劉俊巖基坑工程講座電子郵箱：2/7/202512/7/202521.復合土釘墻概念和形式2/7/20253復合土釘墻支護對土體邊坡的原位加固考慮了復合構件對邊坡穩定性的奉獻1.1復合土釘墻的概念已是約定成俗的叫法〔JGJ120〕，并非強調“墻〞的概念。2/7/202542/7/20255土釘墻土釘鋼筋網土層錨桿錨噴支護水泥土墻復合土釘墻土釘2/7/202561.2復合土釘墻的形式213（a）截水帷幕復合土釘墻142（b）預應力錨桿復合土釘墻5標準：2/7/20257216（c）微型樁復合土釘墻132（d）截水帷幕--預應力錨桿復合土釘墻452/7/20258213（e）截水帷幕--微型樁復合土釘墻6142（f）微型樁--預應力錨桿復合土釘墻56142（g）止水帷幕--微型樁--預應力錨桿復合土釘墻5632/7/20259支護方案的選型基坑設計關鍵2/7/202510有地下水影響，且土的孔隙率和壓縮性指標較大時，宜采用有截水帷幕參與工作的復合土釘墻形式；132（d）截水帷幕--預應力錨桿復合土釘墻452/7/202511周邊環境對基坑變形有較高控制要求或基坑開挖深度較深時，宜采用有預應力錨桿參與工作的復合土釘墻形式。142（b）預應力錨桿復合土釘墻52/7/202512基坑側壁土體自立性較差時，宜采用有微型樁參與工作的復合土釘墻形式。216（c）微型樁復合土釘墻2/7/202513當受多種因素影響時，應根據具體情況采取多種組合構件共同參與工作的復合土釘墻形式。132（d）截水帷幕--預應力錨桿復合土釘墻45142（f）微型樁--預應力錨桿復合土釘墻562/7/202514當基坑開挖深度很深時，全部采用復合土釘支護風險太大。這時，往往淺層局部采用復合土釘支護，深層局部采用樁錨結構。該形式既提高了基坑支護的平安等級，又最大限度地節省造價。2/7/202515當淺層地層土性較好，而下層地層為深厚的淤泥地層時，在淺部土性較好的地層中采用土釘支護，而深層采用排樁＋支撐的形式。該種組合形式充分利用上層地層較好的特點施作復合土釘支護，節省了圍護樁的工程量，省掉一道支撐，使大局部土方在無支撐覆蓋的情況下開挖，提高挖土效率，有利于縮短工期。2/7/2025162.復合土釘墻適用范圍2/7/2025173.0.3復合土釘墻適用于粘土、粉質粘土、粉土、砂土、碎石土、全風化及強風化巖，夾有局部淤泥質土的地層中也可采用。地下水位高于基坑底時應采取降排水措施或選用具有截水帷幕的復合土釘墻支護。坑底存在軟弱地層時應經地基加固或采取其他加強措施后再采用。2.1地質條件第條明確了復合土釘墻適用的地質條件，并對地下水位高于基坑底或坑底存在軟弱地層時采用復合土釘墻規定了限制條件。2/7/202518在軟土地層中采用復合土釘墻應滿足一定的限制條件：許多工程實踐說明，當基坑計算范圍內存在厚度大于5m的流塑狀土〔當為淤泥和泥炭時厚度大于2m〕或坑底存在泥炭時不宜采用復合土釘墻支護。當坑底為淤泥和淤泥質土時應慎用復合土釘墻支護，如果采用，須對坑底軟弱土層進行加固或采取設置強度較大的微型樁等其他加強措施。2/7/202519在飽和粉土、砂土地層中，尤其要防止出現流砂，沒有有效的降水、截水措施那么不得采用復合土釘墻支護；基坑開挖深度范圍內如有承壓水作用那么應采取降水減壓措施后再使用。2/7/2025201、淤泥？一般不應采用復合土釘墻。特殊情況下，淤泥厚度應不大于3m，基坑深度不宜大于6m。2、淤泥質土？周邊環境條件許可時，可以采用復合土釘墻。但基坑深度不宜大于6m。〔上海規定〕遇到較厚〔大于3m〕的松散填土？1、挖除一局部。2、局部范圍的，采用地基加固的方法處理〔夯實、注漿、豎向花管等〕后，可采用復合土釘墻。3、選擇更可靠的支護形式。遇到軟土？2/7/2025212.2開挖深度3.0.4軟土地層中基坑開挖深度不宜大于6m，其他地層中基坑直立開挖深度不宜大于13m，可放坡時基坑開挖深度不宜大于18m。2/7/2025222/7/202523坑深超過限制或受周邊環境限制滿足不了條件，怎么辦？

疏排樁－復合土釘墻支護體系

2/7/2025243.設計和驗算中抗剪強度指標的取值方法2/7/2025253.0.7復合土釘墻基坑支護設計和驗算采用的巖土性能指標應根據地質勘察報告、基坑降水、固結的情況，按相關參數試驗方法并結合鄰近場地的工程類比、現場試驗、當地經驗做出分析判斷后合理取值。側壓力計算時，宜采用直剪快剪指標或三軸固結不排水剪切指標。穩定性驗算時，飽和軟黏土宜采用三軸不固結不排水剪切、直剪快剪指標或十字板剪切試驗指標，粉土、砂性土、碎石土宜采用原位測試取得的有效應力指標，其他土層宜采用三軸固結不排水剪切或直剪固結快剪指標。2/7/202526按不同工況選擇抗剪強度指標，使計算結果貼近實際情況。總的原那么降水情況固結情況當地經驗2/7/202527穩定性驗算：地下水位以下粉土、砂性土、碎石土：浮重度，有效應力抗剪強度指標粘性土：飽和重度，總應力抗剪強度指標飽和軟黏土宜采用三軸不固結不排水剪切、直剪快剪指標或十字板剪切試驗指標；其他土層宜采用三軸固結不排水剪切或直剪固結快剪指標。2/7/2025284.0.6土的抗剪強度試驗方法應根據復合土釘墻實際工作狀況確定，且應與基坑工程設計計算所采用的指標要求相符合。2/7/2025294.周邊環境調查2/7/2025304.0.8周邊環境調查的內容應包括：1基坑開挖影響范圍內既有建筑的層數、結構形式、根底形式與埋深及建成時間、沉降變形和損壞情況。2基坑開挖影響范圍內的暗溝、暗塘、暗浜、老河道、軌道交通設施、地下人防設施及地下管線等的類型、空間尺寸、埋深及其重要性，貯水、輸水等用水設施及其滲漏情況。必要時，可用坑探或工程物探方法查明。3場地周圍地表水匯流和排泄條件。4場地周圍道路的類型、位置及寬度、車輛最大荷載情況等。5場地周圍堆載及其他與基坑工程設計、施工相關的信息。2/7/2025315.設計內容及本卷須知2/7/2025322/7/2025335.1.3設計荷載除土壓力、水壓力外，還應包括鄰近建筑、材料、機具、車輛等附加荷載。地面上的附加荷載應按實際作用值計取，實際值如小于20kPa，宜按20kPa的均布荷載計取。2/7/2025345.1.4設計計算時對鄰近基坑側壁的承臺、地梁、集水坑、電梯井等坑中坑，應根據坑中坑的開挖深度確定基坑設計深度。2/7/202535土釘和錨桿的設置不應對既有建筑、地下管線以及鄰近的后續工程造成損害。5.1.9季節性凍土地區應根據凍脹及凍融對復合土釘墻的不利影響采取相應的防護措施。2/7/202536凍融對季節性凍土影響非常明顯，季節性凍土區采用復合土釘基坑支護時，應考慮凍脹后土釘受力增大、基坑位移增加以及融化后土體強度降低等不利影響。2/7/2025376.基坑穩定性驗算2/7/202538破壞形態整體穩定性坑底抗隆起穩定性抗滲流穩定性抗突涌穩定性整體穩定性驗算必須進行；有可能發生某種形式的破壞，才進行這種形式的驗算。2/7/2025396.1整體基坑穩定性驗算2/7/2025406.2抗隆起穩定性驗算2/7/2025415.3.6復合土釘墻底部存在軟弱粘性土時，應按地基承載力模式進行坑底抗隆起穩定性驗算。γ1(H+t)+qγ2ttHq2/7/202542γ1(H+t)+qγ2ttHq5.3.7坑底抗隆起穩定性〔圖〕可按以下公式進行驗算：式中γ1、γ2——分別為地面、坑底至微型樁或截水帷幕底部各土層加權平均重度；t——微型樁或截水帷幕在基坑底面以下的長度；Nq、Nc——地基承載力系數；q——地面及土體中附加荷載；c、φ——支護結構底部土體粘聚力及內摩擦角；Kl——坑底抗隆起穩定平安系數，對應于基坑平安等級二、三級時分別取1.4、1.2。2/7/2025435.3.8有截水帷幕的復合土釘墻，基坑開挖面以下有砂土或粉土等透水性較強土層且截水帷幕沒有穿透該層土時，應進行抗滲流穩定性驗算。6.3抗滲流穩定性驗算2/7/2025445.3.9抗滲流穩定性〔圖〕可按以下公式進行驗算：式中——基坑底面土體的臨界水力梯度；i——滲流水力梯度；ds——坑底土顆粒的相對密度；e—坑底土的孔隙比；hw—基坑內外的水頭差；t—截水帷幕在基坑底面以下的長度；Kw1—抗滲流穩定平安系數，對應基坑平安等級一、二、三級時宜分別取1.50、1.35、1.20。

2/7/2025456.4抗突涌穩定性驗算2/7/2025465.3.10基坑底面以下存在承壓水時〔圖〕，可按下式進行抗突涌穩定性計算。當抗突涌穩定性驗算不滿足時，宜采取降低承壓水等措施。式中γm2——不透水土層平均飽和重度；hc——承壓水層頂面至基坑底面的距離；Pw——承壓水水頭壓力；Kw2——抗突涌穩定性平安系數，宜取1.1。2/7/2025477.復合構件強度問題2/7/202548復合土釘墻土釘為主要受力構件，整體穩定性主要由土和釘的共同作用提供。首先發生的是穩定性破壞，不是沖剪、彎折強度破壞。是復合土釘的概念，不是“墻〞的概念，不是水泥土重力式擋墻、排樁擋墻。2/7/202549預應力錨桿復合土釘墻5.3.5Ks在滿足第條的同時，Ks0、Ks1、Ks2的組合應符合下式的規定：〔〕2/7/2025508.變形問題2/7/202551基坑變形荷載作用下土體自身變形周邊環境變形控制的約束復合土釘墻基坑支護的變形與地質條件、周邊環境條件、施工工況以及基坑開挖深度、土釘長度、土釘注漿量、基坑單邊長度、超前支護剛度等多方面因素有關，目前対復合土釘墻基坑支護的變形進行計算是十分困難的。2/7/2025523.0.9復合土釘墻用于對變形控制有嚴格要求的基坑支護時，應根據工程經驗采用工程類比法，并結合數值法進行變形分析預測。變形分析預測有限元數值分析監測數據反演工程類比2/7/2025532/7/2025545.1.12復合土釘墻除應滿足基坑穩定性和承載力的要求外，尚應滿足基坑變形的控制要求。當基坑周邊環境對變形控制無特殊要求時，可依據地層條件、基坑平安等級按照表確定復合土釘墻變形控制指標。當基坑周邊環境對變形控制有特殊要求時，復合土釘墻變形控制指標應同時滿足周邊環境對基坑變形的控制要求。地層條件基坑安全等級一級二級三級粘性土、砂性土為主0.3%H0.5%H0.7%H軟土為主—0.8%H1.0%H5.1.12復合土釘墻變形控制指標〔基坑最大側向位移累計值〕變形控制指標是基坑正常變形的一個范圍值，反映的是基坑仍處于正常狀態之中，是基坑變形設計的允許控制指標，超出該指標意味著基坑可能進入平安儲藏低、變形異常甚至基坑進入危險工作狀態。2/7/202555編制組在對202個復合土釘墻基坑工程監測數據的分析根底上，結合工程經驗和地方工程建設標準等，提出了依據地質條件、基坑支護平安等級以及基坑深度的分類變形控制指標建議值。從對202個復合土釘墻基坑工程監測統計情況分析，結果說明，復合土釘墻側向位移范圍一般在0.1%H~1.5%H〔H為基坑開挖深度〕之間，軟土中多數在0.3%H~1.5%H之間，一般土層中多數在0.1%H~0.7%H之間。2/7/2025569.設計構造2/7/2025579.1土釘墻設計構造5.4.1土釘墻的設計及構造應符合以下要求：1土釘墻墻面宜適當放坡。2豎向布置時土釘宜采用中部長上下短或上長下短布置形式。3平面布置時應減少陽角，陽角處土釘在相鄰兩個側面宜上下錯開或角度錯開布置。4面層應沿坡頂向外延伸形成不少于0.5m的護肩，在不設置截水帷幕或微型樁時，面層宜在坡腳處向坑內延伸形成護腳。5土釘排數不宜少于2排。2/7/2025589.2土釘設計構造5.4.2土釘構造應符合以下要求：1應優先選用成孔注漿土釘。填土、軟弱土及砂土等孔壁不易穩定的土層中可選用打入式鋼花管注漿土釘。2土釘與水平面夾角宜為5o-20o。3成孔注漿土釘的孔徑宜為70mm-130mm；桿體宜選用HRB335或HRB400級鋼筋，鋼筋直徑宜為16mm-32mm；全長每隔1m-2m應設置定位支架。4鋼管土釘桿體宜采用外徑不小于48mm、壁厚不小于2.5mm的熱軋鋼管制作。鋼管上應沿桿長每隔設置倒刺和出漿孔，孔徑宜為5mm-8mm，管口2m-3m范圍內不宜設出漿孔。桿體底端頭宜制成錐形，桿體接長宜采用幫條焊接，接頭承載力不應低于桿體材料承載力。5注漿材料宜選用早強水泥或水泥漿中摻入早強劑，注漿體強度等級不宜低于20MPa。2/7/2025599.3錨桿設計構造錨桿的位置和間距控制自由段長度錨桿二次高壓注漿錨桿鎖定、最大張拉荷載142（b）預應力錨桿復合土釘墻52/7/2025605.4.5預應力錨桿的設計及構造應符合以下要求：1錨桿桿體材料可采用鋼絞線、HRB335級、HRB400級或HRB500級鋼筋、精軋螺紋鋼及無縫鋼管等材料。2豎向布置上預應力錨桿宜布設在基坑的中上部；錨桿間距不宜小于1.5m。3鉆孔直徑宜為110mm-150mm，與水平面夾角宜為10o-25o。4錨桿自由段長度宜為4m-6m，并應設置隔離套管；鉆孔注漿預應力錨桿沿長度方向每隔1m-2m設一組定位支架。5錨桿桿體外露長度應滿足錨桿張拉鎖定的需要；錨具型號及尺寸、墊板截面剛度應能滿足預應力值穩定的要求。6錨孔注漿宜采用二次高壓注漿工藝，注漿體強度等級不宜低于20MPa。7錨桿最大張拉荷載宜為錨桿承載力設計值的1.1倍〔單循環驗收試驗〕或1.2倍〔多循環驗收試驗〕，且不應大于桿體抗拉強度標準值的80%。鎖定值宜為錨桿承載力設計值的60%-90%。2/7/2025619.3圍檁設計構造通長設置足夠的強度和剛度和面層可靠連接142（b）預應力錨桿復合土釘墻52/7/202562鋼筋混凝土圍檁具有剛度大、與樁的結合緊密、錨桿預應力損失小等優點，因此宜優先選用。當采用鋼圍檁時，一定要保證鋼圍檁的剛度滿足錨桿設計鎖定值要求，截面應通過設計計算確定，并應充分考慮缺陷的影響。圍檁可按以錨桿為支點的多跨連續梁設計計算。2/7/202563圖5預應力錨桿與面層及圍檁連接構造示意1－錨具；2－鋼墊板；3－圍檁；4－承壓板；5－噴射混凝土；6－鋼筋網；7－土體、截水帷幕或微型樁；8－預留孔；9－鉆孔；10－桿體；11－圍檁主筋；12－圍檁箍筋；13－加強筋；14－水泥砂漿；15-預留孔套管2/7/2025649.4止水帷幕設計構造水泥用量抗滲性能插入深度搭接寬度132（d）截水帷幕--預應力錨桿復合土釘墻452/7/2025655.4.7截水帷幕的設計及構造應符合以下要求：1水泥土樁截水帷幕宜選用早強水泥或在水泥漿中摻入早強劑;單位水泥用量水泥土攪拌樁不宜小于原狀土重量的13%，高壓噴射注漿不宜小于20%；水泥土齡期28天的無側限抗壓強度應不小于0.6MPa。2截水帷幕應滿足自防滲要求，滲透系數應小于0.01m/d。坑底以下插入深度應符合抗滲流穩定性要求且不應小于1.5m~2m。截水帷幕宜穿過透水層進入弱透水層1m~2m。3相鄰兩根樁的地面搭接寬度不宜小于150mm，且應保證相鄰兩根樁在樁底面處能夠相互咬合。對樁間距、垂直度、樁徑及樁位偏差等應提出控制要求。2/7/2025669.5微型樁設計構造選型微型樁直徑嵌固深度通長冠梁142（f）微型樁--預應力錨桿復合土釘墻562/7/202567微型樁的設計及構造應符合以下要求：1微型樁宜采用小直徑混凝土樁、鋼管、型鋼等。2小直徑混凝土樁、鋼管、型鋼等微型樁直徑或等效直徑宜取100mm-300mm。3小直徑混凝土樁、鋼管、型鋼等微型樁間距宜為，嵌固深度不宜小于2m。樁頂上宜設置通長冠梁。4微型樁填充膠結物抗壓強度等級不宜低于20MPa。2/7/20256810.施工總原那么2/7/202569強制性條文6.1.3土方開挖應與土釘、錨桿及降水施工密切結合，開挖順序、方法應與設計工況相一致；復合土釘墻施工必須符合“超前支護，分層分段，逐層施作，限時封閉，嚴禁超挖〞的要求。2/7/202570重點截水帷幕、微型樁應提前施工完成，到達規定強度前方可開挖基坑。下層土的開挖應等到上層土釘注漿體完成至少48h后〔強度到達設計強度的70%后〕方可進行。一般情況下，應在1d內完成土釘安設和噴射混凝土面層；在淤泥質地層和松散地層中開挖基坑時，應在12h內完成土釘安設和噴射混凝土面層。嚴格控制每層開挖深度，協調好挖土與土釘施工的進度，嚴禁多層一起開挖或一挖到底。2/7/20257111.預應力錨桿施工2/7/202572成孔6.2.5預應力錨桿的施工應符合以下要求：1錨桿成孔設備的選擇應考慮巖土層性狀、地下水條件及錨桿承載力的設計要求，成孔應保證孔壁的穩定性。當無可靠工程經驗時，可按以下要求選擇成孔方法：1〕不易塌孔的地層，宜采用長螺旋干作業鉆進和清水鉆進工藝，不宜采用沖洗液鉆進工藝。2〕地下水位以上的含有石塊的較堅硬土層及風化巖地層，宜采用氣動潛孔錘鉆進或氣動沖擊回轉鉆進工藝。3〕松散的可塑粘性土地層，宜采用回轉擠密鉆進工藝。4〕易塌孔的砂土、卵石、粉土、軟黏土等地層及地下水豐富的地層，宜采用跟管鉆進工藝或采用自鉆式錨桿。2/7/202573錨固段注漿錨固段注漿宜采用二次高壓注漿法。第一次宜采用水泥砂漿低壓注漿或重力注漿，灰砂比宜為1：0.5～1：1、水灰比不宜大于0.6；第二次宜采用水泥漿高壓注漿，水灰比宜為0.45～0.55，注漿時間應在第一次灌注的水泥砂漿初凝后即刻進行，注漿壓力宜為2.5MPa～5.0MPa。注漿管應與錨桿桿體一起插入孔底，管底距離孔底宜為100mm～200mm。2/7/202574張拉與鎖定4錨桿張拉與鎖定應符合以下要求：1)錨固段注漿體及混凝土圍檁強度應到達設計強度的75%且大于15MPa后，再進行錨桿張拉。2)錨桿宜采用間隔張拉。正式張拉前，應取10%～20%的設計張拉荷載預張拉1～2次。3)錨桿鎖定時，宜先張拉至錨桿承載力設計值的1.1倍，卸荷后按設計鎖定值進行鎖定。4〕變形控制嚴格的一級基坑，錨桿鎖定后48h內，錨桿拉力值低于設計鎖定值的80%時，應進行預應力補償。2/7/20257512.降排水施工2/7/202576如果土的孔隙率高，壓縮性大時，水位下降，土體固結下沉量大。降水對周邊環境的影響建筑、道路開裂管線爆裂降水不當的危害2/7/2025776.3.1降水井深度、水泵安放位置應與設