【正文】 βL aqq土釘/2Lf破壞面 31 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 ? —— 土 釘 與土體 間 的抗剪 強(qiáng) 度 標(biāo) 準(zhǔn)值（ kPa），其取值 詳見 表 42。~20186。 土釘墻設(shè)計步驟 土釘墻的設(shè)計步驟如下： 27 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 土釘設(shè)計計算 土釘設(shè)計計算遵循下列原則： （ a）只考慮土釘?shù)氖芾饔茫? （ b）土釘?shù)某叽鐟?yīng)滿足設(shè)計內(nèi)力的要求，同時還應(yīng)滿足支護(hù)內(nèi)部整體穩(wěn)定性的要求。即使是軟土地面，無任何人為施作和自然因素存在時，通常也不可能出現(xiàn)一部分土體相對于另一部分土體的運(yùn)動，造成地面的裂縫或塌陷。 水患防治 水患是基坑邊壁穩(wěn)定的大 忌 ,方案設(shè)計中須慎重考慮。 附加荷載 附加荷載指在基坑邊壁優(yōu)勢滑移 線以內(nèi)可能滑移體外的一切地面荷載和其它荷載。在巖石中可設(shè)計較高的張拉噸位。 為 宜。對中等以上使用要 求的邊壁 ,穩(wěn)定系數(shù)可取 ～ 。 計算確定支護(hù)參數(shù) 根據(jù)非支護(hù)條件下單層、多層和整體穩(wěn)定性分析結(jié)果，計算確定相應(yīng)的土釘（包括錨管和面層、噴層和鋼筋網(wǎng)）支護(hù)參數(shù)。檢測參數(shù)和方法很多，其中最重要的是位移及質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動速率的檢測和相應(yīng)的穩(wěn)定性判斷準(zhǔn)則。一般一次開挖高度要小于或等于邊壁臨界自穩(wěn)高度；一次開挖長度要小于或等于臨界自穩(wěn)長度；臨界自穩(wěn)時間過短或?yàn)榱銜r，須先作超前支護(hù)，而后開挖。 基坑邊壁最大允許變形量 一般城建管理部門對基坑邊壁最大允許變形量有明確要求，特殊情況下，投資方可根據(jù)本身工程需要提高或放寬這一要求，已達(dá)到特定目的或獲得更 21 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 好的經(jīng)濟(jì)效果。不同的破壞模式?jīng)Q定不同的穩(wěn)定分析方法和不同的支護(hù)參數(shù)設(shè)計。其中邊壁變形是控制性的。 如圖 35： 下圖是由優(yōu)勢滑移線簇與土釘（管、索、栓）共同組成的一張網(wǎng)格圖，稱為經(jīng)緯圖。但坑壁的穩(wěn)定主要為某一層或某幾層相對最軟弱介質(zhì)的穩(wěn)定所制約，故任一深度基坑邊壁均可以該介質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行近似的偏于安全的穩(wěn)定性分析。其典型的構(gòu)造如圖 32 所示。 （ 6）注漿材料宜用 1： 水泥漿，強(qiáng)度等級不宜低于 M10，可加入各種外加 劑。 ~90176。據(jù)國內(nèi)外數(shù)據(jù)分析，土釘墻支護(hù)工程造價比其它支護(hù)類型的工程造價低 1/3 左右。 土釘墻的特點(diǎn) 與其它支護(hù)類型相比，土釘墻具有以下一些特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)： （ 1）能合理利用土體的自承能力，將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的不可分割的部分。由于其經(jīng)濟(jì)可靠且施工簡便快捷，已在我國得到廣泛應(yīng)用。本工程設(shè)計最大降深 （位于井內(nèi)， 基坑以外地下水位逐漸抬高），降水產(chǎn)生的水力坡度較大，但只要控制好降水井施工質(zhì)量（特別是濾料質(zhì)量及填礫厚度），確保降水井出水含沙率滿足規(guī)范要求就能消除因降水導(dǎo)致臨近地基土下沉現(xiàn)象 。沉沙池長 ，寬 ，高 ，中間設(shè)兩道隔墻。井結(jié)構(gòu)為：每口井上部 7根井壁管，下部 3 根濾水管（注： 每根井管長度均為 ）。在成都平原下伏基巖內(nèi)存在北東走向的蒲江 — 新津斷裂和新都 — 磨盤山斷裂及其它次生斷裂。其中府河、南河和沙河順著地勢從西北向流入成都市，府河與南河在合江亭匯合，沙河在市區(qū)東南角匯入府南河，并向南流至彭山縣境內(nèi)再次匯入岷江主河道。避免因變形原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，具有重要的意義 。 對監(jiān)視的對象和物體 (簡稱變形物 )進(jìn)行測量，以確定其垂直位置隨時間的變化特征。土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算較為復(fù)雜，本設(shè)計采用了簡化算法，即把最危險滑裂面簡化成了平面。但是也有相當(dāng)一部分基坑支護(hù)工程，特別是深大基坑由于設(shè)計或施工過程中的失誤，導(dǎo)致了支護(hù)失效，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，并延誤了建設(shè)周期。 通過對建筑物（構(gòu)筑物）的沉降和傾斜進(jìn)行跟蹤觀測，可以獲得建筑物準(zhǔn)確可靠的沉降和傾斜數(shù)據(jù)，了解建筑物在施工及運(yùn)營期間變形的實(shí)際情況，掌握被檢測對象在不同荷載作用下隨時間的沉降及傾斜規(guī)律，為建筑物施工和安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)保證。 氣象、水文特征 成都地區(qū)氣候溫和，降水豐沛，水網(wǎng)密布，土地肥沃。上個世紀(jì) 90 年代成都市政府對府南河進(jìn)行整治后，將成都市原來十年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到兩百年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，周邊環(huán)境大為改善。蒲江 新津斷裂和新都 磨盤山斷裂是影響成都盆地區(qū)域穩(wěn)定性的主要斷裂，其性質(zhì)、延伸方向、發(fā)育特征及其具體位置有待于進(jìn)一步的深入研究，但從數(shù)百年來的歷史地震記載已 經(jīng)證實(shí)，對成都市有影響地震烈度都沒有超過 6 度。填礫采用規(guī)格6~12mm 礫石。 （ 3） 出水口設(shè)在南邊大門處（東，西側(cè)各一眼 ）和西華門街基礎(chǔ)東北角。土釘依靠與土體之間的接口粘結(jié)力或摩擦力，使土釘沿全長與周圍土 體緊密連接成為一個整體，形成一個類似于重力擋土墻結(jié)構(gòu)，抵抗墻后傳來的土壓力和其它荷載，從而保證開挖面的安全。即先在土中鉆孔，置于鋼筋，然后沿全長注漿，為使土釘鋼筋處于孔的中心位置，周圍有足夠的漿體保護(hù)層，需沿釘長每隔 2~3m 設(shè)對中支架。 （ 3）施工設(shè)備簡單，操作簡便，土釘?shù)闹谱髋c成孔不需復(fù)雜的技術(shù)和大型 機(jī)具。 （ 8）施工速度快，基本不占用 施工工期。每層開挖的縱向長度，由施工方案確定，常用 10m 長。 （ 8）為保證土釘與噴射混凝土面層的連接和錨固，常采用設(shè)置承壓墊板和焊接鋼筋骨架等方法，墊板下常配置分布鋼筋和加強(qiáng)連接鋼筋，以分散噴射混凝土面層的應(yīng)力?；娱_挖產(chǎn)生臨空面后，非支護(hù)條件下的邊壁土體隨后產(chǎn)生變形直至滑移破壞、其破壞模式為圓弧型。 如圖 33： 18 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 H優(yōu)勢滑移線y 圖 33 滑移線簇 優(yōu)勢滑移線隨基坑下挖而轉(zhuǎn)移，因而在不同開挖深度上具有不同的優(yōu)勢滑移線，從而形成優(yōu)勢滑移線簇。多層穩(wěn)定和整體穩(wěn)定均須考慮（ n1）次超前縫合效應(yīng)。對此，需引起設(shè)計施工人員充分注意。保養(yǎng)期與支護(hù)參數(shù) 密切相關(guān)。一般情況下，上述數(shù)據(jù)應(yīng)從現(xiàn)場試驗(yàn)獲得。方案設(shè)計中重視水患作用是工作成功的極重要因素。 （ 1） 單層穩(wěn)定性分析 單層穩(wěn)定性分析的目的在于保證開挖過程中的穩(wěn)定，并為相應(yīng)的支護(hù)參數(shù)設(shè)計提供依據(jù)。 （ 2） 多層穩(wěn)定性校核 23 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 所設(shè)計的支護(hù)參數(shù)，應(yīng)滿足多層土體的穩(wěn)定，即保證施工過程中邊壁的穩(wěn)定。 （ 2） 在拉應(yīng)力區(qū)域 ,設(shè)置非預(yù)應(yīng)力土釘短錨桿 ,可消除該區(qū)域的拉應(yīng)力集中效應(yīng)。 24 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 5）用作超前土 釘 的材料可以是角 鋼 ,槽 鋼 ,鋼 管 ,螺 紋鋼 筋 ,預(yù) 制 鋼 筋 ,混凝土桿件等。 預(yù)應(yīng)力土釘?shù)膹埨伪仨毮茏杂缮炜s。 邊壁滑塌防治 邊壁滑塌防治方案設(shè)計應(yīng)在分析確定滑塌成因及破壞模式基礎(chǔ)上進(jìn)行。 對水患須采用全方位的構(gòu)造防治措施 ,以把水患影響減少到最低程度。 土壁 (坡 )的滑動現(xiàn)像是指土壁 (坡 )在一定范圍內(nèi)整體地沿某一滑動面向臨空面方向移動或轉(zhuǎn)動而喪失其穩(wěn)定性。但 c 值較大時不能忽略，以圖 41 所示為例，計算如下： h 1h2h3q, C 1, C 2, C 3,qP h3Ph2下Ph2上Ph1下Ph1上P 0 圖 41 朗肯土壓力計算圖 圖中土分三層，上有均布荷載 q 作用， 頂面處： 2 111ta n ( 4 5 2aaKK??? 1） 2 C， 0 1 1 12aap qK C K?? ； h1 處 ： 1 1 1 1 11 )2aahp q h K C K?? ? ?上 （ ， 2 22 ta n (4 5 )2aK ???， 1 1 1 2 2 2)2h a ap q h K C K?? ? ?下 （ ； h1+h2 處： 1 1 2 2 2 2 2)2aap q h h K C K??? ? ? ?h2 上 （ ， 2 33 ta n (4 5 2aK ???）， 2 1 1 2 2 3 3 3)2h a ap q h h K C K??? ? ? ?下 （ ； h1+h2+h3 處： 3 1 1 2 2 3 3 3 3 3( ) 2h a ap q h h h K C K? ? ?? ? ? ? ? 28 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 ? —— 土層容重； ? —— 內(nèi)摩擦角。 表 41 土釘長度的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計參數(shù) 粉土 硬黏土 注漿釘 打入土釘 注漿釘 L=(～ )H L=(～ )H L=(～ )H 注： H— 基坑的垂直高度（ m）。根據(jù)土力學(xué)中邊坡穩(wěn)定性分析得基本概念，邊坡分為主動區(qū)和被動區(qū)，土釘?shù)米饔檬菍⒅鲃訁^(qū)產(chǎn)生的拉力傳遞到被動區(qū)，增加滑動面上的壓應(yīng)力，提高土的抗剪強(qiáng)度，達(dá)到抵抗主動區(qū)滑動、穩(wěn)定邊坡的目的。重復(fù)（ b）到（ g），選不同的圓弧，得到相應(yīng)的安全系數(shù) 1K 、 2K 、? nK 。 2）抗滑移與抗傾覆驗(yàn)算 把土釘加固后的土體作為土釘墻的整體，可視為一重力式擋土墻。 （ 2）強(qiáng)度計算 1）噴射混凝土面層 噴射混凝土面層可按以土釘為支點(diǎn)的連續(xù)板進(jìn)行強(qiáng)度計算。 噴射混凝土面層設(shè)計 噴射混凝土面層的作用除保證土釘之間局部土體的穩(wěn)定以外，還要使土釘周圍的土壓力有效地傳給土釘，這就要求土釘釘頭與 面層連接牢靠。 1）前述的內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算保證了土釘墻面層與土釘緊密結(jié)合，而在土釘墻的工作中還要保證加固后的土體不會產(chǎn)生整體滑動面，這個滑動面可能是沿墻腳部，也可能是沿基坑開挖面以下某一軟弱土層而形成，因此，在計算中應(yīng) 圖 45 土釘墻計算模型 當(dāng) 注意， 進(jìn)行土釘墻整體穩(wěn)定分析時，滑動面不僅要驗(yàn)算墻腳，還要驗(yàn)算墻腳以下任意可能滑動面。其中 iii WN ?cos? 圖 44 條分法計算圖 iii WT ?sin? iiiii qbbhW ??? 式中 i? 為法向分力 iN 與鉛垂線之夾角。 1）土 釘鋼 筋直 徑應(yīng)滿 足（ 強(qiáng) 度 檢 算） yds fdNf ???? 2, ? 式中： dsF, —— 土釘?shù)木植糠€(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 ~，基坑深度大時取高值； d— — 土 釘鋼 筋直 徑 （ m）； yf —— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值（ 2/kNm ）。 （ 2）確定土釘設(shè)計各參數(shù) 按構(gòu)造要求，土釘一般采用Ⅱ級以上變形鋼筋，鋼筋直徑在 16~32mm 之間，常用 25mm，間距宜為 1~2m，土釘?shù)膬A角一般為 5186。根據(jù)土體極限平衡理論，可以推導(dǎo)出滑動面近似為對數(shù)螺線曲面，為簡化常假設(shè)為圓弧。 26 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 4 土釘墻設(shè)計 影響土釘墻設(shè)計的因素 土質(zhì)邊坡 (邊壁 )的變形破壞特征和破壞形態(tài)：如果地下不存在洞穴，地表面一般不可能無故出現(xiàn)塌陷。 滑塌區(qū)是否回填視使用要求而定。 設(shè)置防地基隆起的土釘?shù)?(密度 ,長度 )材料及其上部處理。 在土質(zhì)邊壁 (坡 )宜采用低預(yù)應(yīng)力張拉噸位 。~10186。對于中等要求的邊壁 ,穩(wěn)定系數(shù)可取 ～ 。整體穩(wěn)定性分析的方法是 以基坑深度為依據(jù)，考慮其它附加荷載和各種不利因素，計算確定相應(yīng)的優(yōu)勢滑移控制面、優(yōu)勢半徑和優(yōu)勢滑移角等。通過監(jiān)測，將所得信息回饋于原設(shè)計中，必要是對其進(jìn)行修改，使之更加科學(xué)合理、安全經(jīng)濟(jì)。 這是設(shè)定一次開挖深度和一次開挖長度的基礎(chǔ)，由計算和試驗(yàn)確定。這是基坑邊壁與巖土邊坡支護(hù)的重要區(qū)別之一。 確定擬建工程基坑邊壁破壞模式 不同的介質(zhì)、不同的工程環(huán)境及地下水條件，可產(chǎn)生不同的邊坡破壞模式。 檢測參數(shù)有多種：支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變、土體壓力、邊壁變形以及臨近建筑物傾斜等。采用具有足夠“縫合強(qiáng) 度”的土釘（管、索、栓）逐次超前“縫合”優(yōu)勢滑移控制面，則此滑移面將不會萌生，或不致發(fā)展和形成（如圖）。 由地幔形成機(jī)制及地層地質(zhì)歷史差異的原因，任一深基坑邊壁幾乎都不是由某單一介質(zhì)所構(gòu)成。打入式土釘一般用于臨時性工程，其端頭構(gòu)造與注漿土釘相似。 （ 5）土釘鋼筋宜為Ⅱ級以上變形鋼筋，鋼筋直徑在 16~32mm 之間，常用25mm；鉆孔直徑一般為 70~120mm，常用 100mm。 土釘墻的構(gòu)造 （ 1）土釘墻可用于高度 15m 以下的基坑和邊坡，常用高度為 5~12m，斜面坡度為 60176。 15 西華大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計說明書 （ 6）工程造價低，經(jīng)濟(jì)。打入釘?shù)?優(yōu)點(diǎn)是不需預(yù)先鉆孔，施工快速，但不宜用于礫石土和密實(shí)膠結(jié)土，也不宜用于服務(wù)年限大于 2 年的永久支護(hù)工程。 土釘墻是用于基坑開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)。 13 西華大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計說明書 其二，地下水位的降低 在基坑附近形成較大的水力坡度，致使地層中的細(xì)小顆粒將隨水流流失，產(chǎn)生潛蝕嗯和管涌現(xiàn)象，引起地面沉降變形。 （ 2） 根據(jù)現(xiàn)場條件在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置 3 個沉