土钉墙基坑支护设计

《深基坑工程支支护设计》—基坑土钉支护护四川建院土木系系地质教研室室二0一四年六月月目录1.土钉墙支护护设计理论2.基坑土钉墙墙支护设计任任务书3.基坑土钉墙墙支护设计指指导书4.本次设计的的相关资料1．土钉墙支护护设计理论1.1概述1.1.1基坑坑支护的作用用基坑开挖后,形形成临空面,在基坑土体体自身重量、地地表荷载、地地下水渗透作作用下，可能能产生破坏或或过大变形，危危及基础施工工或周围建筑筑物的安全，因因此，须对基基坑侧壁采取取一定的措施施进行支护。1.1.2土钉钉墙及土钉的的定义、支护护原理土钉墙：由土钉钉、被加固的的土体、面层层组成的支护护结构。土钉钉墙支护在某某些施工企业业也称为喷锚锚支护。其组组成如图1.1.22-1所示：图1.1.2--1土钉墙剖面面示意图土钉：用来加固固、锚固现场场原位土体的的细长杆件。通通常采用土中中钻孔，置入入变形钢筋，并并沿孔全长注注浆的方法做做成。土钉依依靠与土体之之间的界面粘粘结力或摩擦擦力，在土体体发生变形的的条件下被动动受力，并主主要承受拉力力作用。土钉钉也可用钢管管、角钢直接接击入土中,并全长注浆浆的方法做成成。面层：在土钉端端部沿水平方方向及竖向焊焊接加强钢筋筋，在加强钢钢筋上焊接分分布钢筋，再再喷射混凝土土制作而成。加固原理：基坑坑临空面形成成后，侧壁土土体有向临空空面位移的趋趋势，及沿某某一潜在破坏坏面破坏的趋趋势，置入土土钉后，土钉钉承受了由周周围土体及面面层传递过来来的土压力，把把土压力传递递至稳定的土土层中去，从从而阻止了侧侧壁土体向基基坑方向的位位移；土钉加加固土体使土土体强度提高高，并由于土土钉的拉力，使使潜在破坏面面上的法向应应力增大，因因而摩擦力增增大，阻止基基坑侧壁沿某某一潜在破坏坏面破坏。1.1.3土钉钉墙的适用条条件1．基坑侧壁安安全等级宜为为二、三级的的非软土场地地（基坑侧壁壁安全等级根根据侧壁破坏坏后果的严重重程度划分）。2．基坑深度不不宜大于12m。3．当地下水位位高于坑底面面时，应采取取降水或截水水措施。当土质较差，且且基坑边坡靠靠近重要建筑筑设施,需要严格控控制支护变形形时，宜开挖挖前先沿基坑坑边缘设置密密排的竖向微微型桩（见图图1.1.33-1），其间距距不宜大于1m，深入基坑坑底部1~3m。微型桩可可用无缝钢管管或焊管，直直径48~1550m，管壁上应应设置出浆孔孔。小直径的的钢管可分段段在不同挖深深处用击打方方法置入并注注浆；较大直直径（大于100mm）的钢管宜宜采用钻孔置置入并注浆，在在距孔底1/3孔深范围内内的管壁上设设置注浆孔，注注浆孔直径10~155mm，间距400~5500mm。图1.1.3--1超前设置微微形桩的土钉钉支护当支护变形需要要严格限制在在不良土体中中施工时，宜宜联合使用其其他支护技术术，将土钉支支护扩展为土土钉——预应力锚杆杆联合支护、土土钉——桩联合支护护、土钉

——防渗墙联合合支护等，并并参照相应标标准进行设计计施工。1.1.4与锚锚杆支护相比比，土钉与土土钉墙支护的的特点1．土钉的作用用之一是加固固周围土体，使使周围土体的的强度增加，保保证其稳定性性，并和被加加固的土体一一起作为挡土土结构，支护护基坑。锚杆杆常与桩、墙墙联合使用，作作为桩墙等挡挡土结构的支支点，与桩墙墙一起作为支支护结构，此此时，锚杆周周围的土体不不再为支护结结构的一部分分。2．土钉在基坑坑侧壁上的排排列较密，锚锚杆的排列间间距较大。3．土钉在土体体发生变形后后才被动受拉拉，土钉对土土体的约束需需要土体变形形作为补偿，锚锚杆一般在设设置时预加拉拉应力，给土土体以主动约约束。4．土钉沿孔全全长注浆、锚锚杆应考虑自自由段e长度不应小小于5m。1.1.5土钉钉及土钉墙的的受力状态和和破坏形式1．土钉墙在自自身重量等荷荷载作用下,可能沿内部部或外部破裂裂面产生整体体破坏，如图图1.1.44-1所示。图1.1.4--1土钉墙沿内内部或外部破破裂面2．土钉墙沿墙墙底产生滑移移，或沿墙趾趾产生倾覆。3．单根土钉在在拉力作用下下被拔出。土土体在自身重重量等荷载作作用下,产生变形,作用土压力力于面层，面面层传递给土土钉，土钉承承受了由面层层及周围土体体传递过来的的拉力，有向向基坑方向拔拔出的驱势；；同时破裂面面以外稳定土土体与土钉的的粘结力对土土钉产生抗拔拔力，阻止土土钉向外拔出出。当拉力大大于抗拔力时时，土钉被拔拔出。4．土钉墙墙底底承载力不够够，产生破坏坏。1.2土钉墙的的构造要求1．土钉墙墙面面坡度不宜大大于1:0.1；2．土钉和面层层必须有效连连接，应设置置承压板或加加强钢筋等构构造措施,承压板或加加强钢筋应与与土钉螺栓连连接或钢筋焊焊接连接；3．土钉的长度度宜为开挖深深度的0.5～1.2倍，间距宜宜为1～2m,与水平面夹夹角宜为5～20；4．土钉钢筋宜宜采用HPB2335、HRB3335级钢筋，钢钢筋直径宜为为16～32mm,钻孔直径宜宜为70～120mm；5．注浆材料宜宜为水泥浆或或水泥砂浆，其其强度等级不不低于M10；6．喷射混凝土土面层宜配置置钢筋网，钢钢筋直径宜为为6～10mm，间距宜为150～300mm；喷射混凝凝土强度等级级不宜低于C20，厚度不宜宜小于80mm；7．坡面上下段段钢筋搭接长长度应大于300mm；8．排水系统参参照如下规定定：基坑四周支护范范围内的地表表应加修整，构构筑排水沟和和水泥砂浆或或混凝土地面面，防止地表表降水向地下下渗透，靠近近基坑坡顶宽宽2~4m的地面应适适当垫高，并并且里高外低低，便于径流流远离边坡。为了排除积聚在在基坑内的渗渗水和雨水，应应在坑底设置置排水沟及集集水坑。排水水沟应离开边边壁0.5~11m，排水沟及及集水坑宜用用砖砌并用砂砂浆抹面以防防止渗漏，坑坑中积水应及及时抽出。在支护面层背部部应插入长度度为400~6600mm，直径不小小于40mm水平排水管管，其外端伸伸出支护面层层，间距可为为1.5~22m，以便将喷喷射混凝土面面层后积水排排出。1.3设计1.3.1一般般规定1．根据构造要要求和工程经经验，初选支支护各部件的的尺寸和材料料参数；2．进进行计算分析析，主要有：：(1)土钉的设设计计算(抗拉承载力力验算、土钉钉长度验算等等)；(2)支护的内内部整体稳定定性分析与外外部整体稳定定性分析；(3)喷射混凝凝土面层的设设计计算及土土钉与面层的的连接计算。通过上述计算对对各部件的初初选参数做出出修改，给出出施工图。3．根据施工过过程中的量测测监控数据和和发现的问题题，进行反馈馈设计。1.3.2单根根土钉抗拉承承载力计算1.3.2.11土钉的设计计计算遵循下下列原则：1．只考虑土钉钉的受拉作用用；2．土钉的设计计内力按1.3.33.2条规定的侧侧压力图形算算出；3．土钉的尺寸寸应满足设计计内力(受拉荷载)的要求，同同时还应满足足支护内部整整体稳定性的的要求。1.3.2.22土钉设计内内力N(受拉荷载)计算每一个土钉所受受的最大拉力力或设计内力力：其中：：土钉的的倾角；：计算土钉在水水平方向与相相邻土钉中点点的间距。：计算土钉在竖竖直方向与相相邻土钉中点点的间距。：土钉长度中点点所处深度位位置上的侧压压力，；：土钉长度中点点所处深度位位置上由支护护土体自重引引起的侧压力力，据图1.3.22.2-1求出。：地表均布荷载载引起的侧压压力。及沿基坑深度分分布图如下：：图1.3.2..2-1及及沿基坑深度度分布图：基坑深度方向向土体自重产产生的侧压力力p1的最大值，其其求解方法如如下：对于≤0.055的砂土和粉粉土：对于>0.055的一般粘性性土：粘性土的取值应应不小于0.2。图中地表均布荷荷载引起的侧侧压力取为：：其中：：地表荷荷载，最小取取为15KPa；；为土的重度度，H为基坑深度度；上式中的的、和值可取各层层土按其厚度度加权的平均均值求出。1.3.2.33土钉设计内内力验算各层土钉的设计计内力应满足足：其中：：土钉的的局部稳定性性安全系数，取1.2~1.4，基坑深度较大时，取大值；：土钉设计内力力；：土钉钢筋直径径；：钢筋抗拉强度度标准值，按按《混凝土结结构设计规范范》（GBJ100-89）取用。各层土钉极限抗抗拉承载力R需满足：图1.3.2..3-1支护内潜在在破裂面其中：：土钉在在破坏面以外外稳定土体第第层土中的长长度；：土钉钉孔径；τ：土钉与土土体之间的界界面粘结强度度，按表1.3.22.4-1选取。表1.3.2..4-1界面粘结强强度标准值土类粘性土砂土素填土状态软塑可塑硬塑坚塑松散稍密中密密实τ（kpa）15～3030～5050～7070～9070～9090～120120～1600160～200030～60注：表中数据为为低压注浆时时的极限粘结结强度标准值值。1.3.2.44各层土钉长长度验算各层土钉的长度度应满足下列列条件：1.3.3土钉钉支护的整体体稳定性分析析土钉支护的内部部整体稳定性性分析是指边边坡土体中可可能出现的破破坏面发生在在支护内部并并穿过全部或或部分土钉。破破坏模式如图图1.3.33-1所示，破坏坏面为一圆弧弧面，并考虑虑土钉的拉力力，采用普通通圆弧条分法法对支护作整整体稳定性分分析。图1.3.3--1内部整体稳稳定性分析安全稳定性系数数计算公式如如下：、：分别为作用用于土条的自自重和地面荷荷载；:土条i圆弧弧破坏面切线线与水平面的的夹角；：土条i的宽度度；：土条i圆弧破破坏面所处的的第j层土的内摩摩擦角；：土条i圆弧破破坏面所处的的第j层土的粘聚聚力；：破坏面上第KK排土钉的最最大抗力，按按1.3.33.3条确定；：第k排土钉轴轴线与该处破破坏面之间的的夹角；：第k排土钉的的水平间距。需要收索所有可可能破坏的圆圆弧面，并计计算其安全稳稳定性系数（此此工作量较大大，一般由计计算机完成），安安全稳定性系系数最小值所所对应的圆弧弧面为最可能能破坏的圆弧弧面，该安全全稳定性系数数最小值要求求大于表1.3.33-1中的值。表1.3.3--1支护内部整整体稳定性分分析基坑深度（m）≤66～12≥12安全系数最小值值1.21.31.4土钉支护还应验验算施工各阶阶段的内部稳稳定性。土钉钉支护的外部部整体稳定性性分析是指整整个土钉沿底底面水平滑动动、绕基坑底底角倾覆、沿沿深部的圆弧弧破坏面失稳稳。土钉支护的外部部稳定性分析析与重力式挡挡土墙的稳定定性分析相同同，可将由土土钉加固的整整个土体视为为重力式挡土土墙，分别验验算其底面抗抗水平滑动验验算、基坑底底角抗倾覆验验算和整体稳稳定性验算。1.3.3.44混凝土面层层：按构造要要求设计。1.4施工与检检测土钉墙施工之前前先确定基坑坑开挖线、轴轴线定位点、水水准基点、变变形观测点等等，并妥善保保护；编制好好基坑支护施施工组织设计计，周密安排排支护施工与与基坑土方开开挖、出土等等工作的关系系，使支护施施工与土方开开挖密切配合合；准备土钉钉等有关材料料和施工机具具。1.4.1施工工前应具备下下列文件1．岩土工程勘勘察报告；2．土钉墙支护护结构施工图图；3．降水系统施施工图，以及及需要工程降降水时的降水水方案设计；；4．施工方案和和施工组织设设计，规定基基坑分层、分分段开挖的深深度和长度，边边坡开挖面的的裸露时间限限制等；5．支护整体稳稳定性分析计计算书；6．现场测试监监控方案和应应急措施。1.4.2施工工工序1．基坑开挖：：基坑要按设设计要求严格格分层分段开开挖，在完成成上一层作业业面土钉与喷喷射混凝土面面层达到设计计强度的70％以前，不不得进行下一一层土层的开开挖。每层开开挖最大深度度取决于在支支护投人工作作前土壁可以以自稳而不发发生滑动破坏坏的能力，实实际工程中常常取基坑每层层挖深与土钉钉竖向间距相相等。每层开开挖的水平分分段宽度也取取决于土壁自自稳能力，且且与支护施工工流程相互衔衔接，一般多多为10～20m长。当基坑坑面积较大时时，允许在距距离基坑四周周边坡8~10m的基坑中部部自由开挖，但但应注意与分分层作业区的的开挖相协调调。挖方要选用对坡坡面土体扰动动小的挖土设设备和方法，严严禁边壁出现现超挖或造成成边壁土体松松动。坡面经经机械开挖后后要采用小型型机械或铲锹锹进行切削清清坡，以使坡坡度及坡面平平整度达到设设计要求。2．喷射第一道道面层：每步步开挖后应尽尽快做好面层层，即对修整整后的边壁立立即喷上一层层薄混凝土或或砂浆。若土土层地质条件件好的话，可可省去该道面面层。3．设置土钉：：土钉的设置置，对于钢筋筋钉通常是先先在土体中成成孔，然后置置入土钉钢筋筋并沿全长注注浆。对于钢钢管钉可击入入土体再由钢钢管内注浆。(1)钻孔钻孔前，应根据据设计要求定定出孔位并作作出标记及编编号。当成孔孔过程中遇到到障碍物需调调整孔位时，不不得损害支护护结构设计原原定的安全程程度。钻孔可用锚杆钻钻机，它能自自动退钻杆、接接钻杆，适合合上中钻孔。钻孔时，在进钻钻和抽出钻杆杆过程中不得得引起土体坍坍孔。而在易易坍孔的土体体中钻孔时宜宜采用套管成成孔或挤压成成孔。成孔过过程中应由专专人做成孔记记录，按土钉钉编号逐一记记载取出土体体的特征、成成孔质量、事事故处理等，并并将取出的土土体及时与初初步设计所认认定的土质加加以对比，若若发现有较大大的偏差要及及时修改土钉钉的设计参数数。(2)插入土钉钉钢筋插入土钉钢筋前前要进行清孔孔检查，若孔孔中出现局部部渗水、塌孔孔或掉落松土土应立即处理理。土钉钢筋筋置人孔中前前，要先在钢钢筋上安装对对中定位支架架，以保证钢钢筋处于孔位位中心且注浆浆后其保护层层厚度不小于于25mm，支架沿钉钉长的间距可可为2.3m左右，支架架可为金属或或塑料件，以以不妨碍浆体体自由流动为为宜。(3)注浆注浆前要验收土土钉钢筋安设设质量是否达达到设计要求求。注浆用小型、可可移动的注浆浆泵，常用的的有UBJ系列挤压式式灰浆泵和BMY系列锚杆注注浆泵，其工工作压力和流流量等皆满足足注浆要求。注浆一般可采用用重力、低压压(0.4～0.6MPPa)或高压(1～2MPa)注浆，水平平孔应采用低低压或高压注注浆。压力注注浆时应在孔孔口或规定位位置设置止浆浆塞，注满后后保持压力3～5min。重力注浆浆以满孔为止止，但在浆体体初凝前需补补浆1～2次。对于向下倾角的的土钉，注浆浆采用重力或或低压注浆时时宜采用底部部注浆方式，注注浆导管底端端应插至距孔孔底250—500mm处，在注浆浆同时将导管管匀速缓慢地地撤出。注浆时要采取必必要的排气措措施。对于水水平土钉的钻钻孔，应用口口部压力注浆浆或分段压力力注浆，此时时需配排气管管并与土钉钢钢筋绑扎牢固固，在注浆前前与土钉钢筋筋同时送人孔孔中。向孔内注入浆体体的充盈系数数必须大于1。每次向孔孔内注浆时，宜宜预先计算所所需的浆体体体积并根据注注浆泵的冲程程数计算出实实际向孔内注注人的浆体体体积，以确认认实际注浆量量超过孔内容容积。注浆材料宜用水水泥浆或水泥泥砂浆。水泥泥浆的水灰比比宜为0.5；水泥砂浆浆的配合比宜宜为l：1～l：2(重量比)，水灰比宜宜为0.38～0.45。需要时可可加入适量速速凝剂，以促促进早凝和控控制泌水。水泥浆、水泥砂砂浆应拌合均均匀，随拌随随用，一次拌拌合的水泥浆浆、水泥砂浆浆应在初凝前前用完。注浆前应将孔内内残留或松动动的杂土清除除干净。为提提高土钉抗拔拔能力，还可可采用二次注注浆工艺。4．喷第二道面面层：在喷混混凝土之前，先先按设计要求求绑扎、固定定钢筋网。面面层内的钢筋筋网片应牢固固固定在边壁壁上并符合设设计规定的保保护层厚度要要求。钢筋网网片可用插入入土中的钢筋筋固定，但在在喷射混凝土土时不应出现现振动。钢筋网片可焊接接或绑扎而成成，网格允许许偏差为±10mm。铺设钢筋筋网时每边的的搭接长度应应不小于一个个网格边长或或200mm，如为搭焊焊则焊接长度度不小于网片片钢筋直径的的10倍。网片与与坡面间隙不不小于20mm~，土钉与面层钢筋筋网的连接可可通过垫板、螺螺帽及土钉端端部螺纹杆固固定。垫板钢钢板厚8～l0mm、尺寸为200mmm×200mmm～300mmm×300mmm,，垫板下空空隙需先用高高强水泥砂浆浆填实，待砂砂浆达一定强强度后方可旋旋紧螺帽以固固定土钉。土土钉钢筋也可可通过井字加加强钢筋直接接焊接在钢筋筋网上，焊接接强度要满足足设计要求。图1.4.2--1土钉与面层层的固定喷射混凝土的配配合比应通过过试验确定，粗粗骨料最大粒粒径不宜大于于12mm，水灰比不不宜大于0.45，并应通过过外加剂来调调节所需工作作度和早强时时间。当采用用于法施工时时，应事先对对操作手进行行技术考核，以以保证喷射混混凝土的水灰灰比和质量达达到设计要求求。为保证喷射混凝凝土厚度达到到均匀的设计计值，可在边边壁上隔一定定距离打人垂垂直短钢筋段段作为厚度标标志。喷射混混凝土的射距距宜保持在0.6～1.0m范围内，并并使射流垂直直于壁面。在在有钢筋的部部位可先喷钢钢筋的后方以以防止钢筋背背面出现空隙隙。喷射混凝凝土的路线可可从壁面开挖挖层底部逐渐渐向上进行，但但底部钢筋网网搭接长度范范围以内先不不喷混凝土，待待与下层钢筋筋网搭接绑扎扎之后再与下下层壁面同时时喷混凝土。混混凝土面层接接缝部分做成成450角斜面搭接接。当设计面面层厚度超过过l00mm时，混凝土土应分两层喷喷射，一次喷喷射厚度不宜宜小于40mm，且接缝错错开。混凝土土接缝在继续续喷射混凝土土之前应清除除浮浆碎屑，并并喷少量水润润湿。面层喷射混凝土土终凝后2h应喷水养护护，养护时间间宜3～7d，养护视当当地环境条件件采用喷水、覆覆盖浇水或喷喷涂养护剂等等方法。5．排水设施的的设置：水是是土钉支护结结构最为敏感感的问题，不不但要在施工工前做好降排排水工作，还还要充分考虑虑土钉支护结结构工作期间间地表水及地地下水的处理理，设置排水水构造措施。图1.4.2--2排水设施的的设置1.4.3土钉钉现场测试(1)土钉支护护施工必须进进行土钉的现现场抗拔试验验，应在专门门设置的非工工作钉上进行行抗拔试验直直至破坏，用用来确定极限限荷载，并据据此估计土钉钉的界面极限限粘结强度。(2)每一典型型土层中至少少应有3个专门用于于测试的非工工作钉。测试试钉除其总长长度和粘结长长度可与工作作钉有区别外外，应与工作作钉采用相同同的施工工艺艺同时制作，其其孔径、注浆浆材料等参数数以及施工方方法等应与工工作钉完全相相同。测试钉钉的注浆粘结结长度不小于于工作钉的二二分之一且不不短于5m，在满足钢钢筋不发生屈屈服并最终发发生拔出破坏坏的前提下宜宜取较长的粘粘结段，必要要时适当加大大土钉钢筋直直径。为消除除加载试验时时支护面层变变形对粘结界界面强度的影影响，测试钉钉在距孔口处处应保留不小小于1m长的非粘结结段。在试验验结束后，非非粘结段再用用浆体回填。(3)土钉的现现场抗拔试验验宜用穿孔液液压千斤顶加加载，土钉，千千斤顶，测力力杆三者应在在同一轴线上上，千斤顶的的反力支架可可置于喷射混混凝土面层上上，加载时用用油压表大体体控制加载值值并由测力杆杆准确予以计计量。土钉的的(拔出)位移量用百百分表(精度不小于0.02mmm，量程不小小于50mm)测量，百分分表的支架应应远离混凝土土面层着力点点。(4)测试钉进进行抗拔试验验时的注浆体体抗压强度不不应低于6MPa。试验采用用分级连续加加载，首先施施加少量初始始荷载(不大于土钉钉设计荷载的的l／10)使加载装置置保持稳定，以以后的每级荷荷载增量不超超过设计荷载载的20％。在每级级荷载施加完完毕后立即记记下位移读数数并保持荷载载稳定不变，继继续记录以后后l、6、l0min的位移读数数。若同级荷荷载下l0min与1min的位移增量量小于1mm，即可立即即施加下级荷荷载，否则应应保持荷载不不变继续测读读15、30、60min时的位移。此此时若60min与6min的位移增量量小于2mm，可立即进进行下级加载载，否则即认认为达到极限限荷载。根据试验得出的的极限荷载，可可算出界面粘粘结强度的实实测值。这一一试验平均值值应大于设计计计算所用标标准值的1.25倍，否则应应进行反馈修修改设计。(5)极限荷载载下的总位移移必须大于测测试钉非粘结结长度段土钉钉弹性伸长理理论计算值的的80％，否则这这一测试数据据无效。(6)上述试验验也可不进行行到破坏，但但此时所加的的最大试验荷荷载值应使土土钉界面粘结结应力的计算算值(按粘结应力力沿粘结长度度均匀分布算算出)超出设计计计算所用标准准值的1.25倍。1.4.4质量量检验与检测测1.4.4.11质量检验(1)材料所使用的原材料料(钢筋、水泥泥、砂、碎石石等)的质量应符符合有关规范范规定标准和和设计要求，并并要具备出厂厂合格证及试试验报告书。材材料进场后还还要按有关标标准进行抽样样质量检验。(2)土钉现场场测试土钉支护设计与与施工必须进进行土钉现场场抗拔试验，包包括基本试验验和验收试验验。通过基本本试验可取得得设计所需的的有关参数，如如土钉与各层层土体之间的的界面粘结强强度等，以保保证设计的正正确、合理性性，或反馈信信息以修改初初步设计方案案；验收试验验是检验土钉钉支护工程质质量的有效手手段。土钉支支护工程的设设计、施工宜宜建立在有一一定现场试验验的基础上。(3)混凝土面面层的质量检检验包括混凝土面层层外观检查；；混凝土面层层厚度检查(用凿孔法)和混凝土抗抗压强度试验验。1.4.4.22施工监测土钉墙支护的施施工监测应包包括下列内容容：(1)土钉墙位位移的量测；；(2)地表开裂裂状况(位置、裂宽)的观察；(3)周围设施施的变形测量量；(4)基坑渗、漏漏水及基坑内内外地下水位位变化。参考资料：《建建筑基坑支护护规程》（JGJ1220-99）。《基坑土钉支护护技术规程》（CECS96：97）。2．基坑土钉墙墙支护设计任任务书2.1教学班级级：建工100411-1004422.2设计时间间：校历1周。2.3设计任务务：完成一幢幢高层房屋的的基坑支护设设计。2.4课程设计计目的：了解解实际工程中中基坑支护设设计的方法、内内容；掌握土土钉墙基坑支支护的设计方方法。2.5设计要求求2.5.1熟悉悉分析相关资资料，确定土土钉墙支护基基坑的适宜性性。2.5.2设计计内容：将基基坑侧壁分成成几段，分别别确定以下内内容。①土钉墙墙面坡坡度。②土钉类型、直直径、钻孔直直径。③土钉水平方向向、坡面竖向向的间距及与与水平面夹角角。④各土钉的长度度。⑤注浆材料种类类、强度、。⑥混凝土面层钢钢筋网钢筋直直径、间距、混混凝土强度、厚厚度；土钉与与面层连接形形式。⑦坡面上、下层层钢筋网搭接接长度。⑧土钉墙墙顶护护面措施，坡坡顶、坡脚、排排水措施，坡坡面泄水孔的的布置。2.5.3设计计计算：土钉钉墙内部整体体稳定性验算算；土钉的抗抗拉承载力验验算。以确定定土钉的长度度。2.5.4图件件：提供基坑坑支护平面布布置图；分段段提供基坑侧侧壁土钉平面面布置图、土土钉墙剖面图图。2.5.5施工工说明。（说说明内容为图图件未反映的的部分支护方方案要点）2.6本次设计计成果要求：：各细部参数数，清楚明确确；计算正确确，过程详细细；图件规范范清晰。2.7时间安排排第1天：熟悉相相关资料，明明确设计思路路，初步确定定各参数。第2、3、4天天：计算。第4、5天：图图件，编写施施工说明。附：《岩土工程程勘察报告》（部部分内容）：：包括基础相相关资料、环环境资料。3．基坑土钉墙墙支护设计指指导书3.1设计依据据①《基坑土钉支支护技术规程程》（CECS996:97）②《建筑基坑支支护技术规程程》(JGJ1220-20112)③《岩土工程勘勘察报告》④上部结构资料料⑤邻近建筑物、道道路、地下管管线情况。3.2设计步骤骤1．熟悉相关资资料，根据场场地条件、基基坑开挖深度度、环境条件件、地表荷载载、土质条件件将基坑侧壁壁分成几段，对对每段分别设设计。2．选择相应的的支护结构类类型（选择土土钉墙）。3．据基坑深度度、地表荷载载、场地土质质情况及土钉钉墙的构造要要求等，初步步拟定基坑支支护的内容和和对数，如：：基坑侧壁下下口开挖线、坡坡度；土钉类类型、直径、钻钻孔直径；土土钉水平方向向、坡面竖向向的间距及与与水平面夹角角；各土钉的的长度；注浆浆材料种类、强强度；混凝土土面层钢筋网网钢筋直径、间间距、混凝土土强度、厚度度；土钉与面面层连接形式式；坡面上、下下层钢筋网搭搭接长度。土土钉墙墙顶护护面措施，坡坡顶、坡脚、排排水措施，坡坡面泄水孔的的布置。4．土钉墙整体体稳定性验算算：考虑土钉钉摩擦力，采采用圆弧滑动动简单条分法法验算。安全全稳定系数采采用1.3.3节的公式进进行计算。因因需收寻多个个潜在破坏面面计算其安全全稳定系数，工工作量很大，须须用软件进行行。在此只要要求取一个潜潜在滑动面验验算（《5场地工程地地质条件》分分别提供了基基坑北面、基基坑南面安全全稳定系数计计算的一个剖剖面图，供参参考）。5．各段基坑侧侧壁单根土钉钉的抗拉承载载力验算，以以确定土钉长长度、间距等等是否满足要要求。单根土土钉的长度，如如下图。图3.2-1支护内潜在在破裂面（1）按1.33.2.2节求出各土土钉设计内力力N(受拉荷载)；（2）确定潜在在破坏面（为为通过坡角、与与水平面成夹夹角的平面），据据几何关系求求出，；再求求出土钉在潜潜在破坏面以以外稳定土体体各土层中的的长度，按1.3.22.3节验算各土土钉设计内力力。（3）验算各层层土钉的长度度是否满足下下列条件：若满足，则单根根土钉的拉承承载力满足要要求，初步拟拟定的土钉长长度及土钉的的平面间距可可行。若不满满足，可加长长土钉或减小小土钉的平面面间距，至满满足为止。6．面层：其混混凝土的强度度、厚度、钢钢筋直径、间间距按构造要要求确定。3.3图件①基坑支护平面面布置图：反反映边排基础础轴线、边线线，支护结构构类型，基坑坑上口开挖线线、下口开挖挖线，基底各各部分标高，及及周围环境情情况。②土钉墙支护剖剖面图：标明明基坑深度、侧侧壁坡度；破破裂面的位置置及与水平面面的夹角；每每根土钉的长长度及与水平平面夹角；面面层的厚度及及混凝土的强强度；混凝土土护顶的宽度度。③基坑侧壁土钉钉平面布置图图：土钉位置置、间距、钢钢筋直径、间间距、面层混混凝土强度、厚厚度。3.4施工说明明：参见1.4施工与检测测。4本次基坑支护护设计的相关关资料本次设计是完成成一幢12层的高层建建筑的基坑支支护设计,该拟建物所所在场地的工工程与水文地地质条件、基基础平面分布布、基坑开挖挖深度、周边边环境情况等等详见以下资资料。4.1地形地貌貌场地位于成都平平原东北绵远远河左岸一级级阶地，场地地地形平坦，相相对高差约00.60m。本次勘勘察孔口高程程是以甲方提提供的场地东东北侧道路路路面H点高程为492.90m引测。4.2地层分布布及岩土特征征场地覆覆盖层主要由由第四系人工工堆积物（Q4ml）、全新新统冲积物（Q4al）和上更更新统冰水流流水冲积物（Q3fgl）组成成，据其岩性性特征，可分分为6个岩性层，现现将各地基土土结构及特征征从上到下分分述于后：1．杂杂填土①（Q4ml）：全场场分布，色杂杂，松散，潮潮湿，主要成成分为建筑垃垃圾，部分表表层为混凝土土，厚0.20～4.10m。2．粉粉土②（Q4al）：分布布于场地东南南部，黄灰色色，稍密，湿湿，厚0.30～0.60m。3．粗粗砂③（Q4al）：呈透透镜状分布，灰灰白色，稍密密，潮湿～饱饱和，以中粒粒砂为主，局局部相变为中中细砂、砾砂砂，砂砾成分分以长石、石石英为主，厚厚0.40～2.90mm。4．圆圆砾④（Q4al）：多呈呈层状分布，少少数透镜体，灰灰白色，稍密密，潮湿～饱饱和，卵石含含量20～40%，砾石含量30～50%，充填物以以中粗砂为主主，少量粘粒粒，卵石粒径径2～5cm为主，次次圆，成分以以砂岩、灰岩岩、花岗岩为为主，厚0..40～2.90mm。5．卵石⑤（QQ4al）：多层层层状分布，少少数透镜体，灰灰白色，潮湿湿～饱和，卵卵石含量50～70%，卵石粒径3～5cm为主，少少数5～10cm，次圆，成成分以砂岩、灰灰岩、花岗岩岩为主，卵石石间充填砾石石及中粗砂，少少量粘粒。据据其密实度，可可分为稍密卵卵石⑤a、中密卵石⑤b两个亚层。6．半胶结卵石石⑥（Q2-3fgll）：层状分分布，灰白色色，卵石含量量60～70%，粒径3～8cm为主，次次圆，成分主主要为砂岩、灰灰岩，充填物物为砾石、粗粗砂为主，该该卵石层为钙钙质半胶结状状态，局部已已胶结成岩石石状。该层埋埋深17.880～18.000m，揭露厚厚度4.000～4.70mm。各地基岩土层分分布特征详见见工程地质剖剖面图。4.3地下水场内地地下水主要为为赋存于第四四系全新统砂砂卵石层中的的孔隙性潜水水。季变幅为为1～2m，勘察期间间属平水期，勘勘察孔中测得得地下水静止止水位埋深7.70～8.40m。地下水对混凝土土不具腐蚀性性。4.4综合分分析本次勘察察成果，结合合我院在德阳阳地区的有关关经验，提出出地基各土体体主要物理力力学指标见下下表。表4.4地基基岩土主要物物理力学指标标建议值4.5建筑物与与勘探点平面面布置图、工工程地质剖面面图附后。5设计步骤参考考资料1.将基坑侧壁壁分成几段：：4段。以北侧侧为例。2.选取支护结结构的类型：：土钉墙。选选取勘探点ZK1作为计算的的地质依据。3.初拟尺寸及及其它构造要要求：=80、=1.2m、=1.0m、=70mmm，土钉和水水平面的夹角角为10，HRB333