土钉与锚杆联合支护的设计和施工

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1、土钉与锚杆联合支护的设计和施工-结构理论1、工程概况该工程位于北京大学校园内，拟建建筑为24层框架结构塔楼，附设4层结构裙楼，24层塔楼基坑深度为地面以下11.3m，裙楼基坑深度为地面以下7.88m。场地地层主要有人工填土、第四纪冲洪积成因的粘性土、粉土等组成，依上而下为：(1)人工堆积层（厚约2.0m）(2)砂质粉土、粘质粉土层（厚约2.0m）(3)粉质粘土、重粉质粘土层（厚约1.0m）(4)粉质粘土、粘质粉土层（厚约5.0m）(5)砂质粉土、粉砂层（厚约2.0m）(6)粘质粉土、砂质粉土层（厚约5.0m）2、工程设计本工程由主楼和裙楼组成，并要求在基坑四周保留一个循环车道。基坑支护设计采用

2、了土钉墙和桩锚相结合的方案。裙楼全部采用常规土钉墙施工方案；在主楼的西南角设置16根护坡桩，其余地方采用土钉与预应力锚杆相结合的设计方案。(1)降水方案：采用大口径管井和砂井相结合的降水方案。主楼井深26.0m，井距为9.00m。自渗砂井孔深24.0m，孔距为3.00m。裙楼井深16.0m，井距为9.00m。自渗砂井深14.0m，井距为3.00m。(2)基坑支护设计方案a)桩锚设计方案桩顶位于地表处,桩径：φ600，桩长：16.00m，桩中心间距：1.2m。主筋：7Φ25＋6Φ22，采用Ⅱ级热轧钢筋，通长不均匀配筋。加强箍筋：Φ14＠2000；螺旋箍筋：Φ6＠200。桩身使用C25砼，钢筋保护

3、层厚度50mm。锚杆位置：地面下4.50m；锚杆布置按“两桩一锚”，即锚杆间距2.4m；锚杆体自由段长度为：5.0m；锚杆锚固段长度为：17.0m；锚杆总长度为：22.00m。锚杆体选用d15普通松弛钢绞线，配置3d15钢绞线；钢绞线抗拉强度标准值：fptk≥1570N/mm2。桩顶设置圈梁，圈梁为600×400，配主筋为6φ22，在距西南角西侧和南侧各3m处设置600×400斜梁，斜梁配筋为12φ22。砼强度为C25。b)主楼土钉墙设计方案基坑按1:0.1放坡。第一排土钉在地面以下1.50的位置。第一排土钉水平间距为1.2m，其余各排土钉水平间距为1.5m，土钉垂直间距为1.5m，土钉倾角1

4、5°，土钉主筋为Φ22。第二、三排采用预应力锚杆，第二排预应力锚杆的锁定荷载为60KN。第三排预应力锚杆的锁定荷载为100KN。面层加强钢筋为Φ14，土钉成孔直径不小于100mm，面层混凝土厚度不小于100mm，土钉（锚杆）的具体长度如下：第1排土钉长9.00m第2排锚杆长12.00m第3排锚杆长12.00m第4排土钉长9.00m第5排土钉长7.00m第6排土钉长6.00m第7排土钉长6.00m。c)裙楼土钉墙设计方案基坑按1:0.1放坡。第一排土钉在地面以下1.50的位置。第一、二排土钉水平间距为1.2m，其余各排土钉水平间距为1.5m，土钉垂直间距为1.5m，土钉倾角15°，土钉主筋为Φ2

5、2。土钉的具体长度如下：第1排土钉长8.00m第2排土钉长8.00m第3排土钉长7.00m第4排土钉长6.00m第5排土钉长5.00m。3、工程施工(1)降水a)主楼的降水井较深，已经进入了卵石层，而裙楼的降水较浅，没有进入卵石层。降水井点施工完成以后，经过抽降，发现主楼降水井的自渗效果较好，即使在不抽水的情况下，其水位也稳定在地面以下16m左右。而裙楼的降水井几乎没有自渗作用，接电抽水以后，经过几分种水泵即断流，说明降水井的补给供不上水泵的流量；但停泵以后，经过一段时间降水井的水位又回升上来了。b)经过开挖检验，发现基槽底部没有滞水，说明降水效果良好。但在土钉锚杆施工过程中，主要是第三排锚杆

6、和第四排土钉施工时，随着土钉深度的增加，土钉施工过程中所带出的土体由潮至湿、到最后成为稀泥，有的孔在土钉锚杆施工以后，有水从孔中流出，有的孔出水太大甚至无法注入水泥浆。在土钉墙施工完成以后，仍有5-6个锚杆孔流水，有的孔中的水流还带有压力，一会儿水量大，一会儿水量小，怎样会出现这种情况，经分析认为主要是由于土体的不均匀性、土体中存在裂隙所引起的，土钉锚杆施工时遇到了地下渗水途径很可能引起这种情况。(2)支护施工a)由于锚杆较长（22m），其长度超过了降水的有效范围，在锚杆施工过程中，当锚杆长度超过9m以后即有稀泥流出。为了保证施工质量，确保锚杆的锁定荷载，为此采取了一定措施：对设计方案作了适当

7、修改，由原来的两桩一锚改为一桩一锚，把锚杆的锁定荷载相应降低；确保从孔底注浆，注浆时用清水把泥浆从孔底顶出，并把孔壁泥浆破坏，然后从孔底注入素水泥浆；在素水泥浆中加入适量膨胀剂，以充分破坏孔壁泥浆，确保施工锚杆能满足张拉锁定荷载的要求。b)在土钉墙施工时，一定要把钢筋网片位于喷射混凝土的中间，特别对于第二、第三锚杆来说更为重要，因为锚杆需要施加预应力，如果不把钢筋网片居中，锚杆张拉锁定时，喷射混凝