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1、2002年增刊探矿工程(岩土钻掘工程)175土钉墙技术在黄山市广电中心大厦基坑工程的应用121王国芳,唐道华,童列成(1.安徽省地勘局332地质队,安徽黄山245000;2.安徽省黄山市工程勘察院,安徽黄山245000)摘要:结合皖南山区的具体情况,介绍了土钉墙支护技术在软土基坑工程中的设计与应用效果。关键词:黄山市广电中心大厦;土钉墙;基坑支护;降水+中图分类号:TU463文献标识码:B文章编号:1000-3746(2002)S1-0175-031工程概况2.2地下水该工程位于黄山市股份大道东侧,为一幢地上据该工程地质勘察报告可知,场地地下水丰富,22层,地下1层
2、的框架-剪力墙结构的楼房。建筑补给来源充足,主要为赋存于卵石混砾内。地下水2面积7041m,楼顶建有通讯发射塔,基坑平面呈矩静止水位埋深为3.93m。形,南北长32m,东西宽18m,基础埋深为6m,基坑东侧5.6m处为规划拟建住宅4～5幢,西侧6.53土钉墙支护设计方案m为股份大道。详见图1。3.1支护方案选择根据场地工程地质条件及土层力学性质,由于该工程基坑开挖支护为临时性措施,经多种支护形式技术经济比较,决定采用以土钉墙支护为主的临时支护结构,因为土钉墙复合体可提高边坡整体稳定性和承受坡顶超载及所用的施工设备简单,占用施工场地小,而且可随基坑开挖逐次分段实施作业
3、,方案可行,具有安全、经济、施工期短等诸多优点。3.2破坏模式的确定一定的破坏模式取决于一定岩土介质的物理力图1基坑工程平面示意图学性质,并与地层应力历史、工程条件、环境条件、附加荷载及动载条件、掘土条件等有关,情形十分复2基坑工程地质条件杂。它的确定正确与否,是稳定性分析的基本依据,2.1地层情况它对方案设计、工法与工程的成败具有决定性的意根据工程地质勘察报告,拟建场地地势平坦,地义。根据本工程地质勘察的结果,岩土体内剪应力貌单元单一,在勘察深度范围内,地层自上而下主要超过滑面抗剪强度,致使稳定体沿圆弧形剪切滑移为第四系粉质粘土、卵石混砾、强风化砾岩、强风化面下滑
4、,见图2。砂岩。其主要物理力学性质见表1。3.3有关参数的设计表1场地地层主要物理力学性质(1)土钉的长度(L)容重内聚力内摩擦角层厚序号地层/(kN·m-3)/kPa/(°)/m本工程的基坑垂直深度H=6m,坡角β=80°,①粉质粘土18.436.422.86.90对打入型土钉L/H=0.5～0.6。②卵石混砾22--2.05(2)土钉的水平间距(Sh)和竖向间距(Sv)③强风化砾石20--1.98一般取Sh=Sv=1.0～2.5m,本工程取1.0～④强风化砂岩16-104.202.0m。收稿日期:2001-11-13作者简介:王国芳(1957-),男(汉族),江
5、西信丰人,安徽省地勘局332地质队工程师,探矿工程专业,从事岩心钻探及岩土工程的技术管理工作,安徽省黄山市黄山东路140号,(0559)2313090。176岩土钻掘工程实录选辑2002年增刊图2圆弧破坏形态示意图图4基坑边坡加固后整体稳定性校核示意图(3)钉杆直径(d0)3.5.1外部稳定性验算-3一般取d0=(12～14)×10ShSv把被土钉加固的原位土体视为刚性的重力式挡本工程取d0=30mm。土墙,进行外部稳定性验算。抗滑动安全系数KH(4)土钉与水平面的倾角(α)≥1.3,而抗倾覆稳定安全系数K0≥1.5。通常取α=8°～15°,本工程取α=15°。3.
6、5.2滑动力矩3.4内部稳定性计算nMT=r∑sinθi(1)土钉抗拉断裂极限状态验算,为了保证土钉i=1结构内部的稳定性,应使土钉主筋具有一定安全系式中:r滑动圆弧半径;θi法向分力Ni与数的抗拉强度,每一土钉内力可按图3所示的侧向铅垂线之夹角。土压力分布用下式求出:3.5.3抗滑力矩nP=PShSvMn=r∑{〔Ni+(Ri/cosαi)·sin(αi+θi)〕tgφi+i=1式中:P侧向土压力;P在Sh、Sv范围内由cili+(Ri/cosαi)cos(αi+θi)}地面均布荷载、土体自重和地下水产生的侧向压力式中:ci、φi锚固段土层的内聚力和内摩擦角;的平
7、均值。li第i个土条滑弧的长;RiSh、Sv面积上对于粉土〔c/(γH)≤0.05〕:水平方向的主动土压力;NiSh、Sv面积上水平P1=0.5KaγH方向的主动土压力强度。P2=Kaq3.5.4加固后的整体安全系数P3=0.5γw(H-hv)nRiK′=∑{cili+〔Ni+sin(αi+θi〕tgφi+式中:γw水的重度;hv地下水深度;γi=1cosαi土的重度;c土的内聚力;Ka主动土Rin2cos(αi+θi)}/∑Wisinθi压力,Ka=tg(45°-q/2);q地面荷载。cosαii=1式中:Wi每个土条的自重与地面荷载之和。3.6降水井设计基坑
