9。3 土钉墙支护设计9，3.2、土钉墙支护形式除普通土钉墙支护外、还考虑了土钉墙与预应力锚杆、超前微型桩或水泥搅拌桩.墙。相结合的复合支护。以及上部为土钉墙或土钉墙与预应力锚杆复合支护、下部为桩，墙、锚的联合支护，预应力锚杆同土钉相比,具有较强的锚固作用，能更好控制地层变形，超前微型桩在开挖前沿坑边设置,对于自立性较差的松散土层或直立边坡可起到超前支护作用，避免土钉施工过程中的边坡局部失稳和坍塌。并在开挖过程中起到控制基坑变形的作用.故对深度较大或周边环境对变形限制较为严格的基坑。建议增设预应力锚杆或超前微型桩与土钉相结合形成复合土钉支护。在高水位。软土地层中、即使一次开挖深度仅相当于一般土钉支护的排距、在开挖过程中也会发生较大的变形、对这种地层.建议在开挖前先沿拟开挖基坑的边沿施作水泥搅拌桩 相邻桩与桩相割。形成连续的水泥搅拌墙、之后再逐层开挖.并施作土钉.形成水泥搅拌墙与土钉相结合的复合支护，这里的水泥搅拌墙，具有超前支护的作用、同时又有止水帷幕的作用,但是、无论土钉墙还是复合土钉墙支护,同桩 墙.锚、撑,支护相比。仍属于柔性支护,因此，对变形限制很严格或深度很大的基坑不应采用。本条文根据近年来的工程经验及教训做出了相应的规定、9、3,3、土钉和锚杆对水的作用甚为敏感,坑深范围内地层中地下水的存在.除增加支护体系所受荷载之外 还会显著降低土与土钉或锚杆锚固段间的摩阻力.从而大幅度降低支护体系的安全性 土钉墙支护中的喷射混凝土面层、其止水效果一般较差。当面层后面土体中水量较大时、会发生渗漏,影响施工,且水的渗流还因其对土体的渗透力而降低坑壁的稳定性。基于这些考虑、当坑深范围内有地下水时,应将水位降低至基底以下，9。3 4，计算分析及工程经验均表明,对基坑坑壁稍许放坡会有很好的效果。因此，在场地条件许可的情况下宜适当放坡.这也是土钉墙支护同桩锚支护相比一个突出的优点,9.3、5、土钉墙支护机理的一个重要方面是它对土体的加固作用。这种作用的实现显然需要一定的土钉密度,因此土钉的间距不可过大。土质越差，土钉的间距应越小，为便于保证钉孔注浆的质量 一般要求钻孔向下倾斜一定的角度、并且由于较深处的土具有较高的强度、这也有利于提高土钉的抗拉拔力，9.3,6.目前施作土钉的方法有两种 对于成孔稳定性尚可的地层，尽量采用凿孔法施工,凿孔可以是人工 较浅孔,和机械两种 直径80mm、120mm。有条件时干出土,泥浆出土时 泥浆注入、吸出都应缓慢进行 速度过快容易引起孔壁坍塌，注浆过程应由孔底开始 有一定纯水泥浆溢出时停止、为了提高浆液的握裹力.宜进行二次压力注浆、9,3 7 对于不能维持孔壁稳定的地层。如淤泥质地层等、一般采用直接击入式土钉、采用击入钢管时、被击入的钢管既是土钉又是注浆通道,击入前设置出浆孔。并用倒刺保护、注浆量为30kg,m，50kg,m水泥用量所配制的浆液.需要指出的是、浅层土钉注浆量较多,深部土钉注浆量较少，上文所说每延米注浆的水泥用量为平均值，另外.注浆量多少还与地层分布及土钉间距等有关。9.3.9。进行土钉或复合土钉支护的设计时、对整体稳定，土钉及锚杆本身的强度、锚固段长度等均应进行验算。而支护面层的强度等一般可依据以往工程经验来确定，对于支护体系的变形。目前尚无较为简便而可靠的计算方法,所以一般依据工程类比进行估计，但是对地层及周边环境较复杂。变形控制严格的工程。应采用数值方法对基坑体系的稳定及变形进行细致的计算分析 应用最为广泛的数值方法是有限元法。在采用有限元法进行计算时、应注意采用能够反映土体在开挖条件下变形特点的本构模型,采用合理可靠的模型参数。大体模拟施工的顺序进行计算,对计算结果要结合概念分析及工程经验综合进行判断、9。3 10、实际工程中发现。在较差地层中采用土钉支护的基坑、虽然已满足前面的整体稳定验算、但还有可能出现坑底土体被坑周土体压挤隆起,坑边土体严重下沉的情况。为此规定在整体稳定验算之外 还要进行坑底地层的承载力验算、9,3，11。一般来说，土钉支护最不利的工况是开挖到坑底而最下一排土钉尚未施做的情况。但对于坑深范围有软夹层或其他一些较复杂的情况.最不利工况也可能发生在开挖到中间某一深度时、因此建议对各个不同施工阶段进行验算,9 3 12.这里采用的整体稳定验算方法仍是在简单条分法基础上加入土钉，锚杆、超前微型桩及水泥搅拌桩。墙。的作用来计算整体稳定安全系数 计算时要假定多个可能的不同滑移面进行计算。最后取最小的一个作为支护体系最可能的安全系数值,对于一般较陡的坑壁，滑移面一般过坑壁坡脚,但当坑底存在较软土层时 滑移面也可能穿过坡脚下方,安全系数需满足的值与这里所采用的计算方法是对应的，如采用其他计算方法 则安全系数应满足的值应根据所采用的计算方法有所调整 这里的破坏滑移面假定为圆形、但在复杂地层条件下、滑移面可能与圆形差异较大 计算给出的安全系数会有较大误差,此时采用数值方法进行更为细致的计算分析.并结合工程经验对支护体系的稳定性作出判断、考虑到土钉的被动受力特征 只有当土体变形土钉力才发挥作用，这个力随变形的增加而增大.作用于滑移面处的力是不确定的,因而 在进行土钉或其与预应力锚杆复合的支护整体稳定验算时,土钉拉力的法相分量应作折减处理、土钉拉力的切向分量也不能作为减小的下滑力处理.9.3 16,当复合土钉支护采用水泥搅拌桩，墙。及超前微型桩时。土钉支护体系整体稳定验算可以考虑水泥搅拌桩 墙,以及滑移面以下超前微桩的抗力作用.对水泥搅拌桩 墙 考虑其抗剪强度，超前微桩考虑其在开挖面以下的水平抗力 单根超前微桩的等效抗力标准值Qp可采用如下方法计算 式中、Qp、微桩断面抗剪强度标准值 Qsa,滑移面以下微桩等效嵌固段土体抗力标准值。τp，超前微桩材料抗剪强度标准值.Ap 微桩截面面积 le,滑移面以下微桩的等效嵌深，l0。滑移面以下微桩的实际嵌深.lc 微桩的特征长度,d,微桩直径。epe、滑移面下le深度范围内被动土压均值，eae，滑移面下le深度范围内主动土压均值 EI。微桩的截面抗弯刚度 b0、微桩桩身截面计算宽度,取0、9,1.5d,0 5,m与实际桩距中较小者,m、滑移面以下微桩等效嵌深范围内土体水平抗力系数的比例系数均值,这里超前微桩对复合土钉支护整体稳定的作用是用其等效抗力来考虑、等效抗力取单位长度基坑上微桩抗剪强度与滑移面以下微桩嵌固段所受土体抗力这二者中的较小者 一般都是取后者,当所考虑的工况中微桩嵌深较大时 比如在基坑开挖到坑底之前、由于微桩的截面刚度较小，较大长度的嵌固段并不能全部发挥作用,这里经计算对比建议取2倍微桩特征长度范围内的土体抗力、如此计算给出的微桩等效抗力与微桩截面抗剪强度之比大致在0,1 0 4的范围内 这与现行国家标准.复合土钉墙基坑支护技术规范 GB,50739中根据大量实际工程反算的折减系数接近，但这里的方法对给定参数都可以由计算给出确定的值、而不需要在所建议范围内凭经验取值,9 3，18,水泥搅拌桩.墙、应有足够的嵌深以满足坑底抗隆起与抗渗透破坏的要求。9 3.20，9,3、21 喷射混凝土面层是将土钉拉力传给附近坡面,防止雨水侵入土体。防止坡面局部脱落从而保证坡面稳定的重要部件，因此保证面层的强度.厚度以及面层与土钉端头的可靠连接是很重要的。9。3,22，土钉支护基坑的排水系统,顶部可设置排水沟或散水坡,如设置排水沟宜用混凝土浇筑，以防基坑变形引起开裂产生渗透,底部排水沟宜离开坡脚一定距离,以免冲刷,浸泡坡脚、危及边坡的稳定性。