土钉墙支护施工方案
一、工程概况
二、土钉墙工艺简介
土钉墙支护随基坑逐层开挖，逐层进行支护，直至坑底，施工时在基坑开挖坡面，用洛阳铲人工成孔或机械成孔，孔内放锚杆并注入水泥浆，在坡面安装钢筋网，喷射强度等级不低于 C20的混凝土，使土体、土钉锚杆及喷射混凝土面层结合，为深基坑土钉支护。其技术原理是利用岩土介质的自承能力，借助土钉与周围土体的摩擦力和粘聚力，将不稳定土体和深部稳定土层连在一起形成稳定的组合体，土钉端与钢筋网相互连接，之后喷射混凝土，土钉与土体形成复合体，提高了边坡整体稳定和承受坡顶超载能力，增强土体破坏延性，改变边坡突然坍方性质。有利于安全施工，由于该技术具有施工简便、灵活机动、适用性强、隔水防渗等优点，近年来在我国的应用日益广泛，在《建筑基础工程技术政策（1996～2010）》中，被列为 积极开发的支护技术。 三、施工组织
健全施工组织机构是保证施工质量和进度的关键，工程实行项目管理，管理人员应履行各自职责。
加强组织管理，根据工程需要实行例会制。施工班组由具有丰富施工经验的劳务队组成，劳动力合理调整，确保各阶段施工人员及时到位。 作业层施工人员组成情况见附表1。 施工人员组成情况表（附表1）
序号 工 序 1 2 3 4 边坡修整 成孔 安装土钉锚杆 安装钢筋网片 工 种 力工 专业 专业 钢筋工 数 量 5 3 2 5 备 注 页脚内容
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土钉墙支护技术建筑深基坑施工中的应用
5 6 7 8 注浆 喷射混凝土 辅助施工 专业 专业 电焊工 2 5 1 机械工 1 四、主要施工机械设备
主要施工机械设备表（附表2）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名 称 空气压缩机 混凝土喷射机 砂浆搅拌机 注浆机 锚杆钻孔 切割机 电焊机 输料管 风管 洛阳铲 铁锹 辅助工具 单 位 数 量 台 台 台 台 台 台 台 米 把 把 1 1 1 1 1 1 2 30 20 10 20 若干 备 注 17m3/m 3.5m3/h 五、工艺流程及施工方法
从保证工程质量的重要性来看土钉墙施工是关键环节，其特点表现为作业时间长，施工难度大，受土体影响大。施工应根据土方开挖情况进行。开挖一步，支护一步，直至基坑底。施工前设置位移观测点，施工期间应连续观测，直至施工完毕。
根据本工程具体情况，基槽开挖深度为5.2米，距基槽边外500mm有一处原有建筑物，该建筑物为地上单层，高3.6m，在计算时按满面荷载进行考虑，考虑荷载为静荷载，荷载为10KPa。基槽开挖时，第一步先开挖2米深，然后进行第一步支护，然后逐步进行开挖及支护工作。 1、工艺流程 ：
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2、主要技术参数：
（1）土钉孔径100mm，孔内注浆体强度等级M15； （2）钻孔深度（自上而下分二排）： 第一排：6.5m 第二排：5.5m
（3）钻孔间距：水平间距1.0m，竖向间距1.5m； （4）土钉锚杆： HRB335级热轧带肋钢筋φ25。 （5）土钉布置形式：三角形；
（6）网片钢筋： HPB235φ8, 间距180mm； （7）喷射混凝土强度等级： C20； （8）喷射混凝土厚度：80～100mm；
（9）坡顶混凝土：外延0.5m，作好护坡顶排水； 3、施工方法 ：
A 、材料：普通硅酸盐P.O42.5R水泥，5mm碎石，中砂， HPB235级φ8圆钢。 B 、施工：
1、挖土应按土钉垂直间距挖土并修坡面，支护段放坡坡度1:0.3。机械挖土时应预留0.1m，之后人工修整，根据边坡土质情况，可采取全面或分段挖土支护。
2、土钉定位成孔：按设计孔深，人工或机械成孔。
3、注浆：按配比制浆，注浆采用底部注浆法，注浆管应插入距孔底250～500mm处，随浆液的注入缓慢匀速拔出，为保证注浆饱满， 孔口宜设止浆塞或止浆袋。
4、铺设钢筋网片：网片筋应顺直，按设计间距绑扎牢固。在每步工作面上的网片筋应预留与下一步工作面网筋搭接长度。钢筋网应与土钉连接牢固。埋设控制喷层混凝土厚度的标志。
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5、喷射混凝土：按配合比要求拌制混凝土干料。为使回弹率减少到最低限度，喷头与受喷面应保持垂直，喷头与作业面间距宜为0.6～1.0m。喷射顺序应自下而上，喷射时应控制用水量，使喷射面层无干斑或移流现象。
喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7d 。 以此类推，下一步工作面重复1～6工序循环，直至支护到基坑底标高。 注：基础施工前应设置坡顶和坡脚排水设施。
六、质量保证措施 （一）、技术准备
1、了解地质情况和地下管网、构筑物情况，认真编制基坑支护的设计、施工方案，做好施工前的技术交底和安全交底。根据现场实际情况，对可能出现的突发情况采取有效措施防范，必要时现场商定调整技术参数应急施工。 2、提前计算施工用材料量，以便备料。
3、根据水泥浆和混凝土的强度及工艺要求，提前做好配合比的试配和优选。 4、严格按照基坑支护施工方案精心施工，技术人员跟班指导作业，确保每道工序符合要求。
5、严把钢材、水泥、砂、石等材料的质量关，原材料应具有合格证。 6、对每个施工环节严格把关，质检员必须对工作认真、及时到位，对施工质量进行监督检查，检查合格后方可进行下道工序施工。
7、设专人对坡顶水平位移、坡顶沉降观测点进行测量，每天将测量结果反馈给责任工程师以指导施工。
七、安全生产、文明施工的技术组织措施
该支护工程具有离周边建筑物近、地质条件复杂、交叉作业、工期紧等特点，安全工作十分重要，严禁施工中在坡顶堆放材料及重物以免造成未成形的坡体滑移，各级管理人员应引起高度重视。
1、施工现场必须认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，坚持“管生产，必须管安全”的原则。建立安全管理生产责任制。
2、建立并认真执行安全交底制度，班前安全活动制度。
3、进入施工现场施工人员必须戴好安全帽，现场临时搭设的脚手架，支撑杆必须稳固。
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4、土方坍落和滑坡是本工程最容易发生的安全隐患。在危险处设置醒目警示标志。施工过程中设专人对边坡进行监测。
5、施工前应提前做好防雨准备工作，遇雨天应停止施工，对施工用材料、机具及坡面进行覆盖防护，雨后复工须认真检查边坡情况。决定是否有必要采取措施，之后才能施工。
6、施工现场要做到及时清理，保持场容整洁，道路畅通。 7、施工期间严格遵守安全用电操作规程。
8、认真贯彻执行国家有关安全生产和文明施工的规定，确保支护施工的顺利进行。
八、施工中注意的问题
1、土方开挖、支护施工应分段进行，土方开挖后应尽量减少基坑边坡暴露时间，遇雨天应大面积覆盖，同时在坡脚堆载以防止滑坡。
2、成孔时遇砾石、砖块、管网或地下构筑物时，孔位及其下倾角可以调整，如遇到砾石层可改用钢管做锚杆。
3、护坡坡脚的处理：喷射混凝土面层伸入基坑底标高下至少0.2m，以形成护脚。
4、基坑支护完毕，甲方应及时进行后序施工，同时做好有序排水，防止水浸渗入坡脚底下。 九、应急措施
支护施工完成至基坑回填之前，如遇暴雨洪水等，必须将施工人员设备撤离现场，支护坡面上需覆盖蓬布以免造成塌方，同时增加监测次数，并做好相应的措施（如临时回填或在坡脚增加堆载）防止滑坡。如遇重物垂落，需要修复的地方，重新喷射砼或抹水泥砂浆，防止雨水灌入，造成不必要的损失。
十、土钉墙支护计算书 一、参数信息: 1、基本参数： 侧壁安全级别：二级 基坑开挖深度h(m)：5.200； 土钉墙计算宽度b'(m)：24.50；
土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦
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角；
条分块数：20； 不考虑地下水位影响； 2、荷载参数：
序号 类型 面荷载q(kPa) 基坑边线距离b0(m) 宽度b1(m) 1 局布 10.00 0.5 2 3、地质勘探数据如下（模拟）：
1 粘性土 8.00 18.00 25.00 23.00 112.00 20.00
序号 土名称 土厚度(m) 坑壁土的重度γ(kN/m) 3坑壁土的内摩擦角φ(kPa) 内聚力C(°) 极限摩擦饱和重度3阻力(kPa) (kN/m) 1 粘性土 8.00 18.00 25.00 23.00 112.00 20.00 4、土钉墙布置数据： 放坡参数：
序号 放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 1 5.20 1.60 10.00 土钉数据：
序号 直径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m) 1 25.00 6.00 20.00 1.50 1.00 2 25.00 5.00 20.00 1.50 1.00 二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算:
单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99， R=1.25γ0Tjk
1、其中土钉受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算： Tjk=ζeajksxjszj/cosαj 其中 ζ --荷载折减系数 eajk --土钉的水平荷载
sxj、szj --土钉之间的水平与垂直距离 αj --土钉与水平面的夹角 ζ按下式计算：
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ζ=tan[(β-φk)/2](1/(tan((β+φk)/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2) 其中 β--土钉墙坡面与水平面的夹角。 φ--土的内摩擦角 eajk按根据土力学按照下式计算：
eajk=∑{[(γi×szj)+q0]×Kai-2c(Kai)1/2} 2、土钉抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算 Tuj=(1/γs)πdnj∑qsikli 其中 dnj --土钉的直径。
γs --土钉的抗拉力分项系数，取1.3
qsik --土与土钉的摩擦阻力。根据JGJ120-99 表6.1.4和表4.4.3选取。
li --土钉在直线破裂面外穿越稳定土体内的长度。
层号 有效长度(m) 抗拉承载力(kN) 受拉荷载标准值(kN) 初算长度(m) 安全性 1 2 4.32 4.00 29.21 27.06 0.00 0.00 1.68 1.00 满足 满足 三、土钉墙整体稳定性的计算:
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99要求，土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法如下图，按照下式进行整体稳定性验算：
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公式中： γk γ0 ωi
--滑动体分项系数，取1.3； --基坑侧壁重要系数； --第i条土重；
bi --第i分条宽度； cik
--第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪粘聚力标准值；
φik--第i条滑土裂面处土体固结不排水(快)剪内摩擦角标准值； θi αj
--第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角； --土钉与水平面之间的夹角；
Li --第i条土滑裂面的弧长； s --计算滑动体单元厚度；
Tnj--第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固与土体的极限抗拉力，按下式计算。 Tnj=πdnj∑qsiklnj
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lnj --第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度
把各参数代入上面的公式，进行计算 可得到如下结果：
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计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第1步 1.484 29.466 -0.505 2.304 2.359
示意图如下：
计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) R(m)
第2步 1.430 29.466 -1.010 4.608 4.718
示意图如下：
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半径土钉墙支护技术建筑深基坑施工中的应用
计算步数 安全系数 滑裂角(度) 圆心X(m) 圆心Y(m) 半径R(m)
第3步 1.402 29.466 -1.751 7.988 8.177
示意图如下：
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计算结论如下：
第 1 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.484>1.30 满足要求! [标高 -1.500 m]
第 2 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.430>1.30 满足要求! [标高 -3.000 m]
第 3 步开挖内部整体稳定性安全系数 Fs= 1.402>1.30 满足要求! [标
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高 -5.200 m]
四、抗滑动及抗倾覆稳定性验算
(1)抗滑动稳定性验算 抗滑动安全系数按下式计算： KH=f'/Eah≥1.3
式中，Eah为主动土压力的水平分量(kN)；
f'为墙底的抗滑阻力(kN)，由下式计算求得： f'=μ(W+qBaSv)
μ为土体的滑动摩擦系数； W为所计算土体自重(kN) q为坡顶面荷载(kN/m2)； Ba为荷载长度；
Sv为计算墙体的厚度，取土钉的一个水平间距进行计算 1级坡：KH=46.23>1.3，满足要求！ (2)抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数按以下公式计算：
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KQ=MG/MQ
式中，MG--由墙体自重和地面荷载产生的抗倾覆力矩，由下式确定 MG=W×BC×qBa×(B'-B+b×Ba/2) 其中，W为所计算土体自重(kN) 其中，q为坡顶面荷载(kN/m2) Bc为土体重心至o点的水平距离； Ba为荷载在B范围内长度； b为荷载距基坑边线长度； B'为土钉墙计算宽度；
ME--由主动土压力产生的倾覆力矩，由下式确定 Mk=Eah×lh
其中，Eah为主动土压力的水平分量（kN）；
lh为主动土压力水平分量的合力点至通过墙趾O水平面的垂直距离。 1级坡：KQ=718.44>1.5，满足要求！
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