土钉墙设计计算清楚明了

§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土钉墙设计计算§4.4.1概述5、应用范围（1）基坑、边坡临时支护；（2）永久性支护；（3）现有挡土墙的加固、抢险；（4）边坡加固。§4.4土钉墙设计计算6、土钉与锚杆的比较

土钉

锚杆被动受力

主动受力全长受力

滑裂面外锚固段的锚固力密布,形成重力式挡土墙数量少面层不是主要受力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)不施加或施加较小的预应力施加预应力§4.4土钉墙设计计算§4.4.2土钉墙设计

（一）设计内容与步骤1、初拟土钉墙参数根据基坑深度、施工场地平面尺寸、基坑周围环境条件、岩土特性、工程地质条件及工程性质，参照以往经验，初步确定土钉墙坡度、土钉垂直间距、水平间距、各层土钉长度、钻孔直径、土钉钢筋直径、倾角、面层尺寸等参数；2、土钉抗拉承载力计算；3、土钉墙整体稳定性分析；4、上二步验算若没通过，应调整土钉墙参数再重新验算，直到满足要求。5、构造及排水系统设计，并画出施工图；6、现场监测和质量控制设计。§4.4土钉墙设计计算§4.4.2土钉墙设计

（二）土钉抗拉承载力计算

单根土钉抗拉承载力计算应符合下式要求：

式中Tjk——第j根土钉受拉荷载标准值：荷载折减系数Tuj——第j根土钉抗拉承载力设计值：§4.4土钉墙设计计算§4.4.2土钉墙设计

（二）土钉抗拉承载力计算αj——第j根土钉与水平面的夹角。rs——土钉抗拉抗力分项系数，取1.3；

dnj——第j根土钉锚固体直径；eajk——第j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值；

sxj、szj——第j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距；

qsik——土钉穿越第i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值，应由现场试验确定，如无试验资料，可采用表确定；

li——第j根土钉在直线破裂面外穿越第i层稳定土体内的长度，破裂面与水平面的夹角为（β+φk）/2。§4.4土钉墙设计计算土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值表§4.4土钉墙设计计算§4.4.2土钉墙设计

（三）土钉墙整体稳定性分析

土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法按下式进行整体稳定性验算：§4鸟.4土钉墙总设计计睬算式中n——滑动体耗分条数彼；m—泡—滑动体治内土钉嗽数；rk——整体滑监动分项屑系数，毅可取1.3；r0——基坑侧晚壁重要叼性系数垂；wi——第i条分距条土吐重，跳滑裂顾面位爽于粘五性土臂或粉唤土中钳时，挖按上墨覆土送层的贪饱和辛土重拉度计凭算；专滑裂禽面位趋于砂于土或铃碎石喇类土胀中时梳，按惑上覆俗土层炊的浮秤重度口计算施；bi——第i分条总宽度意；cik——第i分条徐滑裂雹面处荒土体绒固结伸不排顺水（窑快）脖剪粘盯聚力掠标准瘦值；ψik——第i分条滑济裂面处市土体固揉结不排蕉水（快蚁）剪内垫摩擦角膛标准值嘱；θi——第i分条云滑裂趴面处右中点捧切线凯与水倍平面速夹角绳；αj——土钉付与水挽平面选之间泛的夹致角；Li——第i分条谈滑裂剩面处乔弧长麦；s——计算拖滑动齐体单俯元厚对度；Tnj——第j根土钉毛在圆弧莫滑裂面盒外锚固虹体与土敢体的极刊限抗拉毯力Tnj=πdnjΣqsiklni式中lni——第j根土钉窑在圆弧中滑裂面姓外穿越蜜第i层稳仗定土斑体内武的长叫度。§4缎.4土钉竟墙设垂计计想算§4.舌4.3土钉墙构造要骗求1．惧一般唐用于敬基坑侧开挖包深度秒在1轮5m以内饭的边垄坡，土钉脏墙墙评面坡倒度不即宜大漠于1∶丑0.舱1；2．土边钉长度功一般为盲开挖深拜度的0钟.5～妻1.2靠倍，其走间距宜葛取1～选2m，土钉开与水萍平面溪夹角吗宜取5̊～20̊；3．筋为保鱼证土闪钉与拳护坡臭面层付的有样效连做接，隆常设狂有承歪压板绕和加肆强钢甚筋；§4.眉4土钉墙乔设计计坟算§4斯.4葡.3土钉墙构造要奥求4．土植钉一般斜采用Ⅱ规级以上爬螺纹钢始筋，钢虾筋直径揪为φ16迹～φ3慈2m池m，钻孔直爆径为φ70给～φ1茄20肌mm；5．喷射混就凝土面泪层厚度烧一般为睬80～200mm，钢筋网居采用Ⅰ拆级钢筋φ6译～φ泻10醉m苦m，间距互为1救50～30搬0mm，混凝滤土强邀度等横级不季宜低谨于C20黑；6．注浆材西料宜采屯用水泥打浆或水见泥砂浆腔，其强安度等光级不任宜低龙于M10魂。§4.遣4土钉墙市设计计素算§4倘.4厅.3土钉苗墙构造跟要求7、喷射混例凝土面膨层宜配豆置钢筋惑网，钢样筋直径泊宜为6～10欲mm，间距讨宜为15虎0～300瓣mm；喷景射混及凝土阀强度裳等级困不宜殿低于C2珠0，面蓬层厚株度不栗宜小葬于80m酸m；8、坡面宰上下担段钢妙筋网吴搭接禁长度安应大滩于300秤mm。9、当地下胁水位高近于基坑欧底面时愈，应采俱取降水燃或截水水措施；唇土钉墙茶墙顶应界采用砂谋浆或混昂凝土护够面，坡孟顶和坡虾脚应设武排水措症施，坡难面上可轮根据具咏体情况斧设置泄赴水孔。集水井要和排水灶沟长度40~蓄60m猎m，直朴径≥40m仅m，间毙距1.5赠~2m的导歉水孔挡水堤排水沟护面降水井障或者截舍水帷幕10、水约患防南治：（1）排：膛地面排音水沟、柿导水孔择；（2）挡辆：地挣面挡刊水墙破，截化水帷抱幕；（3）降蜘：降用水井钓；（4）封瘦：混庸凝土钥封闭拘坡面旋及坡居顶附油近，渔及时持封底援；（5）抽捆：坑雾内设假置集胳水井驻、坑挨抽水健。§4.弊4.3土钉形墙构造要稍求§4炕.4土钉墙德设计计击算§4蜡.4微.4土钉糠墙施秒工与伸检验1、上层土声钉注浆急体及喷碧射混凝们土面层势达到设困计强度挡的70科%后方碰可开材挖下治层土恩方及色下层誓土钉晓施工迁。2、基坑膏开挖碌和土羞钉墙径施工技应按继设计稍要求满自上基而下农分段乌分层馋进行宁。在亮机械袖开挖动后，么应辅找以人桌工修傻整坡布面，痕坡面哭平整同度的界允许幼偏差插宜为±2乎0m嫌m，在舅坡面僚喷射脏混凝良土支师护前葡，应兔清除立坡面闭虚土壮。§4.纳4土钉筛墙设自计计税算§4况.4湿.4土钉零墙施搂工与视检验3、土钉墙饰施工可姿按下列坛顺序进披行：（1）应按竹设计洲要求狸开挖孝工作庆面，轨修整飞边坡药，埋蝴设喷冒射混余凝土最厚度脂控制红标志输；（2）喷射第谈一层混选凝土；（3）钻孔嫁安设拐土钉更、注穴浆，迅安设忆连接吼件；（4）绑扎钢扭筋网，奶喷射第驴二层混献凝土；（5）设置坡仪顶、坡喝面和坡倚脚的排军水系统登。§4舅.4土钉墙章设计计径算§4.踪蝶4.4土钉墙菊施工与下检验4、土钉成眉孔施工接宜符合获下列规霉定：（1）孔深允庆许偏差±50音mm；（2）孔径椅允许徒偏差±5m退m；（3）孔距允沃许偏差±1革00毙mm；（4）成孔倾答角偏差±5%。§4.哪4土钉凶墙设鬼计计捆算§4括.4纸.4土钉墙淋施工与稿检验5、喷射寸混凝垄土作导业应顾符合咬下列绸规定恼：（1）喷射作店业应分湾段进行低，同一权分段内坏喷射顺馆序应自根下而上巨，一次秃喷射厚拴度不宜声小于40m拦m；（2）喷射混果凝土时疲，喷头浊与受喷累面应保枕持垂直糟，距离讽宜为0.断6～1.0狂m；（3）喷射笛混凝眯土终酬凝2h后，茫应喷酒水养贯护，偿养护贸时间币根据捞气温柱确定筑，宜鉴为3～7h。§4速.4土钉迟墙设免计计轰算§4.垮4.4土钉墙沸施工与织检验6、喷射混联凝土面艘层中的座钢筋网步铺设应娘符合下双列规定可：（1）钢筋竖网应铅在喷累射一捷层混逃凝土企后铺轮设，遍钢筋丽保护陡层厚挥度不与宜小述于20m胖m；（2）采用双娃层钢筋盲网时，炒第二层指钢筋网愤应在第纷一层钢吓筋网被肝混凝土众覆盖后电铺设；（3）钢筋网共与土钉千应连接呈牢固。§4妙.4土钉撞墙设尚计计阔算§4季.4刷.4土钉墙企施工与素检验7、土钉视注浆死材料秧应符既合下觉列规清定：（1）注浆材敲料宜选津用水泥邀浆或水斤泥砂浆余；水泥德浆的水欠灰比宜地为0.群5，水观泥砂舅浆配隐合比捕宜为1∶捉1～1∶2（重序量比肚），腥水灰亮比宜弊为0.哲38～0.镜45；（2）水泥浆霸、水泥