東南大學(xué)基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

第一章河西石家莊地塊基坑支護(hù)設(shè)計(jì)綜合說(shuō)明

1.1工程概況

1.1.1結(jié)構(gòu)概況

(1)本工程主體結(jié)構(gòu)：建筑物下設(shè)有一層地下室，地下室墊層底標(biāo)高為

-5.8m,局部機(jī)械停車(chē)車(chē)庫(kù)墊層底標(biāo)高為-7.2m。

(2)擬采用預(yù)應(yīng)力管樁(樁)基礎(chǔ)。

(3)基坑規(guī)模：基坑面積約8004.38m?,基坑周長(zhǎng)約為470.71m。

(4)基坑開(kāi)挖深度：本基坑工程以自然地面為假定±0.00,所注標(biāo)高皆相

對(duì)于此標(biāo)高，自然地面標(biāo)高為+6.2m,基坑各區(qū)段開(kāi)挖深度詳見(jiàn)表1.1。

表1.1基坑開(kāi)挖深度一覽表

區(qū)段自然地面標(biāo)高(m)坑底標(biāo)高(m)挖深(m)

ABCDE、FGHIJKL.OPQRSTUVW

±0.00-5.85.8

段

其余段±0.00-7.27.2

1.1.2基坑周邊環(huán)境

本基坑北靠在建的應(yīng)天西路132地塊住宅小區(qū)，南臨天成苑住宅小區(qū)，西靠

華隆新寓和蘇建豪庭住宅小區(qū)，東臨黃山路和虹苑新寓住宅小區(qū)。周邊環(huán)境具體

情況如下：

(1)北側(cè):基坑距用地紅線最近約10.0m；

(2)西側(cè)：基坑距用地紅線最近約10.0m,距西側(cè)道路中心線約18.0m,距

西側(cè)已建建筑大于26.0m；

(3)南側(cè)：基坑距用地紅線最近約10.26m,距道路中心線約22.26m；

(4)東側(cè)：為空地；

周邊環(huán)境情況詳見(jiàn)下圖1.1：

C.場(chǎng)地南側(cè)天成苑住宅小區(qū)d.場(chǎng)地南側(cè)圍墻、道路

(5)周邊管線情況不明。

1.1.3工程地質(zhì)概況

(1)地形地貌

擬建場(chǎng)地為菜地及少量民居，大部分民居現(xiàn)已被拆除，地形開(kāi)闊、較平坦，

地面吳淞高程5.56?6.86m,最大高差1.30m。擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江現(xiàn)代漫灘地貌單

7Lo

(2)工程地質(zhì)概況

按揭露的先后順序?qū)⒏鞣謱?地基土巖性特征及分布規(guī)律自上而下分述如

下：

①1雜填土：雜色，結(jié)構(gòu)松散。主要由粉質(zhì)粘土組成，夾較多磚、石、混凝

土等碎塊，夾生活垃圾，夾少量植物根莖。層厚。?1.9m。

①2素填土：灰黃色、灰色，稍濕?濕，主要由軟塑狀粉質(zhì)粘土和稍密狀粉

土組成，夾少量磚石等碎塊，含量10%?20隊(duì)夾少量植物根莖。該層分布較普

遍，僅暗塘處缺失。層厚0?2.2m。

①3淤泥質(zhì)填土：灰黑、灰色，濕，主要由流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和稍密狀

粉土組成，有淤臭味，夾少量磚、石等碎塊。該層僅分布于擬建場(chǎng)地南部暗塘處。

層厚0?2.Omo

②1粉細(xì)砂：灰黃、黃灰色，濕，松散?稍密，中壓縮性。主要成分為石英、

長(zhǎng)石及云母片，局部夾薄層軟塑狀粉質(zhì)粘土，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，

頂板埋深0.4?2.8m,層厚1.8—4.8m。

②2粉細(xì)砂：灰、青灰色，濕，稍密，局部中密，中壓縮性。主要成分為石

英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深3.8?6.0m,最

大揭露層厚11.8m。

③1粉細(xì)砂：黃灰、灰色、青灰色，飽和，中密，局部密實(shí)，中壓縮性。主

要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深&7?

16.2m,層厚7.7?15.1m。

③2粉細(xì)砂：青灰色，飽和，中密?密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)

石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深18.2?26.5m,最大揭

露層厚11.3m。

③3粉細(xì)砂：青灰色，飽和，密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云

母片，局部夾薄層中密狀粉土，具水平層理，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，

頂板埋深25.2?32.0m,最大揭露層厚29.6m。

③3a粉質(zhì)粘土：灰色，軟塑，中壓縮性。局部夾薄層稍密狀粉土，具水平

層理。無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等。該層呈透鏡狀分布于③

3粉細(xì)砂中，頂板埋深39.4~42.0m,層厚0.9?2.1m。

④含卵礫石粉細(xì)砂：灰色、黃灰色，飽和，密實(shí)，中?低壓縮性。主要成

分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。含卵礫石，礫徑0.2?5.0cm,呈次

磨圓狀，含量5?20%,成份以石英巖和硅質(zhì)灰?guī)r為主。該層分布較均勻，頂板

埋深57.7?58.1m,層厚1.5?L9m。

⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖：棕紅、暗紅色，巖芯呈土狀、碎塊狀，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)

構(gòu)基本被破壞，質(zhì)地軟弱，干鉆困難，巖芯易碎，遇水易軟化，巖體屬極軟巖，

基本質(zhì)量等級(jí)屬V類(lèi)。該層分布均勻，頂板埋深59.2?60.0m,最大揭露層厚

1.Imo

1.1.4水文地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地地下水為孔隙潛水。孔隙潛水主要賦存于②2粉細(xì)砂及以下各層土

中，上下為統(tǒng)一含水層，富水性較好，透水性較弱，水位變化主要受大氣降水及

長(zhǎng)江、河道側(cè)向逕流等補(bǔ)給影響，受臨近擬建場(chǎng)地在建的應(yīng)天西路132地塊住宅

小區(qū)工程施工降水的影響，勘察期間測(cè)得的潛水初見(jiàn)水位埋深為5.0?5.5m,潛

水穩(wěn)定水位埋深5.5?5.9m。根據(jù)臨近擬建場(chǎng)地的巖土工程資料.，自然狀態(tài)下潛

水的穩(wěn)定水位埋深一般為0.5?1.6m,相當(dāng)于吳淞高程4.5?5.2m。擬建場(chǎng)地地

下水位呈季節(jié)性變化，雨季水位抬升，旱季水位下降，年變化幅度約1.0m。近

兒年擬建場(chǎng)地最高地下水位相當(dāng)于吳淞高程6.0m左右。

場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼筋碎結(jié)構(gòu)的鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具

弱腐蝕性。

1.1.5基坑支護(hù)設(shè)計(jì)土層參數(shù)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土層參數(shù)詳見(jiàn)下表：

表1.2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土層參數(shù)一覽表（勘探報(bào)告上）

直剪固快滲透系數(shù)（310%m/s）

重度

土層C（P

y(KN/in)K、K?

(kPa)（度）

①1(19.0)(12.0)(10.0)(300.00)(200.00)

①2(18.0)(12.0)(8.0)(50.00)(50.00)

①3(17.5)(10.0)(8.0)(100.00)(80.00)

②118.2(1.5)(33.0)925.00900.00

②219.71.034.1898.00852.00

③119.81.132.9855.00791.00

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為經(jīng)驗(yàn)值或平均值。

1.2基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)（勘探報(bào)告）

田繼源.河西石家莊地塊總平面圖；

①繼源.河西石家莊地塊地下自走局部機(jī)械車(chē)庫(kù)平面圖；

①江蘇南京地質(zhì)工程勘察院提供的〃繼源.河西石家莊地塊巖土工程詳細(xì)

勘察報(bào)告(編號(hào)2007-GK029)”。

歷中國(guó)建筑科學(xué)研究院.《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)[M],北

京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999

叱中國(guó)建筑科學(xué)研究院.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)[M].

北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

冊(cè)中國(guó)建筑科學(xué)研究院.《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)[M].北

京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

?劉建航等.《基坑工程手冊(cè)》[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997

包中國(guó)建筑科學(xué)研究院.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ50010-2002)[M].北

京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002

中上海市建設(shè)和交通委員會(huì).《型鋼水泥攪拌墻技術(shù)規(guī)程(試行)》

(DGJ08T16-2005)[M].上海,2005

曲南京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DGJ32/J12-2005

1.2.2方案選擇

根據(jù)建設(shè)單位對(duì)基坑支護(hù)工程的具體要求，以及對(duì)基坑場(chǎng)地的周邊環(huán)境、土

層條件以及基坑開(kāi)挖深度的綜合考慮，為盡可能避免基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)?構(gòu))筑

物、道路的影響，本著〃安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工”的原則，經(jīng)

過(guò)細(xì)致分析計(jì)算和方案比較，確定本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用的方案為：

①LMNO、WXYZA1A段采用SMW支護(hù)樁加?層鋼筋碎支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)；

②其余段采用一軸深乂攪拌樁加自鉆式土釘復(fù)合土釘墻作為支護(hù)結(jié)

構(gòu)；

③深淺坑分界處采用自然放坡處理，坡比1:1；

④基坑外側(cè)采用管井降低止水帷幕外側(cè)水頭，坑內(nèi)采用管井降低地下

水位。

p

Q

圖1.2基坑平面圖

第二章設(shè)計(jì)所選支護(hù)方式簡(jiǎn)介

2.1復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1.1土釘支護(hù)不適合河西軟土地層原因分析

《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99中明確土釘墻的適用條件為側(cè)壁安全

等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地，基坑深度不宜大于12m,當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨?/p>

底面時(shí)，應(yīng)采用降水或截水措施。

普通上釘支護(hù)不適合河西軟土地層的具體原因?yàn)橐韵滤狞c(diǎn)：

(1)與地層粘結(jié)力r值偏低，則相應(yīng)土釘抗拉拔力T=或Lr值也相應(yīng)降低。

按基坑支護(hù)土壓力計(jì)算，土釘長(zhǎng)度要長(zhǎng)，但工程現(xiàn)場(chǎng)一般由于場(chǎng)地局限，第一排

土釘長(zhǎng)度受到限制，給設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。

(2)泥質(zhì)粘土層中，基坑開(kāi)挖后往往難以直立。土體在支護(hù)前易發(fā)生坍塌，

引起邊坡沉降與位移。河西軟弱土層土體強(qiáng)度c往往低于lOkPa,土釘支護(hù)-一般

每層開(kāi)挖LOT.5m左右，這樣在開(kāi)挖時(shí)由于土體強(qiáng)度低，不能自立或由于滲水

嚴(yán)重，易發(fā)生坍塌。

(3)土層與噴射混凝土粘結(jié)強(qiáng)度低或由于滲水難以施工。軟弱土層由于滲水

或其它原因，使施工較其它土層有不同特點(diǎn)，但噴射混凝土在軟弱土層施工時(shí)，

噴射混凝土有回彈量小，與土體嵌凸作用好等優(yōu)點(diǎn)。在有滲水情況則應(yīng)用隔水帷

幕或引排水處理。

(4)土層，基坑底部存在底部隆起、管涌、滲流等問(wèn)題。在基坑開(kāi)挖后，由

于土體開(kāi)挖后可能出現(xiàn)管涌等情況。根據(jù)江蘇地質(zhì)基樁工程公司近十年的土釘施

工經(jīng)驗(yàn)，可采用坑底天然土固結(jié)快剪數(shù)據(jù)來(lái)判斷坑底隆起穩(wěn)定性。

根據(jù)上述四點(diǎn)分析，在河西地區(qū)軟土地層中土釘支護(hù)必須采用相應(yīng)的施工方

法，才能達(dá)到安全支護(hù)的目的，尤其是對(duì)支護(hù)變形有一定要求時(shí)，應(yīng)采用上釘支

護(hù)結(jié)合其它支護(hù)技術(shù)來(lái)達(dá)到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

2.1.2復(fù)合土釘支護(hù)形式

復(fù)合型土釘擋墻支護(hù)——就是以水泥土攪拌樁帷幕等超前支護(hù)措施解決土

體的自立性、隔水性以及噴射面值與土體的粘結(jié)問(wèn)題，以水平向壓密注漿及二次

壓力灌漿解決復(fù)合土釘擋墻土體加固及土釘抗拔力問(wèn)題，以相對(duì)較長(zhǎng)的插入深度

解決坑底的抗隆起、管涌和滲流等問(wèn)題，組成防滲帷幕、超前支護(hù)及上釘?shù)冉M成

的復(fù)合型土釘支護(hù)。

復(fù)合型土釘擋墻支護(hù)的幾種形式如圖2.1：

圖2.1復(fù)合土釘支護(hù)形式

2.1.3復(fù)合土釘支護(hù)適用條件

不同類(lèi)型的復(fù)合土釘支護(hù)形式適用于不同的基坑深度、巖土條件和環(huán)境要

求，簡(jiǎn)要?dú)w納如表2.1：

表2.1復(fù)合土釘支護(hù)適用條件

序號(hào)結(jié)構(gòu)形式適用條件

1土釘+樁錨復(fù)合支護(hù)硬度較大、可粘性差、易坍塌的卵砂石地層，周

邊不允許降水

2土釘+預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)粘性土層、周邊允許降水，基坑位移要求嚴(yán)格

合支護(hù)

3土釘十止水帷幕復(fù)合土質(zhì)條件較差，開(kāi)挖后容易塌方，周?chē)h(huán)境要求

支護(hù)不能降水，基坑深度小于6m,變形要求低

4土釘+微型樁復(fù)合支土質(zhì)條件較差、周邊允許降水，施工場(chǎng)地狹小

護(hù)

5土釘+止水帷幕、預(yù)應(yīng)土質(zhì)條件較差、開(kāi)挖后容易塌方，周邊環(huán)境要求

力錨桿復(fù)合支護(hù)不能降水，基坑深度6?8m,對(duì)基坑變形控制要

求嚴(yán)格

6土釘+止水帷幕、微型地質(zhì)條件和環(huán)境條件復(fù)雜，基坑深度較大，變形

樁復(fù)合支護(hù)控制要求較高

7土釘+插筋止水帷幕、地質(zhì)條件和環(huán)境條件復(fù)雜，基坑深度較大，變形

預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合支護(hù)控制要求較高

2.1.4水泥土樁復(fù)合土釘承載機(jī)理

通過(guò)預(yù)先施工豎向水泥土樁，而后邊開(kāi)挖邊施工土釘方法形成水泥土樁復(fù)合

土釘支護(hù)，其承載機(jī)理主要包括：

超前加固作用提高土體自立臨空高度

水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)中，水泥土樁止水帷幕是在開(kāi)挖前施工的，如果不考

慮施工對(duì)土體的擾動(dòng)，開(kāi)挖前作用在水泥土樁前后的土壓力就可認(rèn)為是靜止土壓

力。對(duì)于開(kāi)挖的第一個(gè)工況，土釘尚未施作，開(kāi)挖引起的土壓力將直接由水泥土

樁承擔(dān)，此時(shí)水泥上樁起的是重力式擋墻的作用。對(duì)于以后的各開(kāi)挖工況，由于

土釘對(duì)主動(dòng)區(qū)土體約束加固作用的發(fā)揮，土壓力將由土釘和水泥土樁共同承擔(dān)。

對(duì)于水泥土樁復(fù)合土釘來(lái)說(shuō)，可認(rèn)為不受土層成拱極限高度的限制；另外，

每一開(kāi)挖工況下參與維持基坑邊坡穩(wěn)定的因素除土體與土釘外還有水泥土樁的

作用。水泥土樁可通過(guò)樁一釘一土之間的結(jié)構(gòu)作用調(diào)動(dòng)基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)區(qū)被動(dòng)土壓

力的有利作用。水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)中，由于水泥土樁的存在，其自立臨空高

度得到顯著提高,且事先設(shè)置的水泥土樁還會(huì)因自身剛度以及樁一釘一土之間的

結(jié)構(gòu)作用對(duì)土體側(cè)移變形起到有效的約束作用。大大提高了基坑開(kāi)挖過(guò)程中的邊

坡穩(wěn)定性，有效地控制了開(kāi)挖過(guò)程中的坡頂變形量。

止水抗?jié)B作用

水泥土樁除了分擔(dān)荷載作用外，還起到止水抗?jié)B作用，其作用機(jī)理主要有兩

方面：?是提高基坑邊壁土體的自穩(wěn)性及隔水性，當(dāng)邊坡土體含水量較大時(shí)，網(wǎng)

噴混凝土面層不易與土體粘結(jié)在一起，而直接噴在水泥上攪拌樁或旋噴樁上，則

很容易粘結(jié)在一起；二是在軟弱富水地層中，由于水泥土比原狀土的力學(xué)性能有

所改善，當(dāng)水泥土樁向下伸入基底以下深度時(shí)，對(duì)抵抗基底隆起、管涌等起主要

作用。水泥土樁復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)研究及工程應(yīng)用。

傳遞荷載作用

復(fù)合土釘支護(hù)中，水泥土樁與土體之間存在發(fā)揮較大側(cè)摩阻力的潛能。由于

樁與樁周上之間的摩擦作用，樁周土體沉降顯著減小，迫使最大沉降點(diǎn)后移。在

基坑開(kāi)挖過(guò)程中，隨著樁與樁周上之間豎向相對(duì)位移的出現(xiàn)，兩者之間的側(cè)摩阻

力會(huì)逐步發(fā)揮。土體的重力是誘發(fā)邊坡土體不穩(wěn)定的最根本、最直接的原因。對(duì)

于復(fù)合土釘來(lái)說(shuō)，由于樁土之間側(cè)摩阻力的存在，相當(dāng)于抵消了部分不穩(wěn)定土體

的重力作用，因而會(huì)減小最終作用在支護(hù)體系中的上壓力。樁周上對(duì)樁的側(cè)摩阻

力將通過(guò)樁的軸向壓縮作用傳遞到深層上體之中，調(diào)動(dòng)深部穩(wěn)定地層潛能，土釘

支護(hù)體系、深部穩(wěn)定土層緊密結(jié)合聯(lián)系在一起，共同承受荷載，使邊壁穩(wěn)定并減

少位移，見(jiàn)圖22。

圖2.2水泥上樁靡擦傳力示意圖

側(cè)移曲線的整合機(jī)制

復(fù)合土釘中具有一定強(qiáng)度和剛度的水泥土樁和較密間距的土釘之間存在著

較好的整體結(jié)構(gòu)作用，可將水泥土樁理想化為以土釘為支點(diǎn)的連續(xù)梁。隨著支護(hù)

的向下進(jìn)行，水泥土樁與己設(shè)置的上部土釘之間形成的結(jié)構(gòu)作用有效地約束了上

部土體隨開(kāi)挖而發(fā)生的變形，并且水泥土樁與較密土釘之間的結(jié)構(gòu)作用也促使土

體的變形趨于均勻；隨著開(kāi)挖深度增加，下部土體的側(cè)移變形就顯得比較突出，

最終形成了鼓肚變形模式。由于復(fù)合土釘中水泥土樁對(duì)土體的超前約束以及后來(lái)

樁與土釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)約束作用，復(fù)合土釘支護(hù)中土體位移要小得多，設(shè)計(jì)時(shí)可有意識(shí)

地通過(guò)增加水泥土樁的剛度來(lái)控制位移，以達(dá)到保護(hù)周邊環(huán)境之目的。

優(yōu)勢(shì)滑裂面的前移機(jī)制

理論和實(shí)踐均表明，土釘支護(hù)中士釘最大拉力位置是與被支護(hù)土體優(yōu)勢(shì)控制

滑移面的位置相一致的。土釘支護(hù)中作用于面層上的土壓力通常認(rèn)為是比較小

的，那么傳遞給土釘?shù)睦捅容^小，土釘通過(guò)釘土之間的摩擦作用經(jīng)過(guò)一段距

離才一能達(dá)到最大拉力位置。復(fù)合土釘中，由于存在強(qiáng)度和剛度比原位土體大許

多的水泥土樁，水泥土樁墻后的土壓力要比土釘支護(hù)中面層后的土壓力大，也即

水泥土樁傳遞給土釘端頭較大的拉力，于是復(fù)合土釘支護(hù)中士釘經(jīng)過(guò)較短的摩擦

傳力距離就可以達(dá)到上釘最大拉力位置，有提高基坑邊坡穩(wěn)定性，控制開(kāi)挖工程

中的側(cè)向位移的作用。

2.2復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)

結(jié)合《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99提出在河西軟土土層中復(fù)合土

釘設(shè)計(jì)的方法和步驟。設(shè)計(jì)可以分為四個(gè)方面即抗?jié)B設(shè)計(jì)、土釘設(shè)計(jì)、面層設(shè)計(jì)

和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

2.2.1抗?jié)B設(shè)計(jì)

根據(jù)工程項(xiàng)目所處地整的地下水位及地乂的滲透性，來(lái)取舍是否設(shè)置防滲帷

幕，若需要設(shè)置防滲帷幕，將選取何種形式的防滲帷幕？

當(dāng)基坑開(kāi)挖深度小于3米而且處于滲透性較小的粉質(zhì)粘上或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘

土地層("66cm/s),另外基坑周?chē)芫€和建筑物對(duì)地表變形不敏感，對(duì)于此類(lèi)

基坑可以不設(shè)置防滲帷幕，可以直接施作土釘支護(hù)。

基坑開(kāi)挖深度大于3米小于5米，基坑坑底處于粉土、粉質(zhì)粘土以及粉砂地

層時(shí)，坑外地下水位的下降可能危及周邊管線和建筑物，此時(shí)應(yīng)采用水泥土攪拌

樁作為防滲帷幕，由于水頭壓力較小，可以采用單排水泥土樁形成封閉防滲帷幕。

開(kāi)挖深度大于5米小于7米的基坑，防滲帷幕的寬度增加到1200m?,采用雙排

水泥土深攪樁，不僅起隔水作用，更重要的是抵抗軟上的流變、提高基坑支護(hù)的

整體穩(wěn)定性和坑底穩(wěn)定性。

水泥土樁，當(dāng)水泥摻入比例超過(guò)10%時(shí)，其抗?jié)B性能可達(dá)斤5至68cm/s,

根據(jù)使用項(xiàng)目的情況，滲入量在15216%之間較合適，水泥土樁的搭接長(zhǎng)度常規(guī)

在200-250mm之間。

防滲帷幕的插入深度應(yīng)滿足：盡量使防滲帷幕插入滲透性較小的淤泥質(zhì)土

1.0米以上，當(dāng)不能進(jìn)入隔水層時(shí)，應(yīng)按滲流理論分析產(chǎn)生動(dòng)水壓力的大小以及

產(chǎn)生涌水、流砂的可能性(見(jiàn)圖2.2抗?jié)B流驗(yàn)算圖)。

KfiJi(2-1)

其中：?！拥淄馏w的臨界水力梯度，由坑底的土性確定，

7=(6s-l)/(l+e)(2-2)

Gs——坑底土顆粒的重度e—坑底土顆粒的天然孔隙比

I--坑底上的滲流水力坡度，i=^/L

曲——基坑內(nèi)外土體的滲流水頭，取坑內(nèi)外的地下水位差

L一最短的滲流路線總長(zhǎng)度

L=ZLh+m￡L.(2-3)

——流徑水平段總長(zhǎng)度，可取防水帷幕的寬度

EL-一流徑垂直段的總長(zhǎng)度，單位可取m

nr流徑垂直段換算成水平段的換算系數(shù)，可取獷1.5

Ks抗?jié)B或抗管涌安全系數(shù),As=l.5—2.Oo

2.2.2土釘設(shè)計(jì)

選擇與地層情況相適應(yīng)的土釘形式，確定土釘?shù)拈L(zhǎng)度、直徑及分布形式——

水平間距和豎向間距。

土釘形式

與軟土地層相應(yīng)的土釘有兩類(lèi)——螺紋鋼筋和鋼管。螺紋鋼筋作為土釘材料

必須先鉆孔，在鉆孔中通過(guò)兩次注漿，將土釘與土層連接成整體。當(dāng)處于粉土、

粉砂等易流動(dòng)的地層時(shí)，成孔很困難，且成孔過(guò)程中易引起水土流失，導(dǎo)致地表

下沉，這時(shí)可將鋼管直接打入(頂入)，再由管內(nèi)向地層注漿構(gòu)成土釘。

通過(guò)鉆孔施漿法注入的土釘，由于注漿比較充分，因此抗拔拉的能力比較大。

由一些工程案例可知，只要土層性質(zhì)允許，應(yīng)優(yōu)先選擇此類(lèi)土釘，《《《用錨管作

為土釘，一般用①48錨管內(nèi)置注漿管二次低壓注漿，要求在確保有定注漿量

的前提下方可使用?！贰贰?/p>

土釘長(zhǎng)度的確定

十釘?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)由計(jì)算確定，確保在水土壓力作用下不被拔出：

L=L[+&N/加

(2-4)

——為處于滑裂面以內(nèi)的土釘長(zhǎng)度，

N-由土體自重及超載引起的側(cè)向壓力使土釘產(chǎn)生的抗拔力，

1

N=(cos^)psvsh

0——土釘?shù)膬A角，P——土釘位置處水土壓力的分布值,

Sv——土釘?shù)呢Q向距離，S——土釘?shù)乃骄嚯x，

出——土釘注漿體直徑，①48錨管的直徑必須現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定，

T上釘注漿體與地層之間的界面單位面積的摩阻力，此參數(shù)建議

現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)確定,

Fsd——土釘抗拔安全系數(shù)，一般取1.5-2.0,

錨固部分長(zhǎng)度提供足夠的抗拔力，滿足整體穩(wěn)定性的要求，

由于河西軟土地層的抗剪強(qiáng)度較低，土釘長(zhǎng)度比傳統(tǒng)長(zhǎng)度要長(zhǎng)一些，一般可

取基坑開(kāi)挖深度的1.5—2.0倍。

土釘直徑的確定

土釘要有足夠的截面積，使之在整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)，不被拉斷：

R=l.l(加2/孤

(2-5)

上式中：R一土釘受拉屈服條件，

D—土釘鋼筋直徑，

U——鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，通常取用直徑為20、22、25mm的螺

紋鋼筋或者048X3mm的鋼管。

土釘水平和垂直間距的確定

土釘在復(fù)合土釘支護(hù)體系中的作用有三個(gè)：一是承受作用在面層上水土壓

力，將此壓力傳遞到穩(wěn)定的地層中；二是約束土體的變形，形成整體變形的重力

式擋土墻；三是提供注漿的注漿孔。而豎向和水平間距的乘積即是一個(gè)土釘所承

擔(dān)的受力面積。由于河西地區(qū)的水位高，側(cè)向水土壓力比較大且土體的抗剪指標(biāo)

低，因此設(shè)計(jì)時(shí)，土釘間距要小，土釘間距建議在1.0—1.5米之間。

土釘傾角的確定

傾角太小，鉆孔太平，注漿比較困難，傾角太大，人工成孔也困難，建議

在之間，另建議最后一排土釘?shù)膬A角為20°—25°之間，加強(qiáng)對(duì)深層土體

的加固。

2.2.3面層設(shè)計(jì)

面層的作用有三點(diǎn)：一是承受水土壓力，并將水土壓力傳遞到土釘；二是限

制土體塌倒；三是將土釘聯(lián)成整體，當(dāng)水泥土樁防滲發(fā)生局部斷裂時(shí)，面層內(nèi)的

鋼筋網(wǎng)將斷裂部分兜住以防止發(fā)生涌土破壞。一般為構(gòu)造設(shè)置，強(qiáng)度驗(yàn)算。在南

京河西地區(qū)，C20混凝土10cm厚，內(nèi)配直徑為6mm間距為200mm的雙向鋼筋網(wǎng)

的面層滿足7米以內(nèi)的基坑的強(qiáng)度要求。

2.2.4穩(wěn)定性驗(yàn)算

內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算

內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算即假定滑裂面穿過(guò)部分或全部土釘而形成，在進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)

算時(shí)，須考慮部分或全部土釘對(duì)穩(wěn)定性的影響，這種情況多發(fā)生在施工過(guò)程中，

當(dāng)基坑開(kāi)挖達(dá)到某一深度時(shí)，剛開(kāi)挖的臨空面還沒(méi)有安設(shè)土釘和面層，滑裂面有

可能通過(guò)坡角形成。

外部穩(wěn)定性驗(yàn)算

由面層、土釘、注漿以及土體構(gòu)成的邊坡類(lèi)似重力式擋墻一樣承擔(dān)墻后水土

壓力，此重力擋墻燈能發(fā)生的穩(wěn)定性破壞為沿基坑底面滑移或繞擋墻趾翻轉(zhuǎn)，即

為土釘外部穩(wěn)定性驗(yàn)算。

墻體的厚度：依據(jù)支護(hù)規(guī)程JGJ120—99,為最下林上釘?shù)乃酵队伴L(zhǎng)度，

本人認(rèn)為不合理，因?yàn)樯喜客玲斁认屡磐玲旈L(zhǎng)，況且上部土釘群在比例上基本

為80—90隊(duì)建議對(duì)于無(wú)水泥圍護(hù)樁的土釘擋墻，厚度B取為土釘加權(quán)平均長(zhǎng)度

的水平投影長(zhǎng)度的0.7倍，而對(duì)于施工了水泥圍護(hù)樁的復(fù)合土釘擋墻，建議厚度

取為土釘加權(quán)平均長(zhǎng)度的水平投影長(zhǎng)度的0.8倍（采用同濟(jì)大學(xué)李象范教授的研

究成果）。

支護(hù)整體沿底面水平滑動(dòng)的安全系數(shù)可取為1.2；支護(hù)整體傾覆驗(yàn)算的安全

系數(shù)為1.5。整體滑移的安全度不容易滿足，其原因?yàn)楹游鬈浲恋貙又?，墻后?/p>

土壓力較大，墻底的摩擦力比較小，為此建議采取以下措施：

底部土釘長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上適當(dāng)加長(zhǎng)，工程案例中一般加長(zhǎng)2—3米;

同時(shí)將底部土釘傾角加大，調(diào)動(dòng)墻體入土深度，將水泥土樁的抗剪強(qiáng)度計(jì)入抗滑

因素。外部穩(wěn)定性驗(yàn)算請(qǐng)參閱圖2.3。

q

(b)整體傾覆

圖2.3外部穩(wěn)定性示意圖

整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

指基坑開(kāi)挖達(dá)到某一深度，土釘及面層施工結(jié)束，研究邊坡作為一個(gè)整體產(chǎn)

生滑動(dòng)的可能性。

驗(yàn)算過(guò)程為：

(1)不計(jì)入土釘?shù)纫蛩氐挠绊?，搜尋最危險(xiǎn)猾裂面，按圓弧滑動(dòng)面進(jìn)行，計(jì)算

出相應(yīng)的安全系數(shù)，通常小于1.0；

(2)計(jì)及在滑裂面以外土釘?shù)目拱瘟?duì)抗滑力矩的有利影響；

(3)計(jì)及水泥土樁的抗剪強(qiáng)度對(duì)抗滑力矩的有利影響。

具體請(qǐng)參閱圖2.4。

q

圖2.4整體穩(wěn)定性示意圖

整體安全系數(shù)采用下式計(jì)算：

1A,

K=---；—-）cosatg^+V,cosa陽(yáng)田+（C+。）——

ZK%z+2）sinaJtcosa,

+（sin/Vg@+cos/?J?]

（2-6）

式中：%、Q、——（無(wú)攪拌樁處）作用于第i土條的土條自重和地表超載；

匕——（有攪拌樁處）作用于第i土條的土條自重和地表超載的和；

?——土條圓弧破壞面切線與水平層的夾角；

ZL——第i條土條寬度；

隊(duì)、C——土條i圓弧破壞面所處第j層土層的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力；

由、〃——第i水泥土攪拌樁土條的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力；

狐——第K排土釘?shù)淖畲罂拱瘟Γ?/p>

A——第K排土釘軸線該處破壞面切線之間的夾角；

S——土釘?shù)乃介g距；

K-安全系數(shù)，取1.25—1.30。

以上計(jì)算過(guò)程也可逆向進(jìn)行，實(shí)際工程一般采用軟件計(jì)算。

底部穩(wěn)定性驗(yàn)算

由于在本設(shè)計(jì)中探討的復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)是應(yīng)用在南京河西軟上上質(zhì)中，必

然存在底部穩(wěn)定性問(wèn)題。

1)地基承載力復(fù)核

基坑開(kāi)挖后，在邊坡上在坑底附近土體由三維受力變成二維受力狀態(tài)，土體

強(qiáng)度被削弱，底部土體在復(fù)合土釘墻體的自重作用下，失去承載力的可能性很大,

因此須驗(yàn)算墻底土體的承載力，使之滿足：

jDNq+cN

(2-7)

上式中：八——坑外地表至圍護(hù)墻底各土層的加權(quán)平均值(kN/n?)

心——坑內(nèi)開(kāi)挖面以下至圍護(hù)墻底各土層天然重度的加權(quán)平均值

瓜——基坑開(kāi)挖深度(m)

D-圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開(kāi)挖面以下的入土深度(m)

Q一坑外地面荷載(kPa)

陽(yáng)、Nc——地基土的承載力系數(shù)，可依據(jù)下式計(jì)算：

Nq=e”g2(45°+0.5°)(2-8)

Nc=(Nq-1)/tg</)(2-9)

2)基坑底部抗隆起復(fù)核

驗(yàn)算坑底隆起穩(wěn)定性的方法很多，可以方便的采用穩(wěn)定系數(shù)法：

N=rH?+q/Su<6.0(2-10)

在上式中：r一坑外土體的重度加權(quán)平均值(kN/n?,)

國(guó)——基坑開(kāi)挖深度(m)

q—坑邊地面超載(kPa)

S,——墻體土體與水泥土樁抗剪強(qiáng)度的加權(quán)平均值(KPa)

3)坑底附近的水泥土樁破壞復(fù)核

水泥土樁既是防滲帷幕，又是開(kāi)挖面的臨時(shí)支護(hù)，當(dāng)開(kāi)挖至下一層而還沒(méi)有

施作土釘以及噴射碎面層時(shí)，已經(jīng)暴露的水泥土樁將發(fā)揮臨時(shí)支護(hù)作用，防止帷

幕后的土體被擠出來(lái)，因此，需要驗(yàn)算水泥土樁發(fā)生沖剪和彎折破壞的可能性.

具體破壞形式見(jiàn)圖2.5o

2BC“。

irf沖斯K=-->-2-.-0----------------(-2---11)

￡2k(%+q)-2c](S,+0.58)

圖2.5水泥攪拌樁破壞形式

上式中，B—防水帷幕的寬度(m)

Co——水泥土攪拌樁的抗剪強(qiáng)度，可取為(0.2—0.3)意

——水泥土樁無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

c---土體的凝聚力(kPa)

r一土體的天然重度(kN/m3)

S——土釘?shù)呢Q向間距

瓜——基坑的開(kāi)挖深度

限——主動(dòng)土壓力系數(shù)，K“=fg(%/4-0.50)

2

抗彎折：cr?=rnh0+3/4q(Svi/B+0.5)<0.5fcu(2-12)

2

(7,=rnh.-3/4^(Sv,./B+0.5)<0.1fcu(2-13)

上式中：cr,——水泥土的拉應(yīng)力

水泥土的壓應(yīng)力

2.3SMW工法簡(jiǎn)介

SMW是SoilMixingWall的縮寫(xiě)，SMW工法也叫柱列式土壤水泥墻工法，即

利用多軸型長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)在土壤中鉆孔，達(dá)到預(yù)定深度后，邊提鉆邊從鉆頭端部

注入適合不同工程連續(xù)墻的水泥漿，將其與原土壤進(jìn)行攪拌，在原位置上建成一

段土壤水泥墻。然后再進(jìn)行第二段墻施工，使相鄰的土壤水泥墻彼此有重合段，

連續(xù)重疊搭接施工即可做成地下連續(xù)墻。同時(shí)根據(jù)不同需要，插入工字鋼，在水

泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成

一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無(wú)接縫的地下墻體，作深開(kāi)挖基礎(chǔ)維

護(hù)或止水之用。

圖2.6深層攪拌樁原理圖及效果圖2.7中空三軸鉆機(jī)原理圖及效果

2.4SMW工法設(shè)計(jì)

2.4.1型鋼設(shè)計(jì)

1）型鋼長(zhǎng)度：視支撐設(shè)置情況選用懸臂、單層支點(diǎn)或多層支點(diǎn)計(jì)算型鋼長(zhǎng)度。

2）抗彎計(jì)算

S=L2%"啖.⑻(2-14)

W

式中Mmax—作用在型鋼上的最大作用彎矩計(jì)算值（N,mm）；

W--型鋼抵抗矩（mm）

2

⑻——型鋼允許拉應(yīng)力（N/mm）o

型鋼間距除滿足抗彎強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)滿足下式：

hW叢h-2e（2-15）

式中h——型鋼間凈間距（mm）；

D—三軸水泥攪拌樁的直徑（mm）;

h——型鋼截面高度（mm）；

e一型鋼形心與三軸水泥攪拌樁圓心間的距離（mm）。

3）抗剪計(jì)算

?=L25%QS二團(tuán)（2-16）

It

式中Q-作用在型鋼上的最大剪力計(jì)算值（N）；

S一型鋼面積矩（mm、

I--型鋼慣性矩（mm」）；

t——型鋼腹板厚度（mm）。

2.4.2三軸深層攪拌樁設(shè)計(jì)

1）樁長(zhǎng)：樁長(zhǎng)除滿足抗管涌要求外，尚應(yīng)比型鋼插入深度深0.6—L0m；

2）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

（a）當(dāng)型鋼滿堂設(shè)置時(shí):

1.25%〃2

2d〈匕」(2-

17)

式中q-計(jì)算截面處每米長(zhǎng)度作用剪力計(jì)算值（N/m）；

k——型鋼間凈間距（m）；

——計(jì)算斷面處水泥土的有效厚度（m）；

[rj——水泥土的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kPa）o

(b)當(dāng)型鋼插1隔1設(shè)置時(shí)：

除應(yīng)按式(2-17)驗(yàn)算，尚應(yīng)按下式驗(yàn)算:

(2-18)

2.4.3基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算

基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算包括基坑底部上體的抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算、基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)

算及抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算。

第三章基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

3.1設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1.1地質(zhì)計(jì)算參數(shù)

根據(jù)本工程巖土工程勘察資料，各土層的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如表3.1：

表3.1土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

直剪固快滲透系數(shù)(310'6cm/s)

重度

土層

MKN/n?)C（p

(kPa)（度）

①1(19.0)(12.0)(10.0)(300.00)(200.00)

①2(18.0)(12.0)(8.0)(50.00)(50.00)

①3(17.5)(10.0)(8.0)(100.00)(80.00)

②118.2(1.5)(33.0)925.00900.00

②219.71.034.1898.00852.00

③119.81.132.9855.00791.00

3.L2計(jì)算區(qū)段的劃分

根據(jù)具體環(huán)境條件、地下結(jié)構(gòu)及上層分布厚度，將該基坑劃分為三個(gè)計(jì)算

區(qū)段，其附加荷載及計(jì)算開(kāi)挖深度如表3.2：

表3.2計(jì)算區(qū)段的劃分

ABCDE、FGHIJKL.

段位號(hào)EFLMNO、WXYZA1A

OPQRSTUVW

地面荷載（kPa）202020

開(kāi)挖深度（m）5.87.27.2

3.1.3計(jì)算方法

按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JGJ120-99）土壓力計(jì)算方法作為土側(cè)向

壓力設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)，即：

主動(dòng)土壓力系數(shù)：K=4（45°-外/2）

被動(dòng)土壓力系數(shù)：七二繪(45°+Q/2)

計(jì)算時(shí)，不考慮支護(hù)樁體與土體的摩擦作用，且不對(duì)主、被動(dòng)土壓力系數(shù)

進(jìn)行調(diào)整，僅作為安全儲(chǔ)備處理。計(jì)算所得土壓力系數(shù)表如表3.3所示：

表3.3土壓力系數(shù)表

土層AaiApi4Kpi

①1雜填土0.7040.839

①2素填土0.7560.8691.3231.150

①3淤泥質(zhì)填土0.7560.8691.3231.150

②1粉細(xì)砂0.2950.5433.3921.842

②2粉細(xì)砂0.2820.5313.5521.885

③1粉細(xì)砂0.2960.5443.3781.838

3.2ABCDE、FGHIJKL.OPQRSTUVW支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

地面標(biāo)高+6.2m,假定為±0.00,地下水位于+6.0m,即相對(duì)標(biāo)高-0.2m,基

坑底標(biāo)高-5.8m,計(jì)算開(kāi)挖深度5.8m。地表附加荷載s=20kPa,按半無(wú)限平面

計(jì)算?；觽?cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)，基坑重要性系數(shù)為l.Oo采用復(fù)合土釘墻支護(hù)

結(jié)構(gòu)，前排采用三軸深攪樁墻，土釘墻采用花管土釘墻結(jié)構(gòu)，墻寬0.85m。選用

C10勘察孔資料進(jìn)行計(jì)算?！吨攸c(diǎn)、關(guān)鍵》

選用C10勘察孔資料進(jìn)行計(jì)算。

表3.4土層厚度一覽表

土層①1雜填土②1粉細(xì)砂②2粉細(xì)砂③1粉細(xì)砂

厚度(m)2.12.86.38.0

3.2.1采用參數(shù)

1)①1號(hào)土夕=10.0°片12.OkPa

②1號(hào)土限33.0°c=i.5kPa

②2號(hào)土夕=34.1°c-1.OkPa

③1號(hào)士9=32.9°c=l.IkPa

2）尸19.5kN/n?

3)地面超載^20kN/m2

3.2.2土釘所受土壓力計(jì)算

由于分層土體性能相差不大，9及c值取各層土的夕，c值按其厚度加權(quán)平

均。

1）現(xiàn)分兩層土計(jì)算①及②層土

①號(hào)土層為原①1號(hào)土厚2.1m,9=10.0°,c=12.OkPa

②號(hào)土層為原②1和②2號(hào)土厚3.7m,0=33.4°,c=l.3kPa

2）土壓力計(jì)算

上層土壓

工=-^=0.293>0.05應(yīng)按粘性土計(jì)算《按什么土計(jì)算》

rH19.5x2.1

9=10.0°,Aa=0.704,其=0.839,z-19.5kN/m3

=8.69kN卜帝>02rH

PFk,q=0.704X20=14.08kPa

R8.69+14.08=22.77kPa

下層土壓

力+<605應(yīng)按砂上計(jì)算

9=33.4°,Aa=0.290,病=0.538,尸19.5kN/m：,

2

X=0.55karH=0.55X0.290X19.5X3.7=11.51kN/m

P茨k/fU.290X20=5.8kPa

RH.51+5.8=17.31kN/m2

22.77+17.31

=20.04AN/，〃2

2

NP

按公式cosj?"Sy（土釘水平豎向間距均為i.om）《？??

上20.04X1.0X1.0/cosl0°=20.35kN

梯形底部及中部滬20.35kN

上部H/4即5.8/4=1.45m的部位有一道土釘，其受力為

20.35x0.8

IV1--:1123kN

1.45

3.2.3土釘設(shè)計(jì)

該地區(qū)資料

①1雜填土=20kPa

①2素填土T2=18kPa

①3淤泥質(zhì)填土r3=16kpei

②1粉細(xì)砂r4=40kpo

②2粉細(xì)砂r5=40kPa

③1粉細(xì)砂r6=50kPa

計(jì)算土釘直徑

欣2

/“NW1.1丁人

rdAxki/

2

式中久d取1.5,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=210N/mm

土釘選用。48x3〃〃”鋼管，按下部土壓力為矩形分布，設(shè)計(jì)軸力.滬20.35kN,

1.1X3.14X48X3X210=104.45kN>^,dN=l.5X20.35=30.53kN

土釘長(zhǎng)度計(jì)算

FN

各排上釘?shù)拈L(zhǎng)度宜滿足下列條件

TTDT

通過(guò)計(jì)算得

1號(hào)土釘：7i=5000mni7>8m

2號(hào)土釘：/尸3300mm7>8m

3號(hào)土釘：，=2000mm7>5m

4號(hào)土釘：/尸1200mm7>5m

5號(hào)土釘：Y^eOOmm7>4m

最后一排土釘?shù)膬A角為20°,加強(qiáng)對(duì)深層土體的加固，其余土釘?shù)膬A角為10°。

土釘抗拉能力驗(yàn)算

破壞面上每一土釘?shù)目估芰Π聪铝泄接?jì)算并取其中最小值。

按土釘受拉拔條件T二21內(nèi)

按土釘受拉強(qiáng)度條件

土釘抗拉力75=1.1X3.14X48X3X210=104.45kN

土釘抗拔力，取土釘錨固體直徑仄0.08mm

T八~《極限抗拔力》

=3.14X0.08X3.0X20=20.10kN

北2=3.14X0.08X5.7X20=28.64kN

7U3=3.14X0.08X5.0X40=50.24kN

Tu,=3.14X0.08X4.8X40=48.23kN

兀=3.14X0.08X8.4X40=84.40kN

計(jì)算結(jié)果如表3.5：

表3.5土釘長(zhǎng)度計(jì)算表

土釘號(hào)高程(m)土釘內(nèi)力有效長(zhǎng)度極限抗拔土釘全長(zhǎng)安全系數(shù)

MkN)Zb(m)力北(kN)(m)

1.011.234.020.1091.790

Ti

2.020.355.728.6491.407

Tz

北3.020.355.050.2472.467

4.020.354.848.2362.370

北

n5.020.358.484.4094.148

XN=92.63ANZ(，=2316IkN

｛總=231.61/92.63=2.500

3.2.4復(fù)合土釘墻支護(hù)面層設(shè)計(jì)

面層承載力

面層實(shí)為支承于土釘上的無(wú)梁連續(xù)板，面層厚100mm,土釘間距即為面層跨

品目7=1.0m.

作用于上部面層上的荷載

M=M1+夕q

(v-05^(1-0c

Poi=O.7x0.5+^—^p=0.7義0.5+^—^x22.77-9.56^/m2

\5J\5)

夕q=0.704X20=14.08kN/m2

PQ上=9.56+14.08=23.64kN/m2

作用于下部面層上的荷載

Poi=0.7x（0.5+匕”]x17.31=7.27攵N/加2

\5）

Pq=O.290X20=5.8kN/m2

Po下=7.27+5.8=13.07kN/m2

取上、下兩部分平均值

Po=l/2X(23.64+13.07)=18.36kN/m2

^=1/8A/=1/8X18.36X

1.0=2.3kN?m

釘上帶土釘作用處彎矩版=0.5%=1.15kN?m

跨中彎矩亂=0.2妗0.46kN,m

跨中帶支座處M=0.15%=0.35kN?m

跨中帶跨中處以=0.15/=0.35kN,m

只仃上釘連接處的局部彎矩較大，其他截面彎矩較小。經(jīng)計(jì)算選配

4>6@200X200o

連接計(jì)算

鋼筋網(wǎng)片如圖3.1,固定鋼筋為由22,長(zhǎng)為400mm,焊接在上釘上。

K=2~

其連接的安全系數(shù)為PF

*

0

pk=(a+b).F-T/cos45

式中a、b---錨固體的長(zhǎng)寬取a=400mm,ZF400mm；

F-噴射混凝土抗剪強(qiáng)度足1500kPa；

T--噴射混凝土厚度7^100mm；

4——作用在錨頭上的主動(dòng)土壓力，￡=20.04kN；

(400+400)x1500x100

EpXW6=169.W

cos45°

3盥=844（滿足要求?。?/p>

圖3.1鋼筋網(wǎng)片平面圖

3.2.5防滲帷幕的設(shè)計(jì)驗(yàn)算

與傳統(tǒng)的土釘墻相比復(fù)合土釘墻用水泥土攪拌樁等超前支護(hù)作防水帷幕解

決抗?jié)B、隔水和土體自立性，保證開(kāi)挖期間不發(fā)生彎折、剪切破壞。

抗?jié)B設(shè)計(jì)

本工程采用直徑850mm的單排攪拌樁，樁中心距為1.2m,采用套接孔法施工,

樁長(zhǎng)12m。

Gs-11.97-1

=9.84

1+e-1+0.9

I=---

L

hw=6.8—4.0=2.8/71

L=+心4,=0.85+1.5x(12-6.8+12-4)=20.65m

1=2.8/20.65=0.136

As=ic/i=0.51/0.136=3,75>2.0(滿足要求!)

3.2.6穩(wěn)定性分析

外部穩(wěn)定性驗(yàn)算

1）抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算

墻寬取為4m,墻底部土夕=33.4°

抗滑力￡=(5.8x4x20+4x20)xtan33.4°xl.0=358.7ZN

土壓力引起的水平推力為各道土釘拉力之和工＞=92.63抗

抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)

F,358.7

KH=3.87>1.2安全!

三一92.63

2)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算

抗傾覆穩(wěn)定力矩即土的自重平衡力矩

.<=(5.8X4X20+4X20)X4/2=1088kN?m

傾覆力矩

K=11.23X(5.8-0.8)+20.35X(5.8-1.8)+20.35X(5.8-2.8)+20.35X

(5.8-3.8)+20.35X(5.8-4.8)=259.65kN?m

抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)

M1088

w=4.19>1.3安全!

q~Mo~259.65

3）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

由電算結(jié)果可知滿足要求。

底部穩(wěn)定性驗(yàn)算

1）墻底土體的地基承載力復(fù)核

：々DNq+cN,

3

rt=(2.1X19+2.8X18.2+6.3X19.7+0.8X19.8)/12=19.23kN/m

2^=19.7kN/m:iD=6.4m

3*麗。tan2(45°+0.5^)=27.34

Nc=乜二=2734-1=3995

tan8tan33.4

19.7x6.4x27.34+1.0x39.95

=13.7>1.2（滿足要求！）

19.23x(5.8+6.4)+20

2)基坑底部抗隆起復(fù)核