4.土钉墙(喷锚)支护系统施工

课课 题题土钉墙 喷锚 支护系统施工 项项 目目项目二 土方工程施工 任任 务务任务二 基坑支护系统施工 子任务二 土钉墙 喷锚 支护系统施工 能力能力 目标目标 具备钻土钉墙支护系统施工图识读能力 具备土钉墙支护系统施工方案编制能力 具备组织土钉墙支护系统施工验收能力 教教 学学 目目 标标 知识知识 目标目标 土钉墙施工图识读知识 土钉墙支护系统施工知识 土钉墙支护系统施工验收方法 教学重点教学重点 土钉墙施工施工图识读方法 筋混凝土支撑系统施工方法 施工质量控制要点以及验 收方法 教学难点教学难点 土钉墙支护系统施工施工质量控制要点及控制指标 编制施工方案 和验收要点 设计思路设计思路 通过具体工程实例的实际工程的图片和动画片 施工录像 讲解土钉墙 喷锚 支护 系统支护系统支护系统施工图识读方法 在讲解施工图识读过程中穿插讲解土钉墙 喷锚 支护系统支护系统桩支护结构施工方法 施工质量控制要点 支撑系统施工 方法 施工质量控制要点以及验收方法 然后 安排学生针对某特定工程实例 任务 驱动 编制施工方案 学做合一 训练学生旁站监理的能力和验收要点 教学方法教学方法 与手段与手段 多媒体课件 图片等 让学生在人物驱动下实现学做合一 课前回顾课前回顾 钻孔灌注桩 水泥搅拌桩支护系统施工图识读方法 钻孔灌注桩 水泥搅拌桩支护系 统施工质量控制要点以及验收方法 教学引入教学引入 通过观看施工现场的图片引入基坑支护施工的内容 课堂小结课堂小结 土钉墙 喷锚 支护系统施工图识读方法 支撑系统施工方法 施工质量控制要点以 及验收方法 课外训练课外训练 安排学生针对某特定工程实例 任务驱动 编制施工方案 学做合一 训练学生旁 站监理的能力和验收要点 教学体会教学体会 课堂教学设计课堂教学设计 一 土钉墙 1 概念 土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构 它 是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结 并在坡面上喷射混凝土 从而形成 加筋土体加固区带 用以提高整个原位土体的强度并限制其位移 同时增强 基坑边坡坡体的自身稳定性 2 土钉墙适用范围 开挖支护 天然边坡加固 是一项实用的原位岩石加筋技术 3 土钉墙的类型 按施工方法不同可分为 钻孔注浆型土钉墙 打入型土钉墙 射入型土 钉墙 1 土钉支护的构造 土钉支护的构造 见课件相应图 2 土钉支护构造要求如下 1 土钉墙的墙面坡度不宜大于 1 0 1 2 土钉必须与面层有效连接 应设置承压板或加强钢筋等构造 承压板或 加强钢筋应与土钉钢筋焊接连接 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 5 20 4 土钉钢筋材料宜采用 级钢筋或钢管 钢管直径易为 48 53mm 钢 筋直径宜为 16 32 mm 钻孔直径宜为 70 120mm 5 注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆 其强度不宜低于 M10 6 喷射混凝土面层中宜配置钢筋网 钢筋直径宜为 6 10 mm 间距宜为 150 300mm 喷射混凝土强度等级不宜低于 C20 面层厚度不宜小于 80 mm 7 坡度上下段钢筋网搭接长度应大于 300mm 8 土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面 在坡顶和坡脚应设排水措施 在 坡面上可根据具体情况设置泄水孔 4 土钉的特点 1 土钉墙的优点 1 安全可靠 2 可缩短基坑施工工期 3 施工机具简单 易于推广 4 经济效益较好 2 土钉墙在应用上的局限性 1 坡壁土体需有一定的内聚力 土钉施工时一般要先挖土层 1 2m 深 在喷射混凝土和安装土钉 前需要在无支护情况下稳定至少几个小时 因此土层必须有一定的天然 凝 聚力 否则需先进行地基加固处理来维持坡面稳定 从而使施工复杂化 造价加大 2 施工时要求坡面无水渗出 否则开挖后坡面会出现局部坍滑 这样 就不可能形成一层喷射混凝土面层 3 软土开挖不宜采用土钉墙支护 因为土钉锚固体与软土的界面摩阻 力小 造成土钉的承载能力小 同时在软土中成孔也较困难 目前已有一 定的适用范围 5 基坑支护中土钉墙的适用范围 土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后有一定粘结性的杂填土 粘性土 粉土及微胶结砂土的基坑开挖支护 不宜用于含水丰富的粉细砂层 砂卵石层和淤泥质土 不应用于没有临时自稳能力的淤泥 饱和软弱土层 土钉墙基坑支护开挖深度适宜于 5 12m 与护坡桩或预应力锚杆联合支护时 深度还可适当增加 二 土钉支护的施工 1 作业面开挖 土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的 每层开挖的最大高度取决于 该土体可以直立而不破坏的能力 在砂性土中每层开挖高度为 0 5 2 0m 在粘性土中每层开挖高度可按课件中所给公式估算 2 成孔 当采用钢筋等作为土钉时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 当前国内大多数采用螺旋钻 洛阳铲等干法成 孔设备 也可使用如 YTN 87 型土锚专用钻机成孔 对边坡加固土钉 要求 使用质量轻 易操作及搬运的钻机 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 放置 的钢筋一般采用 级螺纹钢筋 为保证钢筋在孔中的位置 在钢筋上每隔 2 3m 焊置一个定位架 当在软土区域施工时 由于无法成孔 可改为用钢 管代替成孔和置筋的双重作用 4 喷射混凝土面层 一般情况下 为了防止土体松弛和崩解 必须尽快做第一层喷射混凝土 根据地层的性质 有的在设置土钉之前做 也有的在放置土钉之后做 对于 临时性支护来说 面层可以做一层 厚度 50 150 mm 对永久性支护则多用 两层或三层 厚度为 100 300 mm 喷射混凝土强度等级不应低于 C15 混 凝土中水泥含量不宜低于 400 kg m3 喷射混凝土最大骨料尺寸不宜大于 15 mm 通常为 10 mm 1 两次喷射面的搭接 两次喷射作业应留一定的时间间隔 每层下 部 300 mm 暂不喷射 并做 45 的斜面形式 2 土钉同面层连接处理 一般在面层与土钉交接中间加一块 150 mm 150mm 10 mm 或 200 mm 200 mm 12mm 的承压板 承压板后一般放置 4 8 根加强钢筋 3 喷射混凝土中的钢筋网片 在喷射混凝土中应配置一定数量的钢 筋网 钢筋网能对面层起加强作用 并对调整面层应力有重要的意义 钢筋网间距通常双向均为 200 300mm 钢筋直径为 6 10 mm 在喷射混凝 土面层中配置 1 2 层 也可用粗钢筋将各土钉相互连接起来 进一步加强 面层的整体作用 5 注浆 土钉注浆可采用注浆泵或砂浆泵灌注 浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆 纯水泥浆可用 425 号普通硅酸盐水泥 用搅拌装置按水灰比 0 45 左右搅拌 水泥砂浆采用 1 2 至 1 3 的配合比 用砂浆搅拌机搅拌 再采用注浆泵或 灰浆泵进行常压或高压注浆 二 土钉墙支护案例 浙江工贸职业技术学院科研教学综合楼地下室基坑支护 一 设计依据 1 浙江省建筑设计研究院设计的 浙江工贸职业技术学院科研教学综 合楼 总平面图及地下室结构图 设计号 3447 2 温州市勘察测绘研究院勘测的 浙江工贸职业技术学院教学科技综合 楼岩土工程勘察报告 详勘 工程编号 2006 016 3 中华人民共和国行业标准 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 基坑侧壁安全等级为二级 重要性系数 ro 1 00 4 中华人民共和国国家标准 建筑基坑工程技术规范 YB9258 97 5 浙江省标准 建筑基坑工程技术规范 DB33 T1008 2000 6 土层锚杆设计与施工规范 CECS22 90 7 锚杆喷射砼支护技术规范 GBJ50086 2001 8 计算软件采用北京理正软件设计研究所 理正深基坑支护结构设计软 件 F SPW5 30 局部作了修正 补充 9 工程场址现周边环境由浙江工贸职业技术学院提供 10 坑边荷载按基坑边沿地面 6m 范围内允许堆载 15KN 严禁超载 二 工程概况 本工程位于温州市鹿城区蒲鞋市街道 学院中路浙江工贸职业技术学院 内 北邻人才大厦 府前路的西侧 拟建筑物由 2 幢 9 层的中高层建筑物和 2 层的裙房组成 总建筑面积 32000m2 主体采用框架结构 建筑物室内地坪设计相对标高 0 000 相当于黄海高程系绝对标高 7 400m 自然地面标高 4 100m 相差 3 300m 底板厚为 0 35m 其底板顶面 结构标高为 5 530m 地下室底板采用片伐底板基础 垫层为 150mm 厚块石 灌砂夯实 上浇 100 厚 C15 素砼垫层 桩基工程采用 700 800 钻孔灌 注桩基础 基坑围护总延长米约为 66m 基坑挖土深度见表一 三 场地工程地质条件 1 场地地基土地层结构 拟建场地在勘探深度范围内 地层右杂填土 粘土 淤泥及淤泥质粘土 深部粉质粘土 砾砂 圆砾 粘土 风化基岩等 8 个工程地质层和 8 个亚层 组成如表所示 见课件 2 水文地质条件 根据勘察资料有潜水和承压水两种类型地下水 表层地下水属潜水型 赋存与杂填土 粘性土及淤泥中 地下水迳流条 件较复杂 水平向渗透性稍大于竖向 水量较小 杂填土具强透水性 主要 由邻近地表水体 大气降水补给 勘察期间测得钻孔中稳定地下水位埋深 0 5 1 1m 高程 2 77 3 71m 地下水位年变化幅度约 2 3m 常水位可取 1985 国家基准高程 4 0m 根据温州市区水文资料 内河水位 50 年一遇 的最高水位约 3 9m 四 喷锚网支护结构设计要求 1 钢材 钢管采用 D 48mm t 2 5mm 的焊接钢管 骨架钢筋采用 12 HRB335 挂网钢筋采用 6 5 250 250 HPB235 2 水泥 注浆和喷射砼均采用 32 5 号普通硅酸盐水泥 注浆配合比为 水泥 砂 1 0 2 重量比 水灰比为 0 45 喷射砼配合比为水泥 石子 砂 1 2 1 5 重量比 石子粒径为 5 10mm 强度相当于 C20 水泥浆及 水泥砂浆应拌合均匀 随捣随用 一次拌合的水泥浆及水泥砂浆在初凝前用 完 3 土钉墙面层喷射砼的强度相当于 C20 面层厚度为 100mm 其中初喷 为 30 40mm 4 锚管上的注浆孔开口直径为 8mm 螺旋型布置 单面孔间距 300mm 注浆压力 0 4 0 6MPa 5 D 48mm t 2 5mm 锚管注浆量大于 30kg m 水泥用量指标 6 锚管的锚固体水泥浆或水泥砂浆 其强度等级 M10 7 北侧与东侧进管需避免与工程桩碰撞而损坏桩身 8 焊条 HPB235 钢筋采用 E4300 E4313 HRB335 钢筋与 HPB235 钢筋焊 接采用 E5001 E5014 其余钢材电焊均采用 E5001 E5014 五 基坑的排水 1 基坑坑底边沿不设排水沟 在大承台之间用管道连通的小积水坑及 转弯处设长宽高各 600 的集水坑进行坑底抽水 六 基坑监测工作 1 变形达到 5mm d 并且连续三天不收敛或支护上部结构面 压顶板 累计变形量达到或超过 1 0H 100 H 为开挖深度 时报警 以便分析原因 及时采取加固措施 2 对南侧道路应作监控对象 3 土钉墙喷射 C20 细石砼其面层 100 厚 作 3 组抗压试块 每组 3 块 墙面喷射混凝土厚度采用钻孔检测 共作 1 组 一组 3 点 4 每排随机抽取 2 组 每组 3 根 锚管进行抗拔试验 建议在注浆 15 后进行 试验结果及时反馈给设计人员 以便修改调整参数 确保支护安全 抗拔承载力设计值 第一排 27 8 kN 9m 长锚管 第二排 40 3 kN 12m 长锚管 第三排 51 2 kN 12m 长锚管 七 应急措施 1 在施工现场准备 200 只麻袋 平时装 100 只砂袋 48 2 5 L 9m 锚管 20 根与 100 L 5m 松木桩 20 根等应急抢险物资 2 基坑边若有