【正文】 βL aqq土釘/2Lf破壞面 31 西華大學畢業(yè)設計說明書 ? —— 土 釘 與土體 間 的抗剪 強 度 標 準值（ kPa），其取值 詳見 表 42。~20186。 土釘墻設計步驟 土釘墻的設計步驟如下： 27 西華大學畢業(yè)設計說明書 土釘設計計算 土釘設計計算遵循下列原則： （ a）只考慮土釘?shù)氖芾饔茫? （ b）土釘?shù)某叽鐟獫M足設計內(nèi)力的要求，同時還應滿足支護內(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 ～ 。 計算確定支護參數(shù) 根據(jù)非支護條件下單層、多層和整體穩(wěn)定性分析結果，計算確定相應的土釘（包括錨管和面層、噴層和鋼筋網(wǎng)）支護參數(shù)。檢測參數(shù)和方法很多，其中最重要的是位移及質(zhì)點運動速率的檢測和相應的穩(wěn)定性判斷準則。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)時間過短或為零時，須先作超前支護，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，已達到特定目的或獲得更 21 西華大學畢業(yè)設計說明書 好的經(jīng)濟效果。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參數(shù)設計。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)為基礎進行近似的偏于安全的穩(wěn)定性分析。其典型的構造如圖 32 所示。 （ 6）注漿材料宜用 1： 水泥漿，強度等級不宜低于 M10，可加入各種外加 劑。 ~90176。據(jù)國內(nèi)外數(shù)據(jù)分析，土釘墻支護工程造價比其它支護類型的工程造價低 1/3 左右。 土釘墻的特點 與其它支護類型相比，土釘墻具有以下一些特點或優(yōu)點： （ 1）能合理利用土體的自承能力，將土體作為支護結構的不可分割的部分。由于其經(jīng)濟可靠且施工簡便快捷，已在我國得到廣泛應用。本工程設計最大降深 （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致臨近地基土下沉現(xiàn)象 。沉沙池長 ，寬 ，高 ，中間設兩道隔墻。井結構為：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構的破壞或產(chǎn)生影響結構使用功能的裂縫，造成巨大的經(jīng)濟損失，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)定性驗算較為復雜，本設計采用了簡化算法，即把最危險滑裂面簡化成了平面。但是也有相當一部分基坑支護工程，特別是深大基坑由于設計或施工過程中的失誤，導致了支護失效，造成了重大的經(jīng)濟損失，并延誤了建設周期。 通過對建筑物（構筑物）的沉降和傾斜進行跟蹤觀測，可以獲得建筑物準確可靠的沉降和傾斜數(shù)據(jù)，了解建筑物在施工及運營期間變形的實際情況，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 90 年代成都市政府對府南河進行整治后，將成都市原來十年一遇的防洪標準提高到兩百年一遇的標準，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，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） 出水口設在南邊大門處（東，西側(cè)各一眼 ）和西華門街基礎東北角。土釘依靠與土體之間的接口粘結力或摩擦力，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構，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層，需沿釘長每隔 2~3m 設對中支架。 （ 3）施工設備簡單，操作簡便，土釘?shù)闹谱髋c成孔不需復雜的技術和大型 機具。 （ 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連接鋼筋，以分散噴射混凝土面層的應力?；娱_挖產(chǎn)生臨空面后，非支護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 西華大學畢業(yè)設計說明書 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。對此，需引起設計施工人員充分注意。保養(yǎng)期與支護參數(shù) 密切相關。一般情況下，上述數(shù)據(jù)應從現(xiàn)場試驗獲得。方案設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，并為相應的支護參數(shù)設計提供依據(jù)。 （ 2） 多層穩(wěn)定性校核 23 西華大學畢業(yè)設計說明書 所設計的支護參數(shù)，應滿足多層土體的穩(wěn)定，即保證施工過程中邊壁的穩(wěn)定。 （ 2） 在拉應力區(qū)域 ,設置非預應力土釘短錨桿 ,可消除該區(qū)域的拉應力集中效應。 24 西華大學畢業(yè)設計說明書 （ 5）用作超前土 釘 的材料可以是角 鋼 ,槽 鋼 ,鋼 管 ,螺 紋鋼 筋 ,預 制 鋼 筋 ,混凝土桿件等。 預應力土釘?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計應在分析確定滑塌成因及破壞模式基礎上進行。 對水患須采用全方位的構造防治措施 ,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 西華大學畢業(yè)設計說明書 ? —— 土層容重； ? —— 內(nèi)摩擦角。 表 41 土釘長度的經(jīng)驗設計參數(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力，提高土的抗剪強度，達到抵抗主動區(qū)滑動、穩(wěn)定邊坡的目的。重復（ b）到（ g），選不同的圓弧，得到相應的安全系數(shù) 1K 、 2K 、? nK 。 2）抗滑移與抗傾覆驗算 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的連續(xù)板進行強度計算。 噴射混凝土面層設計 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)定性驗算保證了土釘墻面層與土釘緊密結合，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 圖 45 土釘墻計算模型 當 注意， 進行土釘墻整體穩(wěn)定分析時，滑動面不僅要驗算墻腳，還要驗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 徑應滿 足（ 強 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 —— 鋼筋抗拉強度設計值（ 2/kNm ）。 （ 2）確定土釘設計各參數(shù) 按構造要求，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，可以推導出滑動面近似為對數(shù)螺線曲面，為簡化常假設為圓弧。 26 西華大學畢業(yè)設計說明書 4 土釘墻設計 影響土釘墻設計的因素 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 )宜采用低預應力張拉噸位 。~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計中，必要是對其進行修改，使之更加科學合理、安全經(jīng)濟。 這是設定一次開挖深度和一次開挖長度的基礎，由計算和試驗確定。這是基坑邊壁與巖土邊坡支護的重要區(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：支護結構應力、應變、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 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)所構成。打入式土釘一般用于臨時性工程，其端頭構造與注漿土釘相似。 （ 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 西華大學畢 業(yè)設計說明書 （ 6）工程造價低，經(jīng)濟。打入釘?shù)?優(yōu)點是不需預先鉆孔，施工快速，但不宜用于礫石土和密實膠結土，也不宜用于服務年限大于 2 年的永久支護工程。 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。 13 西華大學畢 業(yè)設計說明書 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?shù)奈恢迷O置 3 個沉