土钉墙护坡设计Word文档格式.docx

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基坑周边环境如下：

基坑北侧紧邻厂区内道路，东侧10.5米为一期破碎车间，南侧为约10米高土坡，西侧场地较开阔。

1.2工程地质条件及水文地质条件

拟建工程场地位于确山县刘店乡卧牛山以北。

场地原为坡地，现部分地段为采矿矿石所覆盖，地形起伏较大。

上部土层主要为碎石土，下部土层主要为粉质粘土。

地下水类型属浅层松散岩类孔隙水，赋存于土体裂隙、孔隙之中，主要接受大气降水补给，勘察期间地下水位埋深约4.2-13.9米，详细水文地质条件见该场地岩土工程勘察报告。

第二章基坑支护方案设计

2.1设计依据

1．《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

2．《理正建筑深基坑支护软件》

3．《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

4．《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

5．该场地岩土工程勘察报告

2.2要点分析与方案选择

2.2.1要点分析

本工程基坑东侧挖深约9米，南侧挖深约15米，其它两侧挖深约8米，基坑的北侧邻有道路，东侧临有一期车间，不能大放坡开挖；

其它两侧场地较开阔，周边无重要的建筑物和构筑物，但基坑南、西两侧开挖较深，上部为松散的碎石土，稳定性差，且基坑施工要经历雨季的考验，如不采取有效的支护措施，基坑开挖安全和基础正常施工无法保证，因此采取有效的支护措施的同时，还必须辅助以科学的降排水措施。

2.2.2基坑侧壁安全等级确定

基坑侧壁安全等级的不同，相对应采取的支护方式及安全系数也不同。

根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中安全等级的划分标准，将本基坑的安全等级定为二级，但以东、南、北边坡为重点，西边坡稍次之。

2.2.3支护方案选择

深基坑支护方式有多种，如地下连续墙、悬臂桩、内支撑、桩－锚联合、土钉墙等。

本方案根据建筑场地的实际情况、安全侧重点及对各种支护方式的经济类比，优化出最适合本工程的支护方案为二种结构相结合支护，即：

小放坡+复合土钉墙，详细做法见后附剖面图：

2.3设计参数选择与结构计算

2.3.1参数选择

依据地勘报告和结合地区经验确定，详见后附计算书

2.3.2结构计算

（1）支护结构模型与计算方式（详细计算见报表）

预应力锚杆+土钉墙

①复合土钉墙：

采用条分法计算土钉长度、整体稳定性验算依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99

∑cikli+∑（q0bi+ωi）cosθitgφik-Υk∑（q0bi+ωi）sinθi≥0（A.0.1）

式中

cik、φik—最危险滑动面上的第i土条滑动面上土的固结不排水

剪粘聚力、内摩擦角标准值；

li—第i土条的弧长；

bi—第i土条的宽度；

ωi—作用于滑裂面上第i土条的重量；

θi—第i土条的弧线中点切线与水平

线夹角。

②土钉墙稳定验算

采用条分法计算土钉的长度、整体稳定性安全系数,依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99。

结果见计算报表

2.4方案设计

基坑东侧挖深约9米，南侧挖深约15米，其它两侧挖深约8米，采用小放坡+复合土钉墙支护，依据基坑挖深共划分为3个剖面（1-1、2-2、3-3剖）具体做法为（见剖面图）：

2.4.1东侧挖深9米（1-1剖面）支护设计：

小放坡+土钉墙支护

按1：

0.2比例放坡开挖，设计6排土钉，参数见下表2.4-1及附图。

表2.4-1土钉参数表

孔号

1

2

3

4

5

6

说明

孔口标高

-1.4

-2.8

-4.2

-5.6

-7.0

-8.4

1.土钉呈梅花型布置。

2．俯角可

根据实际情况行调整。

3.自然地表为

±

0.0m。

土钉长度

9

10m

9m

8m

水平间距

Sx=1.5m

俯角

土钉8-10°

孔径

Ф100mm

土钉规格

Ф18（Ф48钢管）螺纹钢

钢筋网

Ф6.5,@250×

250mm

加强筋

Φ10,X型焊牢

注浆

0.45-0.5水泥浆

喷砼

C20,厚80-100mm

2.4.2南侧挖深15米（2-2剖面）：

自然放坡+挂网喷砼支护设计

按1：

0.5坡度放坡开挖，坡面铺设一层1mm厚钢板网，喷射C20砼护面，厚5cm。

2.4.3西、北侧挖深8米（3-3剖面）：

4.0米以上（碎石土部分）按1：

0.5坡度放坡开挖，4.0米以下采用1：

0.3比例放坡+复合土钉墙支护。

设计6排土钉，2排预应力锚杆参数见下表2.4-2及附图。

（1）土钉墙及预应力锚杆设计

7

8

-1.8

-3.6

-5.4

-7.2

-9.0

-10.8

-12.6

-14.4

16m（预）

14m

12m

12

Sx=1.5m（预应力锚杆为2.0m）

，预应力锚杆15°

Ф100mm,预应力锚索Ф120mm

Ф18、22（Ф48钢管）螺纹钢（预应力锚杆Ф25）

Φ12,X型焊牢

表2.4-2土钉参数表

（2）锚杆其他设计要求：

①锚索施加预应力：

锚索类型施加预应力（KN）

第一排60KN

第二排60KN

②锚索注浆：

普通32.5#纯水泥浆，水灰比0.45-0.50，二次劈裂注浆，注浆压力1.2-1.5Mpa，两次注浆总量不少于30Kg/m。

③锚索连梁：

2×

12#槽钢。

第二部分

基坑支护施工组织设计

第三章施工依据的技术规范、规程

《建筑工程质量验收统一标准》（GB50300-2001）

《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-88）

《建筑工程施工现场供电安全规范》（GB50194-93）

《施工现场临时用电安全规程》（JGJ46-88）

《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-86）

《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ111-98）

《建筑基坑支护技术规范》JGJ120-99

《基坑支护设计方案》

《建筑桩基施工技术规范》

第四章各分项工程施工方法及技术质量要求

4.1土钉墙施工方法及质量技术要求

土钉墙支护要与基坑开挖、降水紧密配合，分段开挖分段支护各道工序实行平行作业，依次有序地进行。

4.1.1土钉墙支护施工顺序：

凿孔→修坡→安装土钉→注浆→挂钢筋网→焊加强筋→喷射砼。

4.1.2施工方法

1.凿孔：

采用洛阳铲成孔，按设计的孔位布置结合现场实际情况进行测量画线，标出孔位，如遇障碍物可适当调整孔位，孔口标高按实际自然地坪控制，按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行凿孔，严格注意质量，逐孔进行验收记录，不合格者为废孔，重打。

2.修坡：

先准确确定坡顶和坡角线，按设计坡度采用人工修整，修整后要求坡面基本平整，如遇障碍物坡度可适当调整。

3.土钉安放：

按照设计规定的土钉的长度、直径，加工合格的杆体，为使土钉处于孔的中心位置，每隔1.5－2m焊结一个居中支架，将土钉体安放在孔内。

4.注浆：

在安装土钉钢筋的孔内注入0.45-0.5纯水泥浆，压力不低度于0.4MPa，确保土钉与孔壁之间注满水泥浆，注浆应由里向外注，需将注浆管插入孔内距孔底约0.5-1.0m处，用废编织袋封堵孔口，防止浆液外流。

5.挂网：

在修好的边坡坡面上，按各坡面设计要求，铺上一层Φ6.5@250×

250钢筋网，网筋之间用扎丝间隔绑扎，钢筋搭接要牢。

6.加强筋焊结：

等注浆、绑扎网片施工完成后，用Φ10（12）圆钢将土钉头部连接起来，焊在杆体上，各焊接点必须牢固。

7.喷砼：

在上述工序完成后，即可喷射砼，厚度按设计要求喷80mm－100mm，配合比现场取样试验配制，水泥标号32.5普通水泥，强度达到C20，要求表面基本平整。

4.1.3施工质量及验收标准

⑴认真讨论支护技术方案，做好向施工人员技术交底工作，使大家明确施工工艺，技术要领和质量标准。

⑵对土钉的安装、注浆、喷砼、焊结等关键工序实行工程技术人员跟班作业，确保质量符合设计要求。

⑶实行全面质量管理，对每一道工序严把质量关，符合以下质量标准：

①凿孔：

孔的水平、垂直间距，允许误差±

150mm，孔径允许误差±

10mm，孔深允许误差±

100mm。

②挂钢筋网：

网格允许误差±

20mm，经、纬筋搭接点用扎丝扎牢，搭接长度不小于150mm。

③土钉制作：

按设计选准材径、长度下料，误差允许值为±

50mm，稳中架间距1.5m－2.0m一个，焊牢。

④土钉安装：

检验材径，长度和稳中架要符合本孔要求，对号入座。

⑤搅拌浆液：

严格按设计要求0.45-0.5的水灰比配料，搅拌均匀。

⑥注浆作业：

首先，将符合孔深要求的注浆管插入孔内（距孔底0.5-1.0m），从里向外逐步回撤注浆，达到孔口稍有溢流现象，浆液背压不小于0.4MPa，即行堵口封死。

⑦喷砼：

严格按设计要求比例配料搅拌均匀，喷砼时喷浆手要垂直层面喷，注意观察料的水量（不得有干料现象）和回弹情况，及时调整喷浆水量和距离，抽取砼试块。

严格掌握喷层厚度，表面平整度要求±

30mm。

喷砼前，由专人负责检查土钉制作、注浆、挂网等质量是否符合设计要求，下达喷砼指令后才能开始喷砼。

4.2预应力锚杆施工方法及技术质量要求

4.2.1施工工艺流程

锚杆采用全长锚固、二次高压劈裂注浆，施工工艺见“图4.2.1锚杆施工工艺流程图”。

平整施工地面

施工准备（施工测量、设备就位）

锚孔孔位校正、成孔

自由端防腐处理

锚头焊接

锚杆体加工、制作

清孔

下钢筋、一次孔底注浆、孔口补浆

初凝后二次劈裂注浆

安装垫板、腰梁

预应力张拉

检验、锁定

图4.2.1预应力锚杆施工工艺流程

4.2.2施工方法

1．成孔

采用人工洛阳铲或锚杆钻机机械成孔，按图纸设计的孔位标高，进行测量画线，标出准确的孔位，然后按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行钻孔，严格注意质量，逐孔进行验收记录。

锚孔水平间距误差应不大于300mm，倾角不大于2°

孔深误差不得大于设计深度±

200mm。

2．锚杆制作安装

沿杆体轴线方向每隔1.5-2.0m设置一个隔离架，一次注浆管及二次注浆管应捆扎牢固（一次注浆管在外，二次注浆管居中；

二次注浆管锚固段长度内做喷浆孔，间距1000mm，并用胶带封好，防止一次注浆浆液流入管中），注浆管均采用聚乙烯管。

锚杆自由段应涂油并采用塑料护套包裹，与锚固段相交处的塑料管管口应密封并用扎丝绑紧。

最后将锚杆固定好平稳送放至孔底。

3．注浆

一次注浆：

钻孔完成后，安放锚杆体，然后注浆。

注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；

注浆材料采用纯水泥浆，水泥标号为32.5#，水灰比为0.45-0.50，压力不低于0.4MPa，为确保锚杆体与孔壁之间注满水泥浆，注浆采用由里向外注，先注锚固段，当水泥浆从孔口溢出后，停止注浆，封堵孔口。

二次注浆：

一次注浆达到初凝（5-6小时）进行二次劈裂注浆。

注浆压力控制在1.2-1.5Mpa，通过高压注浆，将一次注浆锚固体劈开、膨胀，然后形成新的锚固体系。

一、二次注浆水泥用量总和不少于30Kg/m。

二次注浆管前端用塑料管（定制高压聚丙烯管）。

4．端头保护

锚杆注浆完成后外露部分要用胶布及防腐材料包缠好，防止钢筋损伤或生锈。

5．腰梁、垫板安装

根据设计要求，采用2×

12#槽钢做腰梁。

2根槽钢上下平行放置，用槽钢（或钢板）电焊连接，保证固定垫板与孔向垂直、和孔中心一致。

垫板尺寸为150×

150，垫板厚15mm。

6．防腐

①成品（半成品）防腐：

加工好的成品（或半成品）如存放时间较长，需采用水泥浆封闭防腐，杆体周围必须有大于2.0mm厚的保护层。

②自由段的防腐：

自由段内采用三重防腐措施：

首先表面涂润滑油或防腐漆，然后外面包裹塑料布或胶带；

最后套上波纹管，波纹管端部必须扎紧，并用胶带封好,形成三层防腐。

7．锚杆安装、张拉：

①张拉前应对张拉设备进行检验，并检验锚头是否有伤残。

②安装张拉设施时，应保持千斤顶与锚索体在同一轴线上。

③张拉程序、加荷等级、均按锚杆施工规范要求严格执行。

8．锁定、记录：

①根据注浆浆液强度达到设计强度的75%时进行张拉，加荷采用300kN张拉设备，测读每级荷载下的弹性位移及总位移量。

②在每级荷载条件下，应停留3-10分钟，测读位移，当位移稳定时，方能进行下一级加载。

每级张拉荷载及对应的测定时间如下：

张拉荷载（KN）10205080

测定时间（min）35510

③在加载过程中，如出现压力不稳定、钢筋伸长量急剧增加时，或某一级伸长量高于前一级伸长量的2倍时，应及时锁定。

4.2.3技术要点（难点）

1．钻孔

成孔前再次检查孔位、间距是否符合设计要求，孔径偏差不超过设计孔径的3%，锚孔轴线顺直，钻孔深度应比设计深度深0.2m。

2．锚杆下料、制作

锚杆下料长度按下式确定：

L=L1+L2+L3，式中L为预应力锚杆长度（m），L1为锚固段长度（m），L2为自由段长度（m），L3为张拉段长度（一般为300mm螺杆），钢筋连接采用双面焊接或直螺纹连接，连接点要按规范要求错开。

按计算好的长度下料后，在钢筋制作时一并在索体上绑附一次注浆管和二次注浆管，其中一次注浆管与二次注浆管管口应加以区别，避免混淆。

锚杆制作时，杆体材质、下料长度、下料方法，除锈、防锈、焊接等过程，应在有专业知识的工程技术人员和技工的指导参与下，按设计及规范的要求精心制作。

制作完成后一定要有明确的标牌编号，以便对号入座。

3．锚杆张拉

根据设计要求锚杆张拉在内锚固段灌浆达到设计强度后开始。

张拉前，要计算每根锚杆体的理论伸长值。

锚杆张拉前应对张拉设备进行标定。

张拉时应记录每一级荷载伸长值和稳定过程中的伸长值，且与理论伸长值进行比较。

实测伸长值不得大于理论伸长值6%，小于5%，否则应查明原因并作相应的处理。

逐级加载直至设计超张拉荷载（超张拉荷载值取设计值的5%），在压力表稳定3min后锁定。

超张拉的目的是为了克服连梁、锚具回缩等原因造成的预应力损失，锚杆超张拉程序如下：

稳定3min

01.05σcon1.05σconσcon

锁定时，钢筋回缩量不大于5mm或荷载损失不大于5%。

张拉过程中，应准确记录油压表编号、读数、千斤顶伸长值、夹片外露长度等数据。

张拉作业是危险工序，除要按规范进行张拉程度外，张拉时千斤顶后方区严禁站人，并且不得碰撞千斤顶，在千斤顶后部设一个固定的木质挡板以保护作业者的安全。

4.2.4质量检验标准（质量控制）

（1）保证项目

①钻孔孔径、孔深、锚固角度、内锚固长度、钢绞线强度、水泥强度必须达到设计要求。

②张拉用的千斤顶、油表、钢尺等器具应经检查校正。

③钢梁、垫板应经检验合格后方可使用。

④锁定荷载应符合设计要求。

（2）允许偏差项目

预应力锚杆的允许偏差项目应符合下表4.2-1规定。

表4.2-1预应力锚杆的允许偏差项目

序号

检查项目

允许偏差

检查方法

孔距误差

水平方向

士50mm

钢尺测量

垂直方向

士100mm

锚固角度

1°

测钻机

注浆量

大于理论注浆量

检查计量数据

第五章施工监测与应急措施

5.1监测目的

⑴为基坑开挖、支护、降水信息法施工施工提供有利的科学依据。

⑵通过监测，保护周边建筑物及基坑施工的安全。

5.2监测项目

⑴支护施工中的边坡位移监测

⑵降水施工中的沉降监测

⑶土方开挖施工中的水位监测

⑷基坑工程施工中对周边环境的监测

⑸对周边道路的监测

5.3基坑监测方案

5.3.1沉降观测

1.沉降观测点设置

参见沉降观测点平面布置图（Cn表示）

2.观测仪器选用

DSZ2自动安平水准仪、铝合金塔尺（精确到0.1mm）

3.观测方法及要求

采用闭合法，要求二等水准精度。

①在远离基坑边线30m外选定基准点（01点），在基坑周边及马路、管线沟边设置观测点，并记录观测点到基准点之间距离的原始数据；

②每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量；

③根据时间与变形增量绘制位移曲线，以7天为一周期，每周期绘制一次S—t曲线图（根据经验，土体变形稳定时间一般在5－7天）；

④监测结果评析。

5.3.2位移观测

1.基坑边坡位移观测点设置

参见位移观测点平面布置图（Sn表示）

DT-2A电子经纬仪

D3030G红外线测距仪

CW-5m钢卷尺

3.观测方法

方向线交汇法，二级导线精度。

①每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移量；

②根据时间与变形增量绘制位移曲线，以7天为一周期，每周期绘制一次S—t曲线图；

③监测结果评析。

5.3.3监测时间与频率

根据基坑开挖、排水、支护的进度计划，基坑监测分不同阶段，根据不同施工阶段诱发基坑形变程度的不同,确定相应的观测频率。

5.4监控报警

基坑周边沉降、位移主要的变形来自于基坑开挖、支护。

施工中要严密监测，以下列参数为报警值，如果支护、排水引起的变形迭加起来超出下表值，则需采取相应的应急措施。

5.4.1临近建筑物变形监控

根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中第5.3.4条规定，建筑物允许变形值应符合下表5.4-1规定（中、低压缩土）：

表5.4-1建筑物的地基变形允许值

变形特征

地基土类别

中、低压缩性土

高压缩性土

砌体承重结构基础的局部倾斜

0.002

0.003

注：

倾斜指基础倾斜方向向两端点的沉降差与其距离的比值。

对于本工程而言，即

≤0.002

为奇数（1，3，5…15）

—某一观测点的累计沉降量

—相邻两观测点间的距离

5.4.2基坑边坡及地面变形监控

根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002中第7.1.7条规定，基坑边坡及周边地面允许变形值应符合下表6.4-2规定：

表5.4-2基坑变形的监控值

基坑类别

帷幕桩顶位移

监控值

（cm）

帷幕桩体最大位移

地面累加最大沉降

一级基坑

5.5应急措施

基坑支护、降水过程中，由于地质条件比较复杂，常常会出现一些特殊的问题，如不及时采取措施，可能会给基坑边坡支护及周边建筑物的安全带来很大的危害。

现将基坑开挖、支护过程中可能遇到的几种问题及补救措施分述如下：

5.5.1锚杆成孔造成流沙

在锚杆成孔过程中可能由于渗漏、施工震动使土体液化，产生流沙，针对此种可能性，应提前准备速凝剂及堵漏材料，如一旦出现以上情况，及时注浆，以最快的速度封闭土体，避免土体长时间暴露。

以防止边坡出现异常。

5.5.2土方超挖造成塌方或边坡位移

土方开挖过程中，可能会产生超挖而造成塌方或边坡位移，这时、应及时回填土方，或用沙袋反压坡脚，并增加锚杆及时抢险支护，待土体稳定后再进行下一步开挖。

特别强调：

土方开挖每层挖深不允许超过2.0m。

5.5.3基坑降排水造成周边沉降

及时观测，降排水施工开始，就要做好观测记录，要控制抽水量，控制抽水速度，控制抽水含沙量，必要时组织实施回灌方案。

5.5.4基坑变形过大，或地面荷载过大时出现位移

如出现以上现象，应马上减轻地面荷载，根据现场情况补加预应力锚杆，控制位移发展，或者在坑底脚被动区压重（如填砂袋等）。

第六章施工程序与施工总平面部署

6.1施工程序

设备、人员、材料进场→报验→测量放线→依据土方开挖进度分层分段支护和降水

每一道工序完成后先自检，自检合格后报监理验收，经监理验收合格后方可进行下道工序施工。

6.2施工总平面部署：

详见施工总平面布置图。

第七章施工组织计划

7.1施工机械设备进场计划

7.1.1主要工程机械配置

⑴土钉墙支护设备、锚杆施工设备

⑵降水设备

⑶基坑监测设备

配置设备数量时，充分考虑了本工程施工工期因素。

拟入本工程的施工机械设备见表7.1-1。

表7.1-1　拟投入本工程的施工机械设备情况

机械设备名称

型号规格

数量

国别

产地

制造

年份

额定

功率

设备来源（自有或租赁）

目前所在地

注浆泵

BW150

衡阳

2005

15KW

自有

河南

潜水泵

TM-11A

10

上海

2008

3.2KW

空压机

VY-9/7

柳州

2006

78HP

锚杆钻机

KR703

德国

30KW

电焊机

GQM32B

四川

13KW

钢筋调直机

GT4/10

洛阳

2007

7.5KW

砼喷射机

PZ-5B

郑州

砂浆搅拌机

JC-300

武汉