【導(dǎo)讀】1773年，法國科學(xué)家?guī)靵鲎龀鰞身椉俣?，提出了土壓力理論。墻后填土為砂土；式中ae----主動土壓力強度；aE----總主動土壓力；----墻背和土體之間的摩擦角；、----土的重力密度、內(nèi)摩擦角；其他符號見圖、圖。pK----被動土壓力系數(shù)。、c----抗剪強度指標(biāo)。坡頂水平時的土壓力aaKchzKe2)(&#39;a????如圖，經(jīng)分解和組合，土壓力為圖中的陰影部分。石土及砂土，采用水土分算；對粘性土及粉土采用水土合算。當(dāng)計算基坑底面以下。----深度jz處的總豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值，由自重壓力和附加應(yīng)力組成；wah----基坑外側(cè)水位深度；jm----計算參數(shù)，當(dāng)jz<h時，取jm=jz；當(dāng)jz≥h時，取jm=h；----第i層土的有效黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值、有效內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值（有效應(yīng)。危險滑動面通過坡腳。當(dāng)φ≠0時，費倫紐斯認(rèn)為最危險的滑動面的圓心位于圖

　　

【正文】 20 L7000 0 10 20 30 40 50 60土釘長度/ m距坡頂垂直距離/m優(yōu)化選用王長科JGJ12099 圖 6 土釘長度對比 4 施工難點和解決方案 測量控制 該工程進(jìn)行土釘支護(hù)時，基坑大部分都已開挖，中心挖至 8m 深，周邊控制依據(jù)只有圓心點及建筑物平面布置圖。本建筑物為半圓狀，基坑開挖半徑 ， 47 而圓心點在開挖邊坡外，且基坑內(nèi)層次多，高低不平，采用鋼尺量距不精確。土方每開挖一層需檢測一次，經(jīng)緯儀測距又復(fù)雜，如采用釣魚法進(jìn)行控制。首先利用全站儀將邊坡周圍各軸線定位好，面上引重球至基坑每層底部，土方開挖及人工修坡可按基坑深度及坡比來控制邊坡。邊坡控制至基底都達(dá)到預(yù)計目的，為此還得到業(yè)主及監(jiān)理好評。 穿越厚砂層 該工程在 6m 位置有 5m 厚左右砂層。由于砂層較厚而且邊坡坡度陡直，本砂層大部分為中砂，特別容易坍孔及局部坍塌，這給施工帶來了一定的難度。 考慮到時邊坡的整體穩(wěn)定，砂層開挖時 是北段開挖支護(hù)，留臺開挖。即開挖每10～ 15m為一段，開挖深度為 ，沿邊坡予留 ～ ，先進(jìn)行人工擴孔，設(shè)置土釘，再修坡噴護(hù)。支護(hù) ，即人工修坡 50cm掛網(wǎng)立即噴射砼，以保證邊坡的穩(wěn)定。 對確定的孔位按照設(shè)計采用洛陽鏟人工造孔，孔徑 10cm,孔深７～ 18m 不等。由于人工成孔是一道重要工序，需嚴(yán)格控制成孔的質(zhì)量，孔內(nèi)碎、雜質(zhì)及泥漿都需清理干凈。 在洛陽鏟人工成孔過程中，在突破砂層時遇到了一定的困難，砂層在 6～ 11m，按照設(shè)計，錨桿布置為 12m。洛陽鏟在砂層中成孔困難，由 于孔壁自穩(wěn)時間短，僅為十幾分鐘，在孔深 7～ 9m 時就開始塌孔 ,而且孔深達(dá)不到設(shè)計要求。每孔完成至10m左右，孔底部就塌成擴孔式，成孔時間約 1小時。針對此種情況，第一砂層比較松散，易于進(jìn)展，第二為減少對砂層的振動，避免塌孔造成不成孔，施工人員在洛陽鏟的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)加工。用 3mm厚鋼板卷成Φ 10cm 圓筒，長 45cm，兩端與洛陽鏟相同，在中間位置將圓筒割成槽形，寬約 7cm，長 20cm，用于出砂。用這種鏟在砂層中成孔，增大了每次鏟出土的份量，減少了對砂層的頻繁振動，大大提高了砂層成孔的效率。實踐證明，每孔成孔時間 20～ 25 min，而且塌孔較少，能達(dá)到設(shè)計深度。唯一缺點是 3mm厚鋼板強度低，成孔數(shù)量少，拆裝比較頻繁。 南側(cè)污水管加固 南側(cè)防水管道鋪設(shè)完畢，回填土設(shè)有夯實，而且距基坑邊只有 30cm 部分管道接頭漏水。在開挖后不到 1小時，砼注水管脫落，后采用鋼管代替砼管。為防止鋼管及原有砼管影響邊坡，特對其進(jìn)行了加固。 a. 鋼管的上下均打入 9m長錨桿，上下錨桿用鋼筋連接，下托上拉，并用風(fēng)鉆在坡頂水泥地坪打孔，設(shè)置地錨，間隔與錨桿相同，用拉筋與錨桿及鋼管連接，確保鋼管安全。 b. 砼管部分，措施同上，將地上圍墻拆除 卸載。 c. 將管道漏水處挖開，采取堵漏措施后暴露，以隨時檢查。 d. 在污水管部位和觀查基底 50cm范圍內(nèi)采用壓力注漿托換飽合土體，使下部軟弱土體變?yōu)閺?fù)合地基，防止?jié)B漏影響，壓力注漿時另行打入 4m 深注漿孔，與錨桿孔區(qū)別。 冬季施工 計劃工期不過冬季，由于甲方資金不到位以及土方開挖進(jìn)度緩慢，土釘支護(hù)施 48 工需進(jìn)行冬季施工，為確保工程質(zhì)量達(dá)到要求，采取以下冬季施工措施。 a. 在噴射砼量料中加入石家莊市清華新型建材廠生產(chǎn)的 FSS— Ⅲ型砼防凍劑，摻量 4%。 b. 在錨桿注漿中加入 FSS— Ⅱ型砼泵送防凍劑，摻 量 3%，保證錨桿的早期強度。 c. 在噴射砼后表面先覆蓋一層塑料布，上覆蓋草簾子，保證不出現(xiàn)凍害。 d. 在天氣特別寒冷時（白天 50C以下）開挖邊坡后及時覆蓋草簾子。 5 基坑變形觀測結(jié)果 該支護(hù)工程自 2020年 8 月 24日開始，至 2020年 5月 7日完工，共完成支護(hù)面積。至基坑回填前，運營良好。位移觀測表明，坡頂水平位移平均為 ，最大為 ，水平位移控制在坡高的 ?以內(nèi) ，小于規(guī)范規(guī)定的容許值 3?～5? 。 4 重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu) 49 5 樁墻式圍護(hù)結(jié) 構(gòu) 樁墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型 鋼板樁 圖 槽剛鋼板樁 （ a）正反扣結(jié)；（ b） 并排布置 圖 熱軋鎖口鋼板樁 鋼筋混凝土板樁 圖 打入式鋼筋混凝土板樁 H型鋼木板樁 圖 H 型鋼木板樁 （ a） 立面； （ b）平面 （ 1— 主樁； 2— 擋板； 3— 楔子） 50 鉆孔灌注樁 圖 灌注樁擋圖 圖 錨桿式灌注樁擋墻 地下連續(xù)墻 SMW 支 護(hù)結(jié)構(gòu) 圖 SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)（） 51 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu) 目前，懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計算理論有 4種： （ 1）靜力平衡法：土壓力已知 不考慮培體變形； （ 2）彈性地基粱法（ m 法）：土壓力已知 考慮墻體變形； （ 3）彈性有限元法：土體為彈性介質(zhì) 土壓力隨墻體變位而變化 考 慮墻體變形； （ 4）非線性有限元法：考慮土體為非線性介質(zhì) 考慮增體變形。 下面介紹靜力平衡法。 入土深度計算 1. 計算原理 根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》 JGJ12099， 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度宜按下式計算： （ 對樁端 B 點取矩） 0 ?? ?? aapp EhEh ? （ ） 式中 0? 基 坑重要性系數(shù)。 aa hE、 基坑外側(cè)總主動土壓力、作用點到 B 點的力臂； pp hE、 基坑內(nèi)側(cè)總被動土壓力、作用點到 B 點的力臂； 圖 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度 52 2. 工程經(jīng)驗 內(nèi)力計算 運用靜力平衡法，先求出剪 力為零的位置，然后求出該位置處的彎矩。該位置處的彎矩就是最大彎矩。 內(nèi)力的設(shè)計值按下式計算： MM ?? （ ） VV ?? （ ） 式中 MM、c 彎矩計算值、設(shè)計值； VV、c 彎矩計算值、設(shè)計值； 0? 基坑重要性 系數(shù)。 圓截面混凝土樁的配筋計算 1. 沿周邊均勻配筋（圖 ） （ 1） 計算公式 根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB500102020，沿周邊均勻配置不少于 6根縱向鋼筋的圓截面鋼筋混凝土樁，其正截面受彎承載力計算公式有兩種形式： 形式一： ? ????? ??? tssy3c1 s i ns i ns i n32 ??? rAfArfM （ ） 形式二： )s in( s ins in32 tsy3c1s ???????????rfArfMA （ ） 其中 ?? ?? （當(dāng) ?? 時，取 0t ?? ） （ ） 53 syc1ytc1 22s inAfAfAfAf s?????????? （ ） 式中 M 彎矩； rA、 圓截面面積、半徑； ss rA、 鋼筋截面積、所在圓周半徑； cf 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值； yf 鋼筋抗拉強度設(shè)計值； 1? 受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力 值與混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 的比值。當(dāng)混凝土強度等級不超 過 C50時，取 ；當(dāng)混凝土強度等級為 C80時，取 ；其間內(nèi)差； ? 對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角 (rad)與 2π的比值； t? 縱向受拉鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值； （ 2）計算步驟 1） 根據(jù)經(jīng)驗選取配面積 sA ； 2） 計算 K 值，AfAfK c1 sy?? 3） 根據(jù) K 值查表 ，查得 ? 值； 4） 將 ? 值代入式（ ）計算 M 值； 5） 將計算出來 M 值的和彎矩設(shè)計值比較，若不滿足要求，修改 sA 后重新計算比較。 圖 沿周邊均勻配筋的圓截面 54 ? 值計算表 表 （ 3） 構(gòu)造要求 縱向受力鋼筋最小配筋率為 % 和（ 45 yt /ff ） % 中的大值。其中 tf 表示混凝土抗拉 強度設(shè)計值。 2. 非均勻配筋 （ 1）計算公式 根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》 JGJ12099，沿截面受拉區(qū)和受壓區(qū)周邊配置局部均勻縱向鋼筋或集中縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土樁（圖 ），其正截面受彎承載力可按下列公式計算： 55 ? ? 039。39。2 2s i n1 scsrscsryc1 ??????????? ? AAAAfAf ?? ???? （ ） scscys sssryscscys sssry3c1 39。39。39。 39。s i n39。s i ns i n32 yAfrAfyAfrAfArfM ????? ?? ???? ??? ???（ ） 選取的距離 scsc yy、 應(yīng)符合下列條件： sssc cos??ry ? （ ） sssc 39。cos39。 ??ry ? （ ） 混凝土受壓區(qū)圓心半角的余弦應(yīng)符合下列要求： bss c os11c os ????? ?????? ??? rr （ ） 式中 ? 對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面積的圓心角（ rad）與 2π的比值； s? 對應(yīng)于周邊均勻受拉鋼筋的圓心角（ rad）與 2π的比值； s? 宜在1/6到 1/3之間選取，通?？扇《ㄖ?； s39。? 對應(yīng)于周邊均勻受壓鋼筋的圓心角（ rad）與 2π的比值；宜取?? 39。s ? A 圓截面面積； 圖 圓形截面局部均勻配筋和集中配筋 56 srsr 39。AA、 均勻配置在圓心角 s2?? 、 s39。2?? 內(nèi)沿周邊的縱 向受拉、受壓鋼筋截面積； scsc 39。AA、 集中配置在圓心角 s2?? 、 s39。2?? 的混凝土弓形面積范圍內(nèi)的縱向受拉、受壓鋼筋截面積； r 圓截面半徑； sr 縱向鋼筋所在圓周的半徑； scsc 39。yy 、 縱向受拉、受壓鋼筋截面積 scsc 39。AA、 重心至圓心的距離； cf 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值； 1? 受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力 值與混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值的比值。當(dāng)混凝土強度等級不超過 C50時，取 ；當(dāng)混凝土強度等級為 C80時，取 ；其間內(nèi)差； yf 鋼筋抗拉強度設(shè)計值； b? 矩形截面的相對界限受壓區(qū)高度，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB500102020第 。 計算的 ? 值宜符合系列條件： ?? （ ） 當(dāng)不符合上述條件時，其正截面受彎承載力可按下式計算： ? ?scscyssssry i yrAfrrAfM ?????????? ?? ?? ?? （ ） 注：本條適用于截面受拉區(qū)內(nèi)縱向鋼筋不少于 3 根的圓形截面情況。 （ 2）構(gòu)造要求 沿圓形截面受拉區(qū)和受壓區(qū)周邊實際配置均勻縱向鋼筋的圓心角應(yīng)分別取為 s12 ??nn? 和 s39。12 ??mm? ， n、 m 為受拉區(qū)、受壓區(qū)配置均勻鋼筋的根數(shù)。 配置在圓形截面受拉區(qū)的縱向鋼筋的最小配筋率 (按全截面面積計算 )不宜小于 % 。在不配置縱向受力鋼筋的圓周范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置周邊縱向構(gòu)造鋼筋，縱向構(gòu)造鋼筋直徑不應(yīng)小于縱向受力鋼筋直徑的二分之一，且不應(yīng)小于 lOmm；縱向構(gòu)造鋼筋的環(huán)向間距不應(yīng)大于圓截面的半徑和 25Omm兩者的較小值，且不得少于 1根。 鋼板樁截面計算 鋼板樁的強度驗算可按下式進(jìn)行： fWM ?max （ ） 57 式中 maxM 最大彎矩； W 截面抵抗矩； f 鋼材強度設(shè)計值。 錨撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu) 對樁錨式擋墻，樁的入土深度較小或坡腳土體較軟弱時，可視樁端為自由端，按靜力平衡法計算。當(dāng)樁的入土深度較大或為巖層或坡腳土體較堅硬時，可視立柱下端為固定端，按等值梁法計算。 采用靜力平衡 法或等值梁計算立柱內(nèi)力和錨桿水平分力時，應(yīng)符合下列假定 : （ 1）采用從上到下的逆作法施工； （ 2）假定上部錨桿施工后開挖下部邊坡時，上部分的錨桿內(nèi)力保持不變； （ 3）樁在錨