设计方案可行性分析

初步设计方案可行性分析

一、工程地质条件分析

1、填土、淤泥、淤泥质土、松散砂层属软弱土，且松散砂层为液化土，场地北、东侧距排洪渠较近，平面分布上局部岩性、状态不均匀，属建筑抗震不利地段。

2、场地局部存在液化土层，砂土液化时可引起喷水冒砂、地基凹陷。

3、场地内粉、细砂层易发生潜蚀、流砂作用，同时承压水水头压力易引起基坑底隆起和突涌。在地下水位下开挖基坑和基础，应采取降水或隔水措施，降水时应采取防止土颗粒的流失的有效措施，同时应考虑在地下水位下降影响范围内可能引起的地面沉降和当地下水位回填升时，可能引起的地面回弹和附加浮托力对工程的影响。

二、设计方案的选定

根据以上地质条件，我司采取以下初步设计方案：

1、本工程必须在双排深层搅拌桩止水帏幕做好的情况下才能施工钢管桩。

2、A-A剖面支护段，支护长度约170m，采用垂直开挖，深层搅拌止水，结合垂直压密注浆钢管桩、土钉墙、预应力锚索的综合支护方

案。

3、B-B剖面支护段，支护长度约185m，采用垂直开挖，深层搅拌止水，结合垂直压密注浆钢管桩、土钉墙、预应力锚索的综合支护方案。

4、C-C剖面支护段，支护长度约196m，采用坡度开挖，深层搅拌止水，土钉墙的综合支护方案。

三、选定深层搅拌止水的原因

1、深层搅拌桩应用范围：

深层搅拌法适用于加固软弱地基，它所形成的固结体可提高软土地基的承载力，减少沉降量，还可用来提高边坡的稳定性，它作为地下防渗墙，阻止地下水渗透，有效地起到止水效果。

2、深层搅拌桩主要优势：

（1）基本不存在挤土效应，对周围地基的扰动小；

（2）可根据不同的土质和工程设计的要求，合理选择固化剂及配方，应用较灵活；

（3）施工无振动，无噪声，污染小，可在密集地带施工；

（4）土体经加固后，重度基本不变，软弱下卧层不致产生较大附加沉降；

（5）结构形式灵活多样，可根据工程需要，选用块状、柱状、壁状、格栅状等。

（6）不设支撑，不渗水，并且只需水泥，不要钢材，造价低。

四、选定土层锚杆技术作基坑支护的原因

1、土层锚杆作用机理：土层锚杆通过在土层中斜向成孔，埋入锚杆后灌注水泥浆（或水泥砂浆），依靠锚固体与土体之间的磨擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。

2、土层锚杆基坑支护的主要优势：

（1）锚杆施工作业需要的空间不大，适用于各种地形和场地；（2）由锚杆代替内支撑，可降低造价，改善施工条件；

（3）锚杆的设计拉力可通过抗拔试验确定，因此可保证足够的安全度；

（4）可对锚杆施加预拉力控制支护结构的侧向位移。

五、选择土钉支护技术的原因

1、土钉支护作用机理：用钢筋作为加筋件，依靠土与加筋件之间的摩擦力，使土体拉结成整体，并在坡面上喷射混凝土，以提高边坡的稳定性。

2、土钉与加筋土挡墙的异同

A、相同点：

（1）加筋体均处于无预应力状态，只当土体产生位移后，才能发挥其作用；

（2）两者的受力机理类似，都是由加筋体与土之间产生的界面摩阻力提供加筋力，加筋土体本身处于稳定状态，可支承其后的侧向压力，类似于重力式挡土墙的作用；

（3）面层都较薄，在支挡结构的整体稳定中不起主要作用。

B、不同点：

（1）施工程序不同。土钉施工是自上而下，分步施工，而加筋土挡墙的施工则是自下而上。这对加筋体应力分布有很大影响，施工期间更明显。

（2）应用范围不同。土钉是一种原位加筋技术，用来改良天然边坡或挖方区；加筋土挡墙用于填方区，形成人工堆填的土质陡坡。（3）设置形式有差别。土钉即可水平布置，也可倾斜布置，当其垂直于滑裂面设置时，将充分发挥其抗剪能力；而加筋土挡墙一般为水平设置。

（4）土钉技术通常包含使用灌浆技术，使拉筋与周围土体密实粘

结，荷载通过浆体传递给土层。而在加筋土挡墙中，磨擦力直接产生于加筋体与土层间。

3、土钉与锚杆的异同

A、相似点：当用于边坡加固和基坑支护时，土钉可视为尺寸的被动式锚杆。

B、不同点：

（1）土层锚杆在设置后施加预应力，以防止支挡结构产生位移。而土钉一般不予张拉，并要求产生少量位移，以充分发挥其摩阻力。（2）土钉长度的绝大部分与土层粘合，而锚杆只在其有效锚固范围内才与周围土体密实粘合。因此两者在支挡土体内产生的应力分布是不同的。

（3）土钉的设置密度很高，一般0.5~2.0m3设置一根，因此单筋破坏的后果不严重。从受力作用考虑，土钉的施工精度要求不高。（4）锚杆承受的荷载很大，因此其端头部的构造比土钉复杂，必须安装适当的承载装置，以防止因承载面板失效而导致挡土墙结构破坏。土钉承受的荷载较小，一般不需要安装坚固的承载装置，利用喷射混凝土及小尺寸垫板即可满足要求。

（5）为满足承载要求，一般单根锚杆较长，多在15~45m范围内，

因此需要用大型机械进行施工；而土钉相对而言施工规模较小。

4、土钉技术优势

（1）土钉墙施工具有快速、及时，且对邻近建筑物影响小的特点。

由于土钉墙施工采用小台阶逐段开挖，在开挖成型后及时设置土钉与面层结构，对坡体振动较少，且施工与基坑开挖同步进行，不独立占用工期，施工迅速，土坡易于稳定。由实测资料表明，采用土钉支护的土坡只要产生微小变形就可发挥土钉的加筋力，因此，坡面位移与坡顶变形很小，对相邻建筑物的影响很小。

（2）施工机具简单，施工灵活，占用场地小。‘

施工土钉时所采用的钻进机制及混凝土喷射设备都属于小型设备，机动性强、占用施工场地很少，即使紧靠建筑红线下切垂直开挖亦能照常施工。施工所产生的振动和噪音低，在城区施工具有一定的优越性。

（3）经济效益好。

根据国内有关资料的分析，土钉土支护可比排桩法、钢板桩节省投资25%～40%；根据西欧统计资料，开挖深度在10m以内的基坑，土钉比锚杆支护可节省投资10%～30%。因此，采用土钉墙支护具有较高的经济效益。