土釘墻支護(hù)項目工程量詳細(xì)計算

1.1設(shè)計資料氣象資料：本區(qū)屬大陸季風(fēng)型氣候，冬季長而寒冷，夏季短而炎熱。多年平均氣溫9.0OC，最高氣溫41.5OC，最低氣溫-23.3OC，多年平均降水量585mm，最大降水量853.90mm,降水多集中在7、8、9月；標(biāo)準(zhǔn)凍深1.26m,最大降雪深度27cm，基本雪壓0.3Kpa；歷年最多風(fēng)向為西北，最大風(fēng)速20m/s，極大風(fēng)為26m/s，最大風(fēng)力9級，平均為1?2級。工程地質(zhì)水文地質(zhì)概況根據(jù)勘探揭露，廠區(qū)在鉆探截露深度之內(nèi)均見地下水，圓礫層為其含水層，屬第四系潛水，略有承壓性；穩(wěn)定水位埋深為6.80?7.90m，穩(wěn)定水位標(biāo)高為263.43?265.72m.由于本工程勘察處不同時期，據(jù)區(qū)域資料，水位變幅為1.00?2.00m，抗浮設(shè)計水位267.22m。地下水對混凝土及混凝土中鋼筋微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有微腐蝕性。該擬建物位于承德市承德縣板城大街。建筑場地地貌單元屬老牛河二級階地，場地標(biāo)高為270.53?272.57m，地貌單一。表1地層巖性特征編號地層名稱平均厚度(m)顏色密實度稠度狀態(tài)性狀描述①雜填土0.95黃褐松散可塑以粉土、碎石組成，局部見建筑垃圾②粘質(zhì)粉土3.21黃褐稍密可塑稍濕，土質(zhì)稍均勻，無光澤，干強(qiáng)度、韌性低③細(xì)砂0.83褐黃稍密可塑主要顆粒為石英、長石，含礫石圓礫9.7褐黃密實可塑礫石磨圓度好，骨架顆粒以花崗巖、石英巖、灰?guī)r為主，中等風(fēng)化，沖洪積形成⑤粉質(zhì)粘土0.52灰黃稍密可塑飽和，無光澤，干強(qiáng)度，韌性低⑥強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖2.55紫紅、灰白密實可塑巖芯成碎塊狀，見云母，粉砂結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，表層風(fēng)化成砂土狀⑦中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖紫紅、黃白密實硬塑巖芯呈短柱狀，致密堅硬，泥質(zhì)膠結(jié)，塊狀結(jié)構(gòu)巖體基本質(zhì)量等級為“級

表2土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)土層代號濕密度飽和度液性指數(shù)重度壓縮模量粘聚力摩擦角樁極限側(cè)阻樁極限端阻地基承載力pg/m3Sr%ILKN/m3100MPa200MPa300MPaCkPa0°QsikkPaqkPakPa①2.0180.60.0218.08.49.11060186550060②2.0589.40.0419.611.313.515.415.228.770700180③2.0195.30.4319.97.48.49.634.217.06580016020.017.0④2.0894.011.8020.09.810.912.629.411.970800170⑤2.0692.3——19.12829.331.1032701000240⑥1.9393.40.3120.49.610.311.2451570900180⑦2.0393.2——19.33536.337.1030801700280第2章土釘墻支護(hù)計算

2.1土釘支護(hù)技術(shù)2.1.1土釘支護(hù)的概念土釘支護(hù)亦稱錨噴支護(hù)，就是逐層開挖基坑，逐層布置排列較密的土釘（鋼筋），強(qiáng)化邊坡土體，并在坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土。相應(yīng)的支護(hù)體稱為土釘墻，它由被加固的土體、放置在土體中的土釘與噴射混凝土面板三個緊密結(jié)合的部分組成。土釘是其最主要的構(gòu)件，英文名叫SoilNailing,它的設(shè)置有打入法，旋入法，以及先鉆孔、后置入、再灌漿三種方法。2.1.2土釘支護(hù)的特點與其它支護(hù)類型相比，土釘支護(hù)具有以下一些特點或優(yōu)點：土釘與土體共同形成了一個復(fù)合體，土體是支護(hù)結(jié)構(gòu)不可分割的部分。從而合理的利用了土體的自承能力。結(jié)構(gòu)輕柔，有良好的延性和抗震性。施工設(shè)備簡單。土釘?shù)闹谱髋c成孔、噴射混凝土面層都不需要復(fù)雜的技術(shù)和大型機(jī)具。施工占用場地少。需要堆放的材料設(shè)備少。對周圍環(huán)境的干擾小。沒有打樁或鉆孔機(jī)械的轟隆聲，也沒有地下連續(xù)墻施工時污濁的泥漿。土釘支護(hù)是邊開挖邊支護(hù)，流水作業(yè)，不占獨立工期，施工快捷。工程造價低，經(jīng)濟(jì)效益好，國內(nèi)外資料表明，土釘支護(hù)的工程造價能夠比其它支護(hù)低1/2?1/3。容易實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計和信息化施工。2.1.3土釘支護(hù)的適用范圍土釘支護(hù)適用于：地下水位以上或經(jīng)人工降水措施后的雜填土、普通粘土或弱膠結(jié)的砂土的基坑支護(hù)或邊坡加固。一般可用于標(biāo)準(zhǔn)貫入基數(shù)N值在5以上的砂質(zhì)土與N值在3以上的粘性土。單獨的土釘墻宜用于深度不大于12m的基坑支護(hù)或邊坡維護(hù)，當(dāng)土釘墻與放坡開挖、土層錨桿聯(lián)合使用時，深度可以進(jìn)一步加大。土釘支護(hù)不宜用于含水豐富的粉細(xì)砂巖、砂礫卵石層和淤泥質(zhì)土。不得用于沒有自穩(wěn)能力的淤泥和飽和軟弱土層。2.1.4土釘?shù)淖饔脵C(jī)理土釘在復(fù)合土體中有個整體以下幾種作用機(jī)理：箍束骨架作用：該作用是由于土釘本身的剛度和強(qiáng)度，以及它在土體內(nèi)分布的空間所決定的。它在復(fù)合土體中起骨架作用，使復(fù)合土體構(gòu)成一個整體，從而約束土體的變形和破壞。分擔(dān)作用：在復(fù)合土體內(nèi)，土釘與土體共同承擔(dān)外荷載和自重應(yīng)力，土釘起著分擔(dān)作用。由于土釘有很高的抗拉、抗剪強(qiáng)度和土體無法相比的抗彎剛度，所以在土體進(jìn)入塑性狀態(tài)后，應(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移。當(dāng)土體發(fā)生開裂后，土釘?shù)姆謸?dān)作用更為突出，這時土釘內(nèi)出現(xiàn)了彎剪、拉剪等復(fù)合應(yīng)力，從而導(dǎo)致土釘中的漿體碎裂、鋼筋屈服。土釘墻之所以能夠延遲塑性變形，并表現(xiàn)出漸進(jìn)性開裂，與土釘?shù)姆謸?dān)作用是密切相關(guān)的。應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用：當(dāng)荷載增加到一定程度，邊坡表面和內(nèi)部裂縫已發(fā)展到一定寬度，邊坡應(yīng)力達(dá)最大。此時，下部土釘位于滑裂區(qū)域以外土體中的部分仍然能夠提供較大的抗力。土釘通過它的應(yīng)力傳遞作用可將滑裂區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力傳遞到后面穩(wěn)定的土體中，分布在較大范圍的土體內(nèi)，降低應(yīng)力集中程度。對坡面變形的約束作用：在坡面上設(shè)置的與土釘連在一起的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板使發(fā)揮土釘有效作用的重要組成部分。噴射混凝土面板對坡面變形起到約束作用，面板的約束力取決于土釘表面與土之間的摩阻力，當(dāng)復(fù)合土體開裂面區(qū)域擴(kuò)大并連成片時，摩阻力主要來自開裂區(qū)域后的穩(wěn)定復(fù)合土體。2.1.5土釘支護(hù)設(shè)計確定土釘墻結(jié)構(gòu)尺寸（1）在初步設(shè)計時，應(yīng)先根據(jù)基坑環(huán)境條件和工程地質(zhì)資料，確定土釘墻的適用性，然后確定土釘墻的結(jié)構(gòu)尺寸，土釘墻高度由工程開挖深度決定，開挖面坡度可取60°?90°,在條件許可時，盡可能降低坡面坡度。（2）土釘墻均是分層分段施工，每層開挖的最大高度取決于該土體可以自然站立而不破壞的能力。在砂性土中，每層開挖高度一般為0.5?2.0m，在粘性土中可以增大一些。開挖高度一般與土釘豎向間距相同，常用1.0?1.5m；每層單次開挖的縱向長度，取決于土體維持穩(wěn)定的最長時間和施工流程的相互銜接，一般多用10m長。參數(shù)設(shè)計土釘參數(shù)設(shè)計主要包括土釘長度、間距、布置、孔徑和鋼筋直徑等。（1） 土釘長度在實際工程中，土釘長度L常采用坡面垂直高度H的60%?70%。土釘一般下斜，與水平面的夾角宜為5。?20。。研究表明：對鉆孔注漿型土釘，用于粒狀土陡坡加固時，L/H—般為0.5?0.8；對打入型土釘，用于加固粒狀土陡坡時，其長度比一般為0.5?0.6.99規(guī)程要求L/H一般為0.5?1.2。其實，在只有飽和軟土中才會取L/H大于1。（2） 土釘直徑及間距土釘直徑D一般由施工方法確定。打入的鋼筋土釘一般為16?32mm，常是25mm，打入鋼管一般是50mm；人工成孔時，孔徑一般為70?120mm,機(jī)械成孔時，孔徑一般為100?150mm。土釘間距包括水平間距（列距）S和垂直間距（行距）S，其數(shù)值對土釘xy墻的整體作用效果有重要影響，大小宜為1?2m。對于鉆孔注漿土釘，可按6?12倍土釘直徑D選定土釘行距和列距，且宜滿足：S?S二K?D?Lxy式中：K—注漿工藝系數(shù)，一次壓力注漿，K=1.5?2.5；D、L—土釘直徑和長度，m；S、S—土釘水平間距和垂直間距，m。xy2.2支護(hù)方案選擇本工程場區(qū)土層在水平方向的分布比較均勻，成層性好，無軟弱土層存在，建筑場地的地基土為均勻地基。基坑開挖深度位于地下水位以上，不需考慮降水和護(hù)坡措施，符合土釘墻支護(hù)條件，故選擇土釘墻作為基坑支護(hù)方式。

2.3右側(cè)土釘墻計算2.3.1土壓力計算及土釘布置由設(shè)計任務(wù)書得基坑開挖深度為5.64m,穿越三個土層，具體如圖2.1所示,地面均布荷載為50kPa,開挖深度位于地下水位以上，故不用考慮降水。1.主動土壓力計算c2.3右側(cè)土釘墻計算2.3.1土壓力計算及土釘布置由設(shè)計任務(wù)書得基坑開挖深度為5.64m,穿越三個土層，具體如圖2.1所示,地面均布荷載為50kPa,開挖深度位于地下水位以上，故不用考慮降水。1.主動土壓力計算c-(q+yh)K-2c^K~a a aq—地面荷載(kN);Y—土的重度（kNm3）；c一土層粘聚力（kPa）K—主動土壓力系數(shù)，aK—tan2（45o一）,申為土a2層內(nèi)摩擦角。I 3圖2.1土層分布圖2.1土層分布圖申1=19.73°,C=7.01Kpa,—tan2(45°--)—tan2(45°- —)—0.49522申—18°,c—6.7Kpa,K—tan2(45°--)—0.52廠2 a2 2 a2各層土壓力計算：Ka1=0.726填土表面處的土壓力c=qK—50x0.495=24.75a0 a素填土底面土壓力c—(q+丫h)K—(50+19.32x4.65)x0.495—70.16Kpaa1 11a1粘質(zhì)粉土頂面土壓力a2c—(q+yh)K-2^.~—64.663Kpaa2al 11a2 a2

粘質(zhì)粉土底面土壓力a2=84.250KpaQ二(q+yh+yh)K-2c、疋=(50+89.84+18.13x0.99)x0.528-2x6.7xJ0.528a2=84.250Kpaa2 11 22a2 a22.土釘參數(shù)及布置土釘墻水平傾角為73.3o，即按1:0.3放坡，土釘與水平面的傾角?取15o，土釘豎直間距取s二1.5m，水平間距取s二1.5m，機(jī)械成孔，取孔徑100mm。具體見yx圖2.2。土釘處主動土壓力計算：第1點最大主動土壓力e=,+yh，乂—2cV'Ka1 11 a1 1 a1(50+19.32x0.99)x0.495—2x7.01xJ0.495=29.23Kpa同理得e=57.87Kpa,e=53.13Kpaa2 a3e=73.51Kpaa4m’3丁丁圖2.2右側(cè)土釘墻土釘布2.3.2土釘設(shè)計1.折減系數(shù)計算g=tan肛221-1+ 0+2tan0tank*2/tan245o-0—土釘墻坡面與水平面夾角，為73.30（坡度1:0.3）。10+2

tani21tan0=tan73.3-19.73tan73?3+19.73tan73.3=0.504x(0.948-0.3)/0.495=0.6610+2

tan2210+2

tan221tan0/tan2［45。上］I2丿73.3-18=tan2tan73.3+18tan73.3/tan2(45。-18'I2丿=0.6722.受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算T=gess/cosaaixy其中：g—荷載折減系數(shù)；e—第i個土釘位置處的基坑水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，（kPa）；aiS、S---土釘與相鄰?fù)玲數(shù)钠骄健⒋怪遍g距，（m）；xya---土釘與水平面的夾角。T=：ess/cosa1a1xy二0.66x29.23x1.5x1.5/cosl5。二43.58KNT=gess/cosa2a2xy二0.672x57.87xl.5xl.5/cos15。二88.96KN同理得T二81.68KN,T二124.54KN34土釘受拉承載力設(shè)計值計算土釘受拉承載力設(shè)計值按以下公式計算T二1.25丫Tuj0j其中：T第i根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值，（kN）；iT---第i根土釘受拉承載力設(shè)計值，（kN）；ujY---基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，取1.0。0T二1.25丫T二1.25x1.0x43.58二54.48KNTOC\o"1-5"\h\zu1 01T=1.25丫T二1.25x1.0x88.96二111.20KNu2 02T二1.25丫T二1.25x1.0x81.68二102.10KNu3 03T二1.25丫T二1.25x1.0x124.54二155.68KNu4 04土釘長度設(shè)計土釘長度按以下公式計算：Tyl= uj_s i nd 工qujsik其中：y---土釘受拉抗力分項系數(shù)，取1.3；sd 第j根土釘錨固體直徑，（m）；ujq---土釘穿越第i層土體與錨固體極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)取值；sik

查表得q=65kPa,q=70kPa,q=65kPa。TOC\o"1-5"\h\zsik1 sik2 sik3l 第i根土釘在直線破裂面外穿越第i穩(wěn)定土體內(nèi)的長度，（m）。i7T丫54.48xl.3 28l= uis——= =2.8m1兀dZq3.14x0.1x80ulsik_TY_111.2x1.3— u2s —5.76m兀dZq3.14x0.1x80u2 sik|—TY—102.1x1.3 —528ml— s—— —5.28m3兀dZq 3.14x0.1x80u3sik5、自由段長度的計算自由段長度按以下公式計算：L二L二忙sinfisinp/cos[9007一匕]I2丿其中：L第i排土釘自由段長度（m）；fiH基坑深度（m）；p---土釘墻坡面與水平面的夾角73.30a―-土釘與水平面的傾角a取150；Z―-第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x（m）。i第1排土釘自由段長度計算，Z—1.0mil—Hl—H-Z1sinf1sinpI-p+a>I2丿cos[900-a-匕]I2丿5.64-1Jc73.3+15)(73.3+15)sin/cos90?！?5?！猻in73.3I 2Jk2丿2.75m第1排土釘長度：L—l+1—2.8+2.75—5.55m1 1 f1第2排土釘自由段長度計算，Z—2.5m2l—H-Zl—H-Z2sinf2 sinp'P-P+a、I2丿cos900-a-P+a、

丁丿5.64-2.5.(73.3+15](73.3+15)sinf73.3-/cos90°—15°—sin73.32Jk2丿=1.86m第2土釘長度：L二1+1二5.76+1.86二7.62m22f2第3土釘自由段長度計算，Z二4m31二1二Hsinf3 sinPcosf900"*I2丿5.64—4(73.3+15](73.3+15) sin73.3-/cos90°—15°—sin73.3k2Jk2丿二0.97L二l+1二5.2+0.97二6.17m3f3第4排土釘自由段長度計算，Z二5.5m41二1二H-Zisinf1sinPcosf9007一匕]I2丿5.64—5.5(…73.3+15)(73.3+15) sin/cos90°—15°—sin73.3k 2Jk2丿=0.083mL=1+1 =8.05+0.083=8.13m4 4f4綜合上述計算結(jié)果及施工因素，取第1?4排土釘長度分別取6m、8m、7m、11m。6、桿體直徑計算：土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計算：KT max其中：A 鋼筋截面面積Cm2）；…普通鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（n/mm2）ykT―-土釘受拉承載力設(shè)計值最大值（N）；maxK---土釘抗拔力安全系數(shù)，取1.3。max1.3X155.68max1.3X155.68x103=505.96mm2選取三級鋼筋-U-28,A=615mm2s縱向受力鋼筋去業(yè)14，面層混凝土厚度取100mm，加強(qiáng)筋取二級鋼筋魚14，鋼筋網(wǎng)采用①8@150。土釘墻驗算1、土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算FT―sdu兀dT其中：F---土釘?shù)木植糠€(wěn)定性安全系數(shù)，取1.3；sdT---土釘?shù)脑O(shè)計內(nèi)力（N）；ud―-土釘直徑（M）；T-―界面粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）。查表得：t=60kPa,t=70kPa,t=60kPa1 2 3（1）、第1排土釘?shù)膬?nèi)部抗拔力驗算FT+—sd兀FT+—sd兀dT1=2.75+1.3x54.4753.14x0.1=5.56<5.8m滿足內(nèi)部抗拔力要求。（2）、第2