地基基础锚杆支护.docx
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地基基础锚杆支护
太阳能工程109#扩建工程基坑南侧、西侧坑壁支护方案
1、工程概况
喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。
***工程109#扩建工程南侧坑壁紧邻废水管架，坑壁长45m，深4.8m（基坑局部深度达5.9m）,原有土为回填土层，此处有级配砂石垫层；西侧坑壁紧邻109#已建建筑，坑壁长36.5米，深4.8米（基坑局部深5.9米），原有土为回填土层。
在基坑开挖后已对此部位局部进行支护，为避免管架支座和已建建筑因荷载作用发生偏移、沉降，经过各方协商讨论，决定采用喷射混凝土锚杆支护。
2、设计方案及材料要求
2.1构造设计方案
（1）喷射混凝土厚度采用100mm，喷射混凝土标号为C20细石混凝土。
（2）锚杆采用φ14钢筋；锚固深度视边坡土层的松散程度及松散层的厚度确定，取4.5m左右，锚杆孔直径100mm，深度应大于锚固深度20cm，并用1：
3～l：
4的水泥砂浆固结，锚杆间距采用1.5m×1.5m，倾角15。
方型布置。
（3）坑壁立面挂双向φ6@200钢筋网，横向排距1.5m布置φ20加强筋。
2.2材料选择要求
（1）水泥：
应优先选用425＃普通硅酸盐水泥；也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，水泥标号不得低于325＃，性能符合现行水泥标准。
（2）砂：
应采用坚硬耐久的中粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5％～7％。
（3）骨料：
应采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于15mm。
（4）外加剂：
应选用符合质量要求的速凝剂，掺速凝剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。
（5）水：
混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量超过水重1％的水。
3、施工方法及技术措施
喷锚网支护的施工程序是：
搭设脚手架—整修边坡—第一次喷射混凝土—锚杆钻孔、注浆—钢筋网制作—挂网—第二次喷射混凝土—养护—拆除脚手架。
脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察，确定安全后再搭设脚手架。
钢管支架立柱应置于坚硬稳定的土层上，不得置于浮渣上。
立柱间距1.5m，架子宽度1.2～1.5m，横杆高度1.8m，以满足施工操作，钢管扣件连接要牢固和稳定，以确保施工安全。
由于现有的土层边坡松散且不平整，故必须将松散的土层清除，修整随坡就势，不得扰动原状土。
对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土，待凝结后再进行钻孔。
钻孔前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，做出标记。
锚杆钻孔要垂直边坡面，直径为130mm，杆体为φ16钢筋，长度3～4m，间距1.5m×1.5m，方型布置，为使锚杆置于钻孔的中心，应在锚杆上每隔1.5mm设置定位器一个，钻孔完毕后应立即安插锚杆以防塌孔。
注浆采用1：
3～l：
4快硬性纯水泥浆灌注，注浆压力为0.6Mpa，根据具体情况压力可适当提高，浆液应搅拌均匀、过筛，随拌随用，浆液应在初凝前用完，注浆管路应经常保持畅通。
临时性锚杆锚固段杆体应采用水泥浆封闭防腐。
钢筋网为φ6@200和横向φ20加强筋，排距1.5m。
第二次喷射混凝土厚度100mm，C20细石混凝土，为加强支护效果，在喷射混凝土时可加入3％一5％的早强剂，在喷射混凝土初凝2h后方可进行下一道工序，此后应连续喷水养护5-7d。
4、允许偏差
（1）锚杆水平方向孔距误差不应大于50mm，垂直方向孔距误差不应大于100mm。
（2）钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3%。
（3）锚杆孔深不应小于设计长度，也不宜大于设计长度的1%。
（4）锚杆锚头部分的防腐处理应符合设计要求。
5、安全注意事项
（1）施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥。
（2）各种设备应处于完好状态。
（3）张拉设备应牢靠，试验时应采取防范措施，防止夹具飞出伤人。
（4）注浆管路应畅通，防止塞泵、塞管。
（5）机械设备的运转部位应有安全防护装置。
（6）电器设备应设接地、接零，并由持证人员安装操作，电缆、电线必须架空。
（7）施工人员进入现场应戴安全帽，操作人员应精神集中，遵守有关安全规程。
（8）锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置。
6、成品保护
（1）锚杆的锚固段、自由段及锚头应做好防腐处理。
（2）锚杆成孔后应立即安插锚筋，及时注浆，防止塌孔。
（3）锚固体未达到张拉锁定强度前严禁碰撞、张拉。
（5）锚杆张拉锁定后防止碰损，碰损后应及时补救。
7、工程报价：
坑壁南侧：
锚杆：
118根×300元/根=35400元
混凝土、钢筋网：
45×5.9×150元/m2=39825元
合计：
75225元
第一排锚杆间距1.5m
第二排锚杆间距1.5m
第三排锚杆间距2.9m
西侧坑壁：
锚杆：
100根×300元/根=30000元
混凝土、钢筋网：
38×5.9×150元/m2=33630元
合计：
63630元
第一排锚杆间距1.5m
第二排锚杆间距1.5m
第三排锚杆间距2.9m
南侧、西侧共计：
138855元
8、稳定性验算
8.1其它原状土基坑开挖最大深度验算
h=2csinθcosψ/（γsin2（θ-ψ）/2）
γ——土的重度（KN/m3），经查为18.0KN/m3
θ——边坡的坡度角（。
），实际为70。
c——土的粘聚力（KN/m2），经查为10KN/m2
ψ——土的内摩擦角（。
），经查为25。
代入数据计算得：
h=2*10*0.939*0.906/（18.0*0.147/2）=6.18m
其它原状土放坡可以满足要求。
8.2加锚杆部位稳定性验算
本计算书参照
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99中国建筑工业出版社出版
《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社
《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社
《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社
《土力学》等相关文献进行编制。
8.2.1参数信息
（1）基本参数
侧壁安全级别：
二级
基坑开挖深度h（m）：
6.000；
锚杆计算宽度b'（m）：
88.00；
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）
1
满布
10.00
（3）地质勘探数据如下：
序号
土名称
厚度（m）
坑壁土的重度γ（kN/m3）
坑壁土的内摩擦角φ（°）
内聚力C
（kPa）
极限摩擦阻力（kPa）
饱和重度
（kN/m3）
1
1粘性土
6.00
18.00
25.00
10.00
112.00
20.00
（4）锚杆布置数据：
放坡参数：
序号
放坡高度（m）
放坡宽度（m）
平台宽度（m）
1
5.90
1.50
20.00
锚杆数据：
序号
孔径（mm）
长度（m）
入射角（°）
竖向间距（m）
水平间距（m）
1
100.00
4.50
14.00
1.50
1.50
8.2.2含锚杆抗拉承载力的计算:
单根锚杆受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99，R=1.25γ0Tjk
（1）其中锚杆受拉承载力标准值Tjk按以下公式计算：
Tjk=ζeajksxjszj/cosαj
其中ζ--荷载折减系数
eajk--锚杆的水平荷载
sxj、szj--锚杆之间的水平与垂直距离
αj--锚杆与水平面的夹角
ζ按下式计算：
ζ=tan[（β-φk）/2]（1/（tan（（β+φk）/2））-1/tanβ）/tan2（45°-φ/2）
其中β—锚杆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）锚杆抗拉承载力设计值Tuj按照下式计算
Tuj=（1/γs）πdnj∑qsikli
其中dnj--锚杆的直径。
γs--锚杆的抗拉力分项系数，取1.3
qsik--土与锚杆的摩擦阻力。
根据JGJ120-99表6.1.4和表4.4.3选取。
li--锚杆在直线破裂面外穿越稳定土体内的长度。
序号
有效长度（m）
抗拉承载力（kN）
受拉荷载标准值（kN）
初算长度（m）
1
2.29
61.95
4.45
2.38
满足要求。
8.2.3锚杆整体稳定性的计算:
根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99要求，锚杆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：
公式中：
γk--滑动体分项系数，取1.3；
γ0--基坑侧壁重要系数；
ωi--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--第i条土滑裂面处中点切线与平面夹角；
αj--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
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：
计算步数
安全系数
滑裂角（°）
圆心X（m）
圆心Y（m）
半径R（m）
第1步
1.607
29.425
-0.647
2.351
2.438
示意图如下：
计算步数
安全系数
滑裂角（°）
圆心X（m）
圆心Y（m）
半径R（m）
第2步
1.169
29.425
-2.588
9.402
9.752
示意图如下：
计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.607>1.30满足要求!
[标高-1.500m]
第2步开挖内部整体稳定性安全系数Fs=1.169＞1.10满足要求!
[标高-6.000m]
8.2.4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=14.27>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：
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）；
l
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