土钉墙(喷锚)支护系统施工 教案

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会

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16～32 mm，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6～10 mm，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80 mm；

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50～150 mm；对永久性支护则多用两层或三层，厚度为100～300 mm。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400 kg/m3。喷射混凝土最大骨料尺寸不宜大于15 mm，通常为10 mm。

（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300 mm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150 mm×150mm×10 mm或200 mm×200 mm×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6～10 mm，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、