1、高層建筑施工高層建筑施工徐訓武漢理工大學2021年7月18日星期日2/73第六節 土層錨桿、土釘墻本節主要內容1.1、土層錨桿概述1.3、土層錨桿原理1.4、土層錨桿設計布置1.5、土層錨桿計算1.2、土層錨桿組成1.6、土層錨桿施工1、土層錨桿2.1、土釘墻概述2.3、土釘墻設計計算2.4、土釘墻施工2.2、土釘墻構造2、土釘墻2021年7月18日星期日3/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.1、土層錨桿概述土層錨桿：簡稱土錨，由設置與鉆孔內、端部深入穩定土層中的鋼筋或鋼絞線與孔內注漿體組成的受拉桿體。支護結構或其他結構所承受的荷載通過拉桿傳遞到端部穩定土層中的錨固體上，再由錨固體將荷載分散到周

2、圍穩定的土層中。優點：基坑施工時坑內無支撐，開挖土方和地下結構施工不受支撐干擾，施工作業面寬敞，改善施工條件，同時可以施加預應力，能有效控制擋墻的位移和土層變形。2021年7月18日星期日4/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.1、土層錨桿概述土層錨桿的適用范圍：土層錨桿適用范圍較廣，在大多數場地和地質條件下都可采用，尤其適合在深度達，水平變形要求高，周邊場地狹窄的情況。土層錨桿不適用情況： 錨固端設置在軟弱土層中，承載力低，不能滿足錨固要求，且錨桿長、造價高，工期長，不經濟。 錨桿施工困難，如砂卵石地層存在承壓力的情況下無法成孔，并且不能保證水泥漿灌注質量。2021年7月18日星期日5/73第六

3、節 土層錨桿、土釘墻1.2、土層錨桿組成錨桿支護體系支護擋墻腰梁及托架錨桿鋼筋混凝土板樁、鋼板樁，鉆孔灌注樁、挖孔樁，地下連續墻腰梁及托架作用、構造同內支撐錨頭拉桿(拉索)錨固體螺母錨頭錨具錨頭鋼筋鋼絞線2021年7月18日星期日6/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.3、土層錨桿原理自由段處于不穩定土層中，應使它與土層盡量脫離，土層一旦有滑動時，可以伸縮，其作用是將錨頭所承受的荷載傳遞到錨固段錨固段處于穩定的土層中，要與周圍土體結合牢固，能將錨桿所受到的荷載分散到周圍土體中。錨桿的錨固段長度由承載力確定，而錨桿的總長度取決于穩定性驗算的需求。錨桿支護結構的破壞形式：錨桿受拉破壞，整體穩定破壞等。

4、2021年7月18日星期日7/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.4、土層錨桿設計布置1.4.1、錨桿長度錨桿的錨固區應設置在主動土壓力滑動面以外且地層穩定的土體中，以便使錨固段有足夠的錨固力，確保在設計荷載的作用下正常工作。錨桿桿體下料長度=錨桿自由段+錨固段+外露長度錨桿自由段長度不宜小于5.0m，并應超過潛在滑裂面1.5m；錨固段長度不宜小于4.0m；外露長度必須滿足臺座、腰梁及張拉要求。2021年7月18日星期日8/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.4、土層錨桿設計布置1.4.2、錨桿間距錨桿間距取決于支護結構承受的荷載合每根錨桿的承載能力。錨桿垂直間距不宜小于2.0m水平間距不宜小于1.5

5、m錨桿間距愈大，每根錨桿承受的拉力亦愈大，由于錨桿間距變大，腰梁的跨度變大，腰梁內力增加，需加大腰梁截面；減小錨桿間距，可使腰梁內力減小，若間距過小，會產生群錨效應，錨桿之間相互干擾，降低了單根錨桿的承載能力。2021年7月18日星期日9/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.4、土層錨桿設計布置1.4.3、錨桿傾角錨桿的拉力對于支護墻體的支承作用，只有水平分力是有效支承，而垂直分力會增加支護結構底部的壓力，可能造成支護結構和周圍地基的沉降一般要求錨桿傾角為15度-25度，且不應大于45度。錨桿傾角于可錨固土層的位置，支護結構的位置，施工條件，應避開臨近地下構筑物合管道，不與原有錨桿或設計中的錨桿交

6、叉，還應考慮鉆孔、灌漿是否方便。2021年7月18日星期日10/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.4、土層錨桿設計布置1.4.4、錨桿層數錨桿層數取決于支護結構的截面和其所承受的荷載、基坑深度、錨桿的承載力，還應考慮支護結構允許的變形量和施工條件等綜合因素。注意事項： 最上層錨桿上面應具有足夠的覆土厚度，不宜小于4.0m，防止由于錨桿向上的垂直分力作用而使地面隆起。覆土厚度經計算確定，應保證覆土重量大于錨桿的垂直分力； 在可能產生流砂的地區布置土錨時，錨頭標高與砂層應有一定的距離，以防滲流距離過短造成流砂從鉆孔涌出。2021年7月18日星期日11/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.5、土層錨桿計算

7、錨桿承載力影響因素： 拉桿的極限抗拉強度； 拉桿與錨固體之間的極限握裹力； 錨固體與土體之間的極限阻力；拉桿與錨固體之間的極限握裹力遠大于錨固體與土體之間的極限阻力；錨桿的承載力主要取決于錨固體與土體之間的極限阻力；2021年7月18日星期日12/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.5、土層錨桿計算式中：Td-錨桿水平拉力設計值； Nu-錨桿軸向受拉承載力設計值； -錨桿與水平面的傾角。1.5.1、錨桿承載力 1cosudNT 2021年7月18日星期日13/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.5、土層錨桿計算式中：As、Ap-普通鋼筋、預應力鋼筋桿體截面面積； fy、fpy-普通鋼筋、預應力鋼筋抗拉

8、強度設計值。1.5.2、錨桿桿體的截面面積 2cosydsfTA 3cospydpfTA A. 普通鋼筋截面面積計算B. 預應力鋼筋截面面積計算2021年7月18日星期日14/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.5、土層錨桿計算1.5.3、錨桿軸向受拉承載力設計值 422211ddclqdlqdNkjsjkisiksuA. 安全等級為一級及缺乏地區經驗的二級基坑側壁，應根據規程要求進行錨桿基本試驗，確定錨桿的極限承載力，再除以受拉抗力分項系數s(s可取1.3)，得到錨桿軸向受拉設計值。B. 基坑側壁安全等級為二級且有鄰近工程經驗時，按下式計算錨桿受拉承載力設計值，并按規程要求進行錨桿驗收試驗：20

9、21年7月18日星期日15/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.5、土層錨桿計算1.5.3、錨桿軸向受拉承載力設計值式中：Nu-錨桿軸向受拉承載力設計值； d1-擴孔錨固體直徑； d-非擴孔錨桿或擴孔錨桿的直孔段錨固體直徑； li-第i層土中直孔部分錨固段長度； lj-第j層土中直孔部分錨固段長度； qsik、qsjk-土體與錨固段的極限摩阻力標準值，應根據當地經驗取值；當無經驗時可根據規程選用； ck-擴孔部分土體黏聚力標準值； s-錨桿軸向受拉抗力分項系數，可取1.32021年7月18日星期日16/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.5、土層錨桿計算1.5.3、錨桿軸向受拉承載力設計值C. 對于塑

10、性指數大于17的黏性土層中的錨桿應進行蠕變試驗；D. 基坑側壁安全等級為三級時，可按式(4)確定錨桿軸向受拉承載力設計值。2021年7月18日星期日17/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.1、土層錨桿施工準備A. 查明施工區域的土層分布及相應物理力學特性，合理布置土層錨桿、正確選擇鉆孔方法；B. 查明錨桿施工區域內地下構筑物、管線及其它障礙物的位置和情況，保證順利施工；C. 了解地下水的成分和含量、水位及變化情況，選擇正確的錨桿防腐方案；2021年7月18日星期日18/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.1、土層錨桿施工準備E. 進行技術交底，明確設計

11、意圖和施工技術要求；G. 若采用濕作業施工，要準備好用水，并挖好排水溝，沉淀池，集水井，使成孔排出的泥水排到沉淀池，再從沉淀池排入集水井用水泵排走；F. 進行土方開挖，使錨桿作業面低于錨桿標高500-600mm，并平整好操作范圍內的場地；D. 編制錨桿施工組織設計：確定土層錨桿的施工順序，制定施工方案；選定并準備鉆孔機械，張拉機具及其配套機械設備；安排施工進度；提出保證質量、保證安全和節約成本的技術措施；2021年7月18日星期日19/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.2、施工機械鉆機的鉆頭安裝在套管的底端，由鉆機回轉機構帶動鉆桿對鉆頭以一定的壓力和轉速切削土體，土渣通過

12、循環水排出空外。A. 回轉式鉆機適用于黏性土及砂性土地基。如在地下水位以下鉆進，遇軟黏土及土質松散的粉質黏土、粉細砂等土層時，應用套管鉆進保護孔壁，防止坍孔。2021年7月18日星期日20/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.2、施工機械螺旋式鉆機是利用回旋的螺旋鉆桿，以一定的鉆壓和轉速向土體鉆進，同時將切削下來的松動土體順螺葉排出孔外。B. 螺旋式鉆機螺旋鉆機不需用水循環，不使用套管護壁，因此輔助作業時間減少，鉆進速度快。螺旋式鉆機適用于無地下水條件下黏土、粉質黏土及較密實的砂土土層中成孔。2021年7月18日星期日21/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1

13、.6.2、施工機械旋轉沖擊式鉆機又稱為萬能鉆機，具有旋轉、沖擊、鉆進多功能，其鉆孔、移動和裝卸都靠油壓裝置運行。一般鉆孔直徑為80-130mm，可鉆任何角度的孔，根據土質情況可分別使用其旋轉、沖擊功能，能迅速裝卸，鉆孔速度快。C. 旋轉沖擊式鉆機2021年7月18日星期日22/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.2、施工機械旋轉沖擊式鉆機又稱為萬能鉆機，具有旋轉、沖擊、鉆進多功能，其鉆孔、移動和裝卸都靠油壓裝置運行。一般鉆孔直徑為80-130mm，可鉆任何角度的孔，根據土質情況可分別使用其旋轉、沖擊功能，能迅速裝卸，鉆孔速度快。C. 旋轉沖擊式鉆機2021年7月18日星期日

14、23/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.2、施工機械潛鉆沖擊器長度為0.5-1.0m，直徑為78-135mm，內部裝有配氣閥，汽缸和活塞等機構，利用壓縮空氣驅動，通過活塞往復運動作定向高頻沖振，擠壓土層向前鉆進。D. 潛鉆沖擊器2021年7月18日星期日24/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.2、施工機械潛鉆沖擊器通常配備一臺鉆機，沖擊器設在鉆桿端部，導向架控制其成孔角度，并導向鉆進，達到預定深度時鉆桿沿導向架退出，同時將沖擊器帶出鉆孔。由于擠壓土層向前鉆進，故不出土。其成孔速度較快，可達1.3m/min，噪聲低，能耗小。D. 潛鉆沖擊器2021年7

15、月18日星期日25/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝施工順序：鉆孔-安放拉桿-灌漿-養護-安裝錨頭-張拉錨固-挖土2021年7月18日星期日26/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 干作業法A. 鉆孔當土層錨桿處于地下水位以上，呈非浸水狀態時，可選用不護壁的螺旋鉆孔干作業法成孔。適用于黏土，粉質黏土，密實性和穩定性較好的砂土等土層。干作業法具有施工操作方便，場地無積水，功效高，適宜于冬季作業。2021年7月18日星期日27/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 干作業法A. 鉆孔方法一

16、：螺旋鉆機鉆孔成孔后鉆桿退出空洞用空氣壓縮機風管沖洗孔穴清除孔內殘余土屑插入鋼拉桿2021年7月18日星期日28/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 干作業法A. 鉆孔方法二：鉆孔時將鋼拉桿插入空心螺旋鉆桿鋼拉桿和螺旋鉆桿同時到達設計規定深度提出螺旋鉆桿150-200mm壓力灌漿-邊灌漿邊退鉆桿灌漿時螺旋葉間充填土可以起到保護孔壁，防止坍塌和堵塞灌漿外流，提高灌漿效果的作用2021年7月18日星期日29/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝b) 濕作業法A. 鉆孔鉆進時沖洗液(壓力水)從鉆桿中心流向孔底，在一定水頭壓力下，水

17、流攜帶鉆削下來的土屑從鉆桿與孔壁之間的孔隙排出孔外。鉆進時要不斷供水沖洗，始終保持孔口的水位。待鉆到規定深度后，繼續用壓力水沖洗殘留在孔內土屑，直至溢出清水為止。2021年7月18日星期日30/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝b) 濕作業法A. 鉆孔優點：鉆孔過程中的鉆進、出渣、固壁、清孔等工序一次完成，可防止塌孔，不留殘土。適用范圍：適用于各種軟、硬土層，特別適合于有地下水或土的含水率大及有流砂的土層。2021年7月18日星期日31/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝錨固段擴孔方法：機械擴孔，爆炸擴孔，水力擴孔和壓漿擴孔等

18、。A. 鉆孔成孔質量檢查：孔洞位置容許偏差：100mm；傾斜度偏差：1孔壁平直，不得坍塌和松動清孔用水沖洗，直至孔口溢出清水為止，避免使用膨潤土循環泥漿護壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低錨固體與孔壁的摩擦阻力。2021年7月18日星期日32/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.1、土釘墻概述所謂“土釘”，是置入現場原位土體中以較密間距排列的細長桿件，如鋼筋或鋼管等，通常外裹水泥砂漿或水泥凈漿漿體。2.1.2 土釘特點沿通長與周圍土體接觸，以群體起作用，與周圍土體形成一個組合體，在土體發生變形的條件下，通過與土體接觸面的黏結力或摩擦力，使土釘被動受拉，并主要通過受拉工作給土體以約束加固或使其穩定。2.

19、1.1 土釘概念土釘的設置方向與土體可能發生的主拉應變方向大體一致，通常接近水平方向向下呈不大的傾角。2021年7月18日星期日33/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝土層錨桿拉桿：承載能力較小時，多用粗鋼筋 承載能力較大時，多用鋼絞線B. 安放拉桿錨桿加工和安放過程中兩個問題：錨桿自由段的防腐和隔離處理 插入錨桿時的對中措施2021年7月18日星期日34/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝錨桿自由段的防腐：地下水對剛才具有腐蝕性，錨桿自由段若不進行防腐處理，時間久了，錨桿會因銹蝕而斷裂，危機支護結構安全。B. 安放拉桿錨桿自

20、由段的隔離處理：錨桿自由段處于不穩定土層中，一旦土層有滑動，自由段拉桿應可以自由伸縮，應使自由段與土層和注漿體隔離。2021年7月18日星期日35/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝鋼拉桿處理方法：B. 安放拉桿方法二：除銹在鋼筋拉桿上涂潤滑油脂套上塑料管與錨固段相交處的塑料管管口密封并用鉛絲綁緊方法一：清除拉桿上鐵銹涂一層環氧防腐漆冷底子油干燥涂一層環氧玻璃銅固化纏繞兩層聚乙烯塑料薄膜2021年7月18日星期日36/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝鋼絞線拉桿處理方法：B. 安放拉桿在桿體上涂防腐油脂，然后套上聚丙烯防護套。

21、鋼絞線通常以涂油脂和包裝物保護的形式送到現場。下料切斷后，要清除錨固段鋼絞線的防護層，并用溶劑或蒸汽清除防護油脂，以保證錨固段拉桿與錨固體砂漿有良好黏結。2021年7月18日星期日37/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝鋼拉桿或鋼絞線拉桿對中：B. 安放拉桿防止自由段產生過大的撓度和插入鉆孔時攪動土壁，并保證錨固段有足夠的保護層厚度，拉桿與錨固體有足夠的握裹力。定位器間距：錨固段：2m自由段：4.0-5.0m外徑宜小于鉆孔直徑10mm2021年7月18日星期日38/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝B. 安放拉桿2021年7月

22、18日星期日39/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 灌漿材料及配合比C. 灌漿水泥宜用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥，一般不宜用高鋁水泥。漿液應有足夠的流動性。水泥砂漿的灰砂比為1:1-1:2，水灰比為0.38-0.45水泥漿水灰比為0.45-0.552021年7月18日星期日40/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 灌漿方法C. 灌漿一次灌漿：只用一根灌漿管，直徑30mm左右，底端距孔底宜為100-200mm。壓漿泵將攪拌好的漿液注入鉆孔底部，自孔底向外灌注，逐步把灌漿管向外撥出，但管口始終埋在漿液中，待漿液流出

23、孔口時，用水泥袋等堵塞孔口，并用濕黏土封口，嚴密搗實，以0.4MPa左右的壓力進行補灌，穩壓數分鐘后灌漿結束。2021年7月18日星期日41/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 灌漿方法C. 灌漿二次灌漿：兩根灌漿管，直徑為20mm，第一次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端500mm左右，第二次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端1000mm左右，管口用塑料筒或膠布封住，以防沉放時土進入管口。在管端50mm處向上每隔2m左右做出1.0m長的花管，花管的孔眼為8mm，花管段數視錨固段長度而定。2021年7月18日星期日42/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿

24、施工1.6.3、施工工藝a) 灌漿方法C. 灌漿二次灌漿法應先灌錨固段，待漿液初凝后對錨固段進行張拉，然后再灌自由段，使錨固段和自由段界限分明。第一次灌漿用水泥砂漿，注漿壓力0.3-0.5MPa；第二次灌漿根據注漿工藝試驗確定或在第一次注漿體強度達到5.0MPa后進行。2021年7月18日星期日43/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝a) 灌漿方法C. 灌漿二次灌漿法可以顯著提高土層錨桿的承載力錨固體直徑擴大，增加了土中的徑向壓應力，錨固體周圍土受到壓縮，孔隙比減少，含水量降低，錨固體的粗糙表面也提高了土的內摩擦角。第二次灌漿采用水泥漿，注漿壓力2.5-5.0

25、MPa，穩壓2min，使第一次灌漿錨固體在灌漿壓力作用下產生裂縫并被漿液填充。2021年7月18日星期日44/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝錨具選擇：變形鋼筋-螺絲端桿錨具；鋼絞線-夾片式錨具；鋼絲束-鐓頭錨D. 張拉和錨固張拉時間：灌漿結束錨桿養護7-8d后，待錨固段強度大于15MPa并達到設計強度等級的75%后，可對錨桿進行張拉和錨固。預應力損失：張拉摩擦，錨具滑移，拉桿松弛，相鄰錨桿施工引起的土層壓縮，支護結構變形，土體蠕變，溫度變化等。2021年7月18日星期日45/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝張拉前先在支護

26、結構上安裝腰梁。承壓面應平整，并與錨桿軸線方向垂直，校拉張拉設備，檢驗錨具，預應力值一般為設計錨固力的75%-80%。D. 張拉和錨固正式張拉前，應取0.1-0.2倍設計承載力對錨桿預張拉1-2次，使其各部位接觸緊密，桿體完全平直；正式張拉宜分級加載，每級加載應穩載3min，記錄伸長值；最后一級荷載應持荷5min，記錄伸長值；當拉桿預應力沒有明顯衰減時可鎖定拉桿。張拉順序宜采用隔二拉一的張拉方法。2021年7月18日星期日46/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.3、施工工藝黏性土中的錨桿，特別是飽和淤泥質黏土層中，預應力錨桿會發生蠕變現象，此外，鋼筋松弛，支護結構變形，地

27、基變形會導致預應力損失。在張拉3-5d后，根據錨桿內應力損失情況，進行一次重復張拉，補足預應力，以改善錨桿長期工作性能。D. 張拉和錨固2021年7月18日星期日47/73第六節 土層錨桿、土釘墻1.6、土層錨桿施工1.6.4、土層錨桿試驗極限抗拔力試驗，在土錨工程正式施工前，選擇具有代表性的地層(物理力學性能較差)進行錨桿拉拔試驗。試驗錨桿數量取錨桿總數的5%，且不得少于3根灌漿后的錨桿，待錨固體強度達到15MPa或75%以上的強度時才能進行拉拔試驗。基本試驗采用循環加載，卸荷載法，最大的試驗荷載不宜超過錨桿桿體承載力標準值的0.9倍。錨桿極限承載力取破壞荷載的前一級荷載，在試驗最大荷載下，

28、仍未達到錨桿破壞標準，取最大荷載作為錨桿極限承載力。2021年7月18日星期日48/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.1、土釘墻概述所謂“土釘”，是置入現場原位土體中以較密間距排列的細長桿件，如鋼筋或鋼管等，通常外裹水泥砂漿或水泥凈漿漿體。2.1.2 土釘特點沿通長與周圍土體接觸，以群體起作用，與周圍土體形成一個組合體，在土體發生變形的條件下，通過與土體接觸面的黏結力或摩擦力，使土釘被動受拉，并主要通過受拉工作給土體以約束加固或使其穩定。2.1.1 土釘概念土釘的設置方向與土體可能發生的主拉應變方向大體一致，通常接近水平方向向下呈不大的傾角。2021年7月18日星期日49/73第六節 土層錨桿、

29、土釘墻2.2、土釘墻的構造2.2.1 土釘 常用土釘類型是鉆孔注漿釘，先在土中成孔，置入變形鋼筋，然后沿全長注漿填孔，形成由土釘鋼筋和外裹水泥砂漿(細石混凝土或水泥凈漿)組成的土釘體。土釘支護通常由三個部分組成，即土釘，面層和防水系統三部分組成。 土釘長度：宜為開挖深度的0.5-1.2倍 土釘間距：1-2m 與水平面夾角：5-202021年7月18日星期日50/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.2、土釘墻的構造2.2.1 土釘 土釘鋼筋：二級，三級鋼筋 鋼筋直徑：16-32mm 鉆孔直徑：70-120mm 定位支架間距：沿釘長每隔2-3m設置一個 注漿水泥漿或水泥砂漿強度：不宜低于M102021

30、年7月18日星期日51/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.2、土釘墻的構造2.2.2 面層 土釘支護的面層為噴射混凝土面層，內配鋼筋網。 墻面坡度：不宜大于1:0.1 厚度：不宜小于80mm；當為永久性支護時，面層厚度大于150mm 混凝土強度等級：不低于C20，3d強度不低于10MPa 鋼筋直徑：宜為6-10mm 鋼筋間距：150-300mm當面層厚度大于120mm時，宜設置兩層鋼筋網；在土釘位置，可與土釘等間距設置水平，垂直或斜向交叉加強鋼筋，直徑12-18mm，加強鋼筋宜采用焊接連接。2021年7月18日星期日52/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.2、土釘墻的構造2.2.2 面層 土釘和面

31、層連接方法：宜采用螺母和墊板連接的方法 當高度不大的臨時支護且無水壓或重大地表壓力作用時，可將土釘伸出孔口的一端鋼筋彎折與鋼筋網片上的加強鋼筋焊接；在土釘和面層連接處，混凝土面層中宜設置局部鋼筋網片，以增加混凝土的局部抗壓能力。在混凝土面層頂部，宜在地表延續，形成混凝土護頂，有利于防止混凝土面層下墜變形。 緊貼土釘鋼筋側面，沿縱向對稱焊接上短鋼筋，再將后者與鋼筋網上的加強鋼筋焊接。2021年7月18日星期日53/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.2、土釘墻的構造2.2.2 面層 噴射混凝土面層施工應做好分層施工接縫處的鋼筋網搭接和混凝土之間的連接，鋼筋網搭接長度應大于300mm，到達支護底面后，

32、宜將面層插入底面以下300-400mm。2021年7月18日星期日54/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.2、土釘墻的構造2.2.3 排水系統 設置排水系統的目的防止地表水滲透對混凝土面層產生壓力，降低土體強度及土體與土釘之間的截面黏結力。排水方式設置排水溝引走地表水，或設置不透水的混凝土地面防止地表水向下滲透；沿基坑邊緣應墊高地面防止地表水流入基坑；設置淺表排水管以便將混凝土面層背后的水排走；在基坑底部設排水溝和集水井，排水溝需防滲漏，并宜離開面層一定距離。2021年7月18日星期日55/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.3、土釘墻設計計算2.3.1 土釘抗拉承載力計算 a) 單根土釘受拉荷載標

33、準值計算式中：Tjk-第j根土釘受拉荷載標準值； -荷載折減系數； eajk-第j根土釘位置處的基坑水平荷載標準值； sxj、szj-第j根土釘與相鄰土釘的平均水平，垂直間距； -第j根土釘與水平面的夾角。 -土釘墻坡面與水平面的夾角 5cosjzjxjajkjksseT245tantan12tan12tan2kk2021年7月18日星期日56/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.3、土釘墻設計計算2.3.1 土釘抗拉承載力計算 b) 土釘抗拉承載力設計值計算式中：Tuj-第j根土釘抗拉荷載標準值； s-土釘抗壓拉力分項系數，取1.3； dnj-第j根土釘錨固體直徑； qsik-土釘穿越第i層土體

34、與錨固體極限摩阻力標準值，應由現場試驗確定，如無試驗資料，可根 據規程選用； li-第j根土釘在直線破裂面外穿越第i層穩定土體內長度，破裂面與水平面夾角為 。 61isiknjujlqdT2k對于基坑側壁安全等級為二級的土釘抗拉承載力設計值應按試驗確定，基坑安全等級為三級時按下式計算2021年7月18日星期日57/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.3、土釘墻設計計算2.3.1 土釘抗拉承載力計算 c) 單根土釘抗拉承載力驗算式中：Tuj-第j根土釘抗拉荷載標準值； Tjk-第j根土釘受拉荷載標準值。 71.250ujjkTT 2021年7月18日星期日58/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.3、土

35、釘墻設計計算2.3.2 土釘墻整體穩定性驗算 土釘墻是隨基坑分層開挖，分層施工逐漸形成的，應根據施工期間不同開挖深度及基坑底面以下可能滑動面采用圓弧滑動簡單條分法進行整體穩定驗算： 80sintansin21costancos1001101niiiikmjikjjjjnjniikiiiniisikbqsTbqsLc2021年7月18日星期日59/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.3、土釘墻設計計算2.3.2 土釘墻整體穩定性驗算 式中：n-滑動體分條數； m-滑動體內土釘數； k-整體滑動分項系數，可取1.3； 0-基坑側壁重要性系數； i-第i分條土重，滑裂面位于黏性土或粉土中時，按上覆層的飽

36、和土重度計算；滑裂面位于砂 土或碎石土中時，按上覆層土的浮重度計算； bi-第i分條寬度； cik-第i分條滑裂面處土體固結不排水剪黏聚力標準值； ik-第i分條滑裂面處土體固結不排水剪內摩擦角標準值； i-第i分條滑裂面處中點切線與水平面夾角； j-土釘與水平面之間的夾角； Li-第i分條滑裂面處弧長； s-計算單元體滑動厚度； Tnj-第j根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗壓力。2021年7月18日星期日60/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.2.4 土釘墻整體穩定性驗算 單根土釘在圓弧面外錨固體與土體的極限抗拉力Tnj按下式確定： 9nisiknjnjlqdT式中：

37、 lni-第j根土釘在圓弧滑裂面外穿越第i層穩定土體內的長度；2021年7月18日星期日61/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.1 土釘墻施工工藝流程a)按設計要求開挖第一層土，并修正邊坡；b)設鋼筋網，噴射第一層薄混凝土；c)鉆孔，插筋，注漿，安裝好土釘；d)土釘與面層錨固后噴射第二層混凝土；e)開挖第二層土，重復以上工作。 9nisiknjnjlqdT2021年7月18日星期日62/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.2 土釘施工準備1. 了解支護結構施工質量要求，施工監測內容與要求，如基坑支護尺寸的允許誤差，最大變形，對周邊環境影響的最大程度；2.

38、制定基坑支護施工組織設計，使挖土，支護施工密切配合，保證連續快速施工；3. 測量放線，確定基坑開挖線，軸線，水準基點，變形觀測點，并妥善保護；4. 準備施工材料，所選鋼筋，水泥，砂，外加劑等所需符合設計要求；5. 根據基坑條件，地質特點及環境狀況和施工單位現有機械情況選擇施工機械，主要有成孔機械，注漿泵，混凝土噴射機，空壓機等，成孔機械要保證在鉆進和抽出過程中不塌孔，其他施工機械應滿足施工要求。2021年7月18日星期日63/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.3 施工機械1. 鉆孔機具一般選用體積小，重量輕，裝拆移動方便的機具。A. 錨桿鉆機錨桿鉆機能自動退鉆桿，接鉆桿，適

39、用于土中造孔。B. 地質鉆機C. 洛陽鏟洛陽鏟機動靈活，操作簡便，一旦遇到地下管線等障礙物能迅速反應，改變角度或孔位重新鉆孔。孔徑為80-150mm，水平方向挖孔深度可達15m。2021年7月18日星期日64/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.3 施工機械2. 空氣壓縮機作為鉆孔機械和混凝土噴射機械的動力設備，一般選用排氣量為9-20m3/min的空壓機3. 混凝土噴射機宜選用小型，可移動，可靠性好的注漿泵。5. 混凝土攪拌機4. 注漿泵2021年7月18日星期日65/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.4 土釘墻施工1. 基坑土方開挖 分段分層進行，在上

40、一層作業面土釘注漿體及噴射混凝土面層達到設計強度70%以前，不得進行下一層土方開挖； 一般每層開挖深度和土釘的豎向間距一致； 砂性土每層開挖深度一般為0.5-2.0m； 黏性土每層開挖深度按下式計算：2tan 452hc2021年7月18日星期日66/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.4 土釘墻施工1. 基坑土方開挖 土方開挖設備必須能挖出光滑規則斜坡面，最大限度減少土層擾動。對松散土，先進行灌漿加固處理；式中：h-每層開挖深度(m)；c-土體固結快剪黏聚力(kPa) ；-土體固結快剪內摩擦力；-土的重度(KN/m3) . 土方開挖水平分段長度取決于土壁保持坡面穩定的坡面面積和土釘施工設備要求。縱向長度一般為10-20m2021年7月18日星期日67/73第六節 土層錨桿、土釘墻2.4、土釘墻施工2.4.4 土釘墻施工1. 基坑土方開挖 坡面噴射混凝土支護前，坡面虛土應予以清除。 機械開挖后，應人工修整坡面，坡面平整度偏差為20mm；2. 噴射第一層混凝土土體開挖后，為防止土壁土體坍塌，應盡量縮短土體裸露時間。對自穩能力較差的砂土，應盡快噴射一層薄混凝土或砂漿；對易塌土體，應采取加固措施，如分小段間隔開挖；對土層