土钉墙基坑支护设计

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1、《深基坑工程支护设计》—基坑土钉支护四川建院土木系地质教研室二0一四年六月目录1.土钉墙支护设计理论2.基坑土钉墙支护设计任务书3.基坑土钉墙支护设计指导书4.本次设计的相关资料1．土钉墙支护设计理论1.1概述1.1.1基坑支护的作用基坑开挖后,形成临空面,在基坑土体自身重量、地表荷载、地下水渗透作用下，可能产生破坏或过大变形，危及基础施工或周围建筑物的安全，因此，须对基坑侧壁采取一定的措施进行支护。1.1.2土钉墙及土钉的定义、支护原理土钉墙：由土钉、被加固的土体、面层组成的支护结构。土钉墙支护在某些施工企业也称为喷锚支护。其组成如图

2、1.1.2-1所示：图1.1.2-1土钉墙剖面示意图土钉：用来加固、锚固现场原位土体的细长杆件。通常采用土中钻孔，置入变形钢筋，并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠与土体之间的界面粘结力或摩擦力，在土体发生变形的条件下被动受力，并主要承受拉力作用。土钉也可用钢管、角钢直接击入土中,并全长注浆的方法做成。面层：在土钉端部沿水平方向及竖向焊接加强钢筋，在加强钢筋上焊接分布钢筋，再喷射混凝土制作而成。加固原理：基坑临空面形成后，侧壁土体有向临空面位移的趋势，及沿某一潜在破坏面破坏的趋势，置入土钉后，土钉承受了由周围土体及面层传递过来的土压力，把

3、土压力传递至稳定的土层中去，从而阻止了侧壁土体向基坑方向的位移；土钉加固土体使土体强度提高，并由于土钉的拉力，使潜在破坏面上的法向应力增大，因而摩擦力增大，阻止基坑侧壁沿某一潜在破坏面破坏。1.1.3土钉墙的适用条件1．基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地（基坑侧壁安全等级根据侧壁破坏后果的严重程度划分）。2．基坑深度不宜大于12m。3．当地下水位高于坑底面时，应采取降水或截水措施。当土质较差，且基坑边坡靠近重要建筑设施,需要严格控制支护变形时，宜开挖前先沿基坑边缘设置密排的竖向微型桩（见图1.1.3-1），其间距不宜大于1m，深入

4、基坑底部1~3m。微型桩可用无缝钢管或焊管，直径48~150m，管壁上应设置出浆孔。小直径的钢管可分段在不同挖深处用击打方法置入并注浆；较大直径（大于100mm）的钢管宜采用钻孔置入并注浆，在距孔底1/3孔深范围内的管壁上设置注浆孔，注浆孔直径10~15mm，间距400~500mm。图1.1.3-1超前设置微形桩的土钉支护当支护变形需要严格限制在不良土体中施工时，宜联合使用其他支护技术，将土钉支护扩展为土钉——预应力锚杆联合支护、土钉——桩联合支护、土钉 ——防渗墙联合支护等，并参照相应标准进行设计施工。1.1.4与锚杆支护相比，土钉与

5、土钉墙支护的特点1．土钉的作用之一是加固周围土体，使周围土体的强度增加，保证其稳定性，并和被加固的土体一起作为挡土结构，支护基坑。锚杆常与桩、墙联合使用，作为桩墙等挡土结构的支点，与桩墙一起作为支护结构，此时，锚杆周围的土体不再为支护结构的一部分。2．土钉在基坑侧壁上的排列较密，锚杆的排列间距较大。3．土钉在土体发生变形后才被动受拉，土钉对土体的约束需要土体变形作为补偿，锚杆一般在设置时预加拉应力，给土体以主动约束。4．土钉沿孔全长注浆、锚杆应考虑自由段e长度不应小于5m。1.1.5土钉及土钉墙的受力状态和破坏形式1．土钉墙在自身重量等

6、荷载作用下,可能沿内部或外部破裂面产生整体破坏，如图1.1.4-1所示。图1.1.4-1土钉墙沿内部或外部破裂面2．土钉墙沿墙底产生滑移，或沿墙趾产生倾覆。3．单根土钉在拉力作用下被拔出。土体在自身重量等荷载作用下,产生变形,作用土压力于面层，面层传递给土钉，土钉承受了由面层及周围土体传递过来的拉力，有向基坑方向拔出的驱势；同时破裂面以外稳定土体与土钉的粘结力对土钉产生抗拔力，阻止土钉向外拔出。当拉力大于抗拔力时，土钉被拔出。4．土钉墙墙底承载力不够，产生破坏。1.2土钉墙的构造要求1．土钉墙墙面坡度不宜大于1:0.1；2．土钉和面层必

7、须有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造措施,承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接；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．土钉钢筋宜采用HPB235、HRB335级钢筋，钢筋直径宜为16～32mm,钻孔直径宜为70～120mm；5．注浆材料宜为水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不低于M10；6．喷射混凝土面层宜配置钢筋网，钢筋直径宜为6～10mm，间距宜为150～300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，厚度不宜小于80mm；7．坡面上下段钢筋搭接长度应大于300mm；8．

8、排水系统参照如下规定：基坑四周支护范围内的地表应加修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面，防止地表降水向地下渗透，靠近基坑坡顶宽2~4m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于径流远离边坡。为了排除积聚在基坑内