对采用放坡和土钉墙相结合的深基坑支护设计的简单计算

基坑放坡加土钉墙支护组织施工设计方案一、施工组织方案1.施工队伍组织根据基坑的规模和复杂程度，合理组织施工队伍。

施工队伍应包括工地负责人、技术人员、土建工人、设备操作人员等。

确保施工过程中各岗位的协调配合和工作安全。

2.施工进度计划制定详细的施工进度计划，包括工序安排、材料采购、设备调配等。

合理安排施工序列，确保施工的连续性和高效性。

同时考虑天气条件、交通状况等因素，制定灵活的施工计划。

3.安全管理施工过程中重视安全管理，制定合理的安全措施。

加强施工现场的安全巡查，落实好劳动防护措施，确保施工人员的安全。

加强施工现场的防护措施，设置警示标志牌、安全网等，防止施工过程中的安全事故发生。

4.环境保护在施工过程中，按照环境保护的要求进行工作。

采取合理的排污方案，控制扬尘、废水等对周边环境的影响。

施工完成后，及时清理施工现场，恢复原有环境。

1.基坑放坡设计根据基坑的具体情况，设计适当的坡度和坡高。

考虑基坑周边土体的稳定性和承载能力，确保基坑的稳定性。

同时，根据土体情况和施工方法，选择合适的放坡方式，如平面放坡、阶梯放坡等。

2.土钉墙支护设计根据基坑的深度和土体质量，设计合适的土钉长度和间距。

考虑土体的抗剪强度、拉力、抗压强度等参数，确保土钉墙的稳定性和承载力。

根据土钉墙的高度，确定合理的锚定长度和锚固深度。

3.土壤加固设计根据土体的性质和强度要求，设计合适的土壤加固措施。

可以采用深层加固、浅层加固等方法，如加固灌浆、点支撑等。

根据施工条件和土壤特性，选择合适的加固材料和加固方法。

4.施工工艺设计根据施工条件和工程要求，制定详细的施工工艺方案。

包括开挖工艺、加固工艺、土钉安装工艺等。

合理选择施工方法和设备，确保施工质量和进度。

同时，设置监测点，监测基坑和土钉墙的变形和稳定性。

通过合理组织施工队伍，切实做好施工现场的安全管理和环境保护，同时根据基坑的具体情况设计合适的放坡和土钉墙支护方案，可以有效地保证基坑施工的顺利进行，并最大程度地降低施工风险。

常见基坑支护形式优劣及成本常见的基坑支护形式包含以下多种类型：放坡、土钉墙支护、锚杆、钢板桩、水泥搅拌桩、SMW 工法桩、钻孔灌注桩、钻孔灌注桩双排刚架、内支撑、松木桩、空心方桩、高压旋喷桩以及地下连续墙。

现从适用条件、不适用条件、注意事项、具备的优势、存在的劣势、参考造价以及参考工期等多个角度，对上述所提及的这些常见基坑支护形式展开全面且详细的阐述。

一、放坡（一）适用条件1、基坑周边较为开阔，足以满足放坡条件；2、土层状况良好，且周边不存在重要建筑物以及地下管线的工程；3、基坑周边允许出现较大位移情况；4、开挖面以上的一定范围内不存在地下水，或者已进行降水处理。

（二）不适用条件1、存在于淤泥和流塑土层；2、地下水高于开挖面，或者未实施降水处理；3、基坑周边有对位移严格控制要求的建筑物、构筑物和地下管线等。

（三）注意事项1、在软土底层中采用单级放坡的基坑，其开挖深度不宜超过 4m，采用多级放坡开挖的基坑，开挖深度不宜大于 7m；2、在周边条件允许的情况下，应尽量增大放坡程度，尽量增加放坡脚的反压；3、要做好降水、截水、泄水等措施。

由于地下水会不断渗入基坑，在基础施工过程中需要持续抽水；4、坡面土体处于裸露状态，受雨水冲刷会影响边坡的稳定。

（四）优势1、造价最为低廉；2、支护施工的进度较快。

（五）劣势1、坑边变形较大；2、占用场地较多，回填土方量较大，在雨季或被地下水浸泡时容易坍塌；3、大放坡的土方开挖及回填工程量较大，在土方价格昂贵的地方造价较高。

（六）参考造价各地土方价格差异较大，单价可按150元/m3或1560元/延长米。

（七）参考工期按照 16 小时工作制，1 台 220 挖机 1 天可完成 1500m³土方，可完成 160 延长米边坡土方的平整。

二、土钉墙支护（一）适用条件1、主要用于岩土条件较好，基坑周边土体允许有较大位移，开挖深度不大于12m的基坑；2、适用于地下水位以上为粘土、粉质粘土、粉土和砂土，或已经降水处理、止水处理的岩土。

第2章土钉墙支护计算土钉支护技术2.1.1土钉支护的概念土钉支护亦称锚喷支护，就是逐层开挖基坑，逐层布置排列较密的土钉（钢筋），强化边坡土体，并在坡面铺设钢筋网，喷射混凝土。

相应的支护体称为土钉墙，它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个紧密结合的部分组成。

土钉是其最主要的构件，英文名叫Soil Nailing，它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。

2.1.2土钉支护的特点与其它支护类型相比，土钉支护具有以下一些特点或优点：1.土钉与土体共同形成了一个复合体，土体是支护结构不可分割的部分。

从而合理的利用了土体的自承能力。

2.结构轻柔，有良好的延性和抗震性。

3.施工设备简单。

土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和大型机具。

4.施工占用场地少。

需要堆放的材料设备少。

5.对周围环境的干扰小。

没有打桩或钻孔机械的轰隆声，也没有地下连续墙施工时污浊的泥浆。

6.土钉支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。

7.工程造价低，经济效益好，国内外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其它支护低1/2～1/3。

8.容易实现动态设计和信息化施工。

2.1.3土钉支护的适用范围土钉支护适用于：地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固。

一般可用于标准贯入基数N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。

单独的土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边坡维护，当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时，深度可以进一步加大。

土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土。

不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。

2.1.4土钉的作用机理土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理：1.箍束骨架作用：该作用是由于土钉本身的刚度和强度，以及它在土体内分布的空间所决定的。

它在复合土体中起骨架作用，使复合土体构成一个整体，从而约束土体的变形和破坏。

1、基坑支护方案的设计1.1考虑局部基坑断面为素填土为最不利基坑开挖工况，进行土钉墙支护方案设计，支护深度7m 。

依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）第3.1.3条，基坑四周空旷、无建筑物。

支护结构失效，对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重，确定该支护结构的安全等级为三级。

1.2本工程为临时性工程，设计使用期限为3个月，自支护结构施工结束起算，为保证基坑四壁的安全稳定性，考虑基坑较深，局部为素填土、性质不均匀，四周具备放坡条件，基坑四周采用放坡和土钉墙结合的处理方案，按1：1.4进行放坡，配合设置土钉墙进行基坑四壁的加强处理。

沿坑壁均匀设置三排土钉，土钉的垂直间距2m ，自自然地坪算起每2m 设置一排土钉，水平间距2m ，均匀放置，采用自钻式锚杆（土钉）(型号为HRB300，2Ø16)，错杆成孔直径130mm ，与水平向夹角为15°，锚杆钻进过程中可以使用水泥作为眼进浆液一起钻进，严格控制塌孔、流土现象。

采用压力注浆注纯水泥浆，注浆压力为0.2～3MPa ，水灰比为0.4～0.5，必要时可加入一定量的外加剂。

1.3单根土钉的轴向拉力标准值计算N kj =j z j x ak j s s a j j,,,cos 1ρξη(5.2.2) 式中：N kj ——第j 层土 钉的轴向拉力标准值（KN ）a j ——第j 层钉倾角（15°）ξ——墙面倾斜时的主动土压力折减系数，可按本规程第 5.2.3条确定j η——第j 层土 钉轴向拉力调整系数，可按本规程公式5.2.4-1计算j ak,ρ——第j 层土钉处的主动土压力强度标准值（KP a ），应按本规程第3.4.2条确定S x,j ——土钉的水平间距（m ）S x,j =2mS z,j ——土钉的垂直间距（m ）S z,j =2m1.3.1坡面倾斜时的土压力折减系数)245(2tan /]12tan [2tan m mmtan β1ϕϕβϕβξ-︒-+-=式 （5.2.3） 式中：β-土钉墙坡面与水平面的夹角β=35°mϕ—基坑底面以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角平均值（10°）mϕ=10° 计算得：ξ=0.311.3.2±钉轴向拉力调整系数h z j b a a j )(ηηηη--= （5.2.4-1） aj j aj j b a E Z h E z h )()(-∑-∑=ηη (5.2.4-2)式中Z j ——第j 层土钉至基坑顶面的垂直距离（m ）h —基坑深度（m ）h=7m△E aj —作用在以s x,j 、s z,j 为边长的面积内的主动土压力标准值（KN ） -a η计算系数 -b η经验系数，取0.6n —土钉层数计算得：11=η 93.02=η 785.03=η 1.3.3单根土钉各层的轴向拉力标准值计算得：kN N K 65.291=KN N K 8.462= KN N K 5.633= 1.4单根土钉的极限抗拔承载力计算t K N R KJ KJ ≥ (5.2.1)式中K t 一一土钉抗拔安全系数;安全等级为三级的土钉墙，K t 不应小于1.4;N k,j ---第j 层土钉的轴向拉力标准值(kN)，应按本规程第5.2.2条的规定计算;R k,j ——第j 层土钉的极限抗拔承载力标准值(kN)，应按本规程第5.2.5条的规定确定。

基坑土钉支护设计计算概述1.土钉支护的概念土钉支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构，它由被加固土、存放于原位土体中的细长金属杆件（土钉）及附着于坡面的混凝土面板组成，形成一个非常类似重力式墙的挡土墙。

以此来抵抗墙后传来的土压力和其他作用力，从而使开挖坡面均衡。

土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，也可通过直接打入较粗的或型钢形成土钉。

土钉沿通长沉降与周围土体接触，仰仗接触磨细界面上的黏结摩阻力，与其周围锚定土体构筑复合土体，土钉在土体炸裂变形的条件下被动受力，并主要通过其受拉工作对土体进行加固。

而土钉之间变形则通过面板（通常为配筋喷射混凝土）予以约束。

其典型结构如图3-21所示。

2.土钉支护的发展现代土钉技术是从20世纪70年代出现的。

德国、法国和美国在几乎同一时期各自独立地开始了土钉墙的研究和纳米技术。

出现这种情况并非偶然，因为土钉在许多方面与隧道新奥法施工类似，可视为看做是新奥刑事法概念的延伸。

20世纪60年代初期出现的新奥法，紧固采用喷射混凝土和黏结型锚杆相结合的演算法，能迅速控制隧道变形并并使之稳定，特别70年代及稍后的时间内，在德国法兰克福及纽伦堡地铁的土体开挖工程中应用获得成功，对土钉墙的出现产生了积极的影响。

此外20世纪60年代发展起来的加筋土技术对土钉墙技术的萌生一定也有一定的推动示范作用。

1972年法国首先在工程应用软件中会应用土钉墙技术。

该工程为凡尔赛附近的一处地铁路堑的边坡法国政府开挖工程，这是有详细记录建设项目的第一个土钉墙工程。

美国最早应用土钉墙在1974年。

一项有名的建设工程是匹茨堡PPG工业总部的深基开凿。

德国于1979年首先在建造了第一个永久土钉工程（高14m）。

并进行了长达10年的工程测量，获得了很多有价值的数据。

我国应用土钉的首例工程可能是1980年将土钉用于山西柳弯煤矿的边坡稳定。

近年来，各地的基坑工程开始较广泛地应用土钉墙支护。

与国外相比，我国在发展土钉墙技术上所有一些独特的成就。

土钉墙支护计算计算书本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 中国建筑工业出版《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业、《实用土木工程手册》第三版文渊编著人民教同、《地基与基础》第三版中国建筑工业、《土力学》等相关文献进行编制。

土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。

一、参数信息:1、基本参数：侧壁安全级别：二级基坑开挖深度h(m)：7.430；土钉墙计算宽度b'(m)：100；土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层的摩擦角；条分块数：/；不考虑地下水位影响；2、荷载参数：序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m)1 局布20.00 4.86 53、地质勘探数据如下：：序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的摩擦角φ 聚力C 极限摩擦阻力(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kPa)1 填土 1.30 18.00 18.00 12.0080.002 粘性土 1.30 18.00 20.00 25.00100.003 粉土 3.10 19.00 25.00 18.00110.004 粘性土 1.20 18.00 20.00 25.00 100.005 粉砂 4.10 19.00 35.00 18.00 115.004、土钉墙布置数据：放坡参数：序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m)1 7.43 3.00 100.00土钉数据：序号直径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m)1 150 6.00 15.00 1.50 1.50二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99，R=1.25γ0T jk1、其中土钉受拉承载力标准值T jk按以下公式计算：T jk=ζe ajk s xj s zj/cosαj其中ζ--荷载折减系数e ajk--土钉的水平荷载s xj、s zj --土钉之间的水平与垂直距离αj--土钉与水平面的夹角ζ按下式计算：ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)其中β--土钉墙坡面与水平面的夹角。

土钉抗拔承载力经验验算方法第27卷第2期2010年6月建筑科学与工程JournalofArchitectureandCivilEngineeringV o1.27NO.2June2010文章编号:1673—2049(2010)02一O018—07O土钉抗拔承载力经验验算方法杨敏,刘斌.(1.同济大学地下建筑与工程系,上海200092;2.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092)摘要:通过对北京,广州等地区¨个工程实测的土钉最大轴力值和土钉最大轴力值位置的分析,提出了土钉抗拔承载力的经验验算方法,并采用梯形土压力分布模式和双折线潜在滑裂面分别计算土钉墙,预应力锚索加土钉复合支护及搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护的土钉抗拔承载力.结合工程算例,将该方法与中国《建筑基坑支护技术规程》(JGJl2O一99)和《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)方法进行了比较.结果表明:采用该方法进行土钉抗拔承载力验算可以满足工程设计要求,为进一步开展复合土钉墙设计方法的研究提供了依据.关键词:基坑;复合土钉墙;土钉抗拔承载力;预应力锚索;搅拌桩中图分类号:TU431文献标志码:AEmpiricalCheckingMethodforSoil(1.DepartmentGeotechnica1andNailingAnti—pullingCapacityYANGMin.LIUBin,ofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.KeyLaborator yofUndergroundEngineeringofMinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai200092,C hina)Abstract:BasedOntheanalysisonthemeasuredvalueand2ocationofthemaximumaxiajforc eofsoilnailingaccordingtothe11engineeringtestslocatedinBeijing,Guangzhouandotherarea s,anempiricalcheckingmethodforsoilnailinganti—pullingcapacitywasproposed,whichincluded thesoilpressureoftrapezoidaldistributionandthepotentialslipsurfaceofbilinear1ines.The presentmethodwascalculatedforsoilnailing,theprestressedanchorplussoilnailingcompos iteretainingandthemixingpile(micro—pile)biningwith theengineeringexamples,theproposedmethodwascomparedwiththemethodsofChinese TechnicalSpecificationforRetainingandProtectionofBuildingFoundationExcavations(J GJ12O一99)andTechnicalSpecificationforSoilNailinginFoundationExcavations(CECS96: 97).Resultsshowthatthismethodcanmeetthedesignrequirementofsoilnailinganti—pullingcapacity,andcanofferreferencesforfurtherresearchonthedesignmethodsofcompositesoil nailingwails.Keywords:foundationexcavation;compositesoilnailingwall;soilnailinganti—pullingcapacity;prestressedanchor;mixingpile引言土钉墙是一种在原位土体中设置土钉且在其表面喷射混凝土面层,借助土钉摩擦加筋,注浆加固和面层维护的作用以稳定边坡的支护技术.土钉墙施工简便,经济可靠,从2O世纪7O年代开始应用并得收稿日期:2010—03一O4基金项目:国家自然科学基金项目(40972179)作者简介:杨ft~(1960一),男,江西南昌人,教授,博士研究生导师,工学博士,Email:yangmin@.第2期杨敏,等:土钉抗拔承载力经验验算方法19到迅速发展l1J.为有效控制土钉墙变形,拓展土钉墙的适用范围和支护深度,实践中依据具体工程条件将土钉与搅拌桩,微型桩,预应力锚杆等进行组合,发展形成了复合土钉墙技术].依据中国《建筑基坑支护技术规程》(JGJ12O99)E83和《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)Eg],土钉墙设计计算内容主要包括:土钉承载力验算,土钉墙稳定性验算和喷射混凝土面层的设计计算,其中喷射混凝土面层按构造要求一般可以满足,土钉墙抗滑移和抗倾覆稳定性均可采用重力式挡墙设计方法进行验算,而土钉抗弯和抗剪承载力只有在土钉墙整体失稳时才能得到充分发挥,此外,关于土钉墙和复合土钉墙变形计算也是研究的焦点],因此,土钉抗拔承载力,土钉墙和复合土钉墙的整体稳定性以及变形计算构成了土钉墙设计当中的3个关键内容.本文中笔者仅对其中的土钉抗拔承载力验算方法进行分析.土钉抗拔承载力验算的目的在于保证土钉杆体的抗拉强度和粘结强度,合理确定土钉的分布间距, 长度等设计参数,计算公式为N≥KN要求单根土钉i的抗拔承载力N与受拉荷载N的比值满足设计安全系数K.土钉的抗拔承载力N取土钉杆体抗拉力和有效粘聚力的较小值,土钉杆体抗拉力根据杆材抗拉强度计算,土钉的有效粘聚力由位于潜在滑裂面后的土钉有效抗拉长度以及土钉与土层间的粘结强度计算.土钉受拉荷载N为土钉在边坡荷载作用下所承受的轴向拉力,采用土压力作用模式来计算,因此,确定土压力分布模式和潜在滑裂面位置成为研究的重点.目前,在土钉墙设计中,普遍应用的土压力分布模式主要是根据经典土压力理论和工程实测结果来确定的,实测结果可以依据土钉墙面层压力值或土钉轴力值口,具体应用的土压力分布模式有三角形和梯形等分布模式口,潜在滑裂面依据试验和理论分析采用直线或双折线等滑裂面].对于复合土钉墙,土钉抗拔承载力验算方法沿用了土钉墙的设计方法,关于复合土钉墙的土压力分布模式和潜在滑裂面的研究甚少L1.本文中笔者以11个工程实测的土钉最大轴力值以及土钉最大轴力值位置为依据,对土钉墙以及2类复合土钉墙,即预应力锚索加土钉复合支护与搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护的土压力分布模式和潜在滑裂面位置进行了分析,提出了土钉抗拔承载力验算的经验方法,其中采用了梯形土压力分布模式和双折线潜在滑裂面,最后通过实例计算对本文方法进行了验证.1工程实测资料土钉墙及复合土钉墙的工程实例概况如表1所示,表1中所列工程主要位于北京和广州地区,共包括4个土钉墙工程,3个预应力锚索加土钉复合支护工程和4个搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护工程.表1工程实例Tab.1EngineeringExamples土钉墙与复合土钉墙支护参数实例工程名称基坑开挖土钉锚索搅拌桩微型桩放坡c?(yH)最大侧编号深度/iql移/mm排数长度/m排数长度/m桩长/m桩长/i71系数l深圳赛格群星广场z?]11.701O6.0～12.010.3O0.102102北京林达嘉园[22]12.5186.8～11.81:0.20O.O68173北京冠华大厦【.14.O075.8～]1.81:0.300.0l54珠江新城E2区商住楼]9.2066.0～12.0i{0.i50.143265深圳假日广场[25]16.351O6.0～12.0211.0～13.01:0.2O0.076736北京朝外SOHO[.jl4.6076.o～l2.o217.S～18.51:o.1o0.O347北京熊猫环岛地铁站Ez7]16.711O12.0～13.52l6.0～22.01:0.500.0458南京玄武湖隧道[zs]10.00915.0～18.018直立0.046209广州番禺某酒店]5.5048.0～24.0169.O直立0.129431O汉口某城市花园[.o]8.00312.01212.0直立0.O931311北京某商业楼[3]8.2O57.0～9.09.51:0.2O0.10418注,y分别为基坑开挖深度H范围内的土体粘聚力和重度,按土层厚度取加权平均值.对于土钉实测轴力值,本文中以朗肯主动土压力,对土钉轴力值进行量纲为1的计算,采用土压力力计算公式为依据,参考文献E13]并考虑土体粘聚作用模式参数K来表示,即20建筑科学与工程2010血K——一(1)(),HK一2c~/K)ShS式中:Tm为实测土钉最大轴力;a为土钉与水平方向的夹角;K为主动土压力系数,K一tan(45.+舻/2);s,s分别为土钉的水平向和竖直向的间距; 为土体内摩擦角,取基坑深度范围内按土层厚度计算的加权平均值.土钉最大轴力值位置用参数Ks来表示,即CKs一k)max(2)』J式中:S为土钉最大轴力值位置距土钉墙坡面的水平方向距离.根据式(1),(2)对表1所列工程进行计算,结果如图l～3所示,其中离散点表示计算值,两虚线之间为分布趋势,即土钉最大轴力值沿深度呈梯形分布模式,最大轴力值位置为双折线模式,为土钉距地表的距离.K.毫●H0lT0●～0l(a)土钉最大轴力值(b)土钉最大轴力值位置图1土钉墙支护的实测结果Fig.1MeasuredResultsofSoilNailingWallRetaining 2验算方法根据上述分析,结合现有文献[3],[8],[9],[13]和实例验算,在土钉抗拔承载力验算中,建议采用梯形土压力作用模式和双折线潜在滑裂面,如图4,5所示,K,K为双折线潜在滑裂面参数,土钉墙取Kc一0.65,K一0.5,K一0.3;预应力锚索加土钉复合支护取K一o.4,K一0.4,K一0.2;●h01(a)土钉最大轴力值fb)土钉最大轴力值位置图2预应力锚索加土钉复合支护的实测结果Fig.2MeasuredResultsofPrestressedAnchorPlus SoilNailingCompositeRetaining●N01毫●Ol(a)土钉最大轴力值s(b)_:钉最大轴力值位置图3搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护的实测结果Fig.3MeasuredResultsofMixingPile(Micro-pile) PlusSoilNailingCompositeRetaining搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护取K一0.6,K==: 0.6,K一0.4;当地表作用均布超载g时,超载q按照规程CECS96:97方法考虑.另外,根据土层条件和设计要求,K值可以适当降低,但土钉墙不宜小于0.3,预应力锚索加土钉复合支护不宜小于0.2,搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护不宜小于0.3. 一×/卞一佻/一实实实—..................L.●外....工.一≮～◆◆一～.;一～删删刘删一～)(◆:6I～一×__▲▲If....Lr....L........[●●●●●一./一__}_实实实实一_◆▲×一.一-◆/一2—1234l～一一一佻～—一.一如如郏▲/一◆-▲×/×/第2期杨敏,等:土钉抗拔承载力经验验算方法21 (a)土钉墙,Kc=0.65c;(c)搅拌桩(微型桩)加(d)地表均布超载土钉复合支护,K20.6图4土压力分布模式Fig.4DistributionPatternsofSoilPressures卜图5双折线潜在滑裂面Fig.5PotentialSlipSurfaceofBilinearLines3算例分析算例1:广东深圳赛格群星广场的土钉墙支护处的基坑挖深l1.7m,放坡系数1:0.3,土层至上而下为:素填土厚0.2--1.2m,砾质粉质粘土厚6.6～4O.3m;采用q025钢筋注浆土钉,倾角15.,间距1.2m×1.2m;喷射100mm厚C2o混凝土面层,配双向钢筋网6@250×250,根据现场抗拔试验结果取土钉与土体间粘结强度为52kPa.考虑地表作用均布超载20kPa,土体参数取按土层厚度的加权平均值,即y一18.53kN,一24.02.,c一22.13kPa,分别采用规程JGJ12O99方法,规程CECS96:97方法和本文方法进行计算.由表2可见,对于该算例,本文方法所得的土钉抗拔承载力N值较其他2种方法所得结果要小,3种方法计算所得土钉受拉荷载N与实测值N之间都存在较大差别,对于本文方法,究其原因除了出于设计安全考虑地表超载外,K的取值也是按偏保守的情况考虑,当不考虑超载且取K一0.6时,土钉3,5,7,9 的受拉荷载计算值分别为53.62,56.O1,56.01,56.01kN,与实测值更为接近.对安全系数K值进行比较,规程JGJ12O一99与规程CECS96:97方法计算结果偏大,本文方法计算结果较符合工程实际.算例2:广东广州凯华城的预应力锚索加土钉复合支护处的基坑挖深12m,放坡系数1:0.2,土层至上而下为:杂填土厚2.3m,粉质粘土厚4.4m,粉土厚5.8m,全风化粗砂岩化3.9m.共设置9排土钉且第2排和第4排水平间隔设置预应力锚索,土钉为22钢筋注浆土钉,倾角15.,间距1.3m×1.3m,2.3m深处采用23的锚索,长度为22m,施加预应力200kN;4.9m深处采用4×74的锚索,长度为25m,施加预应力380kN.考虑地表作用均布超载20kPa,土体参数按土层厚度取加权表2算例1的计算结果Tab.2CalculatedResultsofExample1规程JGJ12O99方法规程CECS96:97方法本文方法土钉长度/nl深度/m,vk/kN编号N/kNNb/kNKN/kNNh/kNKN/kNNk/kNK16O.48.3512.8241.1721.131.956.4419.120.33281.650.557.2779.8853.541.4939.1145.760.853122.830.91125.411.5779.8O151.2681.8O1.8O104.4668.701.524l24.0134.9410.28l3.10l57.3O87.471.68104.4673.251.4251l5.239.19128.1219.106.70147.OO87.471.6888.0173.251.2O61l6.4137.6427.9l4.93l53.0487.471.6888.0l73.251.2O7107.654.1213O.8336.733.56142.7487.471.6374.6273.251.O28108.8140.3545.543.O8148.7787.471.6887.1973.251.199810.053.92117.2O54.352.16122.1487471.4067.1173.250.92lO811.2126.7257.9O2.19128.1780.181.6079.5267.141.18注:N为按土钉有效粘聚力计算的结果,按土钉杆体抗拉力计算得147kN;安全系数K取两者较小值计算.帼装[=====U复丁●22建筑科学与3-程2010血平均值,即y一18.63kN,—17.02.,f一22.50kPa,分别采用规程JGJl2O一99,规程CECS96:97方法和本文方法进行计算.由表3可见,本文方法计算所得安全系数K较规程JGJ120—99和规程CECS96:97方法更符合工程实际.算例3:上海东方肝胆外科医院病房的副搅拌桩加土钉复合支护处的基坑挖深7m,土层至上而下为:杂填土厚1.85m,褐黄色粘质粉土厚0.95m,粘质粉土厚1.85m,灰色砂质粉土厚14.4m,灰色粘土厚1.8m,灰色粉质粘土厚3.9m.共设置6排6排采用48×3.5钢管注浆土钉,土钉倾角1～5排为10.,第6排为20.,问距1.0rn×1.0m;设置双排水泥土搅拌桩形成止水帷幕,搅拌桩宽1.2m,深14.9m.考虑地表作用均布超载20kPa,土体参数按土层厚度取加权平均值,即y一18.35kN,一23.72.,C一6.11kPa,分别采用规程JGJ120～99方法,规程CECS96:97方法和本文方法进行计算.由表4可见,本文方法计算所得的安全系数K较规程JGJ12o一99和规程CECS96:97方法计算结果要保守,但实测局部最大水平位移达到65mm,故土钉,1～4排采用~D22钢筋注浆土钉,第5排和第结合变形值分析,本文方法更为合理.表3算例2的计算结果Tab.3CalculatedResultsofExample2土钉规程GJ12099方法规程CECS96:97方法本文方法长度/m深度/m编号N/kNNk2/kNKN/kNNk/kNKN/kNNk/kNK1151.o140.4o一23.79l6l_2465.381.74167.9974.631.532122.3102.951.4869.60122.14l09.381.04ll8.9881.441.40163.618O.7719.3】5.90197.39136.840.83184.3381.441.403123.6115.4219.315.90132.04136.840.83118.9881.441.404l24.9127.9037.143.07141.95136.840.83118.9881.441.40146.2l73.O554.972.O7184.52136.840.83151.6681.441.40586.275.0354.971.3686.5O136.840.6353.6481.440.6661O7.512O.1872.8O1.56l29.O8136.840.8386.3181.441.06788.899.9890.631.10106.31136.840.7864.5081.440.798810.1112.461O8.461.04l16.22136.840.8378.3781.440.969611.492.26l2l_430.7693.45l31.570.7159.6O49.571.2O注:N按土钉杆体抗拉力计算得114kN.表4算例3的计算结果Tab.4CalculatedResultsofExample3土钉规程GJi2099方法规程CECS96:97方法本文方法长度/m深度/1711编号N/kNNkJ/kNKN/kNN/kNKN/kNNk2/kNK1121.582.28l6.954.8582.2851.651.5972.9049.361.482l22.587.882O,414,3】87.8839.232.2472.9037.】51.96393.586.9528.353.O786.9539.232.2259.5037.151.60494.594.4236.292.6094.4239.232.4159.5037.151.6O565.564.1944.241.4564.1939.231.6430.6732.590.94666.571.8754.681.3171.8741.1l1.7542.2617.602.40注:N按土钉杆体抗拉力计'算得钢筋和钢管的抗拉力分别为114,105kN. 4结语基于对北京,广州等地区的】1个工程实测资料的土钉最大轴力值和土钉最大轴力值位置的分析,提出了土钉抗拔承载力的经验验算方法,其中采用的梯形土压力分布模式和双折线潜在滑裂面,适用于土钉墙,预应力锚索加土钉复合支护及搅拌桩(微型桩)加土钉复合支护,并结合工程算例与规程JGJ 120—99和规程CECS96:97法进行了比较,验证了本文方法的合理性,可以满足工程设计要求.参考文献:References:[1]SCHIOSSERF,UNTERREINERP,PLUMELLEC.FrenchResearchProgramClouterreonSoilNail—ing[C~//ASCE.GeotechnicalSpecialPublication No.30.NewYork:ASCE.1992:739—750.'第2期杨敏,等:土钉抗拨承载力经验验算方法23[2][3][4][5][6][7][8][9][1O][11]1,12]ST0CKERMF,RIEDINGERG.TheBearingBe—haviorofNailedRetainingStructures[C]//ASCE. GeotechnicalSpecialPublicationNo.25.NewYork: ASCE,1990:612-628.王步云.土钉墙设计FJ].岩土工程技术,1997(4):30—41.WANGBu—yun.DesignforSoilNailingi,J].Geotech—nicalEngineeringTechnique,1997(4):30—41.ZH0UWanhuan,YINJianhua.ASimpleMath- ematicalModelforSoilNallandSoilInteraction Analysisl'J].ComputersandGeotechnics,2008,35 (3):479488.李象范,徐水根.复合型土钉挡墙的研究[J].上海地质,1999(3):1—11.LIXiangfan,XUShui—gen.StudyoftheCompound SoilNailedRetainingWall[J].ShanghaiGeology,1999(3):111.汪剑辉,闫顺,曾宪明,等.复合土钉支护在我国的研究与应用[J].施工技术,2006,35(1):15—19. WANGJian—hui,YANShun,ZENGXianruing,eta1.StudyandApplicationofCompoundSoilNail SupportinChina[J].ConstructionTechnology,2006,35(1):15-19.杨志银,张俊,王凯旭.复合土钉墙技术的研究及应用[J].岩土工程,2005,27(2):153～156. YANGZhi—yin,ZHANGJun,WANGKai—xu.Devel—opmentofCompositeSoilNailingWalls[J].Chinese JournalofGeotechnicalEngineering,2005,27(2): 153～156.JGJ12O一99,建筑基坑支护技术规程[s].JGJ120—99,TechnicalSpecificationforRetaining andProtectionofBuildingFoundationExcavations [s].CECS96:97,基坑土钉支护技术规程[s].CECS96:97,TechnicalSpecificationforSoilNailing inFoundationExcavations[s].JEWEl1RA.ReviewofTheoreticalModelsforSoil Nailingi,C]//MCGOWNA,YEOK,ANDRAWES. ProceedingsoftheInternationalReinforcedSoilCon—ference.London:ThomasTelford,1991:265—275.尹骥,魏建华,李象范.计算复合土钉支护变形的增量方法[J].岩土工程,2007,29(5):755—759. YINJi,WEIJian-hua,LIXiang—fan.Increment MethodtoCalculateDisplacementofCompositeSoil NailledWalli,J].ChineseJournalofGeotechnicalEn gineering,2007,29(5):755759.魏焕卫,杨敏,孙剑平,等.土钉墙变形的实用计算方法[J].土木工程,2009,42(1):81—90.[13]i,14][15]E16]l,a7][18][19][2O]WEIHuanwei,YANGMin,SUNJian-ping,eta1. CalculationMethodforSoilNailingDisplacement FJ].ChinaCivilEngineeringJournal,2009,42(1):8l一90.JURANI,ELIASV.SoilNailedRetainingStruc—tures:AnalysisofCaseHistories[C]//ASCE. GeotechnicalSpecialPublicationNo.12.NewYork: ASCE,1987:232—244.刘晓红,饶秋华.土钉支护侧土压力合理分布模式探讨[J].中南公路工程,2006,31(2):29—32. IIUXiao—hong.RAOQiu-hua.MoreReasonable ModelfortheLateralSoilPressureDistributionof SoilNailBracing[J].CentralSouthHighwayEn gineering,2006,31(2):29—32.张明聚,宋二祥,陈肇元.土钉挡土技术(续)[J].中南公路工程,1998,23(2):37—43. ZHANGMing—ju.SONGEr—xiang,CHENZhao yuan.RetainingTechnologyofSoilNailing[J].Cen—tralSouthHighwayEngineering,1998,23(2):37—43.董建华,朱彦鹏.地震作用下土钉支护边坡稳定性分析[J].中国公路,2008,21(6):2025.D0NGJian-hua,ZHUYan-peng.StabilityAnalysis ofSlopeSupportedbySoilNailingRetainingWall UnderEarthquake[J].ChinaJournalofHighwayand Transport,2008,21(6):20—25.冯光乐,凌天清,许志鸿.公路边坡支护方案优化设计[J].交通运输工程,2002,2(1):43—47. FENGGuang—le,LINGTian—qing,XUZhi—hong.Op—timizingDesignMethodofHighwaySlopel,J].Jour—nalofTrafficandTransportationEngineering,2002,2(1):43—47.杨治国,侯恩科,李琰庆.FLAC一3D与理正软件在基坑支护设计中的应用5J].西安科技大学,2007,27(2):224—227.YANGZhi—guo.HOUEn—ke.LIYan-qing.Applica—tionofFIAC一3DandLizhengSoftwaretoDeisgnof FoundationProtection[J].JournalofXi'anUniversity ofScienceandTechnology,2007,27(2):224227.任建喜,高立新,刘杰,等.深基坑变形规律现场监测rJ].西安科技大学,2008,28(3):445449. RENJian-xi.GAOLi—xin,LIUJie,eta1.In-site MonitoringonDeformationLawsofDeepFounda—tionPit[J].JournalofXi'anUniversityofScience andTechnology,2008,28(3):445—449.童华炜,周龙翔,钟声.基坑土钉支护的突变分析IJ].西安建筑科技大学:自然科学版,2007,39 (4):485—491.T0NGHuawei,ZH0ULong—xiang,ZH0NG24建筑科学与工程2010隹E21][22][23][24][251[26][27]Sheng.CatastropheAnalysisofSoilNailingSupport inFoundationPit[J].JournalofXi'anUniversityof Architecture&Technology:NaturalScienceEdi—tion,2007,39(4):485—49i.杨志银,冯申铎.新型土钉墙技术的研究与应用[R]. 北京:冶金部建筑研究总院,1999. YANGZhi—yin,FENGShen—duo.ResearchandAp—plicationofaNewSoilNailWallTechnology[R]. Beijing:BuildingScienceResearchandDesignAcad—emyofMinistryofMetallurgicalIndustry,1999.耿玲."林达嘉园"深基坑土钉支护数值模拟与现场监测研究[D].北京:北京科技大学,2007. GENGLing.StudyonNumericalSimulationofSoil NailingSupportinDeepFoundationDitchandField Monitoringof"LindaJiayuan"[D].Beijing:Univer—sityofScienceandTechnologyBeijing,2007.徐教宇.土钉支护工作性状的研究[D].北京:中国建筑科学研究院,2003.XUJiao—yu.StudyontheBehaviorsofSoilNailing [D].Beijing:ChinaAcademyofBuildingResearch, 2003.张明聚,郭忠贤.土钉支护工作性能的现场测试研究[J].岩土工程,2001,23(3):319-323. ZHANGMing—ju,GUOZhongxian.ResearchonBe haviorsofSoilNailingbyFieldTest[J].Chinese JournalofGeotechnicalEngineering,2001,23(3):319-323.刘晓纲.深基坑复合土钼'支护结构试验研究与应用[D].重庆:重庆大学,2005.IAUXiao—gang.TestStudyandApplicationofCorn—positeSoilNailofDeepFoundationPit[D]. Chongqing:ChongqingUniversity,2005.张钦喜,秦汉坤,佟德凯,等.朝外S()HO土钉拉力现场监测研究[J].北京工I大学,2007,33(5):507-511.ZHAN『GQin—xi,QINHan—kun,T()NGI)ekai.eta1. MeasurementsandAnalysisofStressinSoilNailsof ChaowaiSOHOProject[J].JournalofBeijingUni—versityofTechnology,2007,33(5):507—5l1.李厚恩,秦四清.预应力锚索复合十钉支护的现场测试研究EJ].工程地质,2008,16(3):393—400.I1Hou—en,QINSi(1ing.VariationsofInsituForces inSoilNailsandPrestressedGroundAnchorsas[281[291[3O][313r32][33] CombinedStructureforExcavationofaSubwaySta—tionFoundationPitinBeijing[J].JournalofEn—gineeringGeology,2008,16(3):393—400.段建立,谭跃虎,樊有维,等.复合土钉支护的现场测试研究EJ].岩石力学与工程,2004,23(12): 2128—2132.DUANJian-li,TANYue-hu,FANYou—wei,eta1. FieldTestingStudyonCompositeSoilNailing[J]. ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering, 2004,23(12):2128—2132.冯涛.搅拌桩与微预应力土钉复合支护体系的稳定与变形分析FD].广州:广州大学,2007. FENGTao.StabilityandDeformationAnalysisof MixingPileandPrestressedSoilNailComposite SupportingSystem[D].Guangzhou:GuangzhouUni—versity,2007.司马军,刘祖德,徐书平.加筋水泥土墙复合土钉支护的现场测试研究EJ].岩土力学,2007,28(2):371—375.SIMAJun,LIUZu—de,XUShu—ping.FieldTesting StudyonCo。

适用文档第一章基坑边坡计算一、工程概略（一）土质散布状况①1杂填土（ Q4ml）：由粉质黏土混许多的碎砖、碎石子等建筑垃圾及生活垃圾构成。

层厚 0.50 ～ 4.80 米。

①2素填土（ Q4ml）：主要由软～可塑状粉质黏土夹少许小碎石子、碎砖构成。

层厚 0.40 ～ 2.90 米。

①3淤泥质填土（ Q4ml）：。

主要为原场所塘沟底部的淤泥，后经翻填。

散布无规律，局部散布。

层厚 0.80 ～2.30 米。

②1粉质黏土（ Q4al）：可塑，局部偏软塑，中压缩性，切面稍有光彩，干强度中等，韧性中等，土质不平均，该层散布不均，局部缺失。

层顶标高 5.00 ～ 13.85 米，层厚 0.50 ～ 8.20 米。

②2粉土夹粉砂（ Q4al）：中压缩性，干强度及韧性低。

夹薄层粉砂，具水平状堆积层理，单层厚 1.0 ～，局部富集。

该层散布不平均，局部缺失。

层顶标高 1.30 ～10.93 米，层厚 0.80 ～4.50 米。

②3含淤泥质粉质黏土（ Q4al）：软～流塑，高压缩性，干强度、韧性中等偏低。

局部夹少许薄层状粉土及粉砂，层顶标高 1.87 ～ 10.03 米，层厚 1.00 ～13.50 米。

②4粉质黏土（Q4al）：饱和，可塑，局部软塑，中压缩性，层顶标高 -8.30 ～米，层厚 1.10 ～14.60 米。

③1粉质黏土 (Q3al) ：可～硬塑，中压缩性。

干强度高，韧性高。

含少许铁质浸染斑点及许多的铁锰质结核。

该层顶标高-11.83 ～13.23 米，层厚 1.40 ～14.00 米。

③2粉质黏土 (Q3al) 可塑，局部软塑，中压缩性。

该层顶标高 -18.83 ～ 6.83 米，层厚 2.20 ～ 23.70 米。

④粉质黏土混砂砾石（Q3al）：可塑，局部软塑，中偏低压缩性，干强度中等，韧性中等。

该层顶标高 -26.73 ～-10.64 米，层厚 0.50 ～6.50 米。

（二）支护方案的选择依据本工程现场实质状况，基坑各部位确立采纳以下支护举措1、 3#楼与 4#楼地下室相邻处，地下室间距，基坑底高差，土质散布○○○为 2 1、22、31土层，采纳土钉墙支护的方式。