1.1工程概況1.1.1結(jié)構(gòu)概況

(1)本工程主體結(jié)構(gòu)：建筑物下設(shè)有一層地下室，地下室墊層底標(biāo)高為-5.8叫局部機(jī)

械停車車庫(kù)墊層底標(biāo)高為-7.2nio

(2)擬采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。

(3)基坑規(guī)模：基坑面積約8004.38nA基坑周長(zhǎng)約為470.71m。

(4)基坑開挖深度：木基坑工程以自然地面為假定土0.00,所注標(biāo)高皆相對(duì)于此標(biāo)高，

自然地面標(biāo)高為+6.2m,基坑各區(qū)段開挖深度詳見(jiàn)表i.Io

表1.1基坑開挖深度一覽表

區(qū)段自然地面標(biāo)高GD坑底標(biāo)高(m)挖深(m)

±0.00-5.85.8

ABCDE、FGHIJKL.OPQRSTUVW段

其余段±0.00-7.27.2

1.1.2基坑周邊環(huán)境

本基坑北靠在建的應(yīng)天西路132地塊住宅小區(qū)，南臨天成苑住宅小區(qū)，西靠華隆新寓和蘇

建豪庭住宅小區(qū)，東臨黃山路和虹苑新寓住宅小區(qū)。周邊環(huán)境具體情況如下：

(1)北側(cè)：基坑距用地紅線最近約10.0m；

(2)西側(cè):基坑距用地紅線最近約10.0叫距西側(cè)道路中心線約18.0叫距西側(cè)己建建筑大

于26.0m；

(3)南側(cè)：基坑距用地紅線最近約10.26m,距道路中心線約22.26m；

(4)東側(cè)：為空地；

周邊環(huán)境情況詳見(jiàn)下圖1.1：

圖2.2水泥土樁靡擦傳力示意圖

(4)側(cè)移曲線的整合機(jī)制

復(fù)合土釘中具有一定強(qiáng)度和剛度的水泥土樁和較密間距的土釘之間存在著較好的整體結(jié)構(gòu)

作用，可將水泥土樁理想化為以土釘為支點(diǎn)的連續(xù)梁。隨著支護(hù)的向下進(jìn)行，水泥土樁與己設(shè)置

的上部土釘之間形成的結(jié)構(gòu)作用有效地約束了上部土體陵開挖而發(fā)生的變形，并且水泥土樁與較

密土釘之間的結(jié)構(gòu)作用也促使土體的變形趨于均勻；隨著開挖深度增加，下部土體的側(cè)移變形就

顯得比較突出，最終形成了鼓肚變形模式。由于復(fù)合土釘中水泥土樁對(duì)土體的超前約束以及后來(lái)

樁與土釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)約束作用，復(fù)合土釘支護(hù)中土體位移要小得多，設(shè)計(jì)時(shí)可有意識(shí)地通過(guò)增加水泥

土樁的剛度來(lái)控制位移，以達(dá)到保護(hù)周邊環(huán)境之目的。

(5)優(yōu)勢(shì)滑裂面的前移機(jī)制

理論和實(shí)踐均表明，土釘支護(hù)中土釘最大拉力位置是與被支護(hù)土體優(yōu)勢(shì)控制滑移面的位置

相一致的。土釘支護(hù)中作用于面層上的土壓力通常認(rèn)為是比較小的，那么傳遞給土釘?shù)睦捅?/p>

較小，土釘通過(guò)釘土之間的摩擦作用經(jīng)過(guò)一段距離才一能達(dá)到最大拉力位置。復(fù)合土釘中，由于

存在強(qiáng)度和剛度比原位土體大許多的水泥土樁，水泥土樁墻后的土壓力要比土釘支護(hù)中面層后的

土壓力大，也即水泥土樁傳遞給土釘端頭較大的拉力，于是復(fù)合土釘支護(hù)中土釘經(jīng)過(guò)較短的摩擦

傳力距離就可以達(dá)到土釘最大拉力位置，有提高基坑邊坡穩(wěn)定性，控制開挖工程中的側(cè)向位移的

作用。

2.2復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)

結(jié)合《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99提出在河西軟土土層中復(fù)合土

釘設(shè)計(jì)的方法和步驟。設(shè)計(jì)可以分為四個(gè)方面即抗?jié)B設(shè)計(jì)、土釘設(shè)計(jì)、面層設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

2.2.1抗?jié)B設(shè)計(jì)

根據(jù)工程項(xiàng)目所處地層的地下水位及地層的滲透性，來(lái)取舍是否設(shè)置防滲帷幕，若需要設(shè)

置防滲帷幕，將選取何種形式的防滲帷幕？

當(dāng)基坑開挖深度小于3米而且處于滲透性較小的粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土地層(K

〈￡6cni/s),另外基坑周圍管線和建筑物對(duì)地表變形不敏感，對(duì)于此類基坑可以不設(shè)置防滲帷幕，

可以直接施作土釘支護(hù)。

基坑開挖深度大于3米小于5米，基坑坑底處于粉土、粉質(zhì)粘土以及粉砂地層時(shí)，坑外地

下水位的下降可能危及周邊管線和建筑物，此時(shí)應(yīng)采用水泥土攪拌樁作為防滲帷幕，由于水頭壓

力較小，用以來(lái)用單排水泥土今形成封閉防滲帷幕。開挖深度大于5米小于7米的基坑，防滲帷

幕的寬度增加到1200mm,采用雙排水泥土深攪樁，不僅起隔水作用，更重要的是抵抗軟土的流變、

提高基坑支護(hù)的整體穩(wěn)定性和坑底穩(wěn)定性。

水泥土樁，當(dāng)水泥摻入比例超過(guò)10%時(shí)，其抗?jié)B性能可達(dá)&5至￡8cm/s,根據(jù)使用項(xiàng)目的情況,

滲入量在之間較合適，水泥土樁的搭接長(zhǎng)度常規(guī)在200-250mm之間。

防滲帷幕的插入深度應(yīng)滿足：盡量使防滲帷幕插入滲透性較小的淤泥質(zhì)土1.0米以上，當(dāng)

不能進(jìn)入隔水層時(shí)，應(yīng)按滲流理論分析產(chǎn)生動(dòng)水壓力的大小以及產(chǎn)生涌水、流砂的可能性(見(jiàn)圖

2.2抗?jié)B流驗(yàn)算圖)。

代i/，其中：A坑底土體的臨界水力梯度，由坑底的土性確定,(2-1)

K=(GsT)/(l+e)(2-2)Gs一一坑底土顆粒的重度e——坑底土顆粒的天然孔隙比

/一—坑底土的滲流水力坡度，片〃〃麗一一基坑內(nèi)外土體的滲流水頭，取坑內(nèi)外的地下水位差

L——最短的滲流路線總長(zhǎng)度1￡屋+成上(2-3)

一一流徑水平段總長(zhǎng)度.可取防水帷幕的寬度￡匕，一一流杼垂直段的總長(zhǎng)度.單位可取m

片一流徑垂直段換算成水平段的換算系數(shù)，可取片1.5As抗?jié)B或抗管涌安全系數(shù)，As=l.5-2.

Oo

2.2.2土釘設(shè)計(jì)

選擇與地層情況相適應(yīng)的土釘形式，確定土釘?shù)拈L(zhǎng)度、直徑及分布形式一一水平間距和豎

向間距。

(1)土釘形式

與軟土地層相應(yīng)的土釘有兩類一一螺紋鋼筋和鋼管。螺紋鋼筋作為土釘材料必須先鉆孔，

在鉆孔中通過(guò)兩次注漿，將土外與土層連接成整體。當(dāng)處于粉土、粉砂等易流動(dòng)的地層時(shí)，成孔

很困難，且成孔過(guò)程中易引起水土流失，導(dǎo)致地表下沉，這時(shí)可將鋼管直接打入(頂入)，再由管

內(nèi)向地層注漿構(gòu)成土釘。

通過(guò)鉆孔施漿法注入的土釘*由于注漿比較充分，因此抗拔拉的能力比較大。由一些工程

案例可知，只要土層性質(zhì)允許，應(yīng)優(yōu)先選擇此類土釘，用錨管作為土釘，一般用中48錨管內(nèi)置

注漿管二次低壓注漿，要求在確保有一定注漿量的前提下方可使用。

(2)土釘長(zhǎng)度的確定

土釘?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)由計(jì)算確定，確保在水土壓力作用下不被拔出：

L=L+N/dr(2-4)

I.—為處于滑裂面以內(nèi)的土釘長(zhǎng)度，

--由土體自重及超載引起的側(cè)向壓力使土釘產(chǎn)生的抗拔力，

N=(cos)psvsh

0—土釘?shù)膬A角，p一一土釘位置處水土壓力的分右值，

s、?——土釘?shù)呢Q向距離，&——土釘?shù)乃骄嚯x，

4一一土釘注漿體直徑，048錨管的直徑必須現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定，r一一土釘注漿體與地層之間的

界面單位面積的摩阻力，此參數(shù)建議現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)確定,

凡?土釘抗拔安全系數(shù)，一般取1.5—2.0,

錨固部分長(zhǎng)度提供足夠的抗拔力，滿足整體穩(wěn)定性的要求，

由于河西軟土地層的抗剪強(qiáng)度較低，土釘長(zhǎng)度比傳統(tǒng)長(zhǎng)度要長(zhǎng)一些，一般可取基坑開挖深

度的L5-2.。倍。

(3)土釘直徑的確定

土釘要有足夠的截面積，使之在整個(gè)工作時(shí)間內(nèi)，不被拉斷：

RT.5)

上式中：R一一土釘受拉屈服條件，D一一土釘鋼筋直徑，

&一一鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，通常取用直徑為20、22、25nlm的螺

紋鋼筋或者048X3nmi的鋼管。

(4)土釘水平和垂直間距的確定

土釘在復(fù)合土釘支護(hù)體系中的作用有三個(gè)：一是承受作用在面層上水土壓力，將此壓力傳

遞到穩(wěn)定的地層中：二是約束土體的變形，形成整體變形的重力式擋土墻：三是提供注漿的注漿

孔。而豎向和水平間距的乘積即是一個(gè)土釘所承擔(dān)的受力面積。由于河西地區(qū)的水位高，側(cè)向水

土壓力比較大且土體的抗剪指標(biāo)低，因此設(shè)計(jì)時(shí)，土釘間距要小，土釘間距建議在1.07.5米

之間。

(5)土釘傾角的確定

傾角太小，鉆孔太平，注漿比較困難，傾角太大，人工成孔也困難，建議在10°-15°之

間，另建議最后一排土釘?shù)膬A角為20°—25〃之間，加強(qiáng)對(duì)深層土體的加固。

2.2.3面層設(shè)計(jì)

面層的作用有三點(diǎn)：一是承受水土壓力，并將水土壓力傳遞到土釘；二是限制土體塌倒；

三是將土釘聯(lián)成整體，當(dāng)水泥土樁防滲發(fā)生局部斷裂時(shí)，面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)將斷裂部分兜住以防止

發(fā)生涌土破壞。一般為構(gòu)造設(shè)置，強(qiáng)度驗(yàn)算。在南京河西地區(qū)，C20混凝土10cm厚，內(nèi)配直徑

為6mm間距為200mm的雙向鋼筋網(wǎng)的面層滿足7米以內(nèi)的基坑的強(qiáng)度要求。

2.2.4穩(wěn)定性驗(yàn)算

(1)內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算

內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算即假定滑裂面穿過(guò)部分或全部土釘而形成，在進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，須考慮

部分或全部土釘對(duì)穩(wěn)定性的影響，這種情況多發(fā)生在施工過(guò)程中，當(dāng)基坑開挖達(dá)到某一深度時(shí)，

剛開挖的臨空面還沒(méi)有安設(shè)土燈和面層，滑裂面有可能通過(guò)坡角形成。

（2）外部穩(wěn)定性驗(yàn)算

由面層、土釘、注漿以及土體構(gòu)成的邊坡類似重力式擋墻一樣承擔(dān)墻后水土壓力，此重力

擋墻可能發(fā)生的穩(wěn)定性破壞為沿基坑底面滑移或繞擋墻趾翻轉(zhuǎn)，即為土釘外部穩(wěn)定性驗(yàn)算。

墻體的厚度：依據(jù)支護(hù)規(guī)程JGJ120-99,為最下一排土釘?shù)乃酵队伴L(zhǎng)度，本人認(rèn)為不合理，

因?yàn)樯喜客玲斁认屡磐玲旈L(zhǎng)，況且上部土釘群在比例上基本為80-90%建議對(duì)于無(wú)水泥圍

護(hù)樁的土釘擋墻，厚度B取為土釘加權(quán)平均長(zhǎng)度的水平投影長(zhǎng)度的0.7倍，而對(duì)于施工了水泥圍

護(hù)樁的復(fù)合土釘擋墻，建議厚度取為土釘加權(quán)平均K度的水平投影K度的0.8倍（采用同濟(jì)大

學(xué)李象范教授的研究成果）。

支護(hù)整體沿底面水平滑動(dòng)的安全系數(shù)可取為1.2；支護(hù)整體傾覆驗(yàn)算的安全系數(shù)為1.5。整

體滑移的安全度不容易滿足，其原因?yàn)楹游鬈浲恋貙又校瑝笏翂毫^大，墻底的摩擦力比較

小，為此建議采取以下措施：

底部土釘長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上適當(dāng)加長(zhǎng)，工程案例中一般加長(zhǎng)2-3米；同時(shí)將底部土釘

傾角加大，調(diào)動(dòng)墻體入土深度，將水泥土樁的抗剪強(qiáng)度計(jì)入抗滑

因素。外部穩(wěn)定性驗(yàn)算請(qǐng)參閱圖2.3o

IIIHII

圖2.3外部穩(wěn)定性示意圖

(3)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

指基坑開挖達(dá)到某一深度，土釘及面層施工結(jié)束，研究邊坡作為一個(gè)整體產(chǎn)生滑動(dòng)的可能

性。

驗(yàn)算過(guò)程為:

⑴不計(jì)入土釘?shù)纫蛩氐挠绊懀褜ぷ钗ｋU(xiǎn)猾裂面，按圓弧滑動(dòng)面進(jìn)行，計(jì)算出相應(yīng)的安全系

數(shù)，通常小于1.0：

(2)計(jì)及在滑裂面以外土釘?shù)目拱瘟?duì)抗滑力矩的有利影響;

(3)計(jì)及水泥土樁的抗剪強(qiáng)度對(duì)抗滑力矩的有利影響,

懿蕤霸輸4卞式計(jì)算:

q

圖2.4整體穩(wěn)定性示意圖

1A

K=777-^—[_（吃+0）海。徹+qcosajgO+（C,+Q）------

Z[（HT+Q）s]n%]cos%+伽及部+海肩）導(dǎo)]

（2-6）式中：佛、。一一（無(wú)攪拌樁處）作用于第i土條的土條自重和地表超載；

K一一（有攪拌樁處）作用于第i土條的土條自宣和地表超載的和；

q土條圓弧破壞面切線與水平層的夾角；

ZAi一一第i條土條寬度；

四、G——土條i圓弧破壞面所處第j層土層的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力；

么、〃一一第i水泥土攪拌樁土條的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力；

R—第K排土釘?shù)淖畲罂拱瘟Γ?/p>

A——第K排土釘軸線該處破壞面切線之間的夾角；

$一一土釘?shù)乃介g距；

K——安全系數(shù)，取以上計(jì)算過(guò)程也可逆向進(jìn)行，實(shí)際工程一般采用軟件計(jì)算。

（1）底部穩(wěn)定性驗(yàn)算

由于在本設(shè)計(jì)?中探討的復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)是應(yīng)用在南京河西軟土土質(zhì)中，必然存在底部穩(wěn)定

性問(wèn)題。

1）地基承載力復(fù)核

基坑開挖后，在邊坡上在坑底附近土體由三維受力變成二維受力狀態(tài)，土體強(qiáng)度被削弱，

底部土體在復(fù)合土釘墻體的自重作用下，失去承載力的可能性很大，因此須驗(yàn)算墻底土體的承載

力，使之滿足：

jw.2/W+D）+q上式中:打一一坑外地表至圍護(hù)墻底各土層的加權(quán)平/、

均值（kN/m3）（2-7）

r2-坑內(nèi)開挖面以下至圍護(hù)墻底各土層天然重度的加權(quán)平均值

A——基坑開挖深度(m)

D——圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖面以下的入土深度(m)Q——坑外地面荷載(kPa)

尚、Ab——地基土的承載力系數(shù)，可依據(jù)下式計(jì)算：

叫二必。妒(4寧+0.5°)(2-8)=(他一1)/以。(2—9)

2)基坑底部抗隆起復(fù)核

驗(yàn)算坑底隆起穩(wěn)定性的方法很多，可以方便的采用穩(wěn)定系數(shù)法：

婦泓+q/S<6.0(2-10)

在上式中：z一一坑外土體的重度加權(quán)平均值(kN/m\)4一一基坑開挖深度(浦

Q坑邊地面超載(kPa)成一一墻體土體與水泥土樁抗剪強(qiáng)度的加權(quán)平均值(KPa)

3)坑底附近的水泥土樁破壞復(fù)核

水泥土樁既是防滲帷幕，又是開挖面的臨時(shí)支護(hù)，當(dāng)開挖至下一層而還沒(méi)有施作土釘以及

噴射役面層時(shí)，已經(jīng)暴露的水泥土樁將發(fā)揮臨時(shí)支護(hù)作用，防止帷幕后的土體被擠出來(lái)，因此，

需要驗(yàn)算水泥土樁發(fā)生沖剪和彎折破壞的可能性.具體破壞形式見(jiàn)圖2.5。

抗沖剪：-2.0(2-11)

上式中，B—防水幗罄腑整鰻(m)抗彎折驗(yàn)算

G一一水泥土攪拌樁的抗剪強(qiáng)度，可取為(0.2-0.3)乙一一水泥土樁無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

c一一土體的凝聚力(kPa)1土體的天然重度(kN/mO

S,一一土釘?shù)呢Q向間距/匕一一基坑的開挖深度

K、主動(dòng)土壓力系數(shù)，K“=,g(;r/4-0.5o)抗彎折:烏二，漁+3/〃&/B+0.5)2v0.5兀

(2-⑵

0二枇-3/切禹/B+0.5)2<0.1兀(2T3)上式中：'一一水泥土的拉應(yīng)力

弓一i水泥土的壓應(yīng)力3SMW工法簡(jiǎn)介

SMW是SoilMixingWall的縮寫,SMW工法也叫柱列式土壤水泥墻工法，即利用多軸型長(zhǎng)螺

旋鉆孔機(jī)在土壤中鉆孔，達(dá)到預(yù)定深度后，邊提鉆邊從鉆頭端部注入適合不同工程連續(xù)墻的水泥

漿，將其與原土壤進(jìn)行攪拌，在原位置上建成一段土壤水泥墻。然后再進(jìn)行第二段墻施工，使相

鄰的土壤水泥墻彼此有重合段，連續(xù)重疊搭接施工即可做成地下連續(xù)墻。同時(shí)根據(jù)不同需要，插

入工字鋼，在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成

一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無(wú)接縫的地下墻體，作深開挖基礎(chǔ)維護(hù)或止水之用。

10米長(zhǎng)葉片

充分提。

/空心信桿

空心佑*

A空心站桿

12.6深層攪拌樁原理圖及效果圖2.7中空三軸鉆機(jī)原

理友效果2.4SMW工法段計(jì)

1）型鋼長(zhǎng)度：視支撐設(shè)置情況選用懸臂、

2.4.1型鋼設(shè)計(jì)

1）型鋼長(zhǎng)度：視支撐設(shè)置情況選用懸臂、單層支點(diǎn)或多層支點(diǎn)計(jì)算型鋼長(zhǎng)度。

2）抗彎計(jì)算（2T4）

式中以響、一一作用在型鋼上的最大作用彎矩計(jì)算值（N-nun）；除一型鋼抵抗矩

（就）；

［可一一型鋼允許拉應(yīng)力（N/mnCo

型鋼間距除滿足抗彎強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)滿足下式:

(2-15)

a.場(chǎng)地西側(cè)華隆新寓b.場(chǎng)地北側(cè)在建住宅小區(qū)

|二

|二

三

二

=二

c.場(chǎng)地南側(cè)天成苑住宅小區(qū)

d.場(chǎng)地南側(cè)圍墻、道路

（5）周邊管線情況不明。

1.1.3工程地質(zhì)概況

（1）地形地貌

擬建場(chǎng)地為菜地及少量民居，大部分民居現(xiàn)已被拆除，地形開闊、較平坦，地而吳淞高程5.

56-6.86叫最大高差1.30m。擬建場(chǎng)地屬長(zhǎng)江現(xiàn)代漫灘地貌單71so

（2）工程地質(zhì)概況

按揭露的先后順序?qū)⒏鞣謱拥鼗翈r性特征及分布規(guī)律自上而下分述如下：

①1雜填土：雜色，結(jié)構(gòu)松散。主要由粉質(zhì)粘土組成，夾較多磚、石、混凝土等碎塊，

夾生活垃圾，夾少量植物根莖。層厚0-1.9%

①2素填土：灰黃色、灰色，稍濕?濕，主要由軟塑狀粉質(zhì)粘土和稍密狀粉土組成，夾

少量破石等碎塊，含量10%?20%,夾少量植物根莖。該層分布較普遍，僅暗塘處缺失。層厚0?

2.2口。

①3淤泥質(zhì)填土：灰黑、灰色，濕，主要由流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和稍密狀粉土組成，有

淤臭味，夾少量磚、石等碎塊。該層僅分布于擬建場(chǎng)地南部暗塘處。層厚0?2.0m。

②1粉細(xì)砂：灰黃、黃灰色，濕，松散?稍密，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母

片，局部夾薄層軟塑狀粉質(zhì)粘土，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深0.4?2.8叫層厚

1.8~4.8m。

②2粉細(xì)砂：灰、青灰色，濕，稍密，局部中密，中壓縮性。主要成分為

式中h一一型鋼間凈間距（mm）；D—三軸水泥攪拌樁的直徑（mm）；

力一一型鋼截面高度（mm）；o一一型鋼形心與三軸水泥攪拌樁圓心間的距離

（響）。

3）抗剪計(jì)算片3碎工r]（2-16）

ItL

式中0—作用在型鋼上的最大剪力計(jì)算值（N）；5-一型鋼面積矩（mn?）；

I—型鋼慣性矩（〃）；t^一一型鋼腹板厚度（響）。

2.4.2三軸深層攪拌樁設(shè)計(jì)1）樁長(zhǎng)：樁長(zhǎng)除滿足抗管涌要求外，尚應(yīng)比型鋼插入深度深0.6—

1.0m；

2）抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

（a）當(dāng)型鋼滿堂設(shè)置時(shí)：

r（_L2*oik＜［rj（2-17）2d”

式中0一—計(jì)算截面處每米長(zhǎng)度作用剪力計(jì)算值（N/m）；L一一型鋼間凈間距（ni）；

弘一一計(jì)算斷面處水泥土的有效厚度（口）；［晨］一一水泥土的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

（kPa）o

（b）當(dāng)型鋼插1隔1設(shè)置時(shí)：

除應(yīng)按式（2-17）驗(yàn)算，尚應(yīng)按下式驗(yàn)算：

o牛＜［以（2-18）

2d?

式中符號(hào)的含義見(jiàn)圖2.8：

圖2.8抗剪計(jì)算示意圖

2.4.3基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算

基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算包括基坑底部上體的抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算、基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算及抗?jié)B流穩(wěn)定

性驗(yàn)算。

3.1設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1地質(zhì)計(jì)算參數(shù)

根據(jù)本工程巖土工程勘察資料，各土層的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)如表3.1：

表3.1土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

重度直剪固快滲透系數(shù)(3106cm/s)

土層

3C(P

/(KN/m)%鬲

(kPa)(度)

①1(19.0)(12.0)(10.0)(300.00)(200.00)

?2(18.0)(12.0)(8.0)(50.00)(50.00)

?3(17.5)(10.0)(8.0)(100.00)(80.00)

②118.2(1.5)(33.0)925.00900.00

②219.71.034.1898.00852.00

③119.81.132.9855.00791.00

3.1.2計(jì)算區(qū)段的劃分

根據(jù)具體環(huán)境條件、地下結(jié)構(gòu)及土層分布厚度，將該基坑劃分為三個(gè)計(jì)算

區(qū)段，其附加荷載及計(jì)算開挖深度如表3.2：

表3.2計(jì)算區(qū)段的治分

ABCDE、FGHIJKL、

段位號(hào)EFLMNO、WXYZA1A

OPQRSTUVW

地面荷載(kPa)202020

開挖深度(口)5.87.27.2

3.1.3計(jì)算方法

按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JGJ120-99）土壓力計(jì)算方法作為土側(cè)向壓力設(shè)計(jì)計(jì)算依

據(jù),即：

主動(dòng)土壓力系數(shù)：其戶澎（45。-饑/2）

被動(dòng)土壓力系數(shù):4,戶酒（45。i/2）

計(jì)算時(shí)，不考慮支護(hù)樁體與土體的摩擦作用，且不對(duì)主、被動(dòng)土壓力系數(shù)

進(jìn)行調(diào)整，僅作為安全儲(chǔ)備處理。計(jì)算所得土壓力系數(shù)表如表3.3所示：

表3.3土壓力系數(shù)表

±層Aai/KaiApi國(guó)

①1雜填土0.7040.839

①2素填土0.7560.8691.3231.150

①3淤泥質(zhì)填土0.7560.8691.3231.150

②1粉細(xì)砂0.2950.5433.3921.842

②2粉細(xì)砂0.2820.5313.5521.885

③1粉細(xì)砂0.2960.5443.3781.838

3.2ABCDE、FGHIJKL、0PQRSTUVW支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

地面標(biāo)高+6.2m,假定為±0.00,地下水位于+6.Oin,即相對(duì)標(biāo)高-0.2m,基坑底標(biāo)高-5.8m,

計(jì)算開挖深度5.8m。地表附加荷載q】二20kPa,按半無(wú)限平面計(jì)算?；觽?cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)，

基坑重要性系數(shù)為1.0。采用復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，前排采用三軸深攪樁墻，土釘墻采用花管土釘

墻結(jié)構(gòu)，墻寬0.85m。選用C10勘察孔資料進(jìn)行計(jì)算。

選用C10勘察孔資料進(jìn)行計(jì)算。

表3.4土層厚度一覽表

土層①1條填土②1粉細(xì)砂②2粉細(xì)砂③1粉細(xì)砂

厚度(m)2.12.86.38.0

3.2.1采用參數(shù)

1)①1號(hào)土9=10.0°c=12.OkPa

②1號(hào)土(P=33.0°c=l.5kPa

②2號(hào)土9=34.1°c=l.OkPa

③1號(hào)±z=19.。=32.9°c=l.IkPa

2)5kN/m'

3)地面超載-20kN7n

由于分層土體性能相差入大，9及。值取各層土的9,o值按其厚度加權(quán)平

3.2.2土釘所受土壓力計(jì)算

均C

1)現(xiàn)分兩層土計(jì)算①及②層土

①號(hào)土層為原①1號(hào)土厚2.仞=10.0°,尸12.OkPa

②號(hào)土層為原②1和②2號(hào)土厚3.7m,低=33.4°,c=l.3kPa土壓力計(jì)算

cI?

一二-----=0.293rH

上層土壓

9箍江一如無(wú)孑％卯>0.05應(yīng)按粘性土計(jì)算

9=10.0°,Aa=0.704,仄=0.839,2-19.5kN/m3

2c1苗TT8.6%?/f2x121

Px-a1-704\

冰>0.2,7/PEgLiQ?v9inRQQ

704X20=14.08kPa

P=&69+14.08=22.77kPa下層土壓出應(yīng)按砂土計(jì)算

3

6°=33.4°,Aa=0.290,低=0.538,「19.5kN/mR=0.55k1(rII=0.55X0.290X19.5X3.

7=11.51kN/m2

P,尸kg290X20=5.8kPaP=11.51+5.8=17.31kN/m2

p=20.04A7V〃n~2

按公式N=(土釘水平豎向間距均為1.0m)cos0

.」20.04X1.0X1.D/coslO°=20.35kN梯形底部及中部.怙20.35kN

上部02即5.8/4=1.45nl的部位有一?道土釘，其受力為M=乙0***=*23kRX「飛

2.2.3土釘設(shè)計(jì)

該地區(qū)資料

①1雜填土二20kPa

①2素填土r2=1SkPa

①3淤泥質(zhì)填土r3=16kPa

②1粉細(xì)砂r,=40kPa

②2粉細(xì)砂r5=40kPci

③1粉細(xì)砂r6=50kPa

計(jì)算土釘直徑

湖2

用公式)一。式中尺d取1.5,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=210N/mm2

土釘選用?48x3〃z〃鋼管，按下部土壓力為矩形分布，設(shè)計(jì)軸力律20.35kN,l.1X3.

14X48X3X210=104.45kN>\dN=l.5X20.35=30.53kN

土釘長(zhǎng)度計(jì)算22y

各排土釘?shù)拈L(zhǎng)度宜滿足下列條件通過(guò)計(jì)算得

1號(hào)土車J：7i=5000mm7>8m

2號(hào)土釘：7,=3300mm7>8m

3號(hào)土釘：7i=2000mm7>5m

4號(hào)土釘：7i=1200mm7>5m

5號(hào)土釘：7i=600mm7>4m

最后一排土釘?shù)膬A角為20。，加強(qiáng)對(duì)深層土體的加固，其余土釘?shù)膬A角為10°

圖3.1土釘布置圖

土釘抗拉能力驗(yàn)算

破壞面上每一土釘?shù)目估芰Π聪铝泄接?jì)算并取其中最小值。

按土釘受拉拔條件T二知優(yōu)

按土釘受拉強(qiáng)度條件T=1.1-A4°

土釘抗拉力71.1X3.14X48X3X210=104.45kN土釘抗拔力，取土釘錨固體直徑Z'O.08mm

Tu\=就V=3.14X0.08X3.0X20=20.10kN

T&=3.14X0.08X5.7X20=28.64kN

7；3=3.14X0.08X5.0X40=50.24kN

兀二3.14X0.08X4.8X40=48.23kN

7函=3.14X0.08X8.4X40=84.40kN

計(jì)算結(jié)果如表3.5：

表3.5土釘長(zhǎng)度計(jì)算表

土釘號(hào)高程程土釘內(nèi)力有效長(zhǎng)度及限，坑拔土釘全長(zhǎng)安全系數(shù)

MkN)U(m)力7；(kN)(m)

T\1.011.234.020.1091.790

2.020.355.728.6491.407

T.3.020.355.050.2472.467

4.020.354.848.2362.370

n5.020.358.484.4094.148

￡N=926*N￡兀=231.6LW

K總二231.61/92.63=2.5002.4復(fù)合土釘墻支護(hù)面層設(shè)計(jì)面層承載力

面層實(shí)為支承于土釘上的無(wú)梁連續(xù)板，面層厚100mm,土釘間距即為面層跨距7=1.0m.

作用于上部面層上的荷載

加=0.7x(0.5+=0.7x(0.5+")x22.77=9.5MN/W

A=0.704X20=14.08kN/m2

崗上=9.56+14.08=23.64kN/n?作用于下部面層上的荷載

/?01=0.7x0.5+17.31=7.27AN/W

似=0.290X20=5.8kN/m2

A卜二7.27+5.8=13."kN/m?取上、下兩部分平均值

〃1/2X(23.64+13.07)=18.36kN/m2

;?=1/8A7-1/8X18.36X1.0=2.3kN?m釘上帶土釘作用處彎矩恰0.5蚱1.15kN-

in

跨中彎矩妗0.2垢0.46kN?in跨中帶支座處感二0.15垢0.35kN-m

跨中帶跨中處孤=0.1570.35kN-m

只有土釘連接處的局部彎矩較大，其他截面彎矩較小。經(jīng)計(jì)算選配＜t6@200X200o連接計(jì)算

鋼筋網(wǎng)片如圖3.1,固定鋼筋為822,長(zhǎng)為400啞，焊接在土釘上。

其連接的安全系數(shù)為匕二*必+b)'F7/cos45°

式中a、8錨固體的長(zhǎng)寬取z?=400inm,ZF400mm：

噴射混凝土抗剪強(qiáng)度D1500kPa；7,■噴射混凝土厚度f(wàn)t一一作用在錨頭上的主動(dòng)土壓力,

色=20.04kN；

E=(400+400)x1500x100(滿足

10%=169.1即

要求！)cos45°

3.2.5防滲帷幕的設(shè)計(jì)驗(yàn)算圖3?2鋼筋網(wǎng)片平?面圖

與傳統(tǒng)的土釘墻相比復(fù)合土釘墻用水泥土攪拌樁等超前支護(hù)作防水帷幕解決抗?jié)B、隔水和

土體自立性，保證開挖期間不發(fā)生彎折、剪切破壞。

抗?jié)B設(shè)計(jì)本工程采用直徑850nm的單排攪拌樁，樁中心距為1.2m,采用套接-?孔法施工,

樁長(zhǎng)12nu

?1踞*4

1.=------二1+e

L

h*=6.8-4.0=2.8w

L=￡L3所￡LV=0.85+1.5X(12-6.8+12-4)=20.65初

7=2.8/20.65=0.136

A=ic/i=0.51/0.136=3.75>2.0(滿足要求!)3.2.6穩(wěn)定性分析

外部穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算

墻寬取為4in,墻底部±0=33.4°抗滑力￡=(5.8x4x20+4x20)xtan33.4°x1.0=

35&7伽士壓力引起的水平推力為各道土釘拉力之和劫，-9263kN抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)

E=35&7—少一

KH安全!

9263

1)抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定力矩即土的自重平衡力矩

(5.8X4X20+4X20)X4/2=1088kN?in傾覆力矩

膈二11.23X(5.8-0.8)+20.35X(5.8-1.8)+20.35X(5.8-2.8)+20.35X

(5.8-3.8)+20.35X(5.8-4.8)=259.65kN?m抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)

1088

=4.19>1.3安全!

福7—259.65

3）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

由電算結(jié)果可知滿足要求。

底部穩(wěn)定性驗(yàn)算1)墻底土體的地基承載力復(fù)核二如%3!

〃*(4+0)+0

12=19.7kN/n?

召二(2.1X19+2.8X18.2+6.3X19.7+0.8X19.8)/12=19.23kN/m3

12=19.7kN/m'0=6.4in

N,二

%二礦皿tan2(45°+0.5低)=27.34

NF27.34-1

N,二39.95

tawtan33.4°

19.23x(5.8+6.4)+20

=137>12（滿足要求!）

2)基坑底部抗隆起復(fù)核M=-(ii^q)D:=-x

(19.5x5.8+20)x6.42=2725.89妁/也

2

十tan5cifU+yZ'DJ+c(HD+TTD)-^Mh

Mr=htario

q戶rgq=19.5X5.8+20=133.IkN/m2<=57.4kN-m.lZ=0.29tan33.4°[(1/2x19.5x5.82+20x

5.8)x6.4+l/2x133.1x6.42+2/3x19.5x6.4s]

F334任EM吟

19.5x6.43+1.3x(6.4x5.8+Q6.42)+57.4

K、=

=101924如V/〃z

101924

K、—（滿足要求!）

272589

3）坑底附近的水泥土樁破壞復(fù)核

（a）抗沖切驗(yàn)算

舊2跖gS5m

C.=0.3/cu=0.3X10;,=300kPa

七2X0.85X300=5lOkN/m石英、長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深

3.8-6.0m,最大揭露層厚11.8mo

③1粉細(xì)砂：黃灰、灰色、青灰色，飽和，中密，局部密實(shí)，中壓縮性。主耍成分為石英、

長(zhǎng)石及云母片，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深8.7?16.2%層厚7.7?15.Im。

③2粉細(xì)砂：青灰色，飽和，中密?密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，顆

粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深18.2?26.5叫最大揭露層厚11.3m0

③3粉細(xì)砂：青灰色，飽和，密實(shí)，中壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云母片，局部夾薄

層中密狀粉土，具水平層理，顆粒級(jí)配較差。該層分布較均勻，頂板埋深25.2?32.0m,最大揭露層厚

29.6m。

③3a粉質(zhì)粘土：灰色，軟塑，中壓縮性。局部夾薄層梢密狀粉土，具水平層理。無(wú)搖振反應(yīng)，

稍有光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等。該層呈透鏡狀分布于③3粉細(xì)砂中，頂板埋深39.4?42.Oni,層厚

0.9-2.1嘰

④含卵礫石粉細(xì)砂：灰色、黃灰色，飽和，密實(shí)，中?低壓縮性。主要成分為石英、長(zhǎng)石及云

母片，顆粒級(jí)配較差。含卵礫石，礫徑0.2?5.0cm,呈次磨圓狀，含量5?20%,成份以石英巖和硅質(zhì)灰

巖為主。該層分布較均勻，頂板埋深57.7?58.1m,層厚1.5?1.9m。

⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖：棕紅、暗紅色，巖芯呈土狀、碎塊狀，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)基本被破壞，質(zhì)地

軟弱，干鉆困難，巖芯易碎，遇水易軟化，巖體屬極軟巖，基本質(zhì)量等級(jí)屬V類。該層分布均勻，頂板

埋深59.2?60.0m,最大揭露層厚1.liiio水文地質(zhì)條件

抵建場(chǎng)地地下水為孔隙潛水?？紫稘撍饕x存于②2粉細(xì)砂及以下各層土中，上下為統(tǒng)一含水

層，富水性較好，透水性較弱，水位變化主要受大氣降水及長(zhǎng)江、河道側(cè)向逕流等補(bǔ)給影響，受臨近擬

建場(chǎng)地在建的應(yīng)天西路132地塊住宅小區(qū)工程施工降水的影響，勘察期間測(cè)得的潛水初見(jiàn)水位埋深為

5.0~5.5m,潛水穩(wěn)定水位埋深5.5?5.9m。根據(jù)臨近擬建場(chǎng)地的巖土工程資料，自然狀態(tài)下潛水的

穩(wěn)定水位埋深一般為0.5~1.6m,相當(dāng)于吳淞高程4.5?5.2m。擬建場(chǎng)地地

缶[氏(“o+g)-2Q(S、+0.58)

=[0.29X(19.5X5.8+20)-2X1.3]X(1.0+0.5X0.85)

=51.3kN/m

ATr=-=—=9.9>2.0(滿足要求!)

'Q51.3

(b)抗彎折驗(yàn)算

MF/%*〃0.58)2

2

00-rhqtan(4"+0.5)-2c+/;.(/?一Dlt.)

245°2x1.3+10x(5.8-4)=48.19史N/,/k2/

■<3/c\2a(i>2

弓二一弓頭+o.5=-x48.19x——+0.5=101.58A:M//n2

L*4)410.85)

水泥土的拉應(yīng)力：

0=,;龍一弓二19.5x5.8-101.58=11.52kPa<0.1/.u=\OOkPa水泥土的壓應(yīng)力：

%=楓+'=19.5x5.8+101.58=21468<0,5/〃=50(kP?3.3EF段支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

地面標(biāo)高+6.2m,假定為±0.00,地卜水位于+6.0m,即相對(duì)標(biāo)高-0.2m,基坑底標(biāo)高-7.2叫計(jì)算開

挖深度7.2m。地表附加荷載0=20kPa,按半無(wú)限平面計(jì)算。基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)，基坑重要性系

數(shù)為1.0,采用復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，前排采用SMW樁墻，土釘墻采用花管土釘墻結(jié)構(gòu)，墻寬0.851n，選

用C28勘察孔資料進(jìn)行計(jì)算。

表3.6土層厚度一覽表

土層①2素填土②1粉細(xì)砂②2粉細(xì)砂③1粉細(xì)砂

厚度(m)1.43.14.513.1

1)①2號(hào)土

3.3.1采用參數(shù)

1)①2號(hào)土。=8.0°c=12.OkEa

②1號(hào)±9=33.0°c=l.5kPa

②2號(hào)±9=34.1°bl.OkPa

③1號(hào)±9=32.9°c=l.lkPal-19.OkN/m3

2）地面超載^OkN/m?3.3.2土釘所受土壓力計(jì)算

由于分層土體性能相差不大，9及c值取各層土的0,c值按其厚度加權(quán)平均。

1）現(xiàn)分兩層土計(jì)算①及②層土

①號(hào)土層為原①2號(hào)土厚1.4m,（p=8.0°,c=12.OkPa

②號(hào)土層為原②1和②2號(hào)土厚5.8m,低二33.6°,bl.3kPa2）土壓力計(jì)算

上層土壓

一二----=0.451>0.05應(yīng)按粘性土計(jì)算

rH19.0x1.49=8.0"，ka=O.756,低=0.869,z-19.OkN/m3

2x121

ri!=0.756|xl9.0x1.4<0.2r//

19.0x1.40.869

2展0.2X19X1.4=5.32kN/m2

RKg756X20=15.12kPa

g32+15.12=20.44kPa

下層土壓

—=------=0.012<0.05應(yīng)按砂土計(jì)算

rH

伊二33.6°,原二0.288,壇0.536,羅19.OkN/m，序0.55兒好0.55X0.288X19.0X5.8=17.

46kN/mZ二無(wú)q=0.288/20=5.76kPa

717.46+5.76=23.22kN/m3

船監(jiān)/在行水平豎向間距均為1.Om)cos0

*=21.83X1.0X1.O/coslO0=22.17kN梯形底部及中部K22.17kN

上部族:即7.2/4=1.85用的部位有兩道土釘，其受力為M4以$=9.85姻1.85片22.

17kN/m2

3.3.3土釘設(shè)計(jì)

該地區(qū)資料

①1雜填土二20kPa

素填土

①2r2=1SkPa

①3淤泥質(zhì)填土r3=\6kPa

②1粉細(xì)砂rt=40kPa

②2粉細(xì)砂r5=40kPci

③1粉細(xì)砂r6=50kPa

計(jì)算土釘直徑

/旃用公式F.4\AT,

4式中尺d取1.5,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值/；.=210N/nim2

土釘選用?48x3〃成鋼管，按下部土壓力為矩形分布，設(shè)計(jì)軸力律22.17kN,第七號(hào)土釘需加上水壓力用

=22.17+10X(6.8-6.3)=27.17kN

1.1X3.14X48X3X210=104.45kN>咒.fl.5X27.17=40.76kM土釘長(zhǎng)

度計(jì)算

各排土釘?shù)拈L(zhǎng)度宜滿足下列條件/Z4+警71DT

通過(guò)計(jì)算得

1號(hào)土釘：7i=5400mm7>9m

2號(hào)土釘：7i=4200mm7>8m

3號(hào)土釘：7i=3200mm7>7m

4號(hào)土釘：7i=2400mm7>7m

5號(hào)土釘：7i=1600mm7>6m

6號(hào)土釘：7i=900mm7>6m

7號(hào)土釘：，二300mm7>5m

最后一排土釘?shù)膬A角為20。，加強(qiáng)對(duì)深層土體的加固，其余土釘?shù)膬A角為10。。土釘抗拉能力驗(yàn)

算

破壞面上每一土釘?shù)目估芰Π聪铝泄接?jì)算并取其中最小值。

按土釘受拉拔條件T=71D1J,

按土釘受拉強(qiáng)度條件7=1.1彳-兒4

土釘抗拉力7=1.1X3.14X48X3X210=104.45kN土釘抗拔力，取土釘錨固體直徑D二0.08mm

1\二頑京

=3.14X0.08X3.6X18=16.28kN

TU2=3.14X0.08X4.8X30=36.17kN

=3.14X0.08X4.8X40=48.17kN

￡=3.14X0.08X5.6X40=56.27kN

底:3.14X0.08X5.4X40=54.26kN

R=3.14X0.08X6.1X40=61.29kN

L=3.14X0.08X7.7X40=77.37kN計(jì)算結(jié)果如表3.7：

表3.7土釘長(zhǎng)度計(jì)算表

土釘號(hào)高程(m)土釘內(nèi)力有效長(zhǎng)度極限抗拔土釘全長(zhǎng)安全系數(shù)

MkN)力7；(kN)(m)

710.89.853.616.2891.653

1.822.174.836.1791.631

K*350.07/147.存他2.36722.174.848.2382.175

n3.822.175.656.2782.538

n4.822.175.454.4672.447

5.822.176.161.2972.765

A6.827.177.777.3782.848

3.3.？眩吾1題璃支料面層設(shè)計(jì)=35Q070V

面層承載力

面后實(shí)為支承于土釘上的無(wú)梁連續(xù)板，面層厚100nlm,土釘間距即為面層跨距7-1.Onio

作用于上部面層上的荷載

PCI=0.7X(0.5+"］目=0.7x(0.5+")X20.44=8.5BAN/,/<5)\5)