土钉墙基坑支护设计
土钉墙支护方案

a.基层处理:清除坡面浮土、松散石块,确保基层平整。
b.挂网:铺设HRB400级钢筋网,与土钉焊接牢固。
c.喷射混凝土:采用湿喷法,分两层喷射,每层厚度不小于50mm。
五、质量与安全保证措施
1.质量保证:
a.施工前进行技术交底,明确施工要求。
b.施工过程中严格执行施工工艺,确保工程质量。
c.对施工过程进行严格监控,及时发现问题,及时整改。
d.施工完成后进行质量验收,确保达到设计要求。
2.安全保障:
a.施工人员需进行安全培训,合格后方可上岗。
b.施工现场设置安全警示标志,配备必要的安全防护设施。
c.严格遵守国家及地方有关安全生产的法律、法规和规定。
d.建立健全安全生产责任制,明确各级人员的安全职责。
土钉墙支护方案
第1篇
土钉墙支护方案
一、工程概况
本项目为XX地区XX工程,地处城市中心区域,周边环境复杂。工程包括地下二层车库及地上二十层综合楼,基础采用深基础形式。根据地质勘察报告,现场土层自上而下分别为:素填土、粉质粘土、砂土、粘土。为保证施工安全及邻近建筑物、道路、管线的安全,现需对基坑进行支护。
3.土钉墙结构:土钉墙由预应力锚杆、钢筋网、喷射混凝土组成。预应力锚杆采用高强度低松弛钢绞线,锚固段长度不小于5m;钢筋网采用HRB400级钢筋,间距为200mm×200mm;喷射混凝土强度等级为C20。
4.排水措施:为防止地表水及地下水对土钉墙的影响,沿坡顶、坡脚设置排水沟及集水井,确保土钉墙稳定。
第2篇
土钉墙支护方案
一、工程背景
XX工程位于XX城市核心区域,为一座包含地下二层车库及地上二十层综合楼的大型建筑。基于地质条件及工程需求,基坑支护成为本工程关键环节。为保障周边环境及施工安全,经综合评估,决定采用土钉墙支护技术。
基坑土钉墙支护施工方案

基坑土钉墙支护施工方案
一、项目概述
该工程基坑深度较深,需要采用土钉墙支护施工方案。
该方案
以土钉墙为主要支护措施,同时配合辅助措施,保证基坑的稳定安全。
本方案详细介绍了土钉墙支护的设计和施工流程。
二、支护结构设计
1.土钉墙设计
(1)土钉布置方案:依据基坑的实际尺寸和地理位置,确定了土
钉布置方案。
土钉间距为1.5m,紧急土钉间距缩短至1m。
土钉长度
为3m,直径为32mm。
(2)土钉深度设计:通过现场勘探,该基坑中的不稳定层深度大
约为6m。
为保证土钉墙的稳定性,土钉深度需要超过不稳定层深度。
土钉深度选取7m,确保土钉有效抵抗地下水压力。
(3)土钉墙稳定性计算:依据土钉在土壤中的力学特性和负荷变
形原理,使用均布荷载法计算了土钉墙的稳定性。
根据计算结果,
土钉墙的稳定系数达到1.5以上,能够满足支护要求。
2.辅助措施设计
(1)顶梁设计:顶梁作为土钉墙顶部的水平支撑,需要能够承受
来自基坑周围土体的水平荷载。
顶梁的截面尺寸为300mmx500mm,
长度为基坑宽度的1.2倍。
基坑放坡加土钉墙支护组织施工设计方案

基坑放坡加土钉墙支护组织施工设计方案一、施工组织方案1.施工队伍组织根据基坑的规模和复杂程度,合理组织施工队伍。
施工队伍应包括工地负责人、技术人员、土建工人、设备操作人员等。
确保施工过程中各岗位的协调配合和工作安全。
2.施工进度计划制定详细的施工进度计划,包括工序安排、材料采购、设备调配等。
合理安排施工序列,确保施工的连续性和高效性。
同时考虑天气条件、交通状况等因素,制定灵活的施工计划。
3.安全管理施工过程中重视安全管理,制定合理的安全措施。
加强施工现场的安全巡查,落实好劳动防护措施,确保施工人员的安全。
加强施工现场的防护措施,设置警示标志牌、安全网等,防止施工过程中的安全事故发生。
4.环境保护在施工过程中,按照环境保护的要求进行工作。
采取合理的排污方案,控制扬尘、废水等对周边环境的影响。
施工完成后,及时清理施工现场,恢复原有环境。
1.基坑放坡设计根据基坑的具体情况,设计适当的坡度和坡高。
考虑基坑周边土体的稳定性和承载能力,确保基坑的稳定性。
同时,根据土体情况和施工方法,选择合适的放坡方式,如平面放坡、阶梯放坡等。
2.土钉墙支护设计根据基坑的深度和土体质量,设计合适的土钉长度和间距。
考虑土体的抗剪强度、拉力、抗压强度等参数,确保土钉墙的稳定性和承载力。
根据土钉墙的高度,确定合理的锚定长度和锚固深度。
3.土壤加固设计根据土体的性质和强度要求,设计合适的土壤加固措施。
可以采用深层加固、浅层加固等方法,如加固灌浆、点支撑等。
根据施工条件和土壤特性,选择合适的加固材料和加固方法。
4.施工工艺设计根据施工条件和工程要求,制定详细的施工工艺方案。
包括开挖工艺、加固工艺、土钉安装工艺等。
合理选择施工方法和设备,确保施工质量和进度。
同时,设置监测点,监测基坑和土钉墙的变形和稳定性。
通过合理组织施工队伍,切实做好施工现场的安全管理和环境保护,同时根据基坑的具体情况设计合适的放坡和土钉墙支护方案,可以有效地保证基坑施工的顺利进行,并最大程度地降低施工风险。
土钉墙支护设计基坑支护施工组织方案

土钉墙支护设计基坑支护施工组织方案土钉墙支护是基坑支护的一种常用方法,它通过设置钢筋混凝土土钉墙、预应力锚杆和锚索等钢筋混凝土支护体系,以增强地基的稳定性和抗滑性。
本文将就土钉墙支护设计和基坑支护施工进行详细说明,包括施工前准备、施工安全措施、施工工序等。
一、施工前准备1.了解工程地质和水文地质条件,确定基坑的稳定性要求和支护方式;2.完成地质勘察和设计,确定桩基坑的位置、形状和尺寸;3.编制支护设计方案,包括土钉墙的布置和尺寸、钢筋混凝土土钉墙的强度等级和厚度等;4.确定土钉墙施工方法和施工工艺,包括土钉墙的钻孔方法和孔径、预埋套管的设置等;5.采购土钉、钢筋、混凝土和其他施工材料,确保施工需要。
二、施工安全措施1.根据现场实际情况,制定详细的施工方案和安全控制措施;2.设计合理的施工平台和围护结构,确保施工安全;3.在施工区域设置明显的警示标志和标线,确保施工区域的安全;4.按照相关规定设置消防设备,保证施工期间及时处理火灾事故;5.严格执行施工现场人员佩戴安全帽、安全绳等个人防护用品。
三、施工工序1.周边建筑物的拆除和土方开挖;2.基坑的清理和处理地面水;3.钻孔、套管和土钉的安装;4.钢筋混凝土土钉墙的浇筑和养护;5.预应力锚杆和锚索的安装;6.其他辅助设施的施工,如放水管、防水层、排水设施等;7.进行地基回填和扫平。
四、施工要点1.钻孔和土钉的布置应符合设计要求,钻孔要垂直且孔径准确;2.土钉应选用质量可靠的材料,并按照规定要求进行锚固;3.土钉墙施工过程中要进行严密监控,确保土钉的质量;4.钢筋混凝土土钉墙的浇筑要均匀,避免出现浇筑不足或过浇情况;5.预应力锚杆和锚索的预压要掌握适当的力度,保证整个基坑的稳定性;6.施工过程中要定期检查土钉墙的稳定性,并进行必要的修复和加固。
五、施工质量验收1.按照施工规范要求,进行土钉墙的质量验收;2.对已施工完成的基坑进行整体验收,包括土钉墙的强度、稳定性和抗滑性等;3.进行施工记录和施工质量评价,总结经验教训,为以后的施工提供参考。
土钉墙及灌注桩基坑支护方案

土钉墙及灌注桩基坑支护方案土钉墙是一种采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构,其目的是提高原位土体的强度并限制其位移,增强基坑边坡坡体的自身稳定性。
以下是土钉墙的工艺流程:1. 作业面开挖:土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的。
2. 成孔:成孔工艺和方法与土层条件、机具装备及施工单位的手段和经验有关。
3. 置筋:在置筋前,最好采用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。
4. 注浆:土钉注浆采用注浆泵灌注,浆液采用1:2水泥砂浆。
5. 喷射混凝土面层:为了防止土体松弛和崩解,必须尽快做第一层喷射混凝土。
临时性的支护,面层做一层,厚度50-150㎜;永久性支护面层两层或三层,厚度㎜。
6. 土钉抗拔力检验。
至于灌注桩的工艺流程,由于其施工过程相对复杂,具体如下:1. 场地平整:清除施工场地的杂物,以方便施工。
2. 定位放线:根据施工图纸,确定桩的位置。
3. 钻孔机的安装和定位:确保钻孔机正确就位,以避免钻孔位置的偏差。
4. 钻孔:开始钻孔,并确保钻孔的深度和直径符合设计要求。
5. 清孔:清理钻孔内的残渣,以确保混凝土的施工质量。
6. 钢筋笼的制作与安装:根据设计要求制作钢筋笼,并将其放入钻孔中。
7. 混凝土的浇筑:在钢筋笼安装完成后,开始浇筑混凝土。
8. 养护:在浇筑完成后进行养护,以确保混凝土的质量。
9. 检测和验收:对已完成的灌注桩进行检测和验收,确保其质量符合设计要求。
请注意,具体的施工方案需要根据工程要求、地质条件、施工环境等因素综合考虑,上述方案仅供参考。
在实际操作中,还需要注意安全措施和环境保护,确保施工顺利进行。
基坑支护结构——土钉支护精选全文完整版

φi--岩土的内摩擦角 Wi--分条(块)重量性 βi--土钉轴线与破裂面的夹角 Sx--土钉水平间距
(2)土钉墙外部稳定性验算 将土钉及其加固体视为重力式挡土墙,按重力式挡土墙的稳定性验算方
法,进行抗倾覆,抗滑稳定性及基底承载力验算。
(3)圆弧稳定性验算 对于土质边坡,碎石土状软岩表坡,还应进行圆弧稳定性验算。
式中:
Ei
iSxSy cos
Ei--距墙顶度第i层土钉的计算拉力
Sx,Sy--水平和垂直间距
β--土钉与水平面的夹角
4. 抗拉验算
(1)土钉抗拉断验算:
Ti
1 4
db
2
fy
式中: Ti--钉材抗拉力
db--钉材直径
yf--钉材抗拉强度设计
土钉抗拉断验算按下式计算:
Fi Ti
K1
K1--土钉抗拉断安全系数取1.5~1.8永久工程取大值
土中的抗拔力低,需要很长很密的土钉。 3.土钉支护如果作为永久支护性结构,需要考虑腐蚀耐久等问题。
二、适用范围
• 土钉支护适用于地下水位以上或经人工降水措施后 的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或 边坡加固。一般认为可用于标准贯入击数N值在5 以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。
• 单独的土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或 边坡维护,当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使 用时,深度可以进一步加大。
5. 土钉墙整体稳定性检算
(1) 内部整体稳定检算 采用简单条分法
K ci LiSx Wi • cos ai • tan i • Sx Pi • cos i Pi • sin i • tani Wi • sin ai • Sx
Ci--岩地的聚力 LI--分条(块)的潜在破裂面长度 αi--破裂面与水平面夹角 Pi--土钉的抗拔能力取Fi和Ti中的小值 n--实设土钉排数 K-施工阶段及使用阶段整体稳定系数&施工阶段K≥1.3使用阶段K≥1
土钉墙基坑支护技术要求
土钉墙基坑支护技术要求下面就是土钉墙基坑支护的技术要求啦。
一、土钉的设置。
1. 间距。
土钉之间的距离可不能乱设。
水平间距呢,一般要根据基坑的稳定性要求和土钉的受力情况来定。
通常来说,在1 2米左右比较合适。
就像盖房子砌砖,砖与砖之间得有个合适的间隔,土钉也是这个道理。
太密了浪费材料,太疏了又可能撑不住。
垂直间距也是有讲究的,大概在0.5 2米之间。
这得看基坑的深度、土质情况等因素。
比如说,要是基坑比较深,土质又不太好,那垂直间距可能就得小一点,这样才能保证每一层土钉都能发挥作用,就像搭架子,架子越高,每层架子之间的距离可能就要更密一些才稳当。
2. 长度。
土钉的长度很关键哦。
它得足够长才能深入到稳定的土层中。
一般是根据基坑的深度来确定的,长度大概是基坑深度的0.5 1.2倍。
如果基坑深6米,那土钉长度可能就在3 7.2米之间。
就好比你要把一根棍子插到地里把东西撑住,棍子太短肯定不行,得插到足够深的土里才能撑得稳。
3. 倾角。
土钉的倾斜角度也不是随便定的。
一般来说,倾角在5 20度之间比较好。
这个角度就像射箭的角度一样,得合适才能发挥最大的作用。
如果角度太大,土钉受力就不均匀,容易出问题;角度太小,可能就不能很好地拉住周围的土了。
二、喷射混凝土。
1. 厚度。
喷射在土钉墙上的混凝土得有一定的厚度。
一般厚度在8 15厘米之间。
这就像给土钉墙穿上一件合适厚度的铠甲,太薄了容易被破坏,太厚了又浪费材料。
而且这个厚度要均匀,不能有的地方厚有的地方薄,就像做蛋糕,蛋糕的面糊要抹得均匀,这样蛋糕才好看又好吃,喷射混凝土也是一样,均匀了才能保证土钉墙整体的强度。
2. 强度等级。
喷射混凝土的强度等级也有要求,一般要达到C20左右。
这就像人的力气大小一样,C20的强度能保证混凝土在承受土压力、水压力等外力的时候不会轻易被破坏。
要是强度不够,就像一个体弱的人去干重活,肯定是不行的。
三、钢筋网片。
1. 规格。
钢筋网片的钢筋直径一般在6 10毫米之间。
深基坑土钉墙开挖支护施工方案
深基坑土钉墙开挖支护施工方案一、工程概述本次工程为_____项目,位于_____,基坑开挖深度为_____米,周边环境较为复杂,有_____等建筑物和地下管线。
为确保基坑开挖及后续施工的安全,需采用土钉墙进行支护。
二、土钉墙支护设计(一)土钉参数设计土钉采用_____钢筋,直径为_____mm,长度根据不同部位分别为_____m。
土钉水平间距为_____m,垂直间距为_____m,呈梅花形布置。
(二)喷射混凝土面层设计面层采用强度等级为_____的喷射混凝土,厚度为_____mm。
内配钢筋网,钢筋直径为_____mm,网格间距为_____mm。
(三)排水系统设计在坡顶设置宽度为_____m 的混凝土散水坡,并设置截水沟,坡底设置排水沟,每隔_____m 设置一个集水井。
三、施工准备(一)技术准备1、熟悉施工图纸和地质勘察报告,了解场地的工程地质和水文地质情况。
2、编制施工方案,并进行技术交底,确保施工人员了解施工工艺和质量要求。
(二)材料准备1、土钉钢筋、水泥、砂、石子等原材料应符合设计要求,并具备质量证明文件。
2、准备好喷射混凝土所需的机械设备和工具。
(三)现场准备1、平整施工场地,清除障碍物。
2、按照设计要求进行测量放线,确定基坑开挖边线和土钉墙的位置。
四、施工工艺流程(一)基坑开挖1、按照分层分段的原则进行开挖,每层开挖深度不宜超过_____m,每段开挖长度不宜超过_____m。
2、开挖过程中应及时进行修坡,保证坡面的平整度和坡度符合设计要求。
(二)土钉施工1、土钉成孔采用_____成孔方法,孔径为_____mm。
成孔过程中应注意控制孔位、孔深和孔径的偏差。
2、土钉制作与安装将土钉钢筋按照设计长度进行制作,并在钢筋上设置定位支架,保证土钉在孔内的位置居中。
土钉安装后应及时进行注浆。
3、注浆采用_____注浆材料,注浆压力为_____MPa。
注浆时应确保浆液饱满,注浆量不小于理论计算值。
(三)喷射混凝土面层施工1、挂钢筋网将钢筋网固定在坡面上,钢筋网与土钉应连接牢固。
土钉墙基坑支护方案
土钉墙基坑支护方案一、土钉墙基坑支护概述土钉墙基坑支护是指在基坑工程中采用钢筋混凝土土钉和挡土板进行临时支撑,以确保基坑的稳定和安全。
土钉墙基坑支护方案应根据具体的施工条件和土壤情况进行设计和实施,以满足工程的要求。
下面是一种常见的土钉墙基坑支护方案。
二、土钉墙基坑支护方案设计1.土钉墙的设计根据基坑边界的大小和土壤情况,确定土钉墙的尺寸和排布方式。
一般来说,土钉墙的深度应大于基坑挖掘的深度,以提供足够的支护力。
土钉墙的排列密度和深度应根据土壤承载力等参数进行计算和分析。
2.土钉的选择和布置根据土壤的性质和基坑的要求,选择合适的土钉类型(如钢筋混凝土土钉、纤维增强土钉等)和规格。
土钉的布置应均匀分布,并且与挡土板的连接应符合相关设计要求。
3.挡土板的选择和安装挡土板的选择应根据基坑的深度、土壤情况和预计的土压力来确定。
常见的挡土板有钢板桩、预制混凝土板桩等。
挡土板的安装应按照设计要求和相关规范进行,确保其与土钉墙的连接牢固。
4.排水和防护措施基坑支护中的排水和防护是十分重要的。
在土钉墙基坑支护中,应设置合理的排水系统,确保基坑内没有积水,以减小基坑土压力。
同时,应加强对基坑边沿的防护,以防止土体塌方和保护施工人员的安全。
5.施工监测和检查在基坑支护的施工过程中,应进行监测和检查。
监测主要包括土钉的安装质量、挡土板的连接情况、基坑边界的变形以及周边建筑物的变形等。
及时发现问题并进行处理,以保证工程的稳定和安全。
三、土钉墙基坑支护方案实施1.施工准备根据设计要求确定土钉墙的位置和尺寸,并组织施工人员和设备到达现场。
同时,对于挖掘基坑前,应先测量和标记出基坑边界,并清理基坑周围的障碍物。
2.土钉和挡土板的安装按照设计要求和施工规范,进行土钉和挡土板的安装。
土钉的安装应符合规范要求,保证土钉的嵌入深度和倾斜角度,以及与挡土板的连接牢固。
挡土板的安装应按照设计要求进行,确保其稳定性和连接性。
3.排水和防护设置排水系统,保证基坑内没有积水。
对采用放坡和土钉墙相结合的深基坑支护设计的简单计算
1、基坑支护方案的设计1.1考虑局部基坑断面为素填土为最不利基坑开挖工况,进行土钉墙支护方案设计,支护深度7m 。
依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)第3.1.3条,基坑四周空旷、无建筑物。
支护结构失效,对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重,确定该支护结构的安全等级为三级。
1.2本工程为临时性工程,设计使用期限为3个月,自支护结构施工结束起算,为保证基坑四壁的安全稳定性,考虑基坑较深,局部为素填土、性质不均匀,四周具备放坡条件,基坑四周采用放坡和土钉墙结合的处理方案,按1:1.4进行放坡,配合设置土钉墙进行基坑四壁的加强处理。
沿坑壁均匀设置三排土钉,土钉的垂直间距2m ,自自然地坪算起每2m 设置一排土钉,水平间距2m ,均匀放置,采用自钻式锚杆(土钉)(型号为HRB300,2Ø16),错杆成孔直径130mm ,与水平向夹角为15°,锚杆钻进过程中可以使用水泥作为眼进浆液一起钻进,严格控制塌孔、流土现象。
采用压力注浆注纯水泥浆,注浆压力为0.2~3MPa ,水灰比为0.4~0.5,必要时可加入一定量的外加剂。
1.3单根土钉的轴向拉力标准值计算N kj =j z j x ak j s s a j j,,,cos 1ρξη(5.2.2) 式中:N kj ——第j 层土 钉的轴向拉力标准值(KN )a j ——第j 层钉倾角(15°)ξ——墙面倾斜时的主动土压力折减系数,可按本规程第 5.2.3条确定j η——第j 层土 钉轴向拉力调整系数,可按本规程公式5.2.4-1计算j ak,ρ——第j 层土钉处的主动土压力强度标准值(KP a ),应按本规程第3.4.2条确定S x,j ——土钉的水平间距(m )S x,j =2mS z,j ——土钉的垂直间距(m )S z,j =2m1.3.1坡面倾斜时的土压力折减系数)245(2tan /]12tan [2tan m mmtan β1ϕϕβϕβξ-︒-+-=式 (5.2.3) 式中:β-土钉墙坡面与水平面的夹角β=35°mϕ—基坑底面以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角平均值(10°)mϕ=10° 计算得:ξ=0.311.3.2±钉轴向拉力调整系数h z j b a a j )(ηηηη--= (5.2.4-1) aj j aj j b a E Z h E z h )()(-∑-∑=ηη (5.2.4-2)式中Z j ——第j 层土钉至基坑顶面的垂直距离(m )h —基坑深度(m )h=7m△E aj —作用在以s x,j 、s z,j 为边长的面积内的主动土压力标准值(KN ) -a η计算系数 -b η经验系数,取0.6n —土钉层数计算得:11=η 93.02=η 785.03=η 1.3.3单根土钉各层的轴向拉力标准值计算得:kN N K 65.291=KN N K 8.462= KN N K 5.633= 1.4单根土钉的极限抗拔承载力计算t K N R KJ KJ ≥ (5.2.1)式中K t 一一土钉抗拔安全系数;安全等级为三级的土钉墙,K t 不应小于1.4;N k,j ---第j 层土钉的轴向拉力标准值(kN),应按本规程第5.2.2条的规定计算;R k,j ——第j 层土钉的极限抗拔承载力标准值(kN),应按本规程第5.2.5条的规定确定。
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《深基坑工程支护设计》—基坑土钉支护建院土木系地质教研室二0一四年六月目录1.土钉墙支护设计理论2.基坑土钉墙支护设计任务书3.基坑土钉墙支护设计指导书4.本次设计的相关资料1.土钉墙支护设计理论1.1概述1.1.1 基坑支护的作用基坑开挖后,形成临空面,在基坑土体自身重量、地表荷载、地下水渗透作用下,可能产生破坏或过大变形,危及基础施工或周围建筑物的安全,因此,须对基坑侧壁采取一定的措施进行支护。
1.1.2 土钉墙及土钉的定义、支护原理土钉墙:由土钉、被加固的土体、面层组成的支护结构。
土钉墙支护在某些施工企业也称为喷锚支护。
其组成如图1.1.2-1所示:图1.1.2-1 土钉墙剖面示意图土钉:用来加固、锚固现场原位土体的细长杆件。
通常采用土中钻孔,置入变形钢筋,并沿孔全长注浆的方法做成。
土钉依靠与土体之间的界面粘结力或摩擦力,在土体发生变形的条件下被动受力,并主要承受拉力作用。
土钉也可用钢管、角钢直接击入土中,并全长注浆的方法做成。
面层:在土钉端部沿水平方向及竖向焊接加强钢筋,在加强钢筋上焊接分布钢筋,再喷射混凝土制作而成。
加理:基坑临空面形成后,侧壁土体有向临空面位移的趋势,及沿某一潜在破坏面破坏的趋势,置入土钉后,土钉承受了由周围土体及面层传递过来的土压力,把土压力传递至稳定的土层中去,从而阻止了侧壁土体向基坑方向的位移;土钉加固土体使土体强度提高,并由于土钉的拉力,使潜在破坏面上的法向应力增大,因而摩擦力增大,阻止基坑侧壁沿某一潜在破坏面破坏。
1.1.3 土钉墙的适用条件1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地(基坑侧壁安全等级根据侧壁破坏后果的严重程度划分)。
2.基坑深度不宜大于12m。
3.当地下水位高于坑底面时,应采取降水或截水措施。
当土质较差,且基坑边坡靠近重要建筑设施,需要严格控制支护变形时,宜开挖前先沿基坑边缘设置密排的竖向微型桩(见图1.1.3-1),其间距不宜大于1m,深入基坑底部1~3m。
微型桩可用无缝钢管或焊管,直径48~150m,管壁上应设置出浆孔。
小直径的钢管可分段在不同挖深处用击打方法置入并注浆;较大直径(大于100mm)的钢管宜采用钻孔置入并注浆,在距孔底1/3孔深围的管壁上设置注浆孔,注浆孔直径10~15mm,间距400~500mm。
图1.1.3-1 超前设置微形桩的土钉支护当支护变形需要严格限制在不良土体中施工时,宜联合使用其他支护技术,将土钉支护扩展为土钉——预应力锚杆联合支护、土钉——桩联合支护、土钉——防渗墙联合支护等,并参照相应标准进行设计施工。
1.1.4 与锚杆支护相比,土钉与土钉墙支护的特点1.土钉的作用之一是加固周围土体,使周围土体的强度增加,保证其稳定性,并和被加固的土体一起作为挡土结构,支护基坑。
锚杆常与桩、墙联合使用,作为桩墙等挡土结构的支点,与桩墙一起作为支护结构,此时,锚杆周围的土体不再为支护结构的一部分。
2.土钉在基坑侧壁上的排列较密,锚杆的排列间距较大。
3.土钉在土体发生变形后才被动受拉,土钉对土体的约束需要土体变形作为补偿,锚杆一般在设置时预加拉应力,给土体以主动约束。
4.土钉沿孔全长注浆、锚杆应考虑自由段e长度不应小于5m。
1.1.5 土钉及土钉墙的受力状态和破坏形式1.土钉墙在自身重量等荷载作用下,可能沿部或外部破裂面产生整体破坏,如图1.1.4-1所示。
图1.1.4-1 土钉墙沿部或外部破裂面2.土钉墙沿墙底产生滑移,或沿墙趾产生倾覆。
3.单根土钉在拉力作用下被拔出。
土体在自身重量等荷载作用下,产生变形,作用土压力于面层,面层传递给土钉,土钉承受了由面层及周围土体传递过来的拉力,有向基坑方向拔出的驱势;同时破裂面以外稳定土体与土钉的粘结力对土钉产生抗拔力,阻止土钉向外拔出。
当拉力大于抗拔力时,土钉被拔出。
4.土钉墙墙底承载力不够,产生破坏。
1.2 土钉墙的构造要求1.土钉墙墙面坡度不宜大于1:0.1;2.土钉和面层必须有效连接,应设置承压板或加强钢筋等构造措施,承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接;3.土钉的长度宜为开挖深度的0.5~1.2倍,间距宜为1~2m,与水平面夹角宜为5ο~20ο;4.土钉钢筋宜采用HPB235、HRB335级钢筋,钢筋直径宜为16~32mm,钻孔直径宜为70~120mm;5.注浆材料宜为水泥浆或水泥砂浆,其强度等级不低于M10;6.喷射混凝土面层宜配置钢筋网,钢筋直径宜为6~10mm,间距宜为150~300mm;喷射混凝土强度等级不宜低于C20,厚度不宜小于80mm;7.坡面上下段钢筋搭接长度应大于300mm;8.排水系统参照如下规定:基坑四周支护围的地表应加修整,构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面,防止地表降水向地下渗透,靠近基坑坡顶宽2~4m的地面应适当垫高,并且里高外低,便于径流远离边坡。
为了排除积聚在基坑的渗水和雨水,应在坑底设置排水沟及集水坑。
排水沟应离开边壁0.5~1m,排水沟及集水坑宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏,坑中积水应及时抽出。
在支护面层背部应插入长度为400~600mm ,直径不小于40mm水平排水管,其外端伸出支护面层,间距可为1.5~2m ,以便将喷射混凝土面层后积水排出。
1.3设计1.3.1一般规定1.根据构造要求和工程经验,初选支护各部件的尺寸和材料参数;2.进行计算分析,主要有:(1)土钉的设计计算(抗拉承载力验算、土钉长度验算等);(2)支护的部整体稳定性分析与外部整体稳定性分析;(3)喷射混凝土面层的设计计算及土钉与面层的连接计算。
通过上述计算对各部件的初选参数做出修改,给出施工图。
3.根据施工过程中的量测监控数据和发现的问题,进行反馈设计。
1.3.2单根土钉抗拉承载力计算1.3.2.1土钉的设计计算遵循下列原则:1.只考虑土钉的受拉作用;2.土钉的设计力按1.3.3.2条规定的侧压力图形算出;3.土钉的尺寸应满足设计力(受拉荷载)的要求,同时还应满足支护部整体稳定性的要求。
1.3.2.2土钉设计力N(受拉荷载)计算每一个土钉所受的最大拉力或设计力:h v S pS N θcos 1=其中: θ:土钉的倾角;v S :计算土钉在水平方向与相邻土钉中点的间距。
h S :计算土钉在竖直方向与相邻土钉中点的间距。
p :土钉长度中点所处深度位置上的侧压力,q p p p +=1;1p :土钉长度中点所处深度位置上由支护土体自重引起的侧压力,据图1.3.2.2-1求出。
q p :地表均布荷载引起的侧压力。
1p 及q p 沿基坑深度分布图如下:图1.3.2.2-1 1p 及q p 沿基坑深度分布图m p :基坑深度方向土体自重产生的侧压力p 1的最大值,其求解方法如下:对于H c γ≤0.05的砂土和粉土:H K P a m γ55.0=对于H c γ>0.05的一般粘性土:H k H KarH c k p a a m γγ55.0)21(≤-=粘性土m p 的取值应不小于0.2H γ。
图中地表均布荷载引起的侧压力取为:q k p a q =其中:q :地表荷载,最小取为15KPa ;)245(tan 2ϕ-=οa K ;γ为土的重度,H 为基坑深度;上式中的ϕ、γ和c 值可取各层土按其厚度加权的平均值求出。
1.3.2.3土钉设计力验算各层土钉的设计力应满足:yk d s f d N F 41.12,π≤其中: d s F ,:土钉的局部稳定性安全系数,取1.2~1.4,基坑深度较大时,取大值;N :土钉设计力; d :土钉钢筋直径;yk f :钢筋抗拉强度标准值,按《混凝土结构设计规》(GBJ10-89)取用。
各层土钉极限抗拉承载力R 需满足:R l d N F i i d s =≤∑20,τπ图1.3.2.3-1 支护潜在破裂面其中:i l 2:土钉在破坏面以外稳定土体第i 层土中的长度;0d :土钉孔径;τ:土钉与土体之间的界面粘结强度,按表1.3.2.4-1选取。
表1.3.2.4-1界面粘结强度标准值土类 粘性土 砂土 素填土状态 软塑 可塑 硬塑 坚塑 松散 稍密 中密 密实 τ(kpa )15~3030~5050~7070~9070~9090~120120~160160~20030~601.3.2.4各层土钉长度验算各层土钉的长度l 应满足下列条件: τπ0,1d NF l l d s +≥1.3.3土钉支护的整体稳定性分析土钉支护的部整体稳定性分析是指边坡土体中可能出现的破坏面发生在支护部并穿过全部或部分土钉。
破坏模式如图1.3.3-1所示,破坏面为一圆弧面,并考虑土钉的拉力,采用普通圆弧条分法对支护作整体稳定性分析。
图1.3.3-1 部整体稳定性分析安全稳定性系数计算公式如下:()()cos tan (/)sin tan (/cos )(/)s sin iiijk hk k j j i i k hk k siiiw Q R S c R S co F w Q αφβφαβα⎡⎤+⋅+⋅+∆+⎣⎦=+⎡⎤⎣⎦∑∑i w 、i Q :分别为作用于土条的自重和地面荷载;i α: 土条i 圆弧破坏面切线与水平面的夹角;i ∆:土条i 的宽度;j φ:土条i 圆弧破坏面所处的第j 层土的摩擦角;j c :土条i 圆弧破坏面所处的第j 层土的粘聚力;k R :破坏面上第K 排土钉的最大抗力,按1.3.3.3条确定;k β:第k 排土钉轴线与该处破坏面之间的夹角;hk S :第k 排土钉的水平间距。
需要收索所有可能破坏的圆弧面,并计算其安全稳定性系数(此工作量较大,一般由计算机完成),安全稳定性系数最小值所对应的圆弧面为最可能破坏的圆弧面,该安全稳定性系数最小值要求大于表1.3.3-1中的值。
表1.3.3-1 支护部整体稳定性分析基坑深度(m ) ≤6 6~12 ≥12 安全系数最小值1.21.31.4是指整个土钉沿底面水平滑动、绕基坑底角倾覆、沿深部的圆弧破坏面失稳。
土钉支护的外部稳定性分析与重力式挡土墙的稳定性分析相同,可将由土钉加固的整个土体视为重力式挡土墙,分别验算其底面抗水平滑动验算、基坑底角抗倾覆验算和整体稳定性验算。
1.3.3.4混凝土面层:按构造要求设计。
1.4 施工与检测土钉墙施工之前先确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等,并妥善保护;编制好基坑支护施工组织设计,周密安排支护施工与基坑土方开挖、出土等工作的关系,使支护施工与土方开挖密切配合;准备土钉等有关材料和施工机具。
1.4.1施工前应具备下列文件1.岩土工程勘察报告;2.土钉墙支护结构施工图;3.降水系统施工图,以及需要工程降水时的降水方案设计;4.施工方案和施工组织设计,规定基坑分层、分段开挖的深度和长度,边坡开挖面的裸露时间限制等;5.支护整体稳定性分析计算书;6.现场测试监控方案和应急措施。