土钉墙设计要点

六、混凝土面层与坡面防护设计
1
一般规定
1、喷射混凝土面层的厚度宜为80～150mm，通常取80mm， 喷射混凝土面层的厚度宜为80～150mm，通常取80mm， 80 80mm 喷射混凝土强度等级不宜低于C20 通常取C20 C20， C20。 喷射混凝土强度等级不宜低于C20，通常取C20。 混凝土面层内应设置钢筋网，钢筋直径宜为6 10mm， 2、混凝土面层内应设置钢筋网，钢筋直径宜为6～10mm， 间距宜为150 300mm；通常取φ6@200 200。 150～ φ6@200× 间距宜为150～300mm；通常取φ6@200×200。 当面层厚度大于120mm 120mm时 宜设置双层钢筋网。 3、当面层厚度大于120mm时，宜设置双层钢筋网。 土钉墙施工应采取有效的地表排水、 4、土钉墙施工应采取有效的地表排水、内部排水以及基 坑排水等措施。 坑排水等措施。 大多数基坑事故为土钉墙支护， 注：大多数基坑事故为土钉墙支护，大多数土钉墙事故 由地下水导致。 由地下水导致。
工程实例： 工程实例：富力十号地基坑设计
5
土钉抗拉承载力计算结果对比
土钉 长度 (m) 受拉荷载标准值 Tjk(kN) 抗拔承载力设计值 Tuj(kN) 同济 启明星 20 70 86 74
土钉 编号
理正深基坑 同济 理正深基坑 超级土钉） 超级土钉） （超级土钉） 启明星 （超级土钉） 10.3（10.3） 10.3（10.3） 17.0（17.0） 17.0（17.0） 56.3（56.3） 56.3（56.3） 48.4（48.4） 48.4（48.4） 17 10 56 46 19.3（19.3） 19.3（19.3） 69.6（69.6） 69.6（69.6） 85.5（85.5） 85.5（85.5） 73.6（73.6） 73.6（73.6）
建筑基坑支护 土钉墙设计要点
李自伟 2011年1月
一、确定土钉墙的平面、剖面尺寸及分层施工高度； 确定土钉墙的平面、剖面尺寸及分层施工高度； 二、确定土钉的类型、布置方式和间距； 确定土钉的类型、布置方式和间距； 三、确定土钉的直径、长度、倾角； 确定土钉的直径、长度、倾角； 四、确定土钉钢筋（钢管）的类型、直径和构造； 确定土钉钢筋（钢管）的类型、直径和构造；
工程实例： 工程实例：富力十号地基坑设计
3
计算简图
q=10
(杂填土)
(粉土) H=6.5 (粉土)
(粉砂)
(粉土) b=78.69 (粉土)
土钉墙
理正深基坑计算简图
同济启明星计算简图
工程实例： 工程实例：富力十号地基坑设计
4
工况 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
土钉、 土钉、工况信息
工况 类型 开挖 加钉 开挖 加钉 开挖 加钉 开挖 加钉 开挖 深度 倾角 (m) (°) 1.8 1.4 3.3 2.9 4.8 4.4 6.3 5.9 6.5 10 1.5 70 110 4.3 18 1 10 1.5 70 110 5.8 18 1 10 1.5 70 110 5.8 18 1 10 1.5 70 110 4.3 18 1 水平 间距 (m) Q 直径 (kPa) (mm) 长度 (m) 钢筋 直径 (mm) 钢筋 根数
二、确定土钉的类型、布置方式和间距 确定土钉的类型、
1
一般规定
1、土钉的类型有：钢筋注浆土钉，钢管打入土 土钉的类型有：钢筋注浆土钉， 通常为钢筋注浆土钉。在无法成孔的回填土、 钉。通常为钢筋注浆土钉。在无法成孔的回填土、 含水量大的砂层、粉土层可采用钢管打入土钉。 含水量大的砂层、粉土层可采用钢管打入土钉。 2、土钉的布置方式：梅花形布置，矩形布置。 土钉的布置方式：梅花形布置，矩形布置。 通常为梅花形布置。 通常为梅花形布置。 土钉的间距宜为1.2m 2.0m， 1.2m～ 3、土钉的间距宜为1.2m～2.0m，局部软土中可 小于1.2m 通常取1.5m 1.2m。 1.5m。 小于1.2m。通常取1.5m。 土钉的竖向间距应与每步开挖深度相互对应， 4、土钉的竖向间距应与每步开挖深度相互对应， 严禁超挖。 严禁超挖。
八、土钉抗拉拔承载力计算
3
土钉抗拉承载力设计值计算
Tuj =
1
γs
⋅ π ⋅ d nj ⋅ ∑ qsik ⋅ li
（式8-3） 对于基坑侧壁安全等 级为二级的土钉抗拉 承载力设计值应按试 验确定， 验确定，侧壁安全等 级为三级的可以按照 计算。 （式8-3）计算。 北京市粘土粘性土以 可塑状态为主， 可塑状态为主，粉土 以中密为主，qsk一 以中密为主，qsk一 60kpa。 般可取60kpa 般可取60kpa。
七、确定土钉与面层的连接构造
1
一般规定
1、可采用加强钢筋、井字钢筋等构造措施。 可采用加强钢筋、井字钢筋等构造措施。
注意： 注意：大多数土钉墙发生的事 故都是由于土钉与面层连接出 现问题导致。 现问题导致。
八、土钉抗拉拔承载力计算
1
单根土钉抗拔承载力计算
1.25γ 0T jk ≤ Tuj
2
（式8-1）
四、确定土钉钢筋（钢管）的类型、直径和构造 确定土钉钢筋（钢管）的类型、
1
一般规定
1、土钉钢筋：宜用二、三级钢筋，钢筋直径宜 土钉钢筋：宜用二、三级钢筋， 16～32mm。土钉钢筋应设定位支架（定位器）， 为16～32mm。土钉钢筋应设定位支架（定位器）， 定位支架（定位器）间距不宜超过2m 2m， 定位支架（定位器）间距不宜超过2m，土钉钢筋 在孔内居中。 在孔内居中。 土钉钢管：钢管外径不小于48mm 48mm， 2、土钉钢管：钢管外径不小于48mm，壁厚不小 3mm。当采用焊接接长时， 于3mm。当采用焊接接长时，接头强度不应低于 钢管强度，宜采用3Φ16钢筋均匀分布焊接， 3Φ16钢筋均匀分布焊接 钢管强度，宜采用3Φ16钢筋均匀分布焊接，双 面焊接时钢筋长度不应小于2倍钢筋直径。 面焊接时钢筋长度不应小于2倍钢筋直径。
2
土钉墙监测要求
1、对坡顶水平位移及沉降进行观测； 对坡顶水平位移及沉降进行观测； 地表开裂状态（位置、裂宽）的观察； 2、地表开裂状态（位置、裂宽）的观察； 3、周边建筑物和重要管线等设施的变形监测与 裂缝观察； 裂缝观察； 基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化。 4、基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化。
四、确定土钉钢筋（钢管）的类型、直径和构造 确定土钉钢筋（钢管）的类型、
1
图片对照
井字架 加强筋
钢管土钉
钢Baidu Nhomakorabea土钉
五、确定注浆参数和注浆方式
1
一般规定
1、注浆方式通常有两种：重力注浆和压力注浆。 注浆方式通常有两种：重力注浆和压力注浆。 钢筋土钉：可采用重力注浆， 2、钢筋土钉：可采用重力注浆，土钉注浆材料宜采用水 泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10 M10； 泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10；水泥浆水灰 比宜为0.5 水泥砂浆配合比宜为1 0.5， 重量比）， 比宜为0.5，水泥砂浆配合比宜为1：1～1：2（重量比）， 水灰比宜为0.38 0.38～ 水灰比宜为0.38～0.45 。 钢管土钉：宜在钢管内进行压力注浆， 3、钢管土钉：宜在钢管内进行压力注浆，注浆材料宜用 水灰比为0.5 0.6的水泥净浆 的水泥净浆。 水灰比为0.5 ～0.6的水泥净浆。钢管的注浆孔宜设置的 钢管端部1m范围内，注浆孔宜沿管体周边均匀布置， 1m范围内 钢管端部1m范围内，注浆孔宜沿管体周边均匀布置，且 每个注浆断面不小于2个孔，注浆孔应设置保护倒刺。 每个注浆断面不小于2个孔，注浆孔应设置保护倒刺。
工程实例： 工程实例：富力十号地基坑设计
1
基本信息
工程实例： 工程实例：富力十号地基坑设计
2
土层 杂填土 粉土 粉土 粉砂 粉土 粉土 细砂
土层参数
层底 标高(m) 标高(m) -2 -2.4 -3.3 -5.3 -6.7 -9.5 -13.3 层厚 (m) 2 0.4 0.9 2 1.4 2.8 3.8 重度 (kN/m3) 17 19 19 20 19.5 19.9 20 c(kPa) 10 15 15 0 15 15 0 ϕ(°) 10 15 25 28 25 15 32 钉土摩阻 力(kPa) 25 70 70 70 70 70 70
九、土钉墙整体稳定分析验算
1
圆弧滑动法计算内部稳定性
∑ c ⋅ L + ∑ (w + q
0
⋅ b) cos θtgϕ + ∑ Tn
1 × cos(α + θ ) + sin(α + θ )tgϕ / d x 2 − Kz × ∑ ( w + q0 ⋅ b) sin θ = 0
确定土钉墙的平面、 一、 确定土钉墙的平面、剖面尺寸及分层施工高度
1
一般规定
1、施工肥槽（坡底到结构外边线）一般不宜小 施工肥槽（坡底到结构外边线） 800。 于800。 土钉墙墙面坡度宜为1 0.2～ 0.5， 2、土钉墙墙面坡度宜为1：0.2～1：0.5，一般 不宜大于1：0.1。 不宜大于1 0.1。 如在土钉墙上直接做外防水， 如在土钉墙上直接做外防水，可以考虑直坡 开挖。 开挖。可以避免回填土质量差导致地面沉降等不 良后果。 良后果。 土钉墙必须自上而下分段分层进行， 3、土钉墙必须自上而下分段分层进行，每步开 挖至土钉位置下300～500。 挖至土钉位置下300～500。 300 4、上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计 强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。 70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工 强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。
十、提出质量控制及施工与监测要求
1
质量控制要求
1、土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下， 土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下， 试验数量不宜少于土钉总数的1%，且不应少于3 少于土钉总数的1% 试验数量不宜少于土钉总数的1%，且不应少于3 根。 墙面喷射混凝土厚度： 2、墙面喷射混凝土厚度：应采用钻孔检测钻孔 数宜每100m2墙面积一组，每组不应少于3 100m2墙面积一组 数宜每100m2墙面积一组，每组不应少于3点。
三、确定土钉的直径、长度、倾角 确定土钉的直径、长度、
1
一般规定
1、土钉（钻孔）直径为80～150mm。人工洛阳铲 土钉（钻孔）直径为80～150mm。 80 110mm。 成孔直径通常可取为110mm 设计计算时取110mm 110mm。 成孔直径通常可取为110mm。设计计算时取110mm。 土钉的长度宜为土钉墙支护高度的0.5 1.2倍 0.5～ 2、土钉的长度宜为土钉墙支护高度的0.5～1.2倍， 密实砂土和坚硬粘土可取低值；对软塑粘性土不 密实砂土和坚硬粘土可取低值； 应小于1 顶部土钉长度应适当加长。 应小于1倍。顶部土钉长度应适当加长。 土钉长度宜根据钢筋定尺9m 12m进行设计 9m、 进行设计。 土钉长度宜根据钢筋定尺9m、12m进行设计。 土钉与水平面夹角宜为5 20° 3、土钉与水平面夹角宜为5～ 20°，一般设计时 可取10 10° 可取10°。当用压力注浆且有可靠排气措施时可 接近水平。当遇到局部障碍物时，允许调整钻孔 接近水平。当遇到局部障碍物时， 位置和方向。 位置和方向。
2
启明星软件中计算公式 JGJ120-99） （JGJ120-99）征求意见稿
γ k ⋅γ 0 = K z γ k = 1 .3
理正公式 《建筑基坑支护技术规程》 建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-99） （JGJ120-99）计算公式
二级基坑， K z ≥ 1.3 三级基坑， K z ≥ 1.17
单根土钉受拉荷载标准值计算
T jk ≥ ξ × eajk ⋅ s xj ⋅ s yj / cos α j
（式8-2）
土压力模 型不同， 型不同， 计算结果 必然不同。 必然不同。
矩形土压力分布 基坑土钉支护技术规程》 《基坑土钉支护技术规程》 CECS96：97） （CECS96：97）
三角形土压力分布 建筑基坑支护技术规程》 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-99） （JGJ120-99）
目 录
五、确定注浆参数和注浆方式； 确定注浆参数和注浆方式； 六、混凝土面层与坡面防护设计； 混凝土面层与坡面防护设计； 七、确定土钉与面层的连接构造； 八、土钉抗拉拔承载力计算； 土钉抗拉拔承载力计算； 九、土钉墙整体稳定分析验算； 十、提出质量控制及施工与监测要求。 提出质量控制及施工与监测要求。