土钉墙设计施工方案一、工程概况二、技术参数三、设计计算方法土钉墙设计包括如下工作内容：1、土钉墙勘察要求A、查明基坑四周边的地层结构和土的物理力学性质。

B、查明地下水类型，埋藏条件及渗透性，分析地下水对基坑开挖、基坑隆起和支护结构的影响。

C、对基坑周边的建筑物、地下管线和道路现状进行调查，判断基坑开挖对其影响程度。

2、确定土钉墙结构尺寸A、土钉墙用于4.8-5.0M基坑深的边坡，斜面坡度为84°。

B、土钉墙均是分层分段开挖，每层开挖高度常与土钉竖向间距相同，即为1.2m，每层开挖的纵向长度，取决于土体维持稳定的最长时间和施工流程的相互衔接，暂定10m长。

3、土钉参数设计根据土钉墙结构尺寸和工程地质条件，进行土钉重要参数设计，包括土钉长度、间距及布置，孔径和钢筋直径等。

A、土钉长度设计（第一、第三排长度为7M，第二排长度为9M。

）B、土钉直径及间距布置（第一、第三排土钉直径20，第二排直径25。

竖向间距1.2M，水平间距1.0M。

）C、土钉钢筋直径d的选择为增加土钉钢筋与砂浆的握裹力和抗拉强度，土钉钢筋采用25。

D、孔径D=110MM，土钉注浆材料用1:0.5水泥浆,在需要时可加入各种外加剂。

4、土钉墙内部稳定性分析土钉稳定性分析是土钉墙工程设计的一项极其重要的内容，它可以验证初步设计所选的各个参数的合理性、可行性，也可以确定土钉墙的安全性、适用性，因此它是土钉墙设计的关键一步，是土钉墙应用的基础。

土钉墙分析的基本原理分极限平衡方法和有限元方法，但大多数均采用极限平衡方法。

4.1 基本假定A、破裂面假定为圆弧形B、破坏时，土钉的最大拉力和剪力在破裂面处。

C、土钉抗剪强度，沿破裂面全部发挥。

D、土体强度参数取加权平均值。

4.2 土钉力简化土钉的实际受力状态是非常复杂的，一般情况下土钉中产生拉力、剪应力和弯矩，土钉通过这个复合的受力状态对土钉墙稳定性起作用。

为使分析计算简化，只考虑土钉的抗拉作用，土钉的抗拉作用计算为该土钉与破裂面交点处的土钉拉力，其抗拉能力标准值取为：A、土钉与土体界面的抗剪强度由i=c+k0*r*h*tgΦ=26.3+0.6*18.1*2.5*tg9.0=27.66 KN/m2，则T x1 = D L B i=3.14*0.11*式中L B—为土钉伸入破裂面外约束区内长度（m）为土钉与土体间的拉剪强度标准值（KN/m2）i—B、由土钉钢筋强度y计算，则Asx2 = y式中y—为钢筋抗拉强度标准值（KN/m2）As —为钢筋载面积C、由钢筋与砂浆间的粘结强度g计算，则d L B gx3 =式中 d —为钢筋直径为钢筋与砂浆界面的粘结强度标准值（KN/m2）g—由A、B、C三式计算，取用小值作为土钉的抗拉能力标准值，一般情况下，土钉的抗拉能力标准值由第一式决定。

7.4.3 最危险破裂面选择A、确定可能圆心点位置：此圆心位置是作为土钉稳定性分析圆心搜查区域的中心。

土坡圆弧滑动可能的圆心位置是X = H[（40-）/70-（-40）/50]=5.0[（40-9.0）/70-（84-40）/50]=Y = H[0.8+(40-)/100]式中—为土的内磨擦角H —为边坡高度—为边坡坡角B 、确定圆心搜索区范围：以上面确定的圆心位置为中心，四个方向各扩大0.35Hi ，形成一个0.7H10.7H1的矩形区域作为计算滑裂面圆心的搜索范围,此处Hi = H+H 0，式中H 为每次计算的坡高，H 0为坡顶超载换算高度。

C 、确定最危险破裂面：在滑裂面圆心搜索范围内按一定规律确定m ×n 个圆心，以圆心到计算高度底部连线为半径画弧，确定m ×n 个圆弧破裂面，分别计算每个滑裂面上考虑与不考虑土钉作用的稳定安全系数，并分别从中选择最小安全系数，所对应的滑动面即为最危险滑裂面。

7.4.4 整体稳定安全系数的计算A K si =B 、当考虑土钉作用时，其安全系数K pi 为K pi =式中 K si — 为不考虑土钉作用安全系数 K pi — 为考虑土钉作用安全系数 C i — 土体内聚力(KPa)i— 土体内磨擦角 (度)L i — 土条滑动面弧长∑C i ⋅L i + ∑W i ⋅cos θi + tg θ∑W i ⋅sin θi∑C i L i S + ∑W i cos θi ⋅tg θi S + ∑T xj cos （θi +d j ）+∑T xj sin （θi +a j ）⋅tg ϕi ∑W i ⋅sin θi ⋅SW i — 土条重量T xj — 某位置土钉的抗拉抗拨能力标准值 S — 计算单元长度（一般与Sx 相同）(m)i— 滑动面某处切线与水平面之间的夹角d j — 某土钉与水平面之间的夹角计算后取Ksmin 和Kpmin ，容许安全系数可根据工程性质或安全等级取1.2~1.5。

7.5 土钉墙外部稳定性分析 7.5.1 土墙厚度确定土钉墙垂直时，其土墙厚度B= LL 土钉墙倾斜时，土墙厚度B= L cos 式中 L —为土中平均钉长—为土钉与水平面之间的夹角 7.6 土钉抗拨力验算土钉抗拨力验算包括单根抗拨力验算和计算断面内全部土钉总抗拨力验算,其计算简图如下：111211127.6.1 K Bj =T xj =式中 K Bj — 为第j 个土钉抗拨力安全系数，取1.5~2.0 T xj —第j 个土钉破裂面外土钉提供的有效抗力能力标准值，破裂面与水平面之间的夹角取（+）/2—为边坡坡角e aj—为主动土压力强度（KPa）7.6.2∑T xj⋅（H-H j）⋅cosαjE ai⋅H aiK F=式中 K F—总体抗拨力安全系数，取1.5~2.5E ai—面层分段部分所受的土压力合力KNH ai—土压力合力到土钉墙底面的距离（m）H —土钉墙高度（m）H j—土钉距坡顶距离7.6.3 面层设计：按构造规定一定厚度的喷射砼和配筋数量A、喷射砼面层厚度：取100mm，砼强度等级不宜小于C15。

B、配筋：面层中配置6钢筋网。

C、为保证土钉与喷射砼面层的连接和锚固，常设置承压板和焊接钢筋骨架等方法，垫板下配置分布筋和加强连接筋，以分散面层的分力。

四、施工工艺方法1、土钉墙施工部署1、施工选用机具序号名称规格数量1 空压机VHP700 1台2 锚杆钻机MGJ-50 1台4 砼喷射机HPZ6T 1台5 注浆机UBJ-3 1台6 砼搅拌机JFC200 1台7 电焊机1台8 挖土机PC-200 1台9 潜水泵DT-85 1台10 收敛计GY-85 1台2、施工工艺2.1 施工流程每层施工工艺流程见下图所示，当一层开挖和支护完成后，即可进行下一层土的开挖和支护工作。

制锚开挖初喷钻孔安装注浆锚网终喷监测2.2 施工准备A、在进行施工前，应充分核对设计文件、土层条件和环境条件，确保施工安全。

B、认真检查原材料型号、品种、规格及质保单，必要时进行材料性能试验。

C、砼喷射机、空压机、注浆机和搅拌机等设备、水电管线等应配套齐全，并进行全面检查和联合试运转，输送管应能承受0.8MPa以上压力，供水设施应确保喷头处水压高于该处工作风压0.05~0.1MPa。

2.3 土方开挖根据基坑边壁支护图放出基坑开挖灰线，经技术复核无误后，再进行开挖，土方开挖时严格按照剖面图进行分层开挖，并做到开挖一层，清理一层，支护一层边壁，上一层未支护完，不得开挖下一层土，每层开挖要到位，不得你挖，严禁超挖。

2.4 基抗排水基坑周边表面1000处采用1:2.5水泥砂浆封闭，并用水泥砂浆砌筑120高的挡水墙，防止地表水及雨水流入坑内，同时，在基坑开挖时在基坑中央东西方向挖设一条250×250的排水沟，随挖水沟、随挖土，并在中间挖设一个500×500×600的积水井，采用潜水泵将积水井内积水抽除。

2.5 造孔2.5.1 开挖出的边壁经人工修整后，根据设计要求，定出孔位，作出标记。

2.5.2 各层均采用锚杆钻机成孔（由于该设计深≤15m，且该基坑土质为饮和易坍孔土层，因此，选用带护壁套管的土锚专用机成孔）。

2.5.3 锚孔直径应控制在φ80~φ120，成孔深度应大于锚杆设计深度5~10cm，锚孔倾斜度符合设计要求。

2.5.4 成孔后，应对孔内杂质和积水清除干净（在造孔时，发现水量较大，要预留导水孔）。

2.5.5 每造好一个孔应做好施工记录，注明钻孔编号，地质类别，造孔直径、长度、倾斜度和成孔日期等。

2.6 锚杆制作与要求2.6.1 材料：该基坑边壁支护采用φ20和φ25钢筋两种锚杆，在组装前除去表面油污，并保证锚杆平直。

锚杆接头均采用搭接焊，焊接长度为30d，且≥50mm，并排钢筋的连接也采用焊接。

2.6.2 设置对中支架：为了使锚杆位于锚孔中央，沿锚杆轴线方向每隔2m设置一个对中央支架，对中支架采用φ6钢筋制作，并做成非对称型，即水平方向两侧尺寸一样垂直方向下面一个要比水平方向两侧高1~2cm，垂直方向上侧一个不设。

在制作时，先将φ6钢筋切成10cm，弯成弧形后，再与锚杆焊接。

2.6.3 设置排气装置：因该锚孔注浆采用口部注浆，因此在锚杆上安装了φ10塑料管排气管装置，其具体做法为：A、φ10排气管用扎丝绑扎在锚杆正上方，离杆体里端5~10cm，其外端比杆长1m。

B、在杆体底冲淡绑扎透气的海棉体，其大小和孔么相同。

2.6.4 锚孔选好后，及时尽快安制锚杆，并做到：A、认真检查锚杆质量，确保组装时符合设计要求，在安放时，应防止杆体扭压、弯曲，无对中支架的一面朝上，放好后用嘴吸排气管，检查是否通气，否则抽出重做。

B、锚杆放入锚孔深度应不小于锚杆长度的95%，安放后不得随意敲击、悬挂重物。

2.6.5 焊接锁紧装置：锚杆安放后，在锚杆头部焊接锁紧装置，具体为：A、锁紧装置用4根长20cm的φ25螺纹钢筋成井字形焊在锚杆上，离开边壁表面或初喷砼面2~3cm。

B、锁紧装置与钢筋网点焊在一起，使锚杆的锚固力均匀地传递到整具支护面。

2.6.6 注浆(采用水泥砂浆)2.6.6.1 原材料A、水泥：采用425#普通水泥，并经检验合格。

B、砂：采用粒径小于2mm的中细砂，含泥量≤3%，砂中含云母有机物，硫化物及硫酸盐等有害物质的含量按重量计应≤1%。

C、水：采用洁净自来水。

D、早强剂：采用经试配合格的三乙醇胺。

2.6.6.2 技术要求A、水泥砂浆重量配合比为：水泥:砂=1:1，W/C=0.50。

B、三乙醇胺重量为水泥用量的1‰。

C、砂浆配合比要准确、拌合均匀、随用随拌，并在初凝前用完。

D、排气管停止排气或孔口溢出浆液后，方可停止注浆。

E、注浆作业结束后，应用清水清洗注浆泵和管路。

F、当采用底部注浆时注浆管应随锚杆同放入锚孔，注浆管头距孔底应有一定距离，一般为5~10cm。