1、武漢理工大學畢業設計珠海市人民醫院住院綜合樓南側基坑支護設計學院（系）： 交通學院專業班級： 結構 fx1001 班學生姓名： 潘吉建指導教師： 李芬學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規定，同意學校保留并向有關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優秀學士論文評選機構將本學

2、位論文的全部或部分內容編入有關數據進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于 1、保密，在年解密后適用本授權書2、不保密。（請在以上相應內打“”）作者簽名：年月日導師簽名：年月日摘要基坑工程主要包括基坑支護體系設計與施工和土方開挖，是一項綜合性很強的系統工程。本文在對珠海市人民醫院地質情況詳細勘察后，根據周圍環境和工程地質條件，對幾種常用的支護方案進行比選，采用剩余推力法對基坑邊坡穩定性進行了分析，通過SLOPE/W 軟件確定出最不利滑移面并計算滑坡推力，根據滑坡推力對該邊坡進行了合理的支護設計和坡面防護，主要采用了預應力錨索支護形式。完成了錨索、腰梁等支

3、護結構的設計計算。最后通過 SLOPE/W 軟件，對設計完成的支護結構進行穩定性驗算，結果顯示基坑支護措施滿足要求。本文還簡單介紹了預應力錨索施工工藝。關鍵詞：基坑；邊坡；預應力錨索；錨索施工IIAbtractExcavation engineering mainly include excavation support system and construction and excavation design, is a comprehensive system engineering . Based on the geological condition of Zhu hai People

4、's Hospital detailed survey, according to the surrounding environment and hydrogeological conditions, the several support schemes, and finally to the slope stability analysisby using residual thrust method, through the SLOPE/W software to determine the critical slip surface and landslide thrust

5、calculation according to the landslidethrust, the slope was reasonable. Support design and slope protection, mainly in the form of prestressed anchor cable. This paper introduces the anchor, waistbeam supporting structure design process. Finally, through the SLOPE/W software, to design the supportin

6、g structure stability checking calculation, results show that support measures to meet the requirements of. This paper alsointroduces the technology of prestressed anchor cable construction.Keywords: foundation pit; slope; prestressed anchor; anchor construction目錄第 1 章 緒論11.1 研究背景11.2 國內外研究現狀11.3 相關

7、技術規范規程2第 2 章 工程簡介42.1 工程概況42.2 場地工程地質42.3 水文地質條件5第 3 章 基坑支護方案比選73.1 基坑支護設計原則73.2 支護方案比選73.2.1 土釘支護73.2.2 噴錨網支護93.2.3 樁錨支護11第 4 章 基坑支護結構設計144.1 滑坡推力計算144.1.1 7-7 斷面144.1.2 8-8 斷面194.2 預應力錨索設計224.2.1 錨索設計224.2.2 錨固段長度計算244.2.3 錨索布置254.2.4 錨索計算254.2.5 錨索預應力與張拉284.3 腰梁設計294.4 噴錨網設計314.5 基坑支護驗算31第 5 章 施工

8、簡介325.1 土方開挖325.2 預應力錨索施工335.2.1 造錨索孔335.2.2 錨索組裝335.2.3 推送錨索345.2.4 注漿345.2.5 澆注混凝土錨墊板345.2.6 張拉預應力355.2.7 外錨頭保護355.2.8 錨索施工時應注意的問題35結論37參考文獻38附錄39致謝40武漢理工大學畢業設計（論文）1.1 研究背景第 1 章 緒論10基坑工程是指建筑物和構筑物的地下結構部分施工時，所進行的基坑開挖、工程降水和基坑支護，同時，對周圍的建筑物、構筑物、道路和地下管線進行監測和維護，以確保正常、安全施工的綜合性工程。一般情況下，基坑支護是臨時措施，地下室主體施工完成時

9、支護體系即完成任務，與永久性結構相比臨時結構的安全儲備要求可小一些，由于其安全儲備較小，因此具有較大的風險性。巖土工程區域性很強，巖土工程中的基坑工程區域性更強，如軟粘土地基、軟土地基、砂土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大，同一城市不同區域也有差異。基坑工程的支護體系設計施工和土方開挖都要因地制宜， 根據本地情況進行。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖不僅與工程地質和水文地質條件有關，還與基坑相鄰建筑物、構筑物及市政地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件等有關，這就決定了基坑工程具有很強的個性。正是由于基坑工程具有很強的區域性和個性，因此

10、根據不同的區域和個性特征，研究相應的基坑穩定性、支護結構的內力及變形以及周圍地層的位移對周圍建筑物和地下管線等的影響及保護的計算分析，以便采取經濟、實用的基坑支護方案，就具有重要的理論意義和實際效益。與分析、計算方法的進步相對應的是基坑開挖技術，特別是支護技術的日臻完善，并出現了許多新的支護結構形式與穩定邊坡的方法（參見楊光華深基坑支護結構的實用計算方法及其應用）。本文結合珠海市人民醫院北區南側地下結構挖方工程，根據基坑地質條件和周圍環境的特殊性，選擇錨桿支護的基坑開挖圍護方案，并對護結構體系進行了設計計算。依據建筑基坑支護技術規程（JGJ12099）等規范，對腰梁及錨桿長度、錨固深度等進行結

11、構設計。最終編制了基坑開挖圍護設計方案。1.2 國內外研究現狀隨著我國城市建設的快速發展，北京在七十年代初建成了深 20m 的地下鐵道區間車站。八十年代后，北京、上海、廣東、天津以及其他城市施工的深基坑陸續增加，開挖深度一般在 8m 左右，少數超過 10m。特別是 20 世紀 90 年代之后，高層和超高層建筑項目日益增多，與之相伴的是基坑開挖面積越來越大、開挖深度越來越深，部分基坑超過 30 米。20 世紀 40 年代 Terzaghi 和 Peck 等人就提出了預估挖土方穩定程度和支撐荷載大小的總應力法。這一理論原理一直沿用至今，只不過有了許多改進和修正。50 年代 Bjerrum和 Eid

12、e 給出了分析深基坑底板隆起的方法。60 年代開始在奧斯陸和墨西哥城軟黏土深基坑中使用了儀器進行監測，此后的大量實測資料提高了預測的準確性，并從 70 年代起產生了相應的指導開挖的法規。高層建筑通常在城市密集的建筑群之間開挖，所以場地狹窄、施工難度高是工程中 常常碰到的難題，基坑開挖除要保證基坑自身的穩定外，還必須保證鄰近建筑設施的安全， 所以為了減少工程事故發生，基坑開挖中的支護問題顯得尤為重要。而對于不同的工程環 境及條件，采用何種支護形式顯得至關重要，同時把是否能保證基坑及周圍環境的安全及 工程造價作為判斷一個支護設計方案是否合理的標準。如果支護結構型式選擇合理，就可 以做到整個基坑以及

13、整個建筑物的安全可靠，還可以帶來可觀的經濟與社會效益。為保證 基坑施工、主體地下結構的安全和周圍環境不受損害而采取的支護結構、降水和土方開挖 與回填，包括勘察、設計、施工和監測等，稱為基坑工程。它是地下基礎施工中內容豐富 而富于變化的領域，是一項風險工程，是一門古老而具有劃時代特點的綜合性的新型學科， 它涉及到工程地質、土力學、基礎工程、結構力學、原位測試技術、施工技術、土與結構 相互作用以及環境巖土工程等多學科問題。基坑工程采用的圍護墻、支撐（或土層錨桿）、圍檁、防滲帷幕等結構體系總稱為支護結構。基坑支護工程包含擋土、支護、降水、挖土 等許多緊密聯系的環節，如其中某一環節失效，將會導致整個工

14、程的失敗。1.3 相關技術規范規程建筑基坑支護技術規程(JGJ120-99)巖土工程勘察規范(GB500212001)建筑邊坡工程技術規范(GB503302002)巖土錨桿(索)技術規程(CECS222005)建筑樁基技術規范(JGJ94-2008)混凝土結構設計規范(GB500102002)混凝土結構工程質量驗收規范(GB502042002）建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002)土釘支護技術規程(DBJ/T15-70-2009)錨桿噴射混凝土支護技術規范(GB500102002）珠海市人民醫院北區場地詳細勘察階段巖土工程勘察報告珠海市人民醫院北區場地地下室及基坑邊坡巖土工程勘察報告

15、珠海市人民醫院北區場地地基坑邊坡場地詳勘階段巖土工程勘察報告2.1 工程概況第 2 章 工程簡介本工程場地位于珠海香洲園山路北側，香山公園東側。場地內擬建建筑物包括健康管理中心、醫技樓、住院綜合樓以及連接南北區的地下隧道，地上建筑總面積為 31000 ， 地下建筑總面積為 18500 ，本工程建筑物±0.00 標高相當于 1956 年黃海高程 11.50m； 其中健康管理中心、醫技樓及住院綜合樓基坑工程位于山前洼地，隧道基坑工程位于香山公園與烈士陵園兩山體之間的鞍部；場地周邊地勢具有南高北低、西高東低的特點，擬開挖基坑、邊坡周邊現狀地標標高為 10.12m26.68m。本基坑邊坡支護

16、工程包括：（1）北區擬建健康管理中心、醫技樓、住院綜合樓地下室和地下隧道基坑開挖支護；（2）場地南側擬建建筑物±0.00 標高（相當于 1956 年黃海高程 11.50m）以上永久性邊坡開挖支護； 基坑、邊坡開挖深度（按開挖至地下室/隧道底板墊層底考慮），南側基坑標號為 GHI 段，開挖深度為 9.5m17.2m。南側基坑支護段長約為 63m，基坑安全等級為一級。支護設計使用年限為至開挖起不超過 12 個月。根據現場勘查、調查，南側基坑（GHI 段）開挖影響范圍內分布的主要管網有：坡頂沿環山路基坑側人行道分布有電纜溝，埋深約 1.2m，與基坑開挖頂邊線距離約 3m10m， 道路另一側

17、綠化帶有通信光纜溝，埋深約 1.2m1.5m,基坑支護時應采取妥善保護和避讓措施。以上管網分布情況僅為初步調查結果，本基坑開挖前施工方應對周邊管網進行詳細勘察，復查其埋深及與基坑開挖邊線距離，并采取完整的保護措施，不得盲目開挖。2.2 場地工程地質(一)地形地貌基坑支護 工程的場地地形具有南高北低、西高東低的特點，場地北側及中部屬于山前洼地地貌單元，其余各側屬于剝蝕殘丘地貌，現狀場地內地面高程約 10m21.5m，地形起伏極大。（二）工程地質條件場地地層從上到下依次為第四系人工填土、第四系坡積粉質粘土海陸交互相的粗砂、淤泥及淤泥質土、第四系殘積礫質粘性土、下伏燕山期花崗巖風化帶：1、人工填土雜

18、填土（層號為 1）：雜色、松散、稍濕。主要由粘性土、碎磚塊、水泥塊、生活垃圾等組成，上部含少量植物根莖及小石塊等硬雜質。層厚 0.52.8m，平均厚度 1.1m。2、第四系海陸交互沉積層（1） 粉質粘土層：褐黃、灰黃、灰白色等，可塑硬塑。為坡積土，石英砂礫含量約為 1525，局部地段砂礫含量較高，層厚 1.1010.50m，平均厚度為 6.15m。（2） 粗砂：褐黃、灰黃、灰白色，飽和，松散中密，顆粒礦物成分主要是石英， 次菱角狀，分選性差，粘粒含量大于 30，層厚 1.403.50m，平均厚度 2.21m，頂板埋深 5.212.0m。（3） 淤泥：深灰、灰黑色，呈飽和、流塑。含少量腐植物，有

19、泥臭味，局部夾少量石英砂粒，層厚 1.406.40m,平均厚度 2.73m,頂板埋深 6.711.8m。（4） 淤泥質土：深灰、灰黑色，呈飽和，流塑軟塑。由粘性土組成，含少量腐植物，有泥臭味，夾少量石英砂粒，層厚 0.805.70m,平均厚度 2.50m,頂板埋深 6.914.2m。3、第四系殘積層（1）礫質粘性土：褐紅、灰黃色，呈飽和、可塑硬塑。由花崗巖殘積而成，粒徑大于 2mm 的顆粒含量大于 20%，組織結構全部破壞，原巖結構清晰可見，已風化成土狀， 干鉆易鉆進，層厚 0.904.60m,平均厚度 2.560m,頂板埋深 3.014.7m。4、燕山期花崗巖風化帶（1） 全風化花崗巖：褐黃

20、、灰黃色、肉紅色、紫紅色。中粗粒結構，組織結構全部破壞，已風華呈土狀，花崗巖結構尚可辨認，有殘余結構強度，巖心呈土柱狀，干鉆可鉆進，層厚 0.406.70m,頂板埋深 0.816.9m。（2） 強風化花崗巖：褐黃、灰黃色。中粗粒結構，組織機構大部分被破壞，裂隙很發育，底部夾風化巖塊，手可折斷，巖心呈半巖半土狀，層厚 0.7010.30m,頂板埋深 2.119.5m。（3） 中等風化花崗巖：褐黃、灰黃、灰白色。花崗結構，組織結構部分破壞，裂隙較發育，巖體較完整，巖心多呈短柱狀，金剛石鉆具方可鉆進，層厚 0.703.50m,平均厚度 2.23m,頂板埋深 4.5027.6m。（4） ：微風化花崗巖

21、：褐色、灰白。花崗構造，節理裂隙稍發育，巖體完整， 巖質新鮮，致密堅硬，巖心多呈長柱狀，巖心采取率達 95%以上。層厚 3.106.40m,頂板埋深 6.829.8m。本場地南側各鉆孔多揭露有孤石存在，為微風化花崗巖，節理裂隙稍發育，巖體完整， 巖質新鮮，致密堅硬，呈灰黑青灰色。各巖土層物理力學參數取值見表 1。2.3 水文地質條件1、地表水勘察場地地表水，主要為低洼地段雨季時形成的積水以及邊坡局部地段為山體滲透水形成的地表水，受大氣降水補給，地表水水量隨季節變化，勘察期間邊坡場地未發現有地表水分布。2、地下水（1） 上層滯水上層滯水主要存在于粉質粘土中，受大氣降水補給，地下水位隨季節變化，雨

22、季上升， 旱季下降，排水主要是蒸發。（2） 基巖裂隙水基巖裂隙水存在于花崗巖風化帶中，其分布受巖體裂隙發育程度影響較大，具有明顯的各向異性特點，屬非勻質滲流場，在節理發育的地段，裂隙水存在豐富，且滲水性較強， 地下水流向從西南向東北方向滲流。（3） 地下水位各邊坡坡頂鉆孔深度范圍內沒有地下水，根據勘察期間測得場地內地下水混合水位埋深為 1.40m1.50m，平均埋深為 1.45m，地下水位標高 8.84m9.03m，平均標高為 8.94m。場地內地下水水質對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。表 1 各巖土層物理力學參數取值巖土名稱承載力特征值重度抗剪強度指標與錨固體粘結強度基底摩擦

23、系數粘聚力內摩擦角雜填土 17017.015.010.020粉質粘土 220018.219.520.5400.25礫質粘土 326018.020.023.5600.30花崗巖全風化巖35018.222.024.01200.40強風化巖70020.02000.55中風化巖250025.04500.65微風化巖550026.55500.65第 3 章 基坑支護方案比選3.1 基坑支護設計原則隨著我國經濟建設的迅猛發展，地下工程越來越多，應用范圍日益擴大，有力的促進了基坑工程這一新興學科的進步與發展，我國許多地區都施工了一大批規模大、深度深、地質條件和周邊環境復雜多樣的基坑工程，通過時間積累了極為豐

24、富的經驗，已能熟練的掌握各種高難度基坑工程施工技術，為新世紀施工更多、更復雜的地下建筑工程打下了堅實的基礎。然而在深基坑支護和邊坡防治中，由于地層復雜，周圍建筑荷載差異等因素，使得深基坑工程的失事率逐年增加，尤其是沿海城市更加突出。根據相關資料，或多或少的存在問題，從而會使得周圍建筑物發生不均勻沉降，導致建筑物傾斜、開裂、甚至倒塌，結果給國家和社會造成巨大的經濟損失，如果設計過于保守的話會造成材料的嚴重浪費。因此要做到基坑支護的安全可靠，又要做到經濟合理。深基坑支護的基本要求是：1、確保基坑維護體系能起到擋土作用，使基坑四周邊坡穩定；2、確保基坑四周相鄰的建（構）筑物、地下管線、道路等的安全，

25、在基坑土方開挖及地下工程施工期間，不因土體的變形、沉陷、坍塌或位移而受到危害；3、在有地下水的地區，通過排水、降水、截水等措施，確保基坑工程施工在地下水以上進行。深基坑支護的設置原則是：1、要求技術先進，結構簡單，因地制宜，就地取材；2、盡可能與工程永久性支擋結構相結合，作為結構的組成部分或材料能夠部分回收重復利用；3、受力可靠，能確保基坑邊坡穩定，不給鄰近已有建（構）筑物、道路及地下設施帶來危害；4、保護環境，保證施工安全；5、經濟上合理。3.2 支護方案比選下面簡要介紹幾種常用的深基坑支護手段。3.2.1 土釘支護土釘墻是近年來發展起來用于土體開挖和邊坡穩定的一種新型擋土結構。它由被加固土

26、、放置于原位土體中的細長金屬桿件（土釘）及附著于坡面的混凝土面板組成，形成一個類似重力式墻的擋土墻，以此來抵抗墻后傳來的土壓力和其它作用力，從而使開挖坡面穩定。1、工作原理土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來設置的，但也可通過直接打入較粗的鋼筋或型鋼形成土釘。土釘沿通長與周圍土體接觸，依靠接觸界面上的粘結摩阻力，與周圍土體形成復合土體，土釘在土體發生變形的條件下被動受力，并主要通過其受拉工作對土體進行加固。而土釘間土體變形則通過面板（通常為配筋噴射混凝土）予以約束。2、土釘支護特點土釘支護優點：（1） 土釘與土體形成復合體，提高了邊坡整體穩定和承受坡頂超載能力，增強土體破壞延性，改變邊坡突然塌方性

27、質，有利于安全施工；（2） 設備簡單，易于推廣。由于土釘壁土層錨桿長度小得多，鉆孔方便，注漿亦易， 噴射混凝土等設備，施工單位均易辦到；（3） 如能與土方開挖配合好，實行平行流水作業，則工期可縮短，噪音小；（4） 經濟效益好，一般成本低于灌注樁支護；（5） 分層施工，邊監測邊施工，便于采取必要措施；（6） 適宜于地下水位以上或經降水措施后的雜填土，普通粘土或非松散型的砂土。土釘支護缺點和局限性：（1） 現場需有允許設置土釘的地下空間。當基坑附近有地下管線或建筑物基礎時， 在施工時會存在影響；（2） 在松散砂土、軟塑、流塑粘性土，以及有豐富地下水源的情況下不能單獨使用土釘支護，必須與其它的土體加

28、固支護方法相結合。尤其在飽和粘性土及軟土中設置土釘支護更需特別謹慎，土釘在這些土中的抗拔力低，需要有很長很密的土釘，軟土的徐變還可使支護位移量顯著增加；（3） 土釘支護如果作為永久性結構，需要專門考慮銹蝕等耐久性問題。應用土釘墻支護本基坑時，關鍵是設計土釘的長度，如長度不夠，則不能提供較強的拉力使土體穩定，如太長會浪費。土釘長度根據基坑的土層物理力學性質來計算和土釘的其它參數通過計算來確定。3、設計要點對于常用的鉆孔注漿釘，在初選釘長、間距和傾角時可參考以下數據：（1）土釘長沿支護高度上下分布的土釘，其在使用狀態的最大內力相差甚多，一般為中部大，上部和底部都偏小。但頂部土釘對于限制支護最大水平

29、位移甚為重要，如果頂部土釘較短， 在土釘尾部或尾部以外的上方地表容易出現較大開裂，所以在城市地區構筑土釘支護，需要加長頂部土釘的長度。至于底部土釘也不宜過短，否則不利于支護作為整體抵抗基底滑動、傾覆或坑底深部失穩。在非飽和土中，土釘長一般為 0.61.0H 的范圍內（H 為坡高度），對頂部土釘不宜小于 0.8H；而在飽和軟土中，由于土體抗剪能力很低，而且土釘內力因水壓作用增加，L/H 值甚至可超過 2。（2)土釘密度為使土釘與周圍土體形成一個組合的整體，土釘的間距不宜過大，土釘的水平間距與垂直間距的乘積應不大于 6 。一般工程中多取土釘的水平間距與垂直間距相等，在非飽和土中為 1.21.5m

30、左右，對堅硬粘土或風化巖土有超過 2m 的，而對軟土則可小于 1.5m。一般來說，土釘的間距不宜超過 2m。（3)土釘傾角對直立的支護，土釘傾角一般在 0º25º之間。增加土釘傾角使支護的位移和地表角變位增加，傾角大于 20º時增加的趨勢更為加劇。土釘支護的面層通常用 5080mm 厚的網噴混凝土做成，一般用一層鋼筋網，鋼筋直徑為(6(8，網格為正方形，邊長 200300mm。土釘端部與面層的連接宜采用螺母、墊板。噴射混凝土面層施工中要做好施工縫處的鋼筋網搭接和噴射混凝土的連接，到達支護底面后，宜將面層插入底面以下 3040cm。如果土體的自穩性能不強，可以在挖土

31、后先做噴射混凝土面層，然后再成孔置入土釘。（4） 土釘墻面設計土釘墻面層的工作機理目前尚未有統一的認識，雖然已積累一些土釘支護面層工作機理的實測資料，但差別較大，因此對面層的設計往往不作計算。根據各地區的經驗及本基坑的特點設計方案。一般如下：a. 面層設計為 100mm 厚，采取噴射混凝土內置鋼筋網方式；b. 噴射混凝土強度為 C25；c. 鋼筋網設計為：面層鋼筋為6150×150 鋼筋網。3.2.2 噴錨網支護噴錨網支護，簡稱噴錨支護，其形式與土釘墻支護類似，也是在開挖邊表面鋪鋼筋網， 噴射混凝土面層，并在其上成孔，擔不是埋設土釘，而是預應力錨桿，借助錨桿與周圍土體間的粘聚力，使具

32、有更大的錨固力與邊坡土體共同作用，組成穩固的復合體，對邊坡其維護作用，使邊坡土體獲得穩定。如下圖1、工作原理土體的抗剪強度較低抗拉能力幾乎等于零，但是土體具有一定的結構整體性能以較小的臨界高度保持直立。土坡直立的高度超過臨界高度或坡地有較大的超載以及環境因素的改變都會引起土坡失穩。過去常采用支擋結構承受側壓力并限制其變形。這屬于被動制約機制的支擋結構。基坑噴錨網支護法是以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度、變土體荷載為支護結構體系的一部分為基本原理。在土體內增設一定長度和分布密度的錨固體，它與土體牢固結構而共同工作，以彌補土體自身強度的不足，增強土體的穩定性，以主動制

33、約機制為基礎通過錨桿與土體的相互作用，使土體自身結構強度增加。其作用機制具體表現在以下幾個方面：（1) 錨桿對由錨桿、土體、鋼筋網等組成的復合體骨架起約束作用，由于錨桿本身的剛度和強度，以及在土體中形成的錨桿骨架，對復合土體有約束變形的作用；（2) 錨桿提高復合體的強度：由于錨桿與土體兩者材料性質上的差異，土體進入塑性狀態后，應力逐漸向錨桿上轉移，此時的錨桿骨架分擔了土體很大一部分的應力，很大程度上提高了復合體的強度；（3) 錨桿起著應力傳遞和擴散的作用，相關試驗表明:當荷載增加到一定程度時,坡角的應力最大部分錨桿處在滑裂面的兩側，此時的錨桿則可通過應力傳遞作用，將滑裂區內部分應力傳遞到滑裂區

34、外的穩定土體中，并分散在較大范圍的土體內降低應力集中，提高支護體系的抗破壞能力；（4) 面層對變形的約束作用，面層是發揮錨桿有效作用的重要組成部分，在很大程度上約束坡面的變形，面層的約束力取決于錨桿表面與土體的摩阻力，當復合土體開裂面區域擴大并連成片時，摩阻力主要來自開裂區域后的穩定復合土體。2、噴錨網支護的主要特點結構簡單，承載力高，安全可靠；可用于多種土層，適應性強；施工機具簡單、施工靈活，污染小，噪聲低，對周圍環境的影響小；可與土方開挖同步進行，不占用絕對工期； 本身不需要打樁，支護費用相對較低。3、適用范圍噴錨支護適用于土質不均勻、穩定土層、地下水位較低、埋置較深，基坑開挖深度在18

35、米以內時采用；對硬塑土層，可適當放寬；對風化泥巖、頁巖開挖深度可不受限制。但不適用于有流砂土層或淤泥質土層采用。4、設計要點噴錨網支護設計參數主要是確定錨桿密度、錨桿長度和材質、止水措施、噴錨網面層結構、以及整體穩定性驗算等。決定這些參數的主要因素是開挖深度、工程水文地質條件、地面荷載、鄰近建筑物以及地下管線等。19一般土層基坑噴錨網支護設計經驗參數為：（1) 群錨布設縱橫間距：Sx（Sy）=1.1m1.5m,前者為軟弱土層，后者為硬塑土層。（2) 群錨鉆孔直徑 d 孔選擇適合土層的成孔施工方法，一般可硬塑土層選擇鉆孔錨桿，d 孔=0.110.13m，采用鉆進成孔，一般水下軟弱土層選擇注漿錨管

36、 d=4860 鋼管，采用打入式成錨，一般巖石采用氣動沖擊成孔或鉆進成孔，d 孔=76mm110mm，且在中風化以上巖層成孔深度不宜超過 5 米。但對裸露巖坡，必須用群錨牢固拉結巖層層面， 節理裂隙面。錨桿傾角一般以 12°20°為宜，除非具備有效的壓力注漿止漿塞工藝，錨孔傾角不宜小于 8°。為避開地下障礙物或上層軟弱土，傾角可加大到 35°。（3) 錨桿長度在基坑上部一般為 L=1.2H1.6H（H 為基坑開挖深度），前者適用工程水文條件較好的基坑，后者適用土質差、水位高周邊常有動載的基坑。接近基坑底層的錨桿長度通常只有上層錨桿的 0.50.7 倍，呈

37、倒梯形分布（與土壓力強度分布相反）。因為盡管表層土壓力小，但通常土質較差，雨水和外荷交替作用，錨固黏結力相對較差且較易破壞喪失，盡量布設較長錨桿可減少位移量，限制裂縫的出現，對安全施工至關重要。對緊臨道路和建筑物的基坑，首排錨桿最好施加 30%的預應力鎖定。（4) 錨筋材料強度要與錨固力設計值相匹配，由于采用高密度錨桿，多數錨筋材料為2528 鋼筋或48 注漿錨管，除非特別設置的預應力錨桿才采用更高強度的材料。注漿一般采用水灰比 0.40.5 的純水泥漿，強度等級不低于 M20。（5) 面層結構包括二次噴射 C20C30 強度等級細石砼，厚度為 1016cm，中間夾有兩層鋼筋網：6820030

38、0 的綁扎網和焊接錨頭的1416 加強筋網。3.2.3 樁錨支護樁錨支護是指它的一端與擋土樁聯結，另一端錨固在地基的土層中，以承受結構物或擋土樁，墻承受的側壓力，它利用了地層的錨固力維持樁、墻的穩定。土層錨桿的施工是在地面或者深基礎的地下室墻面（地下連續墻）、基坑的圍護壁面及基坑側壁為開挖的土層鉆孔（或掏孔）達到一定設計深度后，或在擴大孔的端部，形成球狀或其他形狀，在孔內放入鋼筋、鋼管或鋼絲束、鋼絞線或其他抗拉材料，灌入水泥漿或化學漿液，是與土層結合成為抗拉（拔）力強的錨桿。錨桿端部與灌注樁聯結，將構筑物受到的外力通過鋼拉桿傳給構筑物的土層，以維持工程構筑物所支護地層的穩定性。也可以用于做擋土

39、結構的錨桿，以防塌方或滑坡。1、工作原理（1） 當擋土樁受土壓力，水壓力及上部荷載后產生側壓力，錨桿通過非錨固段鋼筋傳到錨固段，即將拉力傳到土層；（2） 錨固段鋼筋與水泥漿通過握裹力，產生水泥與土層間的摩擦力力，錨桿通過兩者間摩擦力力起作用，摩擦力大于樁側壓力支護結構就穩定安全了。2、樁錨支護特點（1） 使用錨桿支護比坑內支撐挖土時方便；（2） 錨桿要有一定覆蓋深度，要有一定抗拔力；（3） 預應力錨桿對擋土樁的位移要小；（4） 對壓力水土層及卵礫石層，應用高壓射水鉆桿及鉆石鉆桿的鉆機；（5） 錨固段的長度應由計算并加安全度確定；（6） 相鄰錨桿張拉后應力損失大，應再張拉調整；（7） 錨桿實際抗

40、拔力應作試驗后確定。3、使用范圍（1） 一般粘土，砂土地區皆可應用，軟土，淤泥質土地區要試驗后應用，主要是抗拔力低；（2） 地下水壓力較大時應用高壓射水鉆桿鉆成孔，并應采用一些措施，防止涌水涌砂；（3） 采用樁頂圈梁做錨桿腰梁，可以節約資金；（4） 對灌注樁，H 型鋼樁，地下連續墻等擋土結構，都可以應用錨桿拉結支護。4、土層錨桿設計參數（1） 錨桿的層數錨桿層數取決于支護結構的截面和其所承受的荷載，要考慮挖土后未做錨桿時支護結構所能承受的最大彎矩。為了不致引起地面隆起，最上層錨桿的向上垂直分力應不小于上面的覆土重量。此外，在可能產生流砂的地區施工錨桿，要使錨頭標高與砂層有一定的距離，以防滲透距

41、離過短造成流砂從鉆孔涌出。在可能的情況下，以少設錨桿層數為好。（2） 錨桿的水平間距錨桿的水平間距取決于支護結構承受的荷載和每根錨桿能夠承受的拉力值。在支護結構荷載一定的情況下，錨桿水平間距越大，每根錨桿承受的拉力越大；而間距過小則易產生群錨效應，因此需要計算確定。（3） 錨桿的傾角錨桿傾角的大小影響錨桿水平分力與垂直分力的比例，也影響著錨桿錨固段與非錨固段的劃分，此外，對錨桿的整體穩定性和施工方便與否也有影響。對于錨桿的錨固能力，水平分力是有效的，而垂直分力不但無效，還增加支護結構底部的壓力，當支護結構底部的土質不好時很不利。從這點出發，錨桿傾角應該是越小越好。在確定錨桿傾角時，還要考慮土層

42、情況，錨桿的錨固體最好位于土質較好的土層內，以提高錨桿的承載能力；錨桿還要避開鄰近的地下構筑物和管線等。根據土層錨桿設計規范規定，一般錨桿的上覆土層厚度不小于 4m；錨桿的水平和垂直間距不宜大于 4m；錨桿傾角一般不小于 15º，不大于 45º，以 15º35º為宜。方案初選：南側基坑標號為 GHI 段，開挖深度為 9.5m17.2m。南側基坑支護段長約為 63m， 基坑安全等級為一級。場地屬于剝蝕殘丘地貌單元，地質條件較好，但開挖深度較大，周邊可放坡條件為 720m，經幾種方案比選，決定采取噴錨網加預應力錨索支護結構。4.1 滑坡推力計算第 4 章 基

43、坑支護結構設計由于邊坡的滑移面是由傾角較緩、相互間變化不大的折線段組成的，滑坡推力可用計算方便的傳遞系數法，又稱不平衡推力傳遞法計算。計算滑坡推力運用以下公式：E = KG sina-G cosatanj- cLEn = K .Tn + En -1 cos(an -i -an ) - Nn + En -1 sin(an -1 -an ) tanjn - cn LnG：滑體總重 KN / m ；a：滑面與水平面之間的夾角，°；L：滑面長度 m；C：滑面上的單位粘聚力， kPa ；j：滑體內摩擦角，°；K：安全系數，取 1.2；E：滑體下滑力， KN / m ；En ：第 n

44、個條塊的剩余下滑力， KN / m ；Tn ：第 n 個條塊自重的切線下滑力， KN / m ， Tn = Gn sinan ；Nn ：第 n 個條塊的法線分力， KN / m ； Nn = Gn cosan ；an ：第 n 個條塊所在這線段滑面的傾角，°；cn ：第 n 個條塊滑面上的單位粘聚力， kPa ；jn ：第 n 個條塊滑面上的內摩擦角，°；Ln ：第 n 個條塊分段的長度，m；En-1 ：第 n-1 個條塊的剩余下滑力， KN / m ；an-1 ：第 n-1 個條塊所在這線段滑面的傾角，°；4.1.1 7-7 斷面（4.1）（4.2）由于場地原因

45、可放坡條件為 720m，取 19m，上部為方便施工機械和人員活動，設定 6m，根據這種條件直接放坡開挖。各層土體參數值見表 4.1。表 4.1 7-7 斷面各層土體參數值雜填土g = 17.0kN / m31Ck1 = 15.0kPaj = 10ok1粉質粘土g = 18.2kN / m32Ck 2 = 19.5kPaj = 20.5ok 2礫質粘土g = 18kN / m33Ck 3 = 20kPaj = 23.5ok 3全風化花崗巖g = 18.2kN / m34Ck 4 = 22kPaj = 24ok 4強風化花崗巖g = 20kN / m35Ck 5 = 22kPaj = 24ok 5

46、利用軟件 GEO-SLOPE 計算邊坡的穩定性，其危險畫面如圖所示 4.1。4.1 7-7 斷面危險滑面示意圖利用條分法將滑面分成 5 個小滑塊，一一分析。計算剖面圖見圖 4.2。武漢理工大學畢業設計（論文）4.2 7-7 斷面計算剖面圖（1） 對第一小條塊，計算示意圖見圖 4.2。G = 3.12 ´ 5.12 ´17 = 140kN12N = G cosa = 140´ cos 580 = 74.2kN111T = G sina = 140´sin 580 = 119kN111f = N tanj = 74.2´ tan100 = 13.1

47、kN111F1 = c1L1 = 91kN（2） 同理對第二小塊，計算示意圖見圖 4.3。G2 = 924kNN = G cosa = 924´ cos 450 = 653.4kN222T2 = G2 sina2 = 653.4kN f2 = N2 tanj2 = 238kN F2 = c2 L2 = 176.5kNE2 = K .T2 + E1 cos(a1 -a2 ) - N2 + E1 sin(a1 -a2 ) tanj2 - c2 L2 = 398kN圖 4.2 第 1 塊計算示意圖圖 4.3 第 2 塊計算示意圖（3） 用同樣的方法算出 3、4、5 小塊，計算示意圖見圖 4

48、.4，計算數據計入表 4.2 中。圖 4.4 第 3,4,5 條塊計算示意圖武漢理工大學畢業設計（論文）表 4.2 7-7 斷面滑坡推力計算表塊號G(kN / m)N (kN )T (kN )f (kN )F (kN )E(kN )114074.211913.191392924653.4653.4238176.5398356945434219771.851146175233272331115385360321163143154414圓弧條分法計算穩定系數用以下公式：n = MMn=Rå(CLi +Wi cosai tanj)2 i=1n1RåWi sinai i=1（4.3

49、）nnM1 是下滑力對圓弧圓心 O 的力矩M1 = RåTi = RåWi sinaii=1i=1（4.4）nnM 2 是抗滑力對圓弧圓心 O 的力矩M 2 = Rå(CLi + Ni tanj) = Rå(CLi +Wi cosai tanj)i=1所以 7-7 斷面的安全系數i=1（4.5）武漢理工大學畢業設計（論文）n = MMnRå(Fi + fi )n2 = i=1= 0.89 < 11RåTi i=1故 7-7 斷面按此放坡條件直接開挖很危險，需要進行支護設計4.1.2 8-8 斷面由于場地原因可放坡條件為 720m

50、，取 20m，上部為方便施工機械和人員活動， 設定 6m，根據這種條件直接放坡開挖，如圖 4.5 所示。各層土體參數值見表 4.3。表 4.3 8-8 斷面各層土體參數值雜填土g = 17.0kN / m31Ck1 = 15.0kPaj = 10ok1粉質粘土g = 18.2kN / m32Ck 2 = 19.5kPaj = 20.5ok 2全風化花崗巖g = 18.2kN / m33Ck 3 = 22kPaj = 24ok 3強風化花崗巖g = 20kN / m34Ck 4 = 22kPaj = 24ok 4微風化花崗巖g = 20kN / m35Ck 5 = 22kPaj = 24ok 5

51、圖 4.5 8-8 斷面計算剖面圖計算滑坡推力同樣運用公式（4.1）、（4.2）。利用 Slope 對基坑穩定性進行分析，找出最危險滑動面如圖 4.6 所示。29武漢理工大學畢業設計（論文）圖 4.6 8-8 斷面危險滑面示意圖條分發將滑面分成 5 個小滑塊，如圖 4.7 所示。按與 7-7 同樣條分法，將結果計入表 4.4 中。n4.78-8 斷面各條快計算示意圖圓弧條分法計算穩定系數用以下公式：n = MMRå(CLi +Wi cosai tanj)=2 i=1n1M1 是下滑力對圓弧圓心 O 的力矩RåWi sinaii=1nnM1 = RåTi = R&#

52、229;Wi sinaiM 2 是抗滑力對圓弧圓心 O 的力矩i=1i=1武漢理工大學畢業設計（論文）nnM 2 = Rå(CLi + Ni tanj) = Rå(CLi +Wi cosai tanj)所以 8-8 斷面的安全系數i=1i=1n = MMnRå(Fi + fi )n2 = i=1= 0.892 < 11RåTi i=1故 8-8 斷面按此放坡條件直接開挖很危險，也需要進行支護設計。表 4.4 8-8 斷面滑坡推力計算表塊號G(kN / m)N (kN )T (kN )f (kN )F (kN )E(kN )1168141.431-1

53、62876551681206236375310308126343621555724640560310249146502586.88032.535.6694024.2 預應力錨索設計4.2.1 錨索設計圖 4.8 預應力錨固示意圖根據上面計算的下滑力進行預應力錨索設計，錨索設計的公式是Pt =Fsin(a+ b) tanj+ cos(a+ b)（4.6）Pt ：設計錨固力 KN ；F ：下滑力 KN ；j：滑動面摩擦角，°；a：錨桿與滑動面相交處的滑動面傾角，°；b：錨桿與水平面的夾角，°；公式（4.6）不僅考慮了錨索沿滑動面產生的抗滑力，還考慮了錨索在滑動面產生的法向阻力，對土質邊坡及加固厚度較大的巖質邊坡，錨索在滑動面產生的法向阻力應進行折減，公式修正如下：Pt =Flsin(a+ b) tanj+ cos(a+ b)（4.7）式中l是折減系數，與邊坡巖性及加固厚度有關，在 0 到 1 之間取。根據每孔錨索設計錨固力 Pt 和所選用的鋼絞線強