密卵石中密22500350321503000半膠結(jié)卵石半膠結(jié)2380050404.5建筑物與勘探點(diǎn)平面布置圖、工程地質(zhì)剖面圖附后。5設(shè)計(jì)步驟參考資料1. 將基坑

38、側(cè)壁分成幾段：4段。以北側(cè)為例。2. 選取支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型：土釘墻。選取勘探點(diǎn)ZK1作為計(jì)算的地質(zhì)依據(jù)。3. 初擬尺寸及其它構(gòu)造要求：0=80。、Sh=1.2m、Sv=1.0m、d°=70mm 土釘和水平面的夾角為10 °，HRB335級(jí)鋼筋的fyk=335KN鋼筋直徑為80m（孔徑直徑近似也為80mm從上至下共布置5根土釘，長(zhǎng)度分別為7.0m、6.5m、6.5m、6.0m、6.0m。（1）抗拉承載力驗(yàn)算（以第一根土釘為例） 求受拉荷載N:tan $ = 1.6ta n10 + 1.4ta n 23 + 0.7ta n 28 +1ta n18 + 1.3ta n 28= 0.

39、38 ； k=20.8：6.0.6 僥4 200.7 211 193 21=19.6KN/m36.0Ka =tan2(45k) =tan2(45 -迎)=0.482 2Pm =0.55Ka H =0.55 0.48 19.6 6.0 =31.0KPa土釘中點(diǎn)深度為0.6 (7sin 10)/2 =1.2m。貝歸1 2R =31.0=24.8KPa1 6.0VPq 二qka=20 0.48 =9.6KPaP 訴 Pq =24.8 9.6 =34.4KPaN =PSvSh =34.4 1.2 1.0/cos10 =41.9KPa潛在破壞面與水平面的夾角(1)2二(80 - 20.8)/2二50.4

40、在三角形 ABC 中，AB=(6.0-0.6 ) /sin80=5.48m , / BCA=8050.4=29.6 , / ABC=18010-80=90BC=ABtan29.6=5.48 tan29.6=3.11m 貝U CD=7.0-3.11=3.89mBC所在土層的厚度為 BCsin10=3.11 sin10=0.54m<(1.6-0.6)m , C點(diǎn)在第一層土 內(nèi)。BD所在土層的厚度為 BDsin10=7 sin 10=1.21m >(1.6-0.6)m ,D點(diǎn)在第二層土內(nèi)。 CE=( 1.6-0.6-0.54 ) / sin 10=2.65m 貝U ED=3.72-2.65=1.07m。受拉承載力 RhMd。' il2i=3.14 X 0.08 X (2.65 X 40+1.07 X 100)=53.51KN>Fs,dN=1.2X 41.4=49.68KN所以第一根土釘長(zhǎng)度為7m滿足抗拉承載力要求。F N驗(yàn)算各層土釘