某護(hù)坡護(hù)坡工程土釘支護(hù)設(shè)計(jì)

沙土釘支護(hù)×××引水隧道進(jìn)水洞口段

出

渣

通

道

護(hù)

坡

支

護(hù)

結(jié)

構(gòu)

設(shè)

計(jì)

1

工程概況

本出渣通道護(hù)坡工程為×××引水隧道進(jìn)水洞口段的配套工程。通道為圓弧形，其中心弧長(zhǎng)為205m，半徑為164.137m，出渣通道一端與進(jìn)水隧道口（高程為-12.000）相接，另一端出露自然地面（高程為+2.000），總高差為14.0m，縱坡比為6.83%。

出渣通道區(qū)域地層分布極不均勻，臨山側(cè)地質(zhì)較好，地層依次為礫砂、粉質(zhì)粘土混碎石及強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r；靠近盾構(gòu)工作井區(qū)域表層埋有厚度約為6.0m左右的淤泥。

出渣通道場(chǎng)地較狹窄，其西北側(cè)與盾構(gòu)工作井較緊，為避免盾構(gòu)工作井下沉?xí)r對(duì)出渣通道的影響，同時(shí)考慮盾構(gòu)施工時(shí)對(duì)工作井的反力，出渣通道盡量遠(yuǎn)距盾構(gòu)工作井，為此出渣通道設(shè)計(jì)為圓弧形，則出渣通道與盾構(gòu)工作井之間的最近距離為53.0m。

2

編制依據(jù)

1《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99

2《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS

96:97

3《地基與基礎(chǔ)工程驗(yàn)收規(guī)范》GBJ202-93

4工程巖土工程勘察報(bào)告。

3

設(shè)計(jì)原則

根據(jù)本工程場(chǎng)地土的工程地質(zhì)條件及護(hù)坡的深度，宜采用土釘墻錨噴支護(hù)的方法。

土釘墻錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）的要求進(jìn)行土釘抗拔承載力和土釘墻整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。設(shè)計(jì)時(shí)按二級(jí)基坑側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取側(cè)壁重要性系數(shù)為1.0，則土釘抗拔承載力的安全系數(shù)不小于1.25，土釘墻整體穩(wěn)定性安全系數(shù)不小于1.30。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土釘宜采用鋼管擊入釘，經(jīng)壓力注漿后所形成的土釘?shù)刃е睆饺?50mm。

設(shè)計(jì)時(shí)，土釘與水平面的傾角為150~200，一般宜采用較大的傾角，其原因?yàn)椋簝A角較大時(shí)，漿液不易外溢，有利于注漿，較大傾角的土釘有利于增加土釘墻的整體穩(wěn)定性，當(dāng)土釘?shù)膬A角較大時(shí)，對(duì)土體可起到超前支護(hù)的作用。

設(shè)計(jì)時(shí)取地面超載為15kPa。

4

各剖面護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1

A—A剖面

4.1.1

工程地質(zhì)條件

A—

A剖面為靠近進(jìn)水隧洞的洞口，工程地質(zhì)條件相對(duì)較好，表層約5.0m

為礫砂，其下約3.4m為粉質(zhì)粘土混碎石，下層為強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r。

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，該剖面區(qū)域的場(chǎng)地土的物理力學(xué)性指標(biāo)列于表1。

表1場(chǎng)地主要土層的物理力學(xué)性指標(biāo)

(kN/m3)

孔隙比e

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

極限錨固力（%）

重度土層編號(hào)

土層名稱

層厚(m)

含水量

(0)

(kPa)

C(kPa)

(3)

礫砂

5.0

19.5

8

35.0

60

(5)

粉質(zhì)粘土混碎石

3.4

19.03

15.8

22.1

60

(10)

強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r

11.0

24.0

200

45.0

注：表中礫砂的強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)其重度及參考同類土質(zhì)而確定（以下同）。

4.1.2土釘護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

土釘墻護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)由土釘和噴射混凝土面層兩部分組成，設(shè)計(jì)時(shí)，噴射混凝土面層均按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)，其厚度一般為100mm，（考慮到本工程2.5的普通鋼管，土釘鋼管在土釘墻面出露處與面層加強(qiáng)鋼筋焊接，以增強(qiáng)整體工作效能，加強(qiáng)鋼筋一般采用Φ16螺紋鋼筋。10@200的鋼筋網(wǎng)一層，根據(jù)高地下水位中土釘施工經(jīng)驗(yàn)，土釘一般均采用鋼管擊入釘，鋼管上每隔800mm設(shè)置一個(gè)直徑約8mm的注漿孔，并在注漿孔外側(cè)焊接角鋼支架，一方面可減少土體進(jìn)入注漿管內(nèi)，另一方面對(duì)土釘起到擴(kuò)孔作用，能有效地保證土釘錨固體的抗拔力，注漿鋼管一般采用48護(hù)坡使用時(shí)間較長(zhǎng)，為此設(shè)計(jì)為150mm），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，內(nèi)配

10@200的鋼筋網(wǎng)片一層，并延伸至地表與壓密注漿鋼管相連，土釘與面層之間通過Φ14螺紋鋼筋進(jìn)行焊接，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉承載力驗(yàn)算列于表2。2.5的鋼管擊入土釘，其與水平面的向下傾角為200，各層土釘?shù)拈L(zhǎng)度及布置如圖1所示。噴射混凝土面層厚度為150mm，強(qiáng)度為C20，內(nèi)配置48圖1為開挖深度10.9m，土釘墻結(jié)構(gòu)剖面圖，土釘墻由上下6層土釘組成，均采用

表2

各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉驗(yàn)算（超載15kPa）

編號(hào)

位置(高程)（m)

長(zhǎng)度（m）

水平間距(mm)

所受拉力（kN）

極限抗拉力(kN)

安全系數(shù)

1

0.5

6

1200

6.235

117.446

18.835

2

-1.0

6

1200

12.533

104.394

8.330

3

-2.5

9

1200

25.702

156.392

6.093

4

-4.0

9

1200

41.708

143.540

3.442

5

-5.5

9

1200

55.820

130.489

2.338

6

-7.0

6

1200

55.541

78.434

1.412

表3為護(hù)坡開挖到各個(gè)階段時(shí)的土釘墻整體穩(wěn)定性分析結(jié)果，經(jīng)驗(yàn)算當(dāng)開挖至高程-5.800m而第4道土釘尚未施工時(shí)，此時(shí)為最不利工況。由表3可知，分層開挖至各高程時(shí)的整體穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足《規(guī)程》要求。

表3

各施工階段土釘墻整體穩(wěn)定性分析（超載15kPa）

施工工況

土釘未施工

第1道土釘施工

第2道土釘施工

第3道土釘施工

第4道土釘施工

第5道土釘施工

第6道土釘施工

基底高程（m）

0.2

-1.3

-2.8

-4.3

-5.8

-7.3

-8.9

開挖深度（m）

1.8

3.3

4.8

6.3

7.8

9.3

10.9

穩(wěn)定安全系數(shù)

1.643

1.977

1.477

1.371

1.340

2.924

3.309

4.2

B—B剖面

4.2.1

工程地質(zhì)條件

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，B—B剖面的地層分布基本與A—A剖面相同，該剖面區(qū)域的場(chǎng)地土的物理力學(xué)性指標(biāo)列于表4。

表4場(chǎng)地主要土層的物理力學(xué)性指標(biāo)

(kN/m3)

孔隙比e

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

極限錨固力（%）

重度土層編號(hào)

土層名稱

層厚(m)

含水量

(0)

(kPa)

C(kPa)

(3)

礫砂

6.6

19.5

8

35.0

60

(5)

粉質(zhì)粘土混碎石

6.9

19.03

15.8

22.1

60

(10)

強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r

11.0

24.0

200

45.0

4.2.2土釘護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10@200的鋼筋網(wǎng)片一層，并延伸至地表與壓密注漿鋼管相連，土釘與面層之間通過Φ14螺紋鋼筋進(jìn)行焊接，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉承載力驗(yàn)算列于表5。2.5的鋼管擊入土釘，其與水平面的向下傾角為200，各層土釘?shù)拈L(zhǎng)度及布置如圖2所示。噴射混凝土面層厚度為150mm，強(qiáng)度為C20，內(nèi)配置48圖2為B—B剖面土釘墻結(jié)構(gòu)剖面圖，土釘墻由上下5層土釘組成，均采用

表5

各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉驗(yàn)算（超載15kPa）

編號(hào)

位置(高程)（m)

長(zhǎng)度（m）

水平間距(mm)

所受拉力（kN）

極限抗拉力(kN)

安全系數(shù)

1

0.5

6

1200

5.765

117.351

20.188

2

-1.0

9

1200

11.786

169.454

14.377

3

-2.5

9

1200

19.860

156.309

7.871

4

-4.0

9

1200

34.931

143.164

4.098

5

-5.5

9

1200

35.483

130.018

3.664

表6為護(hù)坡開挖到各個(gè)階段時(shí)的土釘墻整體穩(wěn)定性分析結(jié)果，由表6可知，分層開挖至各高程時(shí)的整體穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足《規(guī)程》要求。

表6

各施工階段土釘墻整體穩(wěn)定性分析（超載15kPa）

施工工況

土釘未施工

第1道土釘施工

第2道土釘施工

第3道土釘施工

第4道土釘施工

第5道土釘施工

基底高程（m）

0.2

-1.3

-2.8

-4.3

-5.8

-5.8

開挖深度（m）

1.8

2.3

4.8

6.3

7.8

7.8

穩(wěn)定安全系數(shù)

1.643

2.067

1.793

1.480

1.277

1.335

4.3

C—C剖面

4.3.1

工程地質(zhì)條件

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，該剖面區(qū)域的場(chǎng)地土的物理力學(xué)性指標(biāo)列于表7。

表7場(chǎng)地主要土層的物理力學(xué)性指標(biāo)

(kN/m3)

孔隙比e

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

極限錨固力（%）

重度土層編號(hào)

土層名稱

層厚(m)

含水量

(0)

(kPa)

C(kPa)

(1)

淤泥

1.8

68.5

15.74

1.952

10.6

12.8

16

(4)

粉質(zhì)粘土

6.4

29.3

19.10

0.852

21.1

15.4

60

(3)

礫砂

1.2

19.5

8

35.0

60

4.2.2土釘護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10@200的鋼筋網(wǎng)片一層，并延伸至地表與錨固鋼筋相連，土釘與面層之間通過Φ14螺紋鋼筋進(jìn)行焊接，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉承載力驗(yàn)算列于表8。2.5的鋼管擊入土釘，其與水平面的向下傾角為200，各層土釘?shù)拈L(zhǎng)度及布置如圖3所示。噴射混凝土面層厚度為150mm，強(qiáng)度為C20，內(nèi)配置48圖3為C—C剖面土釘墻結(jié)構(gòu)剖面圖，土釘墻由上下3層土釘組成，均采用

8

各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉驗(yàn)算（超載15kPa）

編號(hào)

位置(高程)（m)

長(zhǎng)度（m）

水平間距(mm)

所受拉力（kN）

極限抗拉力(kN)

安全系數(shù)

1

0.5

9

1200

—

52.499

—

2

-0.5

6

1200

5.302

79.932

14.940

3

-2.0

6

1200

19.526

75.171

3.850

表9為護(hù)坡開挖到各個(gè)階段時(shí)的土釘墻整體穩(wěn)定性分析結(jié)果，由表9可知，分層開挖至各高程時(shí)的整體穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足《規(guī)程》要求。

表9

各施工階段土釘墻整體穩(wěn)定性分析（超載15kPa）

施工工況

土釘未施工

第1道土釘施工

第2道土釘施工

第3道土釘施工

基底高程（m）

0.2

-0.8

-2.3

-2.6

開挖深度（m）

1.8

2.8

4.3

4.6

穩(wěn)定安全系數(shù)

1.643

2.067

1.793

1.480

4.4

D—D剖面

4.4.1

工程地質(zhì)條件

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，D—D剖面區(qū)域的場(chǎng)地土的物理力學(xué)性指標(biāo)列于表10。

表10場(chǎng)地主要土層的物理力學(xué)性指標(biāo)

(kN/m3)

孔隙比e

抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

極限錨固力（%）

重度土層編號(hào)

土層名稱

層厚(m)

含水量

(0)

(kPa)

C(kPa)

(3)

礫砂

2.8

19.5

8

35.0

60

(4)

粉質(zhì)粘土

0.9

29.3

19.10

0.852

21.1

15.4

60

(5)

粉質(zhì)粘土混碎石

3.4

19.03

15.8

22.1

60

(10)

強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r

11.0

24.0

200

45.0

椅土釘護(hù)坡支護(hù)損結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

淺10@20拿0京的鋼筋網(wǎng)片一居層，并延伸至督地表與壓密注枯漿鋼管相連，醋土釘與面層之朝間通堵過無Φ媽1冶4婦螺紋鋼筋進(jìn)行盞焊接，以增強(qiáng)采其穩(wěn)定性。各垮層土釘?shù)氖芾搴奢d及抗拉承獲載力驗(yàn)算列于繩表凈1瓶1輛。取2.狗5來的鋼管擊入土肥釘，其與水平耳面的向下傾角紹為瓶20臟0性，各層土釘?shù)脑L(zhǎng)度及布置如穗圖辦1麻所示。噴射混凍凝土面層厚度酷為月150mm閉，強(qiáng)度迫為夾C2珍0罪，內(nèi)配置粗48聲圖判4險(xiǎn)為開挖深度文11.1m襲，土釘墻結(jié)構(gòu)垃剖面圖，土釘喊墻由上丈下拾4喜層土釘組成，餓均采用

列表慎11

紋

嘗各層土釘?shù)氖茗P拉荷載及抗拉渣驗(yàn)算（超代載壩15kP綁a綠）

陜編素號(hào)寄

候位叮置替(有高校程紀(jì))會(huì)（畝m)愧

杜長(zhǎng)度匙（崖m垮）鎮(zhèn)

養(yǎng)水平間蒸距興(mm)壯

甚所受拉力院（筐k虎N昂）捷

妄極限抗拉超力桂(妨kN)

梨安全第系數(shù)

顛1

0.5

魄6

1200攀

6.517蹦

117.3及69

18.殼009

米2

-1.0霜

9

120決0

15.1痰34

169頂.494

1指1.194

卸3

-2.5伯

9

120翻0

28.8浩53

156街.302

5學(xué).419

廟4

-4.0膀

9

120迎0

70.4康46

143腎.234

2繞.033

漸

腦

阻表鞋1母2塔為護(hù)坡開挖到外各個(gè)階段時(shí)的缸土釘墻整體穩(wěn)銜定性分析結(jié)果幸，由秒表梳1羅2估可知，分層開版挖至各高程時(shí)愿的整體穩(wěn)定裂安全厘系數(shù)均能滿足嘉《規(guī)程》要求喉。

遼表架12壁

宰各施工階段土臟釘墻整體穩(wěn)定層性分析（超測(cè)載描15kP噴a春）

幣施工工砌況躬

昌土釘未施吩工念

師第嘴1揮道土釘施們工夢(mèng)

駝第露2削道土釘施蠅工躬

醉第些3用道土釘施安工凱

抹第收4默道土釘施工

榴基底高程警（之m擠）蜻

0.2

-珠1.3

-2攤.8

-4.敞3

-9.1蠅0

銜開挖深度喊（怪m拔）武

1.8

3特.3

4.8背

6.3

1記1.1

網(wǎng)穩(wěn)定朝安全禮系惹數(shù)不

1.643退

2.038躁

1.662必

1.566眉

3.695

酬4.5

脅E?！麰乒剖面

割4.5.1

蜂工程賽地質(zhì)條件

懇

蓬

摸根據(jù)吼工程揚(yáng)地質(zhì)勘察報(bào)告花，陰E省—咸E退剖面區(qū)域的場(chǎng)鴉地土的物理力車學(xué)性指標(biāo)列于旨表牌1粒3盞。

縫表親1喬3軋場(chǎng)地主要土層蔑的物理力學(xué)性核指標(biāo)

搏(kN/m3碎)副

分孔隙輝比為e你

受抗剪強(qiáng)度指肚標(biāo)身

指

怎極限錨固力臣（到%日）衛(wèi)

陶重度精土層編闖號(hào)菌

秧土層名券稱槐

銷層緊厚浸(m)括

庸含水量

包(妹0)

(kP蘭a)擁

練C(kPa)喝

戒(3)舅

妥礫跑砂價(jià)

4.7

金19.5

傷8

35.0石

60

橫(4)取

滋粉質(zhì)粘煮土是

2.7

2闖9.3

19局.10

0.山852

21增.1

15.估4

60

廢(5)態(tài)

肢粉質(zhì)粘土混碎允石寄

4.6

摩19.03

強(qiáng)

15.8

瞞22.1

6春0

屆4.5.柄2投土釘護(hù)坡支護(hù)殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

冷10@20低0蚊的鋼筋網(wǎng)片一濁層，并延伸至柜地表與壓密注扎漿鋼管相連，俯土釘與面層之設(shè)間通獲過內(nèi)Φ灌1磚4透螺紋鋼筋進(jìn)行搜焊接，以增強(qiáng)挺其穩(wěn)定性。各缺層土釘?shù)氖芾ず奢d及抗拉承乒載力驗(yàn)算列于盈表益1梳4恩。萍2.卷5斷的鋼管擊入土坑釘，其與水平窮面的向下傾角視為果10箭0陣，各層土釘?shù)谋L(zhǎng)度及布置如潑圖縮2賄所示。噴射混扯凝土面層厚度目為允150mm柳，強(qiáng)度艷為轎C2瞞0露，內(nèi)配置午48硬圖喉5餐為估E伴—雞E底剖面土釘墻結(jié)候構(gòu)剖面圖，土總釘墻由上狼下渾5舅層土釘組成，昨均采用

捷表烈14

晴

栗各層土釘?shù)氖苤防奢d及抗拉曲驗(yàn)算（超獲載右15kP逼a伴）

索編區(qū)號(hào)啦

榜位迎置葬(央高況程杜)鉤（全m)由

莖長(zhǎng)度之（錘m留）皇

宮水平間肝距鵲(mm)通

潔所受拉力槳（愿k壤N杯）求

煩極限抗拉睬力燈(鑰kN)

級(jí)安全齡系數(shù)

頁(yè)1

0.5

繁6

1200軌

6.259數(shù)

155.0短99

18.滴388

遙2

-1.0肺

9

120妨0

12.7撲07

164疤.949

1享2.981

繡3

-2.5膜

12

12犬00

28.麗200

21叫4.800

蘋7.533

扔4

-4.0狀

12

12浸00

48.廢672

19都9.402

舟4.097

暈5

-5.5鴿

12

12擾00

72.袖684

18覽4.004

株2.532

君

山

絡(luò)表緒1傭5仇為護(hù)坡開挖到糾各個(gè)階段時(shí)的袋土釘墻整體穩(wěn)港定性分析結(jié)果特，由誘表饒1左5頭可知，分層開喂挖至各高程時(shí)姿的整體穩(wěn)定您安全說系數(shù)均能滿足滔《規(guī)程》要求糾。

標(biāo)表咳15段

搭各施工階段土膠釘墻整體穩(wěn)定廟性分析（超尤載利15kP秧a離）

誘施工工幫況源

征土釘未施創(chuàng)工拐

暮第劑1昨道土釘施魄工尚

宣第筋2耕道土釘施幣工沙

晴第喚3居道土釘施扯工幟

頸第主4牧道土釘施箭工臨

披第畏5傳道土釘施工

商基底高程劈（削m估）料

0.2

-旬1.3

-2翅.8

-4.蛙3

-5.8礙

-6.5

距開挖深度殼（廊m田）努

1.8

3于.3

4.8罰

6.3

7房.8

8.5

震穩(wěn)定脾安全旱系廈數(shù)厭

1.643魔

1.824腳

1.601睛

1.519弟

1.331售

1.390

藝4.6

票F助—蜂F竊剖面

煩4.6.1

螞工程植地質(zhì)條件

膜

慨

蝶根據(jù)趁工程腫地質(zhì)勘察報(bào)告悶，該剖面區(qū)