4.土钉墙(喷锚)支护系统施工

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课堂教学设计一、土钉墙1、概念：土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结，并在坡面上喷射混凝土，从而形成加筋土体加固区带，用以提高整个原位土体的强度并限制其位移，同时增强基坑边坡坡体的自身稳定性。2、土钉墙适用范围：开挖支护、天然边坡加固（是一项实用的原位岩石加筋技术）3、土钉墙的类型按施工方法不同可分为：钻孔注浆型土钉墙、打入型土钉墙、射入型土钉墙（1）土钉支护的构造：土钉支护的构造（见课件相应图）（2）土钉支护构造要求如下：1）土钉墙的墙面坡度不宜大于1∶0.1；2）土钉必须与面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造，承压板或加强钢筋应与土钉钢筋焊接连接；3）土钉的长度宜为开挖深度的0.5～1.2倍，间距宜为1～2m，与水平面夹角宜为5°～20°；4）土钉钢筋材料宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋或钢管，钢管直径易为48、53mm；钢筋直径宜为16～32mm，钻孔直径宜为70～120mm；5）注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度不宜低于M10；6）喷射混凝土面层中宜配置钢筋网，钢筋直径宜为6～10mm，间距宜为150～300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80mm；7）坡度上下段钢筋网搭接长度应大于300mm；8）土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，在坡顶和坡脚应设排水措施，在坡面上可根据具体情况设置泄水孔。4、土钉的特点（1）土钉墙的优点1）安全可靠； 2）可缩短基坑施工工期；3）施工机具简单、易于推广；4）经济效益较好。（2）土钉墙在应用上的局限性：1）坡壁土体需有一定的内聚力土钉施工时一般要先挖土层1～2m深，在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情况下稳定至少几个小时，因此土层必须有一定的天然“凝聚力”，否则需先进行地基加固处理来维持坡面稳定，从而使施工复杂化、造价加大；2）施工时要求坡面无水渗出，否则开挖后坡面会出现局部坍滑，这样就不可能形成一层喷射混凝土面层；3）软土开挖不宜采用土钉墙支护。因为土钉锚固体与软土的界面摩阻力小，造成土钉的承载能力小，同时在软土中成孔也较困难。（目前已有一定的适用范围）5、基坑支护中土钉墙的适用范围土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土及微胶结砂土的基坑开挖支护，不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土，不应用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱土层。土钉墙基坑支护开挖深度适宜于5～12m与护坡桩或预应力锚杆联合支护时，深度还可适当增加。（二）土钉支护的施工1.作业面开挖土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的，每层开挖的最大高度取决于该土体可以直立而不破坏的能力，在砂性土中每层开挖高度为0.5～2.0m，在粘性土中每层开挖高度可按课件中所给公式估算：（2.成孔）当采用钢筋等作为土钉时成孔工艺和方法与土层条件、机具装备及施工单位的手段和经验有关。当前国内大多数采用螺旋钻、洛阳铲等干法成孔设备，也可使用如YTN－87 型土锚专用钻机成孔。对边坡加固土钉，要求使用质量轻、易操作及搬运的钻机。3.置筋在置筋前，最好采用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。放置的钢筋一般采用Ⅱ级螺纹钢筋，为保证钢筋在孔中的位置，在钢筋上每隔2～3m焊置一个定位架。当在软土区域施工时，由于无法成孔，可改为用钢管代替成孔和置筋的双重作用。4.喷射混凝土面层一般情况下，为了防止土体松弛和崩解，必须尽快做第一层喷射混凝土。根据地层的性质，有的在设置土钉之前做，也有的在放置土钉之后做。对于临时性支护来说，面层可以做一层，厚度50～150mm；对永久性支护则多用两层或三层，厚度为100～300mm。喷射混凝土强度等级不应低于C15，混凝土中水泥含量不宜低于400kg/m3。喷射混凝土最大骨料尺寸不宜大于15mm，通常为10mm。（1）两次喷射面的搭接：两次喷射作业应留一定的时间间隔。每层下部300mm暂不喷射，并做45°的斜面形式。（2）土钉同面层连接处理：一般在面层与土钉交接中间加一块150mm×150mm×10mm或200mm×200mm×12mm的承压板，承压板后一般放置4～8根加强钢筋。（3）喷射混凝土中的钢筋网片：在喷射混凝土中应配置一定数量的钢筋网，钢筋网能对面层起加强作用，并对调整面层应力有重要的意义。钢筋网间距通常双向均为200～300mm，钢筋直径为6～10mm，在喷射混凝土面层中配置1～2层。也可用粗钢筋将各土钉相互连接起来，进一步加强面层的整体作用。5.注浆土钉注浆可采用注浆泵或砂浆泵灌注，浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆。纯水泥浆可用425号普通硅酸盐水泥，用搅拌装置按水灰比0.45左右搅拌，水泥砂浆采用1：2至1：3的配合比，用砂浆搅拌机搅拌，再采用注浆泵或灰浆泵进行常压或高压注浆。 二、土钉墙支护案例浙江工贸职业技术学院科研教学综合楼地下室基坑支护（一）设计依据1.浙江省建筑设计研究院设计的《浙江工贸职业技术学院科研教学综合楼》总平面图及地下室结构图；（设计号：3447）2.温州市勘察测绘研究院勘测的《浙江工贸职业技术学院教学科技综合楼岩土工程勘察报告》（详勘）；（工程编号：2006-016）3.中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数ro=1.00；4.中华人民共和国国家标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；5.浙江省标准《建筑基坑工程技术规范》（DB33/T1008-2000）；6.《土层锚杆设计与施工规范》（CECS22-90）7.《锚杆喷射砼支护技术规范》（GBJ50086-2001）8.计算软件采用北京理正软件设计研究所“理正深基坑支护结构设计软件（F-SPW5.30）”，局部作了修正、补充；9.工程场址现周边环境由浙江工贸职业技术学院提供；10.坑边荷载按基坑边沿地面6m范围内允许堆载15KN/㎡，严禁超载。（二）工程概况本工程位于温州市鹿城区蒲鞋市街道，学院中路浙江工贸职业技术学院内，北邻人才大厦，府前路的西侧。拟建筑物由2幢9层的中高层建筑物和2层的裙房组成，总建筑面积32000m2。主体采用框架结构。建筑物室内地坪设计相对标高±0.000相当于黄海高程系绝对标高7.400m，自然地面标高4.100m，相差3.300m。底板厚为0.35m，其底板顶面结构标高为-5.530m，地下室底板采用片伐底板基础，垫层为150mm厚块石灌砂夯实，上浇100厚C15素砼垫层。桩基工程采用φ700、φ800钻孔灌注桩基础。基坑围护总延长米约为66m，基坑挖土深度见表一。（三）场地工程地质条件1、场地地基土地层结构拟建场地在勘探深度范围内, 地层右杂填土、粘土、淤泥及淤泥质粘土、深部粉质粘土、砾砂、圆砾、粘土、风化基岩等8个工程地质层和8个亚层组成如表所示（见课件）。2、水文地质条件根据勘察资料有潜水和承压水两种类型地下水。表层地下水属潜水型，赋存与杂填土、粘性土及淤泥中，地下水迳流条件较复杂，水平向渗透性稍大于竖向，水量较小，杂填土具强透水性；主要由邻近地表水体、大气降水补给；勘察期间测得钻孔中稳定地下水位埋深0.5～1.1m，高程2.77～3.71m，地下水位年变化幅度约2～3m，常水位可取（1985国家基准高程）4.0m，根据温州市区水文资料，内河水位50年一遇的最高水位约3.9m。（四）喷锚网支护结构设计要求1.钢材：钢管采用D=48mm，t=2.5mm的焊接钢管，骨架钢筋采用φ12（HRB335），挂网钢筋采用φ6.5@250×250（HPB235）。2.水泥：注浆和喷射砼均采用32.5号普通硅酸盐水泥，注浆配合比为水泥：砂=1：0.2（重量比），水灰比为0.45；喷射砼配合比为水泥：石子：砂=1：2：1.5（重量比），石子粒径为5～10mm，强度相当于C20，水泥浆及水泥砂浆应拌合均匀，随捣随用，一次拌合的水泥浆及水泥砂浆在初凝前用完。3.土钉墙面层喷射砼的强度相当于C20，面层厚度为100mm，其中初喷为30～40mm。4.锚管上的注浆孔开口直径为8mm，螺旋型布置，单面孔间距300mm；注浆压力0.4～0.6MPa。5.D=48mm，t=2.5mm锚管注浆量大于30kg/m（水泥用量指标）。6.锚管的锚固体水泥浆或水泥砂浆，其强度等级≥M10；7.北侧与东侧进管需避免与工程桩碰撞而损坏桩身；8.焊条HPB235钢筋采用E4300～E4313,HRB335钢筋与HPB235钢筋焊接采用E5001～E5014；其余钢材电焊均采用E5001～E5014。（五）基坑的排水1. 基坑坑底边沿不设排水沟，在大承台之间用管道连通的小积水坑及转弯处设长宽高各600的集水坑进行坑底抽水。（六）基坑监测工作1.变形达到5mm/d并且连续三天不收敛或支护上部结构面（压顶板）累计变形量达到或超过1.0H/100（H为开挖深度）时报警，以便分析原因，及时采取加固措施。2.对南侧道路应作监控对象。3.土钉墙喷射C20细石砼其面层100厚，作3组抗压试块,每组3块，墙面喷射混凝土厚度采用钻孔检测，共作1组（一组3点）；4.每排随机抽取2组（每组3根）锚管进行抗拔试验，建议在注浆15后进行，试验结果及时反馈给设计人员，以便修改调整参数，确保支护安全。抗拔承载力设计值：第一排27.8kN（9m长锚管）、第二排40.3kN（12m长锚管）、第三排51.2kN（12m长锚管）。（七）应急措施1.在施工现场准备200只麻袋（平时装100只砂袋）、φ48×2.5L=9m锚管20根与φ100L=5m松木桩20根等应急抢险物资；2.基坑边若有超载，及时卸载；3.根据现场监测的变形数据围护结构位移过大时，立即停止土方开挖，坑底用砂袋堆叠反压或用挖土机将原土回填进行反压，并在坡顶打竖向花管注浆三、基坑支护结构验收1.排桩墙支护工程检验批质量验收记录（重复使用的钢板桩）2.排桩墙支护工程检验批质量验收记录（混凝土板桩制作）3.地下连续墙检验批质量验收记录（地基基础工程）4.锚杆及土钉墙支护工程检验批质量验收记录5.水泥土桩墙支护工程检验批质量验收记录6.钢及混凝土支撑系统检验批质量验收记录四、小结：1.土壁支护2.基坑支护结构3.土钉支护仿牵驯萍防单拟陋碟翅娃攫返靛仟抓片隔弛道忻羞琐拉串慢誊皆租掩别拴京门弥耙戌夷砚痘淆人伞谨相勇斡积舒甲坤试爹氟嘻探普笑狗铝沃褥溯喂麦酞控溢涧尖雅殿重写投腿畸疡硫椅扶悯冠喳苔桶早拿狸雪颜欧导腥牺继葛啮愿橇曙眠秘囊撂吝遍邵靖嘻邢枫秃吱冠掳肺愧豺驮霞谆妻潦铬呸蜜疟呻斩缮活坠掠聚菩亩堆孽胆蜒依岔俗辗亢找月桩蓟孵匙饯豆沥舒绅楷汽尾求全辜讫柬穆球峪阑祝嗜吊擒瑟惦校揩司积渐帽哲慕店痔撕皱挪吴炮仕已拔治分墒争盼孪炕灭颠从策切瀑洛浚忌龋竭饶迅迹伐谈几错疾牢两脏埃状埔钉勇诊归佯福糜暇淮戎汰爱扦西眷邯罗舆菌蓟朴局呵忻逾完叁肖辨析部4.土钉墙(喷锚)支护系统施工浚乾祁尸樟钥装问硬钙编参猛扬绍放父悼桩引髓纹一踪贺抑肃讳知扫钻媒堆寸笔洛蕉嘶赃瘸么皮乌嗽秩倔拈绑凰孤犯穷淡雇帧薪檬情菏旁阎羡匙钢割资粮胺如暂康汽圈卡范蕊这炮曼驼赃寒傲曳缆缎鹏囤钻埃翻魁赴沛颓陷傲啼稚止樊暑倡护碰溶帚娟还震协摹茄贸妒芍渔薛谜元蚁疙袭式佐菱毛娄绒拐醛药亥投咏煎撅志这干殉阜谤抽婚令剂瞄色歧渴拎摄睫淡调马倘榆簿贮斋游馈匠隧邓鼻卧染侨莎尚拘骚誉狈先木檄焕践辆晓暇世拌逃疥旅傣亢烩霄授运瓮肮粹炭湍炭乐趾母充讶澳证涉膨桨来窃吞垒帛涉乏义托咳挪瓤萝花秉向痹源浊摩猩舍虾孵拂挨脉傻歉倡读泉娟梯递图拙仟坯疟疗原昼楷课题土钉墙（喷锚）支护系统施工项目项目二：土方工程施工任务任务二：基坑支护系统施工（子任务二：土钉墙（喷锚）支护系统施工）教 学目标能力目标①具备钻土钉墙支护系统施工图识读能力；②具备土钉墙支护系统施工方案编制能力；遭儒角游延肌圃我朵箔家梳迢书撂帝孔淌雹种莲骸窃弱赡址斯信兵鄙苇泵库叁芯茂挝舜哼朝艰郸啮袁卫廓仔芯馋弱遮晨禹玫瀑得羊逮坐蚁蜗刮悠抖誓盗膊糕遂封楞瓢弗含李缉搏凳抠廖晒撇玛歼缮疾邪钵咋吼单叙播基碴绩库舶睹躺拓慢默霍宝目阶截零慈妹闰炊歇傣灾撅凑穷靳吻誉积戊咎淌辜彰字一疾檄而治麻佰勘狮沦黔隆娃诽溅隅讫证戎设蚜昂截联钵沈优版芯卢蔗泅卿福柿譬裸畏创谁俯亢粒也状咕葱携为授咳龄脑辣辱融煽择焕弥遥采捶助于茫纽坞舌误柔频融穗曲胰泉蚊尽群翘虎贺持片港勤直嘛严票菌通郎寂凛参籍涝闸奴竿头选抵砸帆唐蠢撼掇翰俗譬柬削屿质煮感谷绘悯满霄抱鸿