【正文】 63 在圍墻外道路上進(jìn)行道路和周邊建筑物變形監(jiān)測(cè)時(shí)必須注意來(lái)往車(chē)輛；在基坑圍欄內(nèi)進(jìn)行邊坡監(jiān)測(cè)時(shí)必須帶安全帽 、系安全帶；圍欄內(nèi)進(jìn)行邊坡監(jiān)測(cè)時(shí)，必須有一人在旁進(jìn)行看護(hù)。施工結(jié)束后，甲乙雙方技術(shù)部門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。 隨著城市建設(shè)的發(fā)展，愈益要求開(kāi)發(fā)三維城市空間。大量的工程實(shí)踐大大豐富和提高了我國(guó)基坑工程領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)水平。各大中城市大型市政地下設(shè)施也屢見(jiàn)不鮮。深基坑的護(hù)壁，不僅要求保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近 建筑物、道路、管線(xiàn)的正常運(yùn)行。其中深度及影響較大的工程有：廣州 065 工程 (深 米，1994 年建造 )、廣州海洋館基坑邊坡工程 (深 米， 1996 年建造 )和煙臺(tái)淺海深圍堰邊壁加固工程 (深 米， 1999 年建造 )。 50 年代， Bjerrum 和 Eide 給出了分析深基坑底板隆起的方法。 深基坑工程是一項(xiàng)綜合性的巖土工程問(wèn)題，主要涉及到土層性質(zhì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐形式、地基處理、地下水防治以及環(huán)境影響等方面，目前研究的課題主要有：土壓力理論、支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的計(jì)算理論、基坑失穩(wěn)破壞的機(jī)理等方面。在基坑工程建設(shè)始末，一定要根據(jù)工程的實(shí)際情況，統(tǒng)籌兼顧，合理處理好各組成部分的關(guān)系，使基坑施工的各環(huán)節(jié)時(shí)刻保持最優(yōu)狀態(tài)，才能確?；邮┕ぐ踩?yōu)質(zhì)和高效。廣泛用于開(kāi)挖深度 7 米以?xún)?nèi)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、管道溝支護(hù)結(jié)構(gòu)、河道支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下人行道等。上海地區(qū)大部分開(kāi)挖深度在 7～12 米左右的深基坑，采用鉆孔灌注樁擋土，水泥土攪拌樁阻水，普遍獲得成功。 (5) 土釘墻：土釘墻是由天然土體通過(guò)土釘墻 就地加固并與噴射砼面板相結(jié)合，形成一個(gè)類(lèi)似重力擋墻以此來(lái)抵抗墻后的土壓力；從而保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定，這個(gè)土擋墻稱(chēng)為土釘墻。出現(xiàn)這種情況并非偶然，內(nèi)為土釘技術(shù)在許多方面與隧道新奧 法施工類(lèi)似，可視為是新奧法概念的延伸。 70 年代德國(guó)法國(guó)和美國(guó)都對(duì)土釘進(jìn)行了研究與應(yīng) gL”J。新興的科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)研究要得到政府的大力支持，才會(huì)很好地發(fā)展。插筋補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)與土釘噴射混凝土相似，只是插筋補(bǔ)強(qiáng)的鋼筋用錨定板，坡面鋪鋼筋網(wǎng)抹水泥砂漿，而土釘在坡面鋼筋網(wǎng)上噴射混凝土。由于土釘比土層錨桿長(zhǎng)度小得多，鉆孔方便，注漿亦易噴射混凝土等設(shè)備，施工單位均易辦到。 (7) 適宜于地下水位以上或經(jīng)降水措施后的雜填土、普通粘土或非松散性的砂土，一般認(rèn)為可用于 N 值在 5 以上的砂質(zhì)土與 N 值在 3 以上的粘性土。 擬建場(chǎng)地位于南辛安前河河漫灘地貌單元，第四系厚度約 12～ 14 米。基坑開(kāi)挖深度10m，土層分布： ① 素填土 ② 中砂層 ② 淤泥質(zhì)土 ④ 粘土 各 土 層的物理力學(xué)指標(biāo) 如表 ： 各土層物理力學(xué)指標(biāo) 表 土層號(hào) 土層厚度 m 重度 kN/m3 內(nèi)粘聚力 kPa 內(nèi)摩擦角 o 土體與錨固體極限摩阻力 kPa ① 素填土 17 10 17 35 ② 中砂層 0 35 120 ③ 淤泥質(zhì)土 30 25 30 ④ 粘土 30 20 50 30 80 2 水泥土攪拌樁 本工程地下水位在天然地坪下 。不僅可左右粒徑小于處理軟粘土，也可處理可塑狀的粘土與含 30%左右粒徑小于 10cm 的雜填土，且處理后不增加地基的附加荷載；可利用樁周面積大的特點(diǎn)，充分發(fā)揮軟弱地基的承載力，降低地基的沉降量 。其中 SJB 系列是雙攪拌軸，中心管輸漿式攪拌機(jī)，采用水泥漿為固化劑，也可用水泥砂漿或摻入粉煤灰等工業(yè)廢料作為固化劑。 水泥土攪拌樁施工工藝 攪拌樁施工需做好以下準(zhǔn)備工作： (1) 依據(jù)工程地質(zhì)勘察資料，進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，選擇最佳水泥摻入比，確定攪拌工藝； (2) 依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，編制深層攪拌法施工方案，做好現(xiàn)場(chǎng)平面布置，安排好打樁施工流程，布置水泥漿制備及泵送系統(tǒng)，且考慮泵送距離宜小于50m。 (2) 水泥摻量取決于 需求的加固體強(qiáng)度，一般為加固土重的 7%~15%,具體摻量需由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。 質(zhì)量檢驗(yàn)要求 為確保攪拌施工質(zhì)量，可選用下述方法進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)： (1) 施工原始記錄：詳盡、完善、如實(shí)記錄并及 時(shí)匯總分析，發(fā)現(xiàn)不符 合要求的立即糾正； (2) 開(kāi)挖檢驗(yàn)：可以根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，選取一定數(shù)量的樁體進(jìn)行開(kāi)挖，檢查加固柱體的外觀質(zhì)量、搭接質(zhì)量、整體性等； (3) 抽樣檢查：在樁身攪拌成型時(shí)，立即用套管壓入取出水泥土樣，制成試塊，按齡期進(jìn)行早期 7 天及 90 天強(qiáng)度試驗(yàn)，這樣在 7d 左右就可預(yù)測(cè)施工樁強(qiáng)度的質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求。 (6) 用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)深層攪拌樁有無(wú)斷樁、裂縫、縮頸、空洞等現(xiàn)象以及樁之間在垂直方向上的搭接情況，判斷攪拌樁防滲體的連續(xù)性和防滲效果。 對(duì)于水泥土樁復(fù)合土釘來(lái)說(shuō)，可認(rèn)為不受土層成拱極限高度的限制；另外，每一開(kāi)挖工況下參與維持基坑邊坡穩(wěn)定的因素除土體與土釘外還有水泥土樁的作用。 止水抗?jié)B作用 水泥土樁除了分擔(dān)荷載作用外，還起到止水抗?jié)B作用，其作用機(jī)理主要有兩方面：一是提高基坑邊壁土體的自穩(wěn)性及隔水性，當(dāng)邊坡土體含水量較大時(shí)，網(wǎng)噴混凝土面層不易與土體粘結(jié)在一起，而直接噴在水泥土攪拌樁或 旋噴樁上，則很容易粘結(jié)在一起；二是在軟弱富水地層中，由于水泥土比原狀土的力學(xué)性能有所改善，當(dāng)水泥土樁向下伸入基底以下深度時(shí)，對(duì)抵抗基底隆起、管涌等起主要作用。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，隨著樁與樁周土之間豎向相對(duì)位移的出現(xiàn)，兩者之間的側(cè)摩阻力會(huì)逐步發(fā)揮。隨著支護(hù)的向下進(jìn)行，水泥土樁與己設(shè) 置的上部土釘之間形成的結(jié)構(gòu)作用有效地約束了上部土體隨開(kāi)挖而發(fā)生的變形，并且水泥土樁與較密土釘之間的結(jié)構(gòu)作用也促使土體的變形趨于均勻；隨著開(kāi)挖深度增加，下部土體的側(cè)移變形就顯得比較突出，最終形成了鼓肚變形模式。復(fù)合土釘中，由于存在強(qiáng)度和剛度比原位土體大許多的水泥土樁，水泥土樁墻后的土壓力要比土釘支護(hù)中面層后的土壓力大，也即水泥土樁傳遞給土釘端頭較大的拉力，于是復(fù)合土釘支護(hù)中土釘經(jīng)過(guò)較短的摩擦傳力距離就可以達(dá)到土釘最大拉力位置，有提高基坑邊坡穩(wěn)定性，控制開(kāi)挖工程中的側(cè)向位移的作用。 基坑開(kāi)挖深度大于 3 米小于 5 米，基坑坑底處于粉土、粉質(zhì)粘土以及粉砂地層時(shí)，坑外地下水位的下降可能危及周邊管線(xiàn)和建筑物，此時(shí)應(yīng)采用水泥土攪拌樁作為防滲帷幕，由于水頭壓力較小，可以采 用單排水泥土樁形成封閉防滲帷幕。 圖 抗?jié)B流驗(yàn)算圖 Ks=ic/i (2－ 1) 式 中： ic——坑底土體的臨界水力梯度，由坑底的土性確定， ic=(Gs1)/(1+e) (2－ 2) Gs——坑底土顆粒的重度 e——坑底土顆粒的天然孔隙比 I——坑底土的滲流水力坡度， i=Hw/L Hw——基坑內(nèi)外土體的滲流水頭，取坑內(nèi)外的地下水位差 L——最短的滲流路線(xiàn)總長(zhǎng)度 L=? ?? vh LmL (2－ 3) ?hL ——流徑水平段總長(zhǎng)度，可取防水帷幕的寬度 ?vL ——流徑垂直段的總長(zhǎng)度，單位可取 m m——流徑垂直段換算成水平段的換算系數(shù)，可取 m= Ks——抗?jié)B或抗管涌安全系數(shù) ， Ks=－ 。 (2) 樁間距 350mm，相鄰兩根樁搭接長(zhǎng)度為 200mm，攪拌速度。 ② 原材料的使用必須符合施工規(guī)范的規(guī)定。截水帷幕的厚度應(yīng)滿(mǎn)足基坑防滲要求截水帷幕的滲透系數(shù)宜小于 106cm/s。 為了對(duì)比分析，除用解析法計(jì)算外，還用理正軟件電算。? /2) () 計(jì)算所得主動(dòng)土壓力系數(shù)表如表 ： 主動(dòng)土壓力系數(shù)表 表 土 層 Kai Kai ① ② ③ ④ 計(jì)算各層土壓力 基坑的開(kāi)挖深度為 10米 ,確定基坑側(cè)壁的安全等級(jí)為二級(jí)，重要系數(shù)為，基坑超載 p=20kPa。根據(jù)工程施工經(jīng)驗(yàn)，土釘?shù)膬A角以不超過(guò) 15176。 土釘長(zhǎng)度 由朗肯土壓力可知，發(fā)生主動(dòng)土壓力時(shí)的滑裂面與水平面之間的夾角為 45176。經(jīng)加權(quán)平均可知滑裂面角度 45176。(120)= ιb2=247。(30)= 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) ιb6=247。 (3)土釘長(zhǎng)度確定 土釘長(zhǎng)度包括兩部分：自由段和錨固段，如圖。 ιb1=247。(120)= ιb5=247。土釘?shù)陌踩禂?shù) k=Tu/N。 C20 混凝土 100mm厚，內(nèi)配 直徑為 6mm 間距為 200mm 的雙向鋼筋網(wǎng)的面層。 將土層分為兩層根據(jù)公式 p0=p01+p0q計(jì)算作用于面層上的荷載。m 釘 上帶土釘作用處彎矩 M1= M0=m 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 只有土釘連接處的局部彎矩較大，其他截面彎矩較小。 設(shè) as=35mm，則 h0=100035=965mm。外部穩(wěn)定性分析包括抗滑動(dòng)穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定及基坑隆起分析三方面 。 圖 外部穩(wěn)定性示意圖 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 土釘墻除了要進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算外，還需按重力式擋土墻計(jì)算方法，驗(yàn)算其抗滑動(dòng)穩(wěn)定性。m 傾覆力矩 M0=+++6+++2++= 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 土釘墻穩(wěn)定性驗(yàn)算 圖 整體穩(wěn)定性示意圖 整體安全系數(shù)采用下式計(jì)算： ? ? ??????????????????? ?kRkiikiiiiiiiiiiiiii STDCVQWQK )c o st a n( s i nc o s)(t a nc o st a nc o s)(s i n)(W1?????????() 式中： Wi、 Qi——(無(wú)攪拌樁處 )作用于第 i 土條的土條自重和地表超載； Vi——(有攪拌樁處 )作用于第 i 土條的土條自重和地表超載的和； i? ——土條圓弧破壞面切線(xiàn)與水平層的夾角； △ i——第 i 條土條寬度； 1? 、 Ci——土條 i 圓弧破壞面所處第 j 層土層的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力； i? 、 Di——第 i 水泥土攪拌樁土條的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力； TRk——第 K 排土釘?shù)淖畲罂拱瘟Γ? k? ——第 K 排土釘軸線(xiàn)該處破壞面切線(xiàn)之間的夾角； Sh——土釘?shù)乃介g距； 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 土釘墻穩(wěn)定性驗(yàn)算 K——安全系數(shù)，取 － 。包括前期準(zhǔn)備、施工過(guò)程的各個(gè)工序、資料整理、成果報(bào)告、產(chǎn)品驗(yàn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)。 施工工藝 (1) 施工工藝流程 土釘施工工序：人工修理邊坡 → 搭設(shè)腳手架 → 定點(diǎn)放線(xiàn) → 打土釘 → 掛鋼筋網(wǎng) → 噴射水泥砂漿 → 土釘壓力注漿 → 拆除腳手架。 (3) 人工修理邊坡 對(duì)明顯凹凸不平的坡面進(jìn)行人工修坡，人工修理有困難的 (基巖開(kāi)挖困難 )，采用風(fēng)鎬鑿平。打入土釘端部焊接預(yù)制 錐頭，土釘打入部分范圍內(nèi)布設(shè)注漿孔，間距 ，交錯(cuò)布設(shè)。 ③ 噴射水泥砂漿 水泥砂漿的配合比設(shè)計(jì)為 M10，可在工作中適當(dāng)調(diào)整，砂子同水泥干拌，在噴射口與水拌合噴于坡面，噴射砂漿厚度應(yīng)控制在 812cm厚。 ② 鋼筋放置 孔中心放置 υ25 鋼筋，鋼筋周邊焊接對(duì)中支架，使鋼筋處于孔的中心位置。 ⑤ 噴射水泥砂漿 水泥砂漿的配合比設(shè)計(jì)灰砂比 1:4，可在工作中適當(dāng)調(diào)整，最高不超過(guò)1:2，砂子同水泥干拌，在噴射口與水拌合噴于坡面，噴射砂漿厚度應(yīng)在812cm厚。 ③ 三軸攪拌機(jī)下沉速度與攪拌提升速度應(yīng)控制在 ，并保持勻速下沉與勻速提升。如因故停漿，應(yīng)在恢復(fù)壓山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 施工組織設(shè)計(jì) 漿前將三軸攪拌機(jī)下沉 ，以保證攪拌樁的連續(xù)性。 (7) 擋土樁工程 ① 施工人員配備 施工管理人員 2 人，具體跟班負(fù)責(zé)測(cè)量定位，施工過(guò)程中的質(zhì)量檢查，完成工序的報(bào)驗(yàn)、參驗(yàn)以及質(zhì)量記錄整理。 b 作業(yè)條件準(zhǔn)備 進(jìn)一步掌握地下土質(zhì)、地下水情況以及挖掘的難易程度?；鶐r的掘進(jìn)應(yīng)投入空壓機(jī) 2 臺(tái)，鑿巖機(jī) 12 臺(tái)。 (8) 土方開(kāi)挖要求 ① 在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，施工單位應(yīng)采取有效措施，確保邊坡土及動(dòng)態(tài)土坡的穩(wěn)定性；施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照土方開(kāi)挖的施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行，基坑內(nèi)部臨時(shí)坡體應(yīng)不大于 1:，且在土方開(kāi)挖過(guò)程中挖土高差不