《新疆基坑土钉墙支护技术规程》

'《新疆建筑基坑土钉支护技术规程》1.总则1.0.1为了在新疆地区建筑基坑土钉支护的设计与施工中做到技术先进、经济合理、质量可靠、确保基坑边坡支护稳定和周边环境安全，制定本规程。1.0.2本规程适用于新疆地区的工业与民用建筑的打入式土钉支护基坑工程勘察、设计、施工、开挖监测与检测。其他类型的土钉支护，也可参照本规程。1.0.3基坑土钉支护的设计与施工，结合本地区的工程经验，依据工程的实际情况与周边环境的特点和要求，做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。1.0.4基坑土钉支护工程的设计、施工与监测宜统一由专业岩土治理单位负责，以便于及时根据现场测试与监控结果进行反馈设计。1.0.5基坑土钉支护工程设计、施工与验收除本规程已作规定外，尚应符合国家、自治区现行有关标准、规范的规定。38 3．基本规定3.0.1本规程适用于基坑陡坡开挖时土钉支护的临时性工程。基坑的深度不宜超过12m，使用期限不应超过12个月。对暴露时间超过12个月的基坑，应考虑影响基坑支护的各种不利因素，采取相应的加强措施。3.0.2根据建筑基坑工程破坏可能造成的后果和工程的复杂程度，基坑支护工程分为三个安全等级，设计时可根据工程具体情况按表3.0.2选定。表3.0.2建筑基坑土钉支护支护工程安全等级安全等级破坏后果基坑和环境条件一级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和地下结构施工影响很严重。1．开挖深度大于或等于12m，且在1倍开挖深度范围内有重要建（构筑）筑物，重要管线和道路等市政设施。2．开挖深度7m＜h＜12m，基坑降水幅度大于0.6h；基坑中软土层厚度大于0.6h，且在1倍开挖深度范围内有重要建（构筑）筑物，重要管线或道路等市政设施。二级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境影响一般，但对地下结构施工影响严重。除一级、三级以外的基坑工程三级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重。1．开挖深度≤6m，且在周围1倍范围开挖深度范围内无特殊要求保护的建（构筑）筑物，管线和道路等市政设施。2．基坑深度内无地下水注：1．从一级开始，向二、三级推定，以最先满足为准；2．重要管线系指其破坏后果严重或很严重的管线，如煤气、压力水管线或影响面大的通讯电缆线等；3．中软土系指稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak≤200kPa的粘性土和粉土。3.0.3本规程所述土38 钉为打入注浆式土钉，系指采用冲击设备将特殊加工的钢管打入土层，然后注浆而成，也称锚管或管钉。采用打入式的注浆土钉支护适用于下列土体：卵石（碎石）、圆砾（角砾）、砂土、填土等。对于厚度不大的可塑、硬塑粘性土，非饱和粉土层亦可使用。土钉支护不适用于软塑、流塑状态的粘性土，含水丰富的粉细砂土和粉土层以及降水困难的其它基坑工程等。3.0.4基坑工程的土方开挖方式，分无支护开挖和有支护开挖两类。1．场地开阔，且位移限制要求不严，经验算能保证土坡稳定时，可采用无支护放坡开挖。根据边坡稳定性验算，选择合适的放坡坡度，亦可根据场地工程地质，边坡高度结合当地经验，按表3.0.4确定。表3.0.4基坑土质边坡坡度允许值土的类型密实度或状态坡度允许值（高宽比）坡高在5m以内坡高在5～8m碎石土稍密中密密实1：0.6～1：0.751：0.5～1：0.61：0.4～1：0.51：0.75～1：1.01：0.6～1：0.751：0.5～1：0.6粘性土可塑硬塑坚硬1：1.00～1：1.251：0.75～1：1.001：0.50～1：0.751：1.0～1：1.25砂土（不包括粉细砂）中密密实1：1.25～1：1.51：1.0～1：1.25注：1．稍密状态的砂土，粉细砂土均按自然休止角确定；2．以上基坑土质边坡坡度允许值适用于基坑开挖深度内无地下水的情况。2.放坡开挖受限制时，应采用有支护的土方开挖方式。3.0.5新疆地区常用基坑支护结构类型有：1．土钉支护或喷锚支护；2．排桩支护；3．排桩+土钉支护或排桩+预应力锚杆支护。38 支护结构类型可根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件，按表3.0.5选用。表3.0.5支护结构选型表结构类型适用条件土钉墙或喷锚支护1．基坑支护工程安全等级为二、三级，部分一级；2．基坑深度不宜大于12m，且放坡系数不少于1﹕0.2；3．对土质基坑采用土钉支护，对土岩组合基坑采用土钉+锚杆组合支护；4．对碎石类土，距基坑边0.5倍开挖深度范围内；对其他土，距基坑边1倍开挖深度范围内，不存在相邻建筑（构筑）物影响。5．当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。排桩支护1．基坑支护工程安全等级为二、三级；2．基坑无放坡条件，须垂直开挖；3．基坑支护深度在碎石类土中不宜超过9m。在中软土场地中不宜超过6m；4．距基坑边0.5倍开挖深度范围内如存在相邻建筑（构筑）物，宜将排桩改为基础托换桩或增设基础托换桩。排桩+土钉或排桩+锚杆支护1．基坑支护工程安全等级为一级、二级；2．基坑无放坡条件，须垂直开挖；3．基坑支护深度不宜超过15m；4．距基坑边0.5倍开挖深度内存在相邻建筑（构筑）物，宜将排桩改为基础托换或增设基础托换桩。注：人工成孔的排桩不宜在含水丰富的粉细砂土层中采用，不宜在降水困难，易塌孔的饱和软粘土中采用。3.0.6基坑土钉支护设计应考虑下列荷载1．土压力、水压力；2．一般地面超荷（包括材料堆放，车辆，超重运输造成的荷载）,当地面荷载小于15kN/㎡时，则按15kN/㎡取值；3．临近建筑物荷载；4．跨年度回填基坑的工程，应考虑季节性冻土对土钉墙产生的冻胀力。3.0.738 土钉墙支护的设计施工应包括现场测试与监控以及反馈设计的内容。支护结构的变形控制值应根据周边环境保护要求和坑内永久性结构变形允许条件等因素确定；支护结构设计的最大水平位移不宜超过表3.0.7预警值。表3.0.7支护结构最大水平位移预警值安全等级最大水平位移与坑深控制关系最大水平位移控制值一级0.0025h20～40㎜二级0.005h40～60㎜三级0.010h60～80㎜注：1．对中软土基坑取高值，对碎石类土基坑取低值；2．对土岩组合基坑，取最大水平位移与土层厚度之比作为预警值，最大水平位移取上表中低值。3.0.8土钉支护施工前应具备下列设计文件。1．工程调查与岩土工程勘察报告；2．土钉支护施工图，包括支护范围平面图，剖面图及细部构造图；3．总体尺寸；标明土钉的长度，间距、倾角；喷射砂浆面层的厚度与钢筋网片尺寸，土钉与喷射砂浆面层、加强筋连接构造方法；规定钢材、砂浆、水泥桨等材料的规格与强度等；4．排水系统施工图，以及需要工程降水的降水方案设计；5．施工方案和施工组织设计，规定基坑分层、分段开挖的深度、坡度和长度，边坡开挖面的裸露时间限制等；6．土钉支护设计的计算书；7．现场测试监控方案，以及为防止危及周围建筑物、道路、地下设施而采取的措施和应急方案；38 8．对于冬期施工的土钉支护工程在设计与施工中应采取防冻保温措施。4工程调查与岩土工程勘察4.0.1土钉支护设计前必须进行充分的工程调查，收集场地周围已建工程及拟建工程的施工图设计文件和岩土工程勘察资料，并应进行现场踏勘。4.0.2基坑周边环境勘察应包括下列内容：1．查明基坑影响范围内建（构）筑物的结构类型，层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状（实录）；2．查明基坑周边的各类地下设施。包括上、下水，电缆、煤气、雨水、热力管线、人防地道等的分布和性状；3．查明场地周边和临近地区地表水汇流排泻情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响；4．查明基坑四周道路距离及车辆载重情况。4.0.3基坑土钉支护的工程勘察应与拟建工程的岩土工程勘察同步进行。勘察的范围应根据基坑开挖深度、场地的工程地质条件和环境确定，可在基坑开挖线外按开挖深度的0.5～1.0倍范围内布置勘探点。对于基坑工程，如已有资料不能满足要求时，应进行专项补充勘察或工程调查。38 4.0.4基坑开挖深度内的各主要土层均应取土做土工试验，或进行原位测试。通过试验或测试确定每一主要层土的分类和状态，给出各层土的内摩擦角和粘聚力等抗剪强度指标；也可结合当地经验参照附录A给出各土层的抗剪强度指标。5设计5.1一般规定5.1.1基坑土钉支护设计按下列内容进行：1．根据工程类比和工程经验，设计土钉墙结构各部分尺寸和材料参数，包括：1）土钉的直径、长度、间距、倾角及分段施工高度；2）土钉材料、注浆材料等；3）土钉墙坡角；2．土钉抗拔承载力验算；3．进行整体稳定性分析；4．喷射砂浆面层设计与坡顶防护设计；5．土钉与面层连接的构造设计；6．监测设计并根据施工过程中的反馈信息验证设计。5.1.2土钉支护的整体稳定性计算和土钉的设计计算采用总安全系数设计方法。其中以荷载和材料性能的标准值做为计算值，并据此确定土压力。38 5.1.3土压力、水压力强度的计算和其计算指标的取值应符合以下要求。1．抗剪强度的试验，对粉土宜采用直剪快剪试验；对饱和软粘土，在进行快剪强度试验时，应在自重压力下预固结后，再进行剪切；对粉质粘土、粉土、砂土宜采用直剪固结快剪。对碎石类土的抗剪强度指标，对一级基坑工程可通过现场大型直剪试验确定，对二、三级基坑工程无试验条件时可根据地区经验确定，亦可按附录表选用。2．对地下水位以上的土体，应采用天然重度，总应力强度指标计算。3．对地下水位以下的粘性土，宜采用土压力，水压力合算，用饱和重度，总应力强度指标进行计算。4．对地下水位以下的粉土，砂土和碎石土，宜采用土压力、水压力分算。5.1.4土钉与土体界面的极限摩擦阻力取标准值，极限摩擦阻力的标准值可取现场实测平均值的0.8倍，以上参数应按不同土层分别确定，进行初步设计时，极限摩擦阻力的标准值可参照表5.1.4取值。表5.1.4土钉锚固体与土体极限摩擦力标准值土层种类强度(kPa)素填土20～30粘性土可塑30～40硬塑40～60坚硬60～80粉土稍密40～50中密、密实50～60砂土（粗中砂）稍密60～80中密80～10038 密实100～120卵石、园砾、角砾稍密100～130中密130～160密实160～1905.2支护体构造5.2.1主要承受土体自重作用的打入式注浆锚管，其各部件（图5.2.1）尺寸可参考以下数据初步选用。图5.2.1土钉支护构造图1．对于一级基坑工程，放坡系数不少于0.30；对于二级及三级基坑工程，放坡系数不少于0.20。2．锚管可采用普通国标钢管，外径48～50㎜；壁厚3.0～3.5㎜。3．锚管内端头宜制成锥形。4．锚管连接宜采用对焊，接头处应拼焊不少于3根Ф14加强筋。5．锚管管壁应设置出浆孔，间距宜200㎜～300㎜，孔径宜7～10㎜，靠近锚管外端头1.0～2.0m距离内不应设出浆孔。6．注浆材料宜采用纯水泥浆或水泥砂浆,其强度等级不宜低于10MPa。38 7．土钉长度L与基坑深度H之比对非饱和一般粘性土、粉土宜取0.8～1.2，对碎石类土宜取0.5～1.0。为了减少支护变形，控制地面开裂，顶部土钉的长度宜适当增加，而底部土钉长度可适当减少。第一排土钉应避让基坑周边地下管线、管沟。8．土钉的水平和竖向间距Sn和SV宜在1.0～2.5m的范围内，在粘性土中或松散碎石土中可取小值，在密实碎石类土中可取大值，土钉的竖向间距应与每步可挖深度相对应。9．喷射砂浆面层的厚度在80～120㎜之间，砂浆强度等级不宜低于M10。喷射砂浆面层内应设置钢筋网，钢筋网的钢筋直径6～8㎜，网格尺寸200～300㎜。对于二级及三级基坑支护工程，当有足够地区经验时面层内也可设置冷拔丝网片或钢板网。冷拔丝网片的直径2.0～3.0㎜；网格尺寸150～200㎜；钢板网厚度2.0～3.0㎜；网格尺寸40～60㎜。5.2.2为提高锚管在粘性土、粉土、砂土层中的注浆效果，提高其抗拔能力，可在钢管顶端部加焊锤尖，亦可在锚管前段注浆孔前加焊短钢筋（Ф14～Ф16）或角钢。图5.2.2锚管细部构造图1—焊接锤尖2—倒刺短钢筋或角钢3—接头管绑焊5.2.3土钉向下倾角宜在5o～20o，当遇有局部障碍物时，允许调整土钉的长度和方向。5.2.438 锚管与喷射砂浆面层的连接采用图5.2.4所示的方法。锚管端部与加强筋之间采用“L”型短钢筋进行焊接，焊缝长度应≥5d且不小于100mm；锚管接长应采用3根短钢筋进行绑条焊接，焊缝长度应≥5d且不小于100mm。图5.2.4锚管与面层连接细部5.2.5坡面面层钢筋网（或低碳冷拔丝网片，钢板网片）搭接长度应≥200㎜。加强筋宜采用Ф14～Ф16钢筋，竖横向均应设置二根，其间距与土钉间距相同，加强钢筋应采用焊接连接。5.2.6面层顶部应做砂浆护面，面层顶部和底部宜采取截、排水措施，在面层上可根据具体情况设置泄水孔。5.3支护整体稳定性分析5.3.1土钉墙的整体稳定性分析应考虑土钉墙施工期间不同开挖深度完工后不同高度的多种工况。5.3.2土钉墙设计首先应进行坡体的整体稳定性分析，分析时可采用简化圆弧滑裂面条分法，其计算简图和验算分式如下（有经验时可采用其它破裂面形式进行验算）。38 图5.3.2稳定性分析计算简图1—喷射砂浆土面层2—土钉式中n—滑动体分条数；m—滑动体内土钉数；—第i分条土重，滑裂面位于粘土或粉土中时，按上覆土层的饱和土重计算；滑裂面位于砂土或碎石类土中时，按上覆土层的浮重度计算；—第i分条宽度；—第i分条滑裂面处土体固结快剪粘聚力标准值；—第i分条滑裂面处土体固结快剪内摩擦角标准值；—第j根土钉与滑裂面中点切线与水平面夹角；—土钉与水平面夹角；—第i分条滑裂面弧长；—第j排土钉的水平间距；—第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固提与土体的极限抗拔力。38 每种验算情况中，必须通过试算确定最危险滑裂面，即计算中Fsmin滑裂面为预测最危险的滑裂面。在设计中应满足：FSmin>[Fs][Fs]—容许稳定性安全系数。一级支护结构取1.4；二级支护结构取1.3；三级支护结构取1.2。5.3.3土钉支护的外部整体稳定性分析与重力式挡土墙的稳定分析相同，可将土钉加固的整个土体视为重力式挡土墙，分别验算。整个支护土墙沿底面水平滑动。整个支护土墙绕底角倾复，并演算此时支护土墙底面的地基承载力。以上验算可参照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中的计算公式。对三级基坑工程或有放坡条件的部分二级基坑工程，当有足够当地经验时，土钉墙的整体稳定性分析可只作外部稳定性验算即可。图5.3.3支护体抗滑移与抗倾覆计算简图1．土钉墙厚度的确定将土钉加固的土体分三个部分来确定土墙宽度。第一部分为钢筋网喷射砂浆支护的宽度。土钉间土体由喷射砂浆面板稳定，喷射砂浆支护作用区宽度为1/6L（L38 为土中平均钉长）；第二部分为墙体的均匀压缩加固带，它的厚度为2/3L；第三部分为土钉尾部非均匀压缩带，宽度为1/6L，土墙宽度为三部分之和，即L，当土钉倾斜时，土墙宽度为Lcosa(a土钉与水平面之间的夹角)2．抗滑移验算。如图所示，抗滑移验算可按下式进行ks—抗滑移抗分项系数,取ks；q—地面均匀载荷；B—土墙厚度；F—土层支护沿基底之间的摩擦系数，可取基底土体的抗剪强度；W—土体支护沿基坑单位长度自重；—土体支护体与土体之间的摩擦角。3．抗倾覆验算如图所示，抗倾覆验算可按下式进行式中kq—抗倾覆抗力系数，取kq≥1.3；H—开挖深度。5.4土钉抗拔力验算5.4.1在整体稳定分析的基础上，应对有代表的土钉进行抗拔力验算，单根土钉抗拔承载力计算应符合下列要求。≥kdj—第j根土钉抗拔安全系数；eaj—第j个土钉位置主动土压力强度；sxj,szj—第j个土钉与相邻土钉平均水平垂直间距；αj—第j根土钉与平面的倾角；38 Ttj—第j个土钉破裂面外土体提供的有效抗拔承载力；—土钉抗拔安全系数，一级支护工程取1.4二级支护工程取1.3三级支护工程取1.25.4.2对于一级基坑支护工程，土钉抗拔承载力设计值应按现场试验确定。对于二、三级基坑支护工程，可按下列公式计算Ttj=dnj—第j根土钉锚固直径；其中—锚管直径—注浆影响半径对于碎石类土，可取3～5cm；对于其它土层，取零。qsik—土钉穿越第j层土体与锚固体摩阻力，可参照表取值；lj—第j根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内的长度，破裂面与水平面的夹角为。图5.4土钉支护抗拉承载力计算简图1—喷射砂浆土面层2—土钉38 6．施工6.1一般规定6.1.1基坑土钉墙支护工程施工前，业主、施工单位、监理单位应会同设计单位进行设计图纸会审和技术交底。6.1.2土钉支护施工前应确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点，变形观测点等，并在设置后加以妥善保护。6.1.3施工单位编制的土钉支护工程施工组织设计的内容应包括：工程概况、施工组织管理、施工准备、施工部署、施工方案、施工进度、质量保证体系、安全保证措施、施工监测安排，应急抢险措施等。6.1.4土钉支护和施工机具和施工工艺应按下列要求选用：1.打入式注浆钢管土钉可采用气锤式土钉机锤击成孔。2.注浆泵的规格、压力和输浆量应满足施工要求。3.砂浆喷射机的输送距离应满足施工要求；供水设施应保证喷头处有足够的水量的水压（不少于0.2MPa）。4.空压机应满足喷射机及气锤式土钉机工作风压和风量要求；可选用风量9m3/min以上，压力大于0.5MPa的空压机。6.1.5土钉支护的施工流程宜符合下列规定：1．按设计要求开挖工作面；人工修整边坡；2．喷射第一层砂浆；一般厚为30～40mm；3．打入锚管；38 4．绑扎钢筋网（或冷拔丝网片，钢板网片），焊接纵横向加强钢筋。5．喷射第二层砂浆面层；6．锚管内压力注浆、补浆。根据不同的土性特点，放坡条件和支护构造方法，上述顺序可以变化。当土坡坡面较平整，放坡较缓，土体自稳能力较强时，可采用一次性喷射砂浆面层工艺。6.2基坑土方开挖与排水6.2.1基坑开挖应根据地质条件和周边环境的特点采取合理的开挖方式。土钉支护应按设计规定的分段分层开挖深度按作业顺序施工；土方开挖与支护结构施工应密切配合。在完成上层作业面的土钉与喷射砂浆以前，不得进行下一层开挖。在软土层和变形要求较严格的地段应采取分区、分段、分层、跳挖，留土护壁和对称平衡的开挖方式，严禁超挖。6.2.2当用机械进行土方作业后，应辅以人工修整坡面；坡面平整度允许误差值取±50mm；以保证边坡平整并符合设计规定的坡角。6.2.3为防止基坑边坡的裸露土体发生坍陷，对于自稳能力差的土体可采取以下措施：1．对修整后的边坡立即喷射上一层薄的砂浆面层；等凝结后再打入锚管；2．在作业面上先构筑钢筋网（或钢板网，低碳冷拔丝网）喷砂浆面层，而后再打入锚管；38 3．在水平方向上分小段间隔开挖。6.2.4基坑工程施工中，机具、堆放材料、塔吊等大中型设备，至坑边的距离应根据设备重量，振动情况，土质情况等综合确定。一般情况下，在距基坑上部边缘不少于4m的范围内，严禁承受大于15kPa的荷载。6.2.5基坑开挖应及时降水，实施有效的地表排水，支护内部排水，以及基坑排水措施。6.2.6基坑四周地面应进行防水、排水处理，严防雨水或生活用水等地面水浸入基坑周边土层。6.2.7在支护面层背部应插入长度400～600mm，直径不小于40mm的排水管，其外端伸出支护面层，间距可为2～3m，以便将喷砂浆面层后的积水排出（图6.3.3）。图6.3.3面层背面排水6.2.8为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水，应在坑底设置排水沟及集水坑。排水沟应在离开边壁0.5～1m。排水沟及集水井宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏，坑中积水应及时抽出。6.3打入土钉与喷砂浆面层38 6.3.1对分段分层开挖完毕的基坑边坡，应按设计要求定出孔位并作出标记和编号。打入土钉过程中遇到障碍物需调整孔位时，不得影响支护安全。6.3.2搭设土钉机操作平台所需的钢管支架应有足够的刚度和稳定性，并应设置一定数量的斜撑和剪刀撑。6.3.3锚管应按设计长度进行锤击打入，当遇下列情况之一时，可停止施打，并应根据现场土质情况和周边环境进行相应的设计变更：1.当锚管端部遇到相邻建筑基础、地下管沟、地下障碍物时；2.当第一排锚管端部从浅层上出露地面时；3.当锚管遇密实碎石土侧摩阻力增大，连续施打其贯入速率低于0.1m/30min时。6.3.4在喷射吵浆之前，面层内的钢筋网（或冷拔丝网，钢板网）应牢固固定在边壁上并符合保护层厚度要求。6.3.5钢筋网片（冷拔丝网片，钢板网片）可用焊接或绑扎而成。网片铺设时每边的搭接长度应不少于200mm。6.3.6喷射砂浆配合比应通过试验确定；粗骨料最大粒径不宜大于8mm，水灰比不宜大于0.45；并应通过外加剂来调节所需早强时间。6.3.7采用干法施工时，应事先对操作手进行考核，保证喷射砂浆的水灰比和质量能达到要求。喷射砂浆前，应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查及试运转。6.3.838 喷射砂浆的喷射顺序应自上而下；喷头与受喷面距离宜控制在0.8～1.5m范围内，射流方向垂直指向喷射面，但在钢筋部位，应先喷填钢筋后方；然后再喷填钢筋前方，防止在钢筋背面出现空隙。6.3.9为保证施工时的喷射砂浆厚度达到规定值，可在边壁面上垂直打入短的钢筋段作为标志。当面层厚度超过80mm时或坡面较陡；一次喷射吵浆厚度难于保证时，可采用二次喷射，每次喷射砂浆厚度宜为40～50mm。6.3.10喷射砂浆终凝后2h；应根据当地条件，采取连续喷水养护3～5d。6.3.11喷射砂浆强度可用边长7.5cm立方试块进行测定，制作试块时应将试模底面紧贴边壁，从侧向喷入砂浆；每200m2或每一工作日取2组（每组6块）试件。6.4土钉注浆6.4.1锚管端部通过与面层内的加强筋及钢筋网连接时（图5.2.4），其相互之间应可靠焊牢。6.4.2注浆采用水泥净浆的水灰比宜用1：0.5，并宜加入适量的速凝剂等外加剂以促进早凝和控制泌水。不准任意加大用水量。浆体应拌搅均匀并立即使用，开始注浆前，中途停顿或作业完毕后须用水洗管路。6.4.3锚管采用压力注浆，注浆的质量好坏直接影响到土钉的抗拔极限承载力。对每一土钉应逐一进行压力注浆，仔细记录每一土钉的注浆量，注浆时间，避免漏孔；一般采用二次注浆工艺。第一次注浆时可采用低压注浆（0.4～0.6MPa），第二次注浆时可采用高压注浆（0.8～2MPa）。注满后保持压力3～5min。38 7施工检验、监测和验收7.0.1土钉支护的施工监测应包括下列内容：1．支护体水平位移和垂直位移的量测；2．地表开裂状态（位置、裂宽）的观察；3．附近建筑物和重要管线等设施和变形测量的裂缝观察；4．基坑渗、漏水和基坑内外的地下水变化。5．在支护施工阶段，每天监测不少于1～2次；在完成基坑开挖，变形趋于稳定的情况下可适当减少监测次数。6．施工监测过程应持续至整个基坑回填结束。7.0.2测点位置应选在变形最大或局部地质条件最不利的地段，测点总数不宜少于3个，测点间距不宜大于30m，所采用的测量仪器应符合国家有关规范的精度要求。7.0.3应特别加强对基坑开挖过程、雨天、雨后和季节性融雪期间的监测，以及对各种可能危及支护安全的水害来源（场地周围生产、生活用水、上下水道、贮水池罐；因开挖后土体变形造成管道漏水等）进行仔细观察。7.0.4在施工开挖支护过程中，基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之比如超过表3.0.7中的最大水平位移预警值时，应密切加强观察、分析原因，并对支护结构采取加固措施。当支护体顶部地面出现：地面裂缝开裂宽度大于20mm；开裂速率大于1mm/h，连续观察8h裂缝长度和宽度仍不能稳定38 。应启动应急措施，必要时增用其它支护方法。7.0.5土钉支护施工所用原材料的质量及各种材料性能的检验，均应以现行的国家标准为依据。7.0.6对于一、二级基坑支护工程，土钉工程质量验收应做抗拔试验，试验数量应为土钉总数1%，且不应少于3根，检验的土钉位置应具有代表性。土钉验收合格标准为：土钉抗拔力平均值应大于设计抗拔力，抗拔力最小值应大于设计抗拔力的0.9倍。墙面喷射砂浆厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜每200㎡墙面积一组，每组不应少于3点。7.0.7支护工程竣工后，应由工程发包单位、监理、支护设计与施工单位共同按设计要求进行工程质量验收。工程验收时，支护单位应提供以下竣工资料。1．原材料检验和试验报告；2．施工记录和隐蔽工程检查验收记录；3．喷射砂浆强度、厚度，土钉抗拔力等检查和试验报告；4．设计变更报告和工程重大问题处理文件；5．支护位移、沉降及周围地表、地下管线（沟）等各项监测内容和测量记录与观察报告；6．竣工图纸。7.0.8在支护竣工后的规定使用期限内，支护施工单位应继续对支护的变形进行监测。38 附录B土钉现场测试B.0.1对于一级基坑支护工程，土钉支护施工必须进行土钉的现场抗拔试验，应在专门设置的非工作钉上进行抗拔试验直至破坏，用来确定抗拔极限承载力，并根据估计锚管的界面极限摩阻力。对于二、三级基坑支护工程，无条件做现场测试时，可根据当地经验确定，也可参考附表B选用。B.0.2每一典型土层中至少应有3个专门用于测试的非工作钉。测试钉应与工作钉采用相同的施工工艺同时制作，其钢管材料孔径、钉长、注浆材料等参数以及施工方法等与工作完全相同。B.0.3土钉的现场抗拔试验宜采用穿孔液压千斤顶加载，土钉，千斤顶，测力杆三者应在同一轴线上。千斤顶的反力支架可置于喷射砂浆面层上。加载时用油压表大致控制加载值，并由测力杆准确予以计量。土钉的（拔出）位移量由百分表测量。B.0.4测试钉抗拔试验应在注浆工作完成二周后进行。试验采用分级连续加载，首先施加少量初始荷载（不大于土钉设计荷载的1/10）使加载装置保持稳定，以后的每级荷载增量不超过设计荷载的20％。在每级荷载施加完毕后立即记下位移读数。并保持荷载稳定不变，继续记录以后1min；6min；10min的位移读数。若同级荷载下10min与1min的位移增量小于1mm，即可立即加下级荷载。否则应保持荷载不变继续测读15、30、60min的位移。此时若60min与6min的位移增量小于2mm，即可进行下级加载。38 根据试验得出的极限荷载，可算出界面极限摩阻力的实测值。这一试验平均值应大于设计所用标准值的1.25倍，否则应进行反馈修改设计。附录B新疆地区部分击入式注浆锚管抗拔试验结果土钉类型土钉长度m极限抗拔力kN界面极限摩阻力KPa备注粘性土层6-89-1220-4040-60粉土层6-89-1230-4040-60稍密卵石层密实卵石层3-56-89-1130-5060-9090-160园砾、角砾层3-56-89-1130-4050-8080-15038 附录C基坑周边地下管沟常见处理措施C.0.1当坑边地下管沟距离坑边缘大于2m时，第一排土钉端头打至地下管沟外墙即可，并在第一排与第二排土钉之间补打一排土钉。在地面滑裂面之外设竖向锚杆，锚固深度大于2～3m，将土钉墙面层内竖向加强钢筋与地面锚杆焊接一体。C.0.2当坑边地下管沟距离坑边缘小于2m时，可将地下管沟外墙回填土卸除，并在地下管沟底板处设置平台。在地面滑裂面之外设竖向锚杆，锚固深度大于2～3m，将土钉墙面层内竖向加强钢筋与地面锚杆焊接一体。38 C.0.3当坑边地下管沟临近坑边缘不足1m时，可将地下管沟盖板及外侧墙体拆除，明露地下管沟，在管沟底板下设一排土钉。在地面滑裂面之外设竖向锚杆，锚固深度大于2～3m，将土钉墙面层内竖向加强钢筋与地面锚杆焊接一体。38 新疆建筑基坑土钉支护技术规程条文说明38 1.总则1.0.1随着新疆地区城市建设迅猛发展，基坑支护的重要性逐渐被人们所认识。新疆地区的基坑土钉支护技术始于1999年，土钉支护结构设计、施工技术水平也随着工程经验积累而提高，本规程在确保基坑边坡稳定条件下，总结已有经验，结合新疆干旱半干旱地区特殊工程地质条件，力求使土钉支护设计与施工符合因地制宜、技术先进、经济合理、确保质量的要求。1.0.3基坑支护工程是一种风险性大的系统工程，其设计和施工必须确保基坑支护本身及周边环境按安全，基坑支护工程的设计和施工单位，应充分估计难以预见的复杂情况，预估事故发生的可能性，做好预警设计。1.0.4土钉支护的设计与施工强调施工监测与反馈设计，土钉支护的设计与施工统一由专业施工单位完成，可以避免互相扯皮，互相推委，及时根据现场测试与监测结果进行相信化施工。38 3.基本规范3.0.1本规程适用于临时性基坑支护工程，无须考虑地下水、土层对钢管、钢筋等的腐蚀性作用。考虑到新疆冬季漫长，对土钉墙会产生冻胀影响，故限定使用期限不超过一年。由于新疆地区常用的是打入式注浆锚管，设置较长的土钉对碎石类土基坑工程有施工困难，难于做到，故建议基坑深度不宜超过12米。3.0.3土钉有三种类型钻孔注浆土钉：即先在土中钻孔，置入钢筋，然后沿全长注浆。打入土钉：在土体中直接打入角钢，园钢或钢筋等，不再注浆。打入注浆土钉：采用气锤式土钉机将带有注浆孔的钢管打入土体内，然后压力注浆。新疆地区近八年的基坑支护实践表明，采用第三类土钉用于砂卵石地层是适合的，新疆地区基坑土钉支护经验也主要是针对打入注浆式土钉积累起来的。3.0.4场地开阔，且位移限制要求不严，应优先考虑无支护的放坡开挖。放坡坡度应根据场地土的类型、密实程度或状态、基坑开挖深度（按表3.0.4）选取。38 值得关注的是：新疆地区卵砾石地层，其自稳能力普遍较强，乌鲁木齐、昌吉、石河子、奎屯、独山子、库尔勒等道路沿线的大中型筛砂坑、挖土坑，其坑壁深度大多在10米左右，有的甚至超过12米，而坑壁放坡坡度多在0.5～0.3左右。总结新疆地区多年不同土质、不同深度放坡开挖的工程经验，吸收《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002成果，得出表3.0.4。表中未列粘性土在软粘、可塑、硬塑状态下5-8米开挖深度的放坡坡度，未列粉细砂土放坡坡角；此种情况下建议采用有支护的土方开挖方法。3.0.5新疆地区基坑支护早期采用了钢管（树根）桩支护，因抗弯刚度较小，支护结构变形较大，逐渐被淘汰。在南疆喀什地区也有几例水泥土墙支护实例（水泥搅拌桩、高压喷射桩支护）。据不完全统计，新疆地区基坑支护约90%以上采用了土钉支护或喷锚支护。对没有放坡条件或相邻建筑影响较大的基坑工程采用的是排桩支护，排桩+土钉支护或排桩+预应锚杆支护。3.0.6据有关资料报道，我国北方地区不少工程，冬季进行基坑施工翌年春季才开始主体结构施工，没有采取防冻措施或防冻措施不够，结果每年3、4月份坍塌的基坑比较多。例如乌鲁木齐明园某基坑工程就属于跨过冬季后翌年春季坍塌的实例。究其原因与季节性冻土的冻融影响直接相关。根据清华大学科研人员对北京市季节性冻土基坑土钉支护所做的试验成果表明：土体细颗粒含量较高且周围有水的条件下，土体冻融对土钉支护的影响非常明显，主要表现在：土钉压力增加，钉头拉力增加最多，钉头力峰值达冻前的2-4倍。38 土钉拉力的分布发生了变化，由沿土钉长度中间大，两头小变为土钉头最大，沿着土钉长度逐渐减少。面层后的表观土压力，冻期内也有较大增加。受土体冻胀影响，土钉支护位移有较大增加，而且解冻后，位移不再恢复。按照《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-98，弱冻土中水平冻胀力可按15-70kpa估算，若土钉间距取1.5×1.5㎡，钉头力增加最低也超过30KN。提出可行的抢险加固措施。据不完全统计，全疆完成的各类土钉支护工程约300余项，其中约有十余项土钉支护工程出现不同程度的坍塌、开裂现象。在乌鲁木齐、石河子、奎屯、库尔勒、阿克苏、喀什等地都出现过基坑支护事故，究其原因，主要有以下几个方面：支护方案选择不适合。设计图纸有缺陷。土方开挖严重超深。周边地下管沟跑水导致土层水压力增大，或基坑降水措施不得力。施工质量不符合设计要求。38 4.工程调查与工程勘察4.0.1～4.0.3基坑土钉支护设计通常作为整个工程（如高层建筑等）施工准备过程中的一部分。此前，整个工程的勘察往往已完成，而这一勘察又常着眼于建筑地基设计，往往不能完全满足土钉支护设计的需要。因此，全面搜集周围已建工程的勘察资料和设计资料，并对现场做深入的调查，考察对于土钉支护的设计和施工有着十分重要的意义。在此基础上再进行必要的补充地质勘察，可作为施工地质勘察的一部分。在土钉支护施工过程中。基坑开挖和土钉成孔也为具体了解现场地质情况提供了有利条件，当发现实际土质与原来的岩土工程勘察报告不相符时，尚可对原设计方案及时进行修改，这也是土钉支护的重要特点之一。38 5.设计5.0.1深基坑工程设计，是应用勘察资料，进行支护结构、降水、土方开挖方案、监测和环境保护方案等设计。基坑工程设计的特殊性是与施工密不可分。其施工的每一阶段，外荷载、结构体系等都在变化。因此，详细了解各个施工工况对正确进行支护设计十分重要。此外，基坑工程设计虽然有了长足的进步，但其计算理论并非完美无缺，诸多影响因素在计算中也难以全面反映，而且施工过程中也可能出现一些意外的情况。因此目前进行基坑土钉支护设计，应能反映本地区特点的工程类比方法。采用理论计算、监测数据和工程经验相结合的方法，以求基坑土钉支护更加合理和经济。5.1.2概率理论为基础的极限状态设计方法用于土工结构尚有一些有待解决的问题，所以目前我国土坡稳定以及锚杆支护设计中仍沿用总安全系数设计方法。5.1.3土的力学参数c、值的选取应注意不同试验方法和取样方法的影响，并考虑地区的经验。5.1.4土钉与土体界面的极限界面摩擦阻力qsik38 是基坑土钉支护设计的重要参数。我国地区辽阔，各地土质情况迥异，因此宜根据当地经验，选定初步设计计算时的界面摩阻力。土钉的界面摩阻力尚与土钉的施工方法有关。国家行业标准JGJ120-90《建筑基坑支护技术规程》表6.1.4土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值主要针对第一类土钉（钻孔注浆土钉），而且缺少角砾、圆砾、卵石等粗粒土的极限摩阻力标准值。针对本地区主要采用的第三类土钉，而第三类土钉在粘性土、粉土、砂土中的注浆效果不及第一类土钉，故本规范表6.1.4中粘性土、素填土、粉土、砂土的极限摩阻力标准值略低于国家行业标准JGJ120-90的有关表格。同时结合本地区第三类土钉在卵石、园砾、角砾等粗颗粒土层的抗拔试验和工程经验，在表5.1.4中补充卵石、园砾、角砾在不同密实状态下的土体界面极限摩阻力标准值。5.3～5.4土钉墙的整体稳定分析分为内部整体稳定分析和外部整体稳定分析。前者发生失稳的破裂面穿过土钉墙支护体的内部，后者发生失稳的破裂面则是在土钉加固体的外部。38 内部稳定性分析常采用的是极限平衡分析方法，滑动面或破裂面的形状常假定为圆弧线、双拆线、抛物线或对数螺旋线中的一种。因为土钉支护是陡坡，所以根据边坡稳定现状可知，破坏面的底部通过趾部，至于破坏面与地表相交的另一端位置就需要通过试算来决定，每一个可能的破坏面位置对应一个稳定安全系数，作为设计依据的临界破坏面具有最小的安全系数。极限平衡分析的目的就是要找出这个临界破坏面的位置并给出相应的安全系数。本规程也参照国家行业标准JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》有关内容采用了圆弧破坏面的假定，按普通条分法进行计算，计算时将土钉和土条分开考虑，在分析土条所受的作用力时，不考虑土条侧边里和土钉的影响。土钉支护是一种比较新颖的技术，设计人员也可根据本地区和个人经验，采用不同支护方法。本规程的经过多次实践考虑的其他极限平衡分析方法。但是不同方法的保守程度和可靠程度均不相同，因此相应的安全系数也应该有所不同。安全系数取值必须以充分的工程实践作为依据。通过对新疆地区十余起基坑塌方事故分析，除了圆弧破裂面亦能基本描述部分基坑破坏特征外，还有部分基坑破坏形式多呈浅层下滑破坏，比较符合太原煤矿设计院王步云早期提出双拆线简化滑裂面法，且计算简便，手算可完成。38 6．施工6.1深基坑工程中，设计是核心，监测是手段，施工是保证。一个支护方案是否合理，决定着基坑工程的成败。6.2强调基坑土方开挖应分层进行，高差不宜过大。新疆地区对碎石类土基坑开挖，分层高差不宜超过3米。对其他中软土基坑开挖，分层高差不宜超过2米。但是，工程实践中一些施工单位片面的追求挖土速度，有的甚至一次挖到设计基底标高再让专业施工单位做土钉支护。新疆地区由于挖方单位超挖严重，迅速改变原来土体的平衡状态，使土体产生较大的水平位移，造成基坑滑坡，例如石河子某地下街基坑坍塌事故就属此类破坏。6.3实践表明，对一些稍密状态的碎石类土基坑，当一次性开挖深度较大，或地下水位较大，在对基坑边壁进行施打土钉时，往往会出现边壁局部坍塌形成凹陷坑，此种情况下一是建议采用“倒序法”施工（如采用6.2.3条）二是对边壁局部坍塌凹陷坑作填充处理（可采用加气块、草袋装土等填充物，砌筑砂浆而成），避免后继施工产生更大的凹陷坑。6.4土钉支护结构是否能发挥其最大作用主要取决于两个方面：一是土钉长度是否满足设计要求，二是土钉注浆效果是否达到其最佳状态。在前者满足的前提下，土钉注浆效果的好坏就成为施工质量的关键。38 对中软土基坑，注浆前应先对锚管内部进行清洗，以保证锚管内部清洁，出浆眼畅通。一般采用二次注浆工艺，注浆时压力由低到高，缓慢加压。38 7.施工检验与监测7.0.1-7.0.5深基坑监测的最终目的是为了实现深基坑工程的信息化施工，及时发现不稳定因素，及时采取补救措施，确保基坑稳定安全。一般而言，地质条件、工程规模、基坑周围环境等方面的不同，对监测项目的警戒值要求便可能有所不同，因此对于基坑监测项目的具体警戒值，很难有一个统一的标准。例如乌鲁木齐明圆某深基坑工程南侧（南侧中部设置有塔吊），裂缝开裂大20-30㎜，地面砼地板上翘10-20㎜，连续观测一周，裂缝开裂趋于稳定。又例如乌鲁木齐南湖某深基坑工程，场地地下水位较浅，基坑南侧为地下水径流方向，地下水量大，降水十分困难，基坑支护接近于基底标高时，地面开裂达30㎜以上，且危险期开裂速率接近1㎜/小时，最终导致基坑坍塌事故的出现。通过调查分析，新疆地区大多数碎石类土深基坑，当地面开裂宽度达20㎜以上时，就应进入预警状态，密切注意开裂速率。而对中软土基坑，当地面开裂宽度达到30-40㎜以上时，就应启动应急预案，并采取相应加固补强措施。38'