土钉墙设计计算46清楚明了

§4.1基坑支护技术现状及其发展

§4.2基坑支护结构设计原则

§4.3排桩、地下连续墙设计计算

§4.4土钉墙设计计算§4.5水泥土墙设计计算§4.6地下水控制§4.7基坑监测第四章基坑支护结构计算与设计§4.4土钉墙设计计算§4.4.1概述

1、概念天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。土钉节点§4.4土钉墙设计计算§4.4.1概述2、工作原理：

（1）摩擦加筋机理土钉与周围土体间通过注浆产生握裹力，阻止基坑坑壁沿破裂面产生滑动，起到了对坑壁土体的约束作用；同时土钉还能够起到分担荷载并将土中应力传递、扩散到土体深部的稳定土层中的作用。（2）类重力式挡土墙机理（3）准粘聚力机理类重力式挡土墙机理摩擦加筋机理CφφC’加筋前加筋后准粘聚力机理§4.4土钉墙设计计算§4.4土钉墙设计计算§4.4.1概述3、特点：（1）土钉密集设置于边壁土体中，通长黏接，起到加固约束土体的作用，提高了土体的整体稳定性和粘聚力。（2）土钉不施加预应力，只在被动变形时才受力；（3）内力分布为非线性，面层受力不是最大。破裂面§4.4土钉墙设计计算4、土钉的优缺点1）优点：（1）材料用量和工程量少，施工速度快；工时节约50%～70%；（2）施工设备轻便，操作方法相对简单；（3）场地土层适用性强；（4）结构轻巧，柔性大，延展性好；（5）施工所需的场地较小，能贴近已有建筑物进行施工；（6）安全可靠；分层开挖分层支护，信息化施工；（7）经济；比锚杆节约10～30%；比灌注桩支护节约1/3～2/3；§4.4土钉墙设计计算2）缺点（1）需有允许设置土钉的地下空间；浅层市政设施和地下构筑物容易影响土钉施工。（2）地质条件较差的土层（如地下水丰富的松散砂土、流塑及软塑粘性土）需结合其他加固方法施工；（3）永久性支护需考虑锈蚀等耐久性问题；（4）由于占用地下空间，故可能会给邻近基础施工带来不便。§4.4土钉墙墙设计计计算算§4.4.1概述5、应用用范围围（1）基坑坑、边边坡临临时支支护；；（2）永久久性支支护；；（3）现有有挡土土墙的的加固固、抢抢险；；（4）边坡坡加固固。§4.4土钉墙墙设计计计算算6、土钉钉与锚锚杆的的比较较土钉钉锚杆杆被动受受力主动受受力全长受受力滑裂面面外锚锚固段段的锚锚固力力密布,形成重重力式式挡土土墙数量少少面层不不是主主要受受力部部分墙受力很大一般长度3-12m一般长度15-45m浆体直径70～120mm120～150mm单根受力<100kN300～3000kN(设计荷载)不施加或施加加较小的预应应力施加预应力§4.4土钉墙设计计计算§4.4.2土钉墙设计（一）设计内内容与步骤1、初拟土钉墙墙参数根据基坑深度度、施工场地地平面尺寸、、基坑周围环环境条件、岩岩土特性、工工程地质条件件及工程性质质，参照以往往经验，初步步确定土钉墙墙坡度、土钉钉垂直间距、、水平间距、、各层土钉长长度、钻孔直直径、土钉钢钢筋直径、倾倾角、面层尺尺寸等参数；；2、土钉抗拉承承载力计算；；3、土钉墙整体体稳定性分析析；4、上二步验算算若没通过，，应调整土钉钉墙参数再重重新验算，直直到满足要求求。5、构造及排水水系统设计，，并画出施工工图；6、现场监测和和质量控制设设计。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.2土钉墙设计（二）土钉抗抗拉承载力计计算单根土钉抗拉拉承载力计算算应符合下式式要求：式中Tjk——第j根土钉受拉荷荷载标准值：荷载折减系数数Tuj——第j根土钉抗拉承承载力设计值值：§4.4土钉墙设计计计算§4.4.2土钉墙设计（二）土钉抗抗拉承载力计计算αj——第j根土钉与水平平面的夹角。。rs——土钉抗拉抗力力分项系数，，取1.3；dnj——第j根土钉锚固体体直径；eajk——第j个土钉位置处处的基坑水平平荷载标准值值；sxj、szj——第j根土钉与相邻邻土钉的平均均水平、垂直直间距；qsik——土钉穿越第i层土土体与锚锚固体极限摩摩阻力标准值值，应由现场场试验确定，，如无试验资资料，可采用用表6.1.4确定；li——第j根土钉在直线线破裂面外穿穿越第i层稳定土体内的的长度，破裂裂面与水平面的夹角为（β+φk）/2。§4.4土钉墙设计计计算土钉锚固体与与土体极限摩摩阻力标准值值表6.1.4§4.4土钉墙设计计计算§4.4.2土钉墙设计（三）土钉墙墙整体稳定性性分析土钉墙应根据据施工期间不不同开挖深度度及基坑底面面以下可能滑滑动面采用圆圆弧滑动简单单条分法按下下式进行整体体稳定性验算算：§4.4土钉墙设计计计算式中n——滑动体分条条数；m——滑动体内土土钉数；rk——整体滑动分分项系数，，可取1.3；r0——基坑侧壁重重要性系数数；wi——第i条分条土重重，滑裂面面位于粘性性土或粉土土中时，按按上覆土层层的饱和土土重度计算算；滑裂面面位于砂土土或碎石类类土中时，，按上覆土土层的浮重重度计算；；bi——第i分条宽度；；cik——第i分条滑裂面面处土体固固结不排水水（快）剪剪粘聚力标标准值；ψik——第i分条滑裂面面处土体固固结不排水水（快）剪剪内摩擦角角标准值；；θi——第i分条滑裂面面处中点切切线与水平平面夹角；；αj——土钉与水平平面之间的的夹角；Li——第i分条滑裂面面处弧长；；s——计算滑动体体单元厚度度；Tnj——第j根土钉在圆圆弧滑裂面面外锚固体体与土体的的极限抗拉拉力Tnj=πdnjΣqsiklni式中lni——第j根土钉在圆圆弧滑裂面面外穿越第第i层稳定土体体内的长度度。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.3土钉墙构造要求1．一般用用于基坑开开挖深度在在15m以内的边坡坡，土钉墙墙面面坡度不宜宜大于1∶0.1；2．土钉长长度一般为为开挖深度度的0.5～1.2倍，其间间距宜取1～2m，土钉与水平平面夹角宜宜取5̊～20̊；3．为保证证土钉与护护坡面层的的有效连接接，常设有有承压板和和加强钢筋筋；§4.4土钉墙设计计计算§4.4.3土钉墙构造要求4．土钉一一般采用ⅡⅡ级以上螺螺纹钢筋，，钢筋直径径为φ16～φφ32mm，钻孔直径为为φ70～φφ120mm；5．喷射混凝土土面层厚度度一般为80～200mm，钢筋网采用用Ⅰ级钢筋筋φ6～φ10mm，间距为150～300mm，混凝土强度度等级不宜宜低于C20；6．注浆材料宜宜采用水泥泥浆或水泥泥砂浆，其强度等级级不宜低于于M10。。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.3土钉墙构造要求7、喷射混凝土土面层宜配配置钢筋网网，钢筋直直径宜为6～10mm，间距宜为为150～300mm；喷射混混凝土强强度等级级不宜低低于C20，面层厚厚度不宜宜小于80mm；8、坡面上下下段钢筋筋网搭接接长度应应大于300mm。9、当地下水水位高于于基坑底底面时，，应采取取降水或或截水措措施；土土钉墙墙墙顶应采采用砂浆浆或混凝凝土护面面，坡顶顶和坡脚脚应设排排水措施施，坡面面上可根根据具体体情况设设置泄水水孔。集水井和和排水沟沟长度40~60mm，直径≥≥40mm，间距1.5~2m的导水孔孔挡水堤排水沟护面降水井或或者截水水帷幕10、水患防防治：（1）排：地地面排水水沟、导导水孔；；（2）挡：地地面挡水水墙，截截水帷幕幕；（3）降：降降水井；；（4）封：混混凝土封封闭坡面面及坡顶顶附近，，及时封封底；（5）抽：坑坑内设置置集水井井、坑抽抽水。§4.4.3土钉墙构造要求求§4.4土钉墙设设计计算算§4.4.4土钉墙施施工与检检验1、上层土钉钉注浆体体及喷射射混凝土土面层达达到设计计强度的的70%后方可开开挖下层层土方及及下层土土钉施工工。2、基坑开挖挖和土钉钉墙施工工应按设设计要求求自上而而下分段段分层进进行。在在机械开开挖后，，应辅以以人工修修整坡面面，坡面面平整度度的允许许偏差宜宜为±20mm，在坡面面喷射混混凝土支支护前，，应清除除坡面虚虚土。§4.4土钉墙设设计计算算§4.4.4土钉墙施施工与检检验3、土钉墙施施工可按按下列顺顺序进行行：（1）应按设计计要求开开挖工作作面，修修整边坡坡，埋设设喷射混混凝土厚厚度控制制标志；；（2）喷射第一一层混凝凝土；（3）钻孔安设设土钉、、注浆，，安设连连接件；；（4）绑扎钢筋网网，喷射第第二层混凝凝土；（5）设置坡顶、、坡面和坡坡脚的排水水系统。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.4土钉墙施工工与检验4、土钉成孔施施工宜符合合下列规定定：（1）孔深允许偏偏差±50mm；（2）孔径允许偏偏差±5mm；（3）孔距允许偏偏差±100mm；（4）成孔倾角偏偏差±5%。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.4土钉墙施工工与检验5、喷射混凝土土作业应符符合下列规规定：（1）喷射作业应分分段进行，同同一分段内喷喷射顺序应自自下而上，一一次喷射厚度度不宜小于40mm；（2）喷射混凝土时时，喷头与受受喷面应保持持垂直，距离离宜为0.6～1.0m；（3）喷射混凝土终终凝2h后，应喷水养养护，养护时时间根据气温温确定，宜为为3～7h。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.4土钉墙施工与与检验6、喷射混凝土面面层中的钢筋筋网铺设应符符合下列规定定：（1）钢筋网应在喷喷射一层混凝凝土后铺设，，钢筋保护层层厚度不宜小小于20mm；（2）采用双层钢筋筋网时，第二二层钢筋网应应在第一层钢钢筋网被混凝凝土覆盖后铺铺设；（3）钢筋网与土钉钉应连接牢固固。§4.4土钉墙设计计计算§4.4.4土钉墙施工与与检验7、土钉注浆材料料应符合下列列规定：（1）注浆材料宜选选用水泥