52、基坑周长3050m基坑深9 6m土钉墙支护结构计算67页

摘 要 上海 实业办公楼基坑工程支护设计，该工程基坑面积1500m，场地位于上海市西南外围，沿元江路中心线分布，西起沪闵路，东至虹梅南路间.本工程为24层商办楼1栋，16层住宅楼3栋，基坑周长为3050m，基坑深9.6m。 基坑支护的要求有：保证基坑四周边破稳定性，保护基坑四周相邻建筑物和地下管线在基坑工程施工期间不受损害，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。如何对此基坑进行支护，可采取如下四种方案：桩墙锚杆支护结构、土钉墙与防渗帷幕支护体系、水泥土搅拌桩支护和SMW工法支护。由于桩墙锚杆支护结构在计算锚杆时锚固段过长，不符实际，予以排除；水泥土搅拌桩，各项系数都已取到最大仍不符合要求，也予以排除；SMW工法比较适用于本工程，但造价较高，且此种方法在国内尚不完善，很多都为经验结果，工程保障不大故也排除不用，最后选用土钉墙支护。土钉墙支护不但可节省造价，且施工快速，方便，无噪音，无环境污染，具有较好的发展前景。土钉墙可看作一个重力式挡土墙，土钉间距为1.25m，长7.7m，土钉杆直径为32mm，其倾斜角度为12。止水帷幕为水泥土搅拌桩墙，只是简单的隔水，对强度无严格要求，所以比较经济合理。AbstractThe engineering is bracing of foundation pit design of Shanghai glad industry and commerce office of rainbow building .The foundation pit areas is 1500m2. The building is located the southwestern periphery of Shanghai city , and distributing along Yuan Jianglus centre line. The engineering includes is a 24-storey building and 3 16-stroey residence building. The pit perimeter id 30 50m, the depth is 9.6m.Requirements of bracing of foundation pit include: ensuring foundation pit slope stability and all around buildings and underground line in bracing of foundation pit construction, and foundation pit construction working face above the groundwater level. How to brace, four kinds of schemes can be adopted as follows: wall anchor pole protrudes to protect structure and soil nail wall and guarding against and oozes that the heavy curtain protrudes to protect system and cement-mixing pile and bracing of SMW method. Soil nail wall is adopted last, because anchorage length of anchor is too long in bracing of piling wall and anchor and cement-mixing pile cannot meet requirement and construction cost of SWM method is too expensive. Not only that soil nail wall can save construction cost, and construction period is short, and convenient, no environment pollution, and also possesses the better development foreground.Soil nail wall can be regarded as the gravity type retaining wall. The soil nail interval is 1.25 m, and the length is 7.7m. Soil nail diameter is 32mm, and its bank angle degree serves as 12 . Preventing water heavy curtain adopts cement-mixing piling wall, for separates water merely, so the method is fairly economy.目 录1.工程概况11.1 环境概况11.2 场地工程地质水文地质条件12. 方案论证22.1 技术可行性22.2 经济合理性42.3 工程可靠性53. 工程设计计算53.1 基坑止水帷幕的设计53.1.1 选择方案53.1.2 止水帷幕的设计63.1.3 施工工艺83.1.4 施工要点123.1.5 质量检验143.1.6 安全措施173.2 土支护设计计算173.2.1 土钉几何尺寸确定183.2.2 土钉内部稳定性分析183.2.3 土钉外部稳定性分析：203.2.4 计算机程序233.2.5 土钉墙施工工艺263.2.6 人员设备及其管理措施283.2.7 组织机构293.3 单锚排桩深埋支护设计计算293.3.1 土压力计算与受力分析293.3.2 计算桩入土深度313.3.3 最大弯矩的计算323.3.4 桩设计计算323.3.5 锚杆设计计算343.4 深搅桩的设计353.4.1 断面设计353.4.2 结构整体稳定性验算363.5 SMW工法的设计计算363.5.1 SMW挡土墙的设计与计算363.5.2 水泥土桩墙的设计414.设计参考文献425.专题论文436.论文参考文献537.英文及翻译55上海虹欣实业办公楼基坑工程设计 1. 工程概况该工程位于上海市西南外围，沿元江路中心线分布，西起沪闵路，东至虹梅南路间，本工程为24层商办楼1栋，16层住宅楼3栋，基坑周长为3050m，基坑深9.6m。1.1 环境概况场地西侧为沪闵路，距开挖线最近处约9m有一条直径800mm高压煤气管，北侧紧邻一栋8层办公楼，距基坑8m，南侧为一居民小区，距基坑10m。1.2 场地工程地质水文地质条件场区地形较为平坦，工程地质条件如下：层：杂填土，松散，层厚平均为2.1m，下部多为生活垃圾，含有机质，和少量的建筑垃圾，地层下部约有30的素土。层：褐黄色粘质粉土，可塑，层厚平均为1.2m，含褐色、褐黄色Fe、Mn质氧化斑及结核，向下状态变软，粉粘含量增加，局部呈粉质粘土。层：灰色砂质粉土与淤泥质粉质粘土互层，中密流塑，层厚平均为6.0m，层状薄层状，砂质粉土厚520cm，局部呈粉土层状，淤泥质土含量下部较高，逐渐向淤泥质粘土过渡。层：淤泥质粘土，层厚平均为7.8m。层：粘土，含有机质及泥质结核，层厚平均为3.0m。层：暗绿 草绿色粉质粘土，层厚平均为5.4m，见氧化物斑点及细小结核。水文地质条件如下：场地浅层土中地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水及地表径流。地下水位为自然地面下0.55m1.05m。场地地下水对混凝土无侵蚀性。表1 土层物理力学参数如下层号地层名称层厚(m)重度KN/m3粘聚力KPa内摩擦角（）压缩系数MPa-1压缩模 量MPa渗透系数（cm/s）地基承载力（Kpa）杂填土2.1粘质粉土1.218.420190.494.043.010-4130砂质粉土与淤泥质粘土互层6.017.81418.50.643.476.210-490淤泥质粘土7.817.116101.272.013.310-760粘土3.017.2169.50.882.623.010-7150粉质粘土5.419.443200.247.404.210-61552. 方案论证针对工程的已知条件，拟选了四种方案，它们包括：桩墙锚杆支护结构、土钉墙与防渗帷幕支护体系、水泥土搅拌桩支护和SMW工法支护。下面将对这几中，支护形式进行可行性分析，以确定一种最优方案。2.1 技术可行性 根据本工程的地质资料可以看出，地层多数为软弱的淤泥质粘土层。基坑开挖深度为9.6m，属于深基坑类。施工场地较为宽阔，但周围有住宅小区，对施工所造成的污染、噪音等有严格的要求。针对这些条件，下面分析各种方案的可行性。 桩墙锚杆支护结构：因为锚杆一般需要地基提供较大的锚固力，所以一般拉锚式比较适用于沙土地基和粘土地基，而软粘土地基不能提供锚杆较大的锚固力，所以很少用，且它的使用范围一般受地层、周围环境、以及经济因素的影响。地层因素：由于外拉系统比较适用于较密实的沙土、粉土、硬塑至坚硬的粘性土层或岩层中，因此，本方式适用上述地层。若稳定区有上述土层，且距基坑周遍不远，可以考虑。周围环境：存在地下埋设物而又不允许破坏的场地，应慎用本方式。基坑周围有地面或地下构筑物，将限制使用。经济因素：在条件许可的情况下，本方式在经济上较具竞争力。 土钉墙与防渗帷幕支护体系：土钉墙不仅用于临时构筑物，而且也用于永久构筑物。当用于永久构筑物时，宜增加喷射混凝土的厚度或敷设预制板，并必须考虑外表的美观。目前，土钉墙的应用领域主要有： 拖换基础； 基坑或竖井的支挡； 斜坡面的挡土墙； 斜坡的稳定； 与锚杆相结合作斜面的防护。 因此，本工程也比较适用，加上止水帷幕，安全性更有保障，是不错的方法选择。 水泥土搅拌桩支护：深层搅拌法最适宜于加固各种成因的饱和软粘土。国外使用深层搅拌法加固的土质有新吹填的超软粘土、沼泽地带的泥碳土、沉积的粉土和淤泥质土等。目前国内常用来加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力低于120Kpa的粘土等。 水泥加固土的试验表明，有些软土的加固效果较好，有的较差。一般认为含有高岭石、多水高岭石、蒙脱石等粘土矿物的地基加固效果较好；而含有伊利石、氯化物和水铝英石等矿物的粘性土以及有机质含量较高的土质加固效果较差。本工程比较适用此种方法，地质概况完全符合要求，如采用一定会得到不错的效果。 SMW工法支护：型钢水泥土复合土墙（又称SMW工法）最早是由日本竹中土木株式会社与成幸工业株式会社于1976年开发应用成功的。二十余年来，SMW工法的成桩设备、工艺得到了完善和提高，并得到广泛的应用，SMW围护结构已成日本国内基坑围护的主要工法，约占地下围护结构的80% 与钢筋混凝土地下连续墙和钻孔灌注桩相比，SMW工法具有以下特点： 1 对周围地基影响小：由于是就地与水泥浆搅拌，与之相对临近土体扰动较小，故不产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损或地下设施破坏等。 2 高止水性：由于钻杆具有推进和搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分的搅拌，而且墙体全长无接缝，因而比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数为10-710-8cm/s。 3 多用途：能适应各种地层，可在粘性土、粉土、砂砾土、直径达100mm以上卵石，以至单轴抗压强度60kPa以下的岩层中应用。 4 大壁厚、大深度：成墙厚度可在5501300mm之间最大深度达65m。 5 工期短、造价低：由于采用就地将原土加固的施工方式而一次筑成墙体，施工工艺简单，施工效率高，所需工期较其它工法短。与地下连续墙相比，在不回收型钢的前提下，其围护本身的费用仅为地下连续墙的60%，若考虑型钢回收，费用可降至30%。 6 环境污染小：废土外运量比其它工法少，施工噪音较小，振小，无泥浆污染。 在日本，SMW桩的搅拌机，一般采用3轴钻机，也开发了4轴至6轴的钻机，一次成墙宽度达1.5m3m，最大搅拌深度达60 m，水泥土强度达1MPa3 Mpa，钻孔垂直精度可达1/200。H型钢靠自重入孔，H型钢一般不回收。2.2 经济合理性 桩墙锚杆支护结构：参考上海经验，一般800，20m深的钻孔灌注桩与锚杆支护体123800元/m，加上降水工程，则整个工程的造价大约为2070800元。 土钉墙与防渗帷幕支护：根据土钉墙预算，加上水泥土墙防渗墙帷幕约200万，费用较为合理。 水泥土搅拌桩支护：一般由于这种方案只须水泥等少量的材料，亦不须降水，所以工程造价相对较底，约为160几万元，较为经济合理。 SMW工法支护：目前，在日本约为15000日元/m3,如果简单的按货币比值折算，约合人民币2600元/m3,钢材用量约为200kg/m3如以160m周长的两层地下室的基坑围护为例，约需钢材160t左右。则，可估算本工程的造价约为：210万左右，比钻孔灌注桩费用高些。2.3 工程可靠性 经过技术可行性，经济可靠性分析，几种方案都比较适应本工程，故进行工程可靠性分析，具体比较见下表：表2 可行性比较类型开挖深度现场要求施工设备泥浆管理取土量抗渗漏刚度支撑道数挖土强度技术成熟度土体施工进度经济比较安全度钻孔灌注桩610一般一般要求高较多差一般23道熟练一般一般1.2安全性差土钉墙与防渗帷幕610一般简单无无好一般12或无容易熟练快1.1安全性好深层搅拌法610高一般无无好一般12道或无一般较熟练较快1.0适宜SMW工法610型钢可以回收简单而易操作无少好大12道或无容易国内首创快1.2安全合适综上所述，除钻孔灌注桩外，其余三种方案都比较适合本工程，故需要进一步进行比较论证，经过进一步计算，最终决定采用土钉墙与止水帷幕进行基坑支护。3. 工程设计计算3.1 基坑止水帷幕的设计3.1.1 选择方案目前，在基坑工程中，应用较多的有三种形式：深层搅拌法水泥土止水帷幕、高压喷射注浆法水泥土止水帷幕和素混凝土地下连续墙止水帷幕。试验表明水泥参合量为10%的水泥土渗透系数比原状土渗透系数小两个数量级以上，在基坑围护体系中，常采用水泥土止水帷幕截水。比较上述三种止水帷幕，深层搅拌法主要适用于黏土、淤泥质土、粉土地基。高压喷射注浆法主要适用于粘土、淤泥质土、粉土、砂土及碎石土等地基。素混凝土地下连续墙因费用过高，一般不采用，而深层搅拌法止水帷幕要比高压喷射注浆止水帷幕费用低，且适用于本工程，故采用。3.1.2 止水帷幕的设计止水帷幕的确定根据止水帷幕要求渗透系数小于，对于强度无严格要求，但只要深搅桩桩长大于基坑深度时，要求水泥土强度大于，查表3，取aw=15%,其养护28天的无侧限抗压强度满足要求。初取桩长为深入第层2.7m，既12m。 表3 水泥土直剪实验结果试验编号天然土样试验水泥掺入量aw(%)水泥土龄期T（天）水泥土试验无侧限抗压强度qu(MP)抗剪强度无侧限抗压强度qu(MP)抗剪强度粘聚力C（MP）内摩擦角（）粘聚力C（MP）内摩擦角（）10.0370.0141415281.3150.28932底边旁流土条件的验算根据工程实践经验，坑底边旁约在距围护墙为墙的插入深度t的一般范围内，最容易产生，当坑内外存在水位差时，墙后地下水的渗流流线，在墙后基本上是竖直向下，在绕过墙趾后，再向上在坑底边旁附近渗出，如图所式： 图【1】流沙验算示意图则地下水渗流的水力坡度：由上式可得，在紧贴墙面的一根流线长度最短，因而水力坡度降为最大，故最大的水力坡降为：按流砂定义，即当渗透压力的浮重度时，将出现流砂，此时的水力坡降称为临界水力坡降，以表示，故得：式中为水的重度，令安全系数为，则按下式计算：而式中，故应重新取t值。取桩长为16m，即t=6.4m,取桩长为18m，既t=8.4m既符合要求。竖向止水帷幕厚度的确定按建筑地基处理技术规范规定，“宜大于100mm”，而在深基坑工程中，有的采用200mm。桩的垂直度按规范规定为小于1.5%。实际工程中建议单排搅拌桩搭接宽度不小于桩长.1.2%1.5%。取桩长的1.3%，既桩搭接宽度BJ=230mm。取深搅桩直径，示意图如下： 坑底水平止水帷幕的设计 根据勘察报告，坑底土层下无承压水层，水系为潜水相对稳定，故不需设置水平止水帷幕。3.1.3 施工工艺 深层搅拌桩机的选择表4 GZB600型深层搅拌桩机，其技术参数及其配套设备如下所述：深层搅拌机搅拌轴数量(根)1固化剂制备系统灰浆搅拌机台数容量2250搅拌叶片外径()600泵输送量(L)281搅拌轴转数(r/min)50泵送压力1400电机功率(kW)302集料斗容量180起吊设备提升力(kN)150技术参数一次加固面积()0.28提升速度(m/min)0.61.0最大加固深度(m)1015提升高度(m)14加固效率(m/)60接地压力(kPa)60质量（t）12GZB600型搅拌桩机的组成：1. 电机该机动力采用2台30kW型电机，各自连接1 台2K-H行星齿轮减速器。2. 搅拌轴及输浆管该机采用单轴叶片喷浆方式，搅拌轴与输浆管为同心内外管，搅拌轴外径为129，内管为输浆管，直径为76。搅拌轴外设若干层辅助搅拌叶，其底部与搅拌头通过法兰盘连接。水泥浆液通过中心熟浆管内管以搅拌头从搅拌头喷浆叶片的喷口中注入土中。3. 搅拌头搅拌头上下分别设置二层叶片，上层为主搅拌叶片，下层为喷浆叶片，二层叶片相距0.5m搅拌叶直径600，在喷浆叶片上开了3个喷浆口。表5 PA15B型灰浆泵技术规格体积(mm)出料口压力(kPa)输浆量(L/min)油缸直径(mm)出料口直径(mm)供料口直径(mm)质量(t)7351750735140028115050800.25 设备安装【1】机架安装塔架式机架采用人工散装搭设，施工前应先平整场地，做到地基坚实平整，然后铺设道木，并安装道轨。要求两道轨水平度偏差不大于0.5%，道轨间距应与底盘轮距一致，犏距不应大于20。道轨应平直。在道轨上安装底盘，并做好临时固定，即将底盘与道轨用夹块紧固锁定。塔架底盘安装后应先将搅拌机主机吊至底盘中心，以免塔身安装后主机无法起吊就位。然后在底盘上搭设塔架。每搭设一个塔架层后，向上铺设脚手板，并在立板上安装小型把杆，用于塔架杆件的吊升。塔架搭设要注意拧紧连接螺栓，并不得漏拧、少拧。塔架的拆除也为散拆方式，由于塔架在制作过程中会有一定误差，在新塔架在第一次搭设时，应注意将所有杆件编号，日后重新安装时可避免螺栓孔对位困难，减少组装偏差。【2】深层搅拌桩机吊装深层搅拌桩机的吊装可利用机架进行。通过机架上端的吊点吊升安装各部件，其顺序为： 机架上安装附加夹板和导向架； 吊起深层搅拌机； 安装横撑并固定导向架； 安装导向滑块、固定深层搅拌桩机。吊装过程中应注意保持导向架、深层搅拌机轴及搅拌叶片不受损坏。【3】安装灰浆制备系统 工作平台工作平台的面积应满足放置水泥、水、外掺剂及工人操作的工作面。平台高度应略高于灰浆拌制机进料口高度。 制浆设备及泵送设备集料斗出口高度应高于灰浆泵进口，灰浆拌制机应高于集料斗上口，以便使拌制好的水泥浆能全部倾入集料斗内。 灰浆流动制备站如现场施工区范围较大，可将上述系统安装在拖车上，沿施工段流动供送灰浆。【4】管线连接 将压力胶管连接搅拌机输浆管与灰浆泵，注意连接必须牢固，水冷型搅拌机还应用普通胶管连接搅拌机冷却水进口及冷却水泵出口； 用电缆连接搅拌机电源线与电气控制柜； 将以上各种管线捆成一束固定在搅拌机上；【5】试运转机械组装完毕后进行试运转。试运转时应检查下列项目：各电气部件是否正常工作，电流值是否在正常范围内；灰浆管路、冷却水管路畅通；深层搅拌机两个搅拌头转动方向为相反旋转；监视表在开启、提升搅拌机时应能正确显示。 施工工艺流程搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。一般水泥掺量较小，土质较松时，可用前者，反之可用后者。一般的施工工艺流程(如下图所示)如下：【1】就位深层搅拌桩机开行达到指定桩位、对中。当地面起伏不平时一股脑注意调整机架的垂直度。【2】预搅下沉深层搅拌桩机运转正常后，启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度控制在0.8m,/min左右，可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于10A。如遇硬粘土等下沉速度太慢，可以输浆系统适当补给清水以利钻进。【3】制备水泥浆深层搅拌机预搅下沉到一定深度后，开始拌制水泥浆，待压浆时倾入集料斗中。【4】提升喷浆搅拌深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，此后边喷浆、边旋转、边提升深层搅拌机，直至设计桩顶标高。此时应注意喷浆速率与提升速率相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀分布，并使提升至桩顶后，集料斗中的水泥浆正好排空。搅拌提升速度一般控制在0.5m/min。【5】沉钻复搅再次沉钻进行复搅，复搅下沉速度可控制在0.50.8m,/min。 如果水泥掺入比较大或因土质较密在提升时不能将应喷入土中的水泥浆全部喷完时，可在重复下沉搅拌时预以补喷，即采用“二次搅拌、三次喷浆”工艺，但此时仍应注意喷浆的均匀性。第二次喷浆量不宜过少，可控制在单桩总喷浆量地30%40%,由于过少的水泥浆很难做到沿全桩均匀分布。【6】重复提升搅拌边旋转、边提升，重复搅拌至桩顶标高，并将钻头提出地面，以便移机施工新的桩体。至此，完成一根桩的施工。【7】移位开行深层搅拌桩机（履带式机架也可进行转向、变幅等作业）至新的桩位，重复【1】【6】步骤，进行下一根桩的施工。【8】清洗当一施工段成桩完成后，应即时进行清洗。清洗时向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，将全部管道中的残存水泥浆，冲洗干净并将附于搅拌头上的土清洗.3.1.4 施工要点 正确使用机械【1】深层搅拌机（1）当搅拌机的入切削和提升搅拌负荷太大、电动机工作电流超过额定时，应降低提升或下降速度或适当补给清水。万一发生卡钻、停钻现象，应立即切断电源将搅拌机强制提出地面重新启动，不得在土中启动。（2）电网电压低于350V时，应暂停施工以保护电机。（3）对水冷型主机在整个施工过程中冷却循环水不能中断，应经常检查进水、出水温度，温差不能过大。（4）塔架式或桅杆式机架行走时必须保持路基平整、行走稳定。【2】灰浆泵及灰浆管路（1）.布置灰浆泵制备系统应使灰浆的水平泵送距离不大于50米，确保注浆压力。（2）.泵送灰浆前，管路应保持潮湿，以利输浆。（3）.水泥浆内不得有硬结块，以免吸入泵内损坏缸体，应在集料斗上部加细筛过滤。（4）.泵口压力应保持在0.40.6Mpa，防止压力过高或过小。（5）.每根桩灰浆将压完时，应将集料斗内注入适量清水，以压送管内残留灰浆。每日完工后必须彻底清洗灰浆管路，严防水泥浆结块（6）.灰浆泵及灰浆管路应定期拆开清洗。 质量控制【1】抄平放线施工前应平整场地，并测量施工范围内的自然地面标高，确定桩位。在铺设好的道轨或滚管后，应测出桩机底盘标高，以此确定搅拌桩机悬吊提升及下降的起讫位置，控制桩顶、桩底标高，若采用步履式机架则可根据立柱底标高确定。【2】清除障碍施工前应清除搅拌桩施打范围内的一切障碍，如旧建筑基础、树根、枯井等，以防止施工受阻或成桩偏斜。当清除障碍范围较大或深度较深时，应做好覆土压实，防止机架倾斜。【3】机架垂直度控制机架垂直度是决定成桩垂直度的关键。因此必须严格控制，垂直度偏差应控制在1%以内。【4】水泥浆制备水泥采用新鲜、不受潮、无结块的合格水泥，拌制时应注意控制搅拌时间、水灰比及外掺剂的掺量，严格秤量下料。【5】工艺试桩在施工前应作为工艺试桩。通过试桩，熟悉施工区的土质状况，确定工艺参数，如钻进深度、灰浆配合比、喷浆下沉及提升速度、喷浆速率、喷浆压力及钻进状况等。【6】成桩施工 控制下沉及提升速度一般预搅下沉的速度应控制在0.8 m/min，喷浆提升速度不宜大于0.5 m/min，重复搅拌升降可控制在0.50.8 m/min。 严格控制喷浆速率与喷浆提升（或下沉）速度的关系确保水泥浆沿桩长均匀分布，并确保在提升开始时同时注浆，在提升至桩顶时，该桩全部浆液喷注完毕，控制好喷浆速率与提升（或下沉）速度的关系是十分重要的。喷浆和搅拌提升速度的误差不得大于0.1 m/min。对水泥掺入比较大，或桩顶需加大掺量的桩的施工，可采用二次喷浆、三次搅拌工艺。 防止断桩施工中发生意外中断注浆或提升过快现象，应立即暂停施工，重新下钻至停浆面或少浆段以下0.5米位置，重新注浆提升，保证桩身完整，防止断桩。 钻头及搅拌叶检查经常性、制度性地检查搅拌叶磨损情况，当发生过大磨损时，应及时更换钻头，钻头直径偏差应不超过3%。对叶片注浆式搅拌头，应经常检查注浆孔是否阻塞；对中心注浆管的搅拌头应检查球阀工况，使其正常喷浆。 试块制作一般情况每一台班应做一组试块（3块），试模尺寸为70.770.770.7，试块水泥土可在第二次提升后的搅拌叶边提取，按规定的养护条件进行养护。 成桩记录施工过程中必须做好成桩记录，不得事后补记或事前先记，成桩记录应反映真实施工状况。成桩记录主要内容包括：水泥浆配合比、供浆状况、搅拌机下沉及提升时间、注浆时间、停浆时间等。 劳动组织深层搅拌桩机施工时，每台班需11人左右，其人员配备如下：班长：1名负责深层搅拌施工指挥，协调各工序间操作关系。操机工：2名负责操纵深层搅拌桩机操作，控制其下沉、提升、喷浆、停浆等作业。观察和检查打桩机械运转情况，做好机械保养。司泵工：1名负责指挥灰浆的制备及泵送，作好水泥浆制备的养护，负责输浆管路的清洗。拌浆工：2名按设计配合比制备水泥浆固化剂，按司泵工指挥将水泥浆倒入集料斗。供料工：2名负责各种生产用料的供应和运输；对散装水泥负责过磅秤量。机修工：1名负责修理和维护全套深层搅拌机械的正常运转。电工：1名负责修理和维护全部电器设备的正常运转，夜间施工照明等。记录：1名依据设计要求，测定搅拌桩每米的灌浆量。发现断浆时立即报告指挥，采取补救措施。负责记录施工中的各种数据，复查桩位及水泥浆配比等。3.1.5 质量检验 检验项目【1】施工前检验项目水泥等原材料的验收及复试；定位放线及标高的复核；工艺试桩结果或报告。【2】施工中检验项目 水泥浆配合比及其搅拌制度； 水泥浆喷浆压力、速率； 每根桩的水泥浆喷射量； 搅拌头提升及下沉速度、标高，复搅次数； 桩径、桩长及桩的平面布置、桩架的垂直度； 施工记录。【3】完工后的检查项目 竣工资料：A、施工用材料合格证及复验单；B、施工参数、水泥浆配合比及施工工艺流程等资料；C、施工原始记录及施工记录汇总；D、试块强度报告等质量检验报告；E、竣工图及竣工报告。 开挖检验：可根据工程设计要求，选取一定数量的桩体进行开挖检验，检查加固体的外观质量、整体性等； 取样检验：从开挖外露桩体中凿取试块或采用岩心钻孔取样做成试块，与室内制作的试块进行强度比较； 采用标准贯入或轻便钎探与动力触探方法检查桩体的均匀性和现场强度。 质量标准及检查方法【1】质量标准表6 深层搅拌桩施工主要检查项目的质量标准项目标准桩的垂直度允许偏差0.5%1.0%桩位偏差50桩径偏差4%水泥土强度及抗渗性达到设计要求喷浆及提升速度误差0.1m/min【2】检查方法 开挖检查水泥土桩顶开挖后在未浇筑混凝土面板前对成桩数量桩位、桩径进行目测或量测。 静力触探a.可采用轻便触探N10在桩后7d内进行桩身质量检验，如超过7d就不宜进行取样和贯入。检验均匀搅拌性：用轻便触探器中附带的勺钻，在水泥土桩桩身钻孔，取出水泥土桩芯，观察其颜色是否一致；是否存在水泥浆富集的结核或未被搅拌均匀的土团。b.触探试验：根据轻便触探系数N10与水泥土强度对比关系分析当桩身1 d龄期的击数N10已大于十五击时，或者7d时的击数N10已大于原天然地基击数N10的一倍以上，则桩身强度已能达到设计要求。当每贯入100mm，N10大于30击时，即应停止贯入，继续贯入则桩头可能发生开裂或损坏，影响桩头质量。c.静力触探：水泥土搅拌桩制桩后可用静力触探测试桩身强度沿深度的分布图，并与原始地基的静力触探曲线相比较，可得桩身强度的增长幅度；并能测得断浆、少浆的位置和桩长及整根桩的质量情况。所得比贯阻力应不低于原状土指标的2倍，应用比贯阻力估算桩体强度需有足够的工程试验资料，同时还需参照当地水泥土短龄期强度与标准强度的经验关系进行强度推算。在目前积累资料尚不够的情况下，可借鉴同类工程经验或用：来粗略估算桩体水泥土抗压强度。静力触探可以严格检验桩身质量和加固深度，也是检查桩身质量的一种有效的方法之一。但在理论上和实践上尚须进行大量的工作，以积累经验，同时在测试设备上还需进一步改进和完善，以保证该法检验的可靠性。d.测点位置：测点位置可设在桩径方向的1/4处。e.检验数量取总桩数的2%并不小于6根。 取样检验必要时应采用岩钻探或从开挖桩体中取样，直接测定桩身强度。a.桩身取样作立方强度检验：一般可在轻便触探后，对桩身强度有怀疑的区段，钻芯取样，制成试块，进行桩身实际强度测定。试块尺寸为70.770.770.7或切成圆柱体，钻孔直径不宜小于110b.截取桩段作抗压强度试验：在现场挖取桩段，上下截面用水泥砂浆整平。装入压力架后千斤顶加压，即可测得桩身抗压强度及桩身变形摸量。c.对桩强度试验，一般宜在28天或在设计开挖龄期进行试验，取样数量不宜少于总装数的2%，且不宜少于5根。d.钻芯宜连续钻取全桩长范围内的桩芯，观察桩芯是否呈硬塑状态并无明显夹泥、夹砂断层。如取出桩芯呈硬塑状态则为不合格；如为可塑状态则质量欠佳，应做综合分析。e.需测试强度的桩芯应尽可能完整，由于取芯总会在一定程度上损坏桩芯，桩芯强度试验值可乘1.21.3的补偿系数。实时监控水泥土搅拌桩施工质量实时监控技术，是中国计量学院等单位得到浙江省自然科学基金资助于1995年完成的一项科研成果。它突破了搅拌桩迄今只限于在成桩后进行进行检测的局面，可有效地消除成桩的隐患。该技术是利用流量传感器、密度传感、桩身电测量仪和微机系统，对搅拌桩在施工过程中的水泥掺入量、水泥浆喷注均匀程度直接进行实时监控，并经微机系统处理而直接显示各个桩段的水泥用量与桩体深度的关系。它并可与桩体水泥用量设计值进行比较，以便对不合格桩段立即进行补充注浆，若设计时根据地质条件要求在某些深度给以较多注浆量时，该系统亦随即进行补充，从而圆满地达到直观、定量地检测监控，实时确保桩体质量。最后由打印机输出监控结果，可作为该桩的施工记录。3.1.6 安全措施深层搅拌桩施工中除应遵守建筑工程有关规程规定外，还应注意该机施工中的特殊的安全问题，搅拌桩施工的安全措施主要有； 机组人员配备齐全，充足； 桩机行走道路路基必须专门修筑使之坚实、平整，坡度平缓并不大于5%。松弛地基必须夯实或作处理。 施工前应摸清楚施工区内及临近的地下障碍状况，如地下管线、暗浜、地下建构筑物，填写报告单，标出地下障碍的位置、走向，并制定针对性安全措施。 桩机电缆应架空悬挂架设，采用埋地敷设时应做为护套并有明显警示标志，不得任意埋在土中。电缆的绝缘电阻不得低于1M。 桩机在靠近高压线附近施工时，必须符合下表规定的安全距离：表7 桩机离开高压线的最小安全作业距离高压线路额定电压（kV）111035110154220330500最小安全作业距离（m）4681015 为高耸结构，应按规定安装避雷装置。 完成后应关闭电门，将制动杆置于“制动”位置，变速杆置于“空挡”位置。3.2 土支护设计计算3.2.1 土钉几何尺寸确定1） 土钉长度：对于钻孔注浆型土钉，用于粒状土陡坡加固时，L/ H=0.50.8，此工程取L=0.8H=0.89.6=7.7m； 2） 土钉孔径dh及间距布置：对于钻孔注浆型土钉，经常采用的孔径为dh=90150mm，本工程取dh=130mm。 土钉间距，对于钻孔注浆型土钉，应按（612）dh选定土钉行、列距，且应满足： SxSy =k1dhL 式中：Sx、Sy土钉行距、列距（可使Sx=Sy）； k1注浆工艺系数，k1=1.52，取k1=1.5；得 Sx=Sy=1.25m3） 土钉加筋杆直径db：db=(2025)10-3取 db=2510-3=2510-3=0.03125m=31.25mm取 db=32mm，级热扎钢筋。 对于钻孔注浆型土钉，用于粒状土陡坡加固时，其布筋率为： =（0.40.8）10-3代入数据得 =0.710-3故布筋率符合要求。4） 土钉倾角：一般情况下，土钉自水平面向下倾斜815，此处取12。3.2.2 土钉内部稳定性分析1） 抗拉断裂极限状态：在面层土压力作用下，土钉将承受抗拉应力，为保证土钉结构内部的稳定性，应确保土钉加筋杆直径db满足抗拉强度要求，即： 式中：Ei第i根土钉支承范围内面层上的土压力，Ei=PiSxSy； Pi第i根土钉支承范围内面层上的土压力分布强度，可按Pi=meKhi来计算，参见图【1】示； hi土压力作用点至坡顶距离，当hi，hi取实际值；当hi时，hi取0.5H； H土坡垂直高度，H=9.6m； 土的重度，取H=9.6m内加权平均重度； me工作条件系数，二年内临时性土钉，me=1.10,大于二年的永久性土钉，me=1.20,故此me=1.10； K土压力系数，取K=(k0+ka)，k0、ka分别为土体静止及主动土压力系数，取H=9.6m内的加权平均值； 加筋杆抗拉强度标准值，查表级热扎钢筋=315kN/mm；图【1】 =6.15kN/m； 式中：2、3第二层、第三层土