DGJ32TJ 108-2010 江苏省玻璃纤维增强树脂土钉基坑支护技术规程

1 DGJ J 00000—2010 DGJ32/TJ 108—2010 玻璃纤维增强树脂土钉基坑 支护技术规程 Technical specification for grass fiber reinforced polymer soil nailing in foundation excavations 2010-00-00 发布 2010-12-01 实施 江苏省工程建设标准 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 2 江苏省住房和城乡建设厅 审定 发布 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com 3 江苏省工程建设标准 玻璃纤维增强树脂土钉基坑支护技术规程 Technical specification for grass fiber reinforced polymer soil nailing in foundation excavations DGJ32/TJ 108—2010 主编单位：河海大学 南京锋晖复合材料有限公司 批准部门：江苏省住房和城乡建设厅 施行日期：2010年 12月 1日 凤凰出版传媒集团 江苏科学技术出版社 2010 南京 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn www.bzfxw.com 4 江苏省住房和城乡建设厅 公 告 第 号 关于发布江苏省工程建设标准《玻璃纤维增强树脂土钉 基坑支护技术规程》的公告 现批准《玻璃纤维增强树脂土钉基坑支护技术规程》为江苏省工程建 设标准，编号为 DGJ32/TJ108—2010，自 2010年 月 日起实施。 该规程由江苏省工程建设标准站组织出版、发行。 江苏省住房和城乡建设厅 二○一○年 月 日 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com 5 前 言 根据江苏省住房和城乡建设厅《关于印发〈2010年度江苏省工程建设 标准和标准设计编制、修订（第二批）〉的通知》苏建科[2010]495 号的要求，规程编制组在广泛调查研究、认真综合现有经验及广泛征求意 见的基础上，制订了本规程。 土钉支护在我国基坑工程中已广泛使用。常用的钢筋土钉不易切断， 对后续临近的道路、管线、隧道及建筑物地下施工有潜在的不利影响。由 树脂和玻璃纤维复合组成的玻璃纤维增强树脂筋具有高强、耐久、轻质等 优点，是钢筋的新型优良的代用材料。采用玻璃纤维增强树脂筋制作的土 钉代替钢筋土钉，可以显著减少钢筋生产所带来的能源消耗和环境污染， 符合建设节约型社会和节能减排的新能源政策。 本规程共 7章，主要技术内容有：总则；术语及符号；材料；设计； 施工；施工监测；质量检查与工程验收；附录 A；附录 B。 本规程由江苏省住房和城乡建设厅负责管理和解释。在执行本规程过 程中如发现有需要修改或补充之处，请将意见寄交给主编单位河海大学土 木与交通学院（南京市西康路 1号，邮政编码：210098）。 本规程主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人： 主 编 单 位：河海大学 南京锋晖复合材料有限公司 参 编 单 位：江苏省建设工程质量监督总站 江苏省建筑设计研究院有限公司 江苏省建苑岩土工程勘测有限公司 南京工业大学 南京市建筑安装工程质量监督站 主要起草人：周继凯 金孝权 蒋亚清 金如元 张永乐 陆建民 刘小艳 胡庆兴 王志华 夏 明 马晓辉 杨光中 韩俊杰 陆 勇 苏仲良 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn www.bzfxw.com 6 主要审查人：樊有维 陶茂之 魏大平 陈 贵 陈德文 胡明亮 潘钢华 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com 7 目 次 1 总则 …………………………………………………………… 1 2 术语及符号 …………………………………………………… 2 2. 1 术语 ……………………………………………………… 2 2. 2 符号 ……………………………………………………… 2 3 材料 …………………………………………………………… 6 4 设计 …………………………………………………………… 8 4. 1 一般 ………………………………………………… 8 4. 2 设计计算 ………………………………………………… 9 4. 3 构造 ………………………………………………………19 5 施工 ……………………………………………………………22 6 施工监测 ………………………………………………………25 7 质量检查与工程验收 …………………………………………26 附录 A GFRP土钉现场拉拔试验方法 …………………………29 附录 B GFRP土钉进场复验项目和方法 ………………………31 本规程用词说明……………………………………………………33 条文说明……………………………………………………………37 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn www.bzfxw.com 8 1 总 则 1. 0. 1 为了在基坑工程中推广应用玻璃纤维增强树脂土钉支护技术，做 到安全适用、确保质量、保护环境，制定本规程。 1. 0. 2 本规程适用于基坑开挖玻璃纤维增强树脂土钉临时支护的设计与 施工，除特殊要求外，应保证安全和正常使用 18个月。 1. 0. 3 玻璃纤维增强树脂土钉支护适用于下列土体：粘性土、粉土、 砂土、角砾、碎石土和填土。在局部软塑、流塑粘性土层应采用复合土钉 支护技术。当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。 1. 0. 4 玻璃纤维增强树脂土钉支护基坑深度不宜大于 12m。 1. 0. 5 玻璃纤维增强树脂土钉支护工程设计、施工应紧密结合监测进 行，并根据现场测试和监测结果及时调整设计、施工方案。 1. 0. 6 采用玻璃纤维增强树脂土钉支护技术除应执行本规程外，尚应 符合国家、行业及江苏省现行有关标准的规定。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com 9 2 术语及符号 2. 1 术 语 2. 1. 1 基坑 foundation pit 为进行建筑物（包括构筑物）施工所开挖的地面以下空间。 2. 1. 2 土钉 soil nail 用来加固现场原位土体的细长杆件。通常采取土中钻孔后置入变形筋 材（即带肋筋材）或自钻成型，并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠与 土体之间的界面粘结力或摩擦力，在土体发生变形的条件下被动受力并主 要承受拉力作用。 2. 1. 3 土钉支护 soil nailing 以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，由密集的土钉群、被加固 的原位土体、喷混凝土面层和必要的防水系统组成。 2. 1. 4 玻璃纤维增强树脂筋 glass fiber reinforced polymer(简称 GFRP) rebar 由玻璃纤维和树脂基体（环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯树脂等）、 固化剂，采用成型固化工艺复合而成表面形状为全螺纹式（或其它有利于 与混凝土粘结的形式）的杆体，简称GFRP筋。 2. 1. 5 GFRP土钉 GFRP soil nail 采用GFRP筋作为土钉带肋筋材使用时称为GFRP土钉。包括普通GFRP土 钉和自钻式中空GFRP土钉。普通GFRP土钉带肋筋材有实心和空心之分。 2. 2 符 号 2. 2. 1 抗力及材料性能 ,G yuf —— GFRP土钉极限抗拉强度； ,G ykf —— GFRP土钉抗拉强度标准值； PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn www.bzfxw.com 10 ,G yf —— GFRP土钉抗拉强度设计值； GTf —— GFRP土钉拉伸强度试验值； ,G vuf —— GFRP土钉极限抗剪强度； ,G uT —— GFRP土钉极限抗扭矩； uF —— GFRP土钉极限承载力； E —— GFRP土钉弹性模量； Ei —— 第 i 层土的变形模量； n —— 土的泊松比； ,GC kt —— GFRP土钉与水泥浆或水泥砂浆粘结强度标准值； sikq —— 土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值； djF —— 第 j根土钉抗拉承载力设计值； sikq —— 土钉穿过第 i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值； ikc —— 第 i层土固结不排水（快）剪粘聚力标准值； ikj —— 第 i层土固结不排水（快）剪内摩擦角标准值； kj —— 计算土钉之上土层内摩擦角标准值加权平均值； ckjF —— 第 j根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉承载 力标准值； N —— 土体标准贯入试验击数； ,GSN uF —— GFRP土钉抗拔极限承载力。 2. 2. 2 作用及作用效应 wg —— 水的重度； mjg —— 深度 jz 以上土的加权平均天然重度； mg —— 基底以上土的平均重度； g i —— 第 i 层土的重度； kp —— 基础下基底压力标准值； aiK —— 第 i层的主动土压力系数； 0kq —— 基坑周边附加荷载，如车辆、材料堆放、起重运输和邻近 建筑物（构筑物）所产生的荷载标准值； ajks —— 作用于深度 jz 处的竖向附加应力标准值； PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? www.bzfxw.com 11 jkF —— 第 j根土钉受拉荷载标准值； ajke —— 第 j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值； iw —— 第 i分条土重。 2. 2. 3 几何参数 h —— 基坑开挖深度； hi —— 第 i 层土厚度； wah h —— 基坑外侧水位深度； hw —— 开挖前地下稳定水位； jz —— 计算点深度； hd —— 基础埋深； n —— 滑动体分条数； m —— 滑动体内土钉数； s —— 计算滑动体单元厚度； xjs 、 zjs —— 第 j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距； ib —— 第 i分条宽度； jd —— 第 j根土钉锚固体直径； ja —— 第 j根土钉与水平面的夹角； b —— 土钉墙坡面与水平面的夹角； iq —— 第 i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角； iL —— 第 i分条滑裂面处弧长； il —— 第 j根土钉在直线破裂面外穿越第 i层稳定土体内的长 度，破裂面与水平面的夹角为 2 kb j+ ； cil —— 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； GjA —— 第 j根 GFRP土钉计算截面积。 2. 2. 4 计算系数 0g —— 基坑侧壁重要性系数； PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn www.bzfxw.com 12 kg —— 整体滑动抗力分项系数； sg —— 土钉抗拉抗力分项系数； z —— 荷载折减系数。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 13 3 材 料 3. 0. 1 GFRP 筋质地应均匀，无气泡、裂纹，左旋或右旋螺纹牙距应整 齐，纤维含量 70%～80%，密度 1900kg/m3。 3. 0. 2 GFRP筋规格尺寸应符合表 3. 0. 2-1、表 3. 0. 2-1要求： 表 3. 0. 2-1 普通GFRP筋尺寸参数 规格 公称直径 （mm） 肋间距 （mm） 肋高 （mm） 内径 （mm） 杆体直线度 （mm/m） 25 25 10 3 12 ≤2 28 28 10 3 12 ≤2 30 30 10 3 15 ≤2 32 32 10 3 15 ≤2 36 36 12 3 20 ≤2 注：实心 GFRP筋不计算内径。 表 3. 0. 2-2 自钻式GFRP筋尺寸参数 规格 公称直径 （mm） 肋间距 （mm） 肋高 （mm） 内径 （mm） 杆体直线度 （mm/m） 28 28 12.7 3 12 ≤2 30 30 12.7 3 15 ≤2 32 32 12.7 3 15 ≤2 36 36 12.7 3 20 ≤2 3. 0. 3 GFRP 筋规格尺寸的允许偏差为：公称直径±0.3mm，肋间距± 0.1mm，肋高±0.1mm，内径±0.3mm。 3. 0. 4 GFRP筋的力学性能应符合下列要求： 表 3. 0. 4-1 普通GFRP筋力学性能 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 14 规 格 25 28 30 32 36 极限抗拉强度 ,G yuf （MPa） ≥800 ≥750 ≥750 ≥700 ≥700 抗拉强度标准值 ,G ykf （MPa） 570 535 535 500 500 抗拉强度设计值 ,G yf （MPa） 400 375 375 350 350 极限抗剪强度 ,G vuf （MPa） ≥130 ≥130 ≥130 ≥110 ≥110 极限抗扭矩 ,G uT （N·m） ≥120 ≥130 ≥180 ≥230 ≥300 弹性模量E （GPa） ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 表 3. 0. 4-2 自钻式中空GFRP筋力学性能 规 格 R28/12 R30/15 R32/15 R36/20 极限抗拉强度 ,G yuf （MPa） ≥700 ≥700 ≥700 ≥650 抗拉强度标准值 ,G ykf （MPa） 490 490 490 455 抗拉强度设计值 ,G yf （MPa） 350 350 350 325 极限抗剪强度 ,G vuf （MPa） ≥130 ≥130 ≥130 ≥130 极限抗扭矩 ,G uT （N·m） ≥250 ≥300 ≥350 ≥400 弹性模量 E （GPa） ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 15 4 设 计 4. 1 一般规定 4. 1. 1 基坑支护结构应采用以分项系数表示极限状态设计表达式进行 设计。 4. 1. 2 基坑支护结构应按下列两种极限状态进行设计： 1 承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失 稳、过大变形导致支护结构失效或基坑周边环境破坏。 2 正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工 或影响基坑周边环境的正常使用功能。 4. 1. 3 基坑支护结构设计应根据表 4.1.3 选用相应的侧壁安全等级及 重要性系数。 表 4. 1. 3 基坑侧壁安全等级及重要性系数 安全等级 破坏后果 0g 一级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及 地下施工影响很严重 1.10 二级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及 地下施工影响一般 1.00 三级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及 地下施工影响不严重 0.90 4. 1. 4 GFRP 土钉宜应用于侧壁安全等级为二级、三级的基坑支护，深 度不宜大于 12m；在软塑、流塑土质应采用复合土钉技术支护，深度不宜 大于 7m。 4. 1. 5 岩土工程勘察应按照《岩土工程勘察规范》GB50021要求进行地 质勘察，提供勘察报告，内容包括： 1 工程勘察范围内岩土物理力学性质，水文地质条件。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 16 2 评价地下水对土钉支护设计、施工及使用期的影响。 3 估计降水引起的地表沉降值，评估其对周围环境安全的影响。 4. 1. 6 调查拟建工程基坑周围已有建筑物、构筑物、地下设施（各类 管线）和道路交通等周边环境条件，以及当地气象条件。 4. 1. 7 GFRP土钉宜采用钻孔方式先预成孔后插入 GFRP筋的方式设置。 对不易成孔的松散粉砂或流塑状态粘土地层，宜采用自钻式中空 GFRP 土 钉方式。 4. 1. 8 注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，强度等级不宜小于 M15。 4. 1. 9 GFRP 土钉与水泥浆或水泥砂浆粘结强度标准值 ,GC kt 应不低于 1.5MPa。 4. 1. 10 GFRP土钉应采用整根 GFRP筋。 4. 2 设计计算 4. 2. 1 土钉支护设计的计算应符合下列要求： 1 在平直段可取单位支护长度并按平面应变问题进行。 2 在转角段可按空间问题进行三维数值分析。 4. 2. 2 土钉支护设计应考虑的荷载除土体自重外，还应包括地表荷载 如车辆、材料堆放和起重运输造成的荷载，以及附近地面建筑物基础和地 下构筑物所施加的荷载，并按荷载的实际作用值作为标准值。当地表荷载 标准值小于 20kN/m 2 时，宜按 20kN/m 2 取值。此外，当施工或使用过程中有 地下水时还应计入水压对支护稳定性、土钉内力和喷射混凝土面层的作 用。 4. 2. 3 土钉锚固体与土体极限摩阻力参数宜以现场测试结果为依据。 取值时应考虑地下水位和土体含水量变化的不利影响。 4. 2. 4 土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值 sikq 宜取现场实测平均值的 0.8倍。初步设计或无现场实测资料时，可按表 4.2.4的数据取值。 表 4. 2. 4 土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值 sikq PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 17 土的名称 土的状态 sikq (kPa) 填 土 16～20 淤泥质土 16～20 黏性土 IL＞1 0.75＜IL≤1 0.50＜IL≤0.75 0.25＜IL≤0.50 0.0＜IL≤0.25 IL≤0.0 18～30 30～40 40～53 53～65 65～73 73～80 粉 土 e＞0.90 0.75＜e≤0.90 e≤0.75 20～40 40～60 60～90 粉细砂 稍密 中密 密实 20～40 40～60 60～80 中 砂 稍 密 中 密 密 实 40～60 60～70 70～90 粗 砂 稍 密 中 密 密 实 60～90 90～120 120～150 砾砂、卵石 中密、密实 130～160 注：表中数据为常压注浆值，当采用高压注浆时可按试验确定或按经验适当提高。 4. 2. 5 支护结构水平荷载 ajke 应按当地可靠经验确定。当无可靠经验时 可按下列方法计算（图 4.2.5）： 1 作用在地下水位以下支护结构上的荷载，对砂土或碎石土应按水 土分算方法计算，对黏性土或粉土可按水土合算方法计算。 2 对于碎石土及砂土： 1）当计算点位于地下水以上时： a ajk jk aie Ks= （4.2.5-1） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 18 2）当计算点位于地下水以下时： a a [( ) ( ) ]jk jk ai j wa j wa wa ai we K z h m h Ks h g= + - - - （4.2.5-2） 式中 aiK —— 第 i层的主动土压力系数，按本规程第 4.2.6 条规定计 算； ajks —— 作用于深度 jz 处的竖向附加应力标准值，按本规程第 4.2.7条规定计算； jz —— 计算点深度； jm —— 计算参数，当 jz h< 时，取 jz ，当 jz h³ 时，取h； wah —— 计算系数，当 wah h£ 时，取 1，当 wah h> 时，取 0； h —— 基坑开挖深度； wah h —— 基坑外侧水位深度； wg —— 水的重度。 3 对于粉土及粘性土： a a 2jk jk ai ik aie K c Ks= - （4.2.5-1） 式中 ikc —— 第 i层土固结不排水（快）剪粘聚力标准值。 4 当按以上规定计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时， 应取零。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 19 z hw a hi h2 h1 h eak 图 4. 2. 5 水平荷载标准值计算简图 4. 2. 6 第 i层土的主动土压力系数 aiK 应按式（4.2.6）计算： 2 (45 ) 2 ik aiK tg j = -o （4.2.6） 式中 ikj ——第 i层土固结不排水（快）剪内摩擦角标准值。 4. 2. 7 基坑外侧竖向应力标准值 ajks 可按下列规定计算： a 0 1jk rk k ks s s s= + + （4.2.7-1） 1 深度 jz 处的自重竖向应力 rks ： rk mj jzs g= （4.2.7-2） 式中 mjg ——深度 jz 以上土的加权平均天然重度。 2 支护结构外侧地面满布附加荷载标准值 0kq 时（图 4.2.7-1），基坑 外侧任意深度附加竖向应力标准值 0ks ： 0 0k kqs = （4.2.7-3） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 20 q h 0k σk 图 4. 2. 7-1 地面均布荷载时基坑外侧附加竖向应力计算简图 3 支护结构外侧地面以下深度 hd 处作用有宽度为b的条形基础荷载 时（图 4.2.7-1），基坑外侧深度 CD 范围内（图 4.2.7-2）附加竖向应力 标准值 1ks 可按式（4.2.7-4）计算： 1 1 ( ) 2k k m h bp d b b s g= - + （4.2.7-4） 式中 kp —— 基础下基底压力标准值； hd —— 基础埋深； mg —— 基底以上土的平均重度。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 21 45° 45°45° D C b b p h σk k dh 图 4. 2. 7-2 局部荷载作用时基坑外侧附加竖向应力计算简图 4. 2. 8 单根土钉抗拉承载力计算应按式（4.2.8）的进行计算： 01.35 jk djF Fg £ （4.2.8） 式中 jkF —— 第 j根土钉受拉荷载标准值，可按本规程第4.2.9条确定； djF —— 第 j根土钉抗拉承载力设计值，可按本规程第4.2.11条确 定。 4. 2. 9 单根土钉受拉荷载标准值可按式（4.2.9）计算： a x z / cosjk jk j j jF e s sz a= （4.2.9） 式中 z —— 荷载折减系数，根据本规程第 4.2.10条确定； ajke —— 第 j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值； xjs 、 zjs —— 第 j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距； ja —— 第 j根土钉与水平面的夹角。 4. 2. 10 荷载折减系数z 可按式（4.2.10）计算： PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 22 21 1 / 45 2 2 2 k k k tg tg tgtg b j j z b j b é ù ê ú-æ ö æ öê ú= - -ç ÷ ç ÷+æ öè ø ê ú è ø ç ÷ê úè øë û o （4.2.10） 式中 b —— 土钉墙坡面与水平面的夹角，当 kb j< 时，取 kb j= ； kj —— 计算土钉之上土层内摩擦角标准值加权平均值。 4. 2. 11 对于基坑侧壁安全等级为二级的土钉抗拉承载力设计值应按试 验参数确定，基坑侧壁安全等级为三级时可按式（4.2.11）计算（图 4.2.11）： 1 dj j sik i s F d q lp g = å （4.2.11） 式中 sg —— 土钉抗拉抗力分项系数，取 1.4； jd —— 第 j根土钉锚固体直径； sikq —— 土钉穿过第 i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值，应由 现场试验确定，如无试验资料，可按本规程表 4.2.4 确 定； il —— 第 j根土钉在直线破裂面外穿越第 i层稳定土体内的长 度，破裂面与水平面的夹角为 2 kb j+ 。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 23 β Toi li q0k h (β+ )/2kj 图4. 2. 11 土钉抗拉承载力计算简图 4. 2. 12 土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及可能滑动面采用圆弧滑 动简单条分法（图4.2.12）按式（4.2.12）进行整体稳定性验算： 0 1 1 1 0 0 1 ( )cos 1cos( ) sin( ) 2 ( )sin 0 n n m ik i i k i i ik ckj i i j j i j i ik n k i k i i i c L s s w q b tg F tg s w q b q j a q a q j g g q = = = = + + + é ù´ + + +ê úë û - + ³ å å å å （4.2.12） 式中 n —— 滑动体分条数； m —— 滑动体内土钉数； kg —— 整体滑动抗力分项系数，取 1.35～1.5。基坑位移要求严 格取上限值；一般情况下，基坑深度 h＜5m时取 1.35，5m ≤h＜8m时取 1.4，8m≤h≤12m时取 1.5； 0g —— 基坑侧壁重要性系数； iw —— 第 i分条土重； 0kq —— 基坑周边附加荷载，如车辆、材料堆放、起重运输和邻近 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 24 建筑物（构筑物）所产生的荷载标准值； ib —— 第 i分条宽度； ikc —— 第 i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪粘聚力标准值； ikj —— 第 i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪内摩擦角标准 值； iq —— 第 i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角； ja —— 第 j根土钉与水平面的夹角； iL —— 第 i分条滑裂面处弧长； s —— 计算滑动体单元厚度； ckjF —— 第 j根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉承 载力标准值，可按本规程第 4.2.13条确定。 O 1 R 2 Wi Taj q h bi 0k 图4. 2. 12 整体稳定性验算简图 1—喷射混凝土面层 2—土钉 4. 2. 13 单根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉承载力标准 值可按式（4.2.13）确定： ckj j sik ciF d q lp= å （4.2.13） 式中 cil —— 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。 4. 2. 14 单根GFRP土钉截面积可按式（4.2.14）确定： PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 25 0 , 1.35 jk Gj G y F A f g ³ （4.2.14） 式中 GjA —— 第 j根 GFRP土钉计算截面积； ,G yf —— GFRP土钉抗拉强度设计值。 4. 2. 15 基坑支护结构变形可采用数值分析方法结合可靠的经验进行计 算，荷载采用标准组合，材料强度采用标准值。对安全等级为三级的基坑 可用式（4.2.15-1）估算土钉墙面任意深度 z处的水平位移u（图 4.2.15）： ( ) ( ) ( )0 0 0 1 2 w wi i k i i k i i ii i i z hK rh q h h q z u E E E ngn g -+ + = + +å å å （4.2.15-1） 式中 n n - = 10 K ，n 为深度 z处所对应土层的泊松比； g i —— 深度 z处以上第 i 层土的重度； hi —— 深度 z处以上第 i 层土厚度； Ei—— 深度 z以上第 i 层土的变形模量（MPa），由地基勘察测得， 或参照式（4.2.15-2）确定； h —— 基坑开挖深度； hw —— 开挖前地下稳定水位。 土的变形模量Ei按下列式（4.2.15-2）计算： Ei =2.27N （4.2.15-2） 式中 N —— 标准贯入试验击数。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 26 z q0k h hw h- hw 图4. 2. 15 土钉墙水平位移计算图 4. 2. 16 应对土钉加固的复合土体参照重力式挡土墙进行抗滑动、抗倾 覆稳定性及基坑底抗隆起稳定性等验算。 4. 2. 17 对基坑平面上的凸角区段，GFRP土钉设计应局部加强。 4. 3 构 造 4. 3. 1 GFRP土钉墙面坡度一般不宜大于1∶0.1。 4. 3. 2 GFRP土钉长度、间距和倾角应符合下列要求： 1 GFRP土钉的长度应通过稳定分析和抗拔力计算确定，一般可取开 挖深度的1.0～1.5 倍，密实砂土和坚硬粘土可取低值。对软塑粘性土不 应小于1.5倍。为减少支护变形，控制地面开裂，顶部GFRP土钉的长度应 适当增加。 2 GFRP土钉间距宜为1.2～2.0m，局部软弱土中可适当增加密度。 3 GFRP土钉与水平面夹角宜为5º～20º，当上层土较软弱时，可适当 增大，当遇有局部障碍物时，允许调整钻孔位置和方向。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 27 4. 3. 3 沿GFRP土钉全长应设置居中支架，其间距1.5～2.0m，土钉砂浆 （或水泥浆）保护层不宜小于20mm。 4. 3. 4 上部第一层GFRP土钉覆土不应少于1000mm。 4. 3. 5 GFRP土钉预成孔钻孔直径宜为80～150mm。 4. 3. 6 喷射混凝土面层的厚度不宜小于80mm，混凝土强度等级不宜低 于C20。 4. 3. 7 混凝土面层内应设置钢筋网，钢筋直径宜为6～10mm，间距宜为 150～300mm。当面层厚度大于120mm时，宜设置双层钢筋网。面层内同排 土钉之间应设1～2根加强筋，直径宜为14mm、16mm，应采用焊接连接。钢 筋网搭接长度应大于300mm。 4. 3. 8 GFRP土钉必须采用配套螺母、钢质托盘，并与混凝土面层有效 连接（图4.3.8）。 2 3 4 5 6 1 图4. 3. 8 GFRP土钉端部连接形式 1—GFRP土钉 2—钢筋网片 3—螺母 4—垫块 5—钢质托盘 6—喷射混凝土面层 4. 3. 9 基坑顶部宜设置宽度为1～2m的喷射混凝土护面。 4. 3. 10 基坑坡顶和坡脚应设排水设施，坡面宜设置带反滤层的泄水孔。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 28 5 施 工 5. 0. 1 GFRP 土钉支护施工应编制施工组织方案，并在现场进行技术交 底。 5. 0. 2 GFRP土钉支护可按下列流程施工： 1 应按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制 标志。 2 预喷射混凝土时，其厚度宜为 30～50mm。 3 安设土钉，包括成孔、插 GFRP筋、注浆、安设连接件等。 4 绑扎钢筋网，喷射混凝土。 5 设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。 5. 0. 3 运输 GFRP筋应避免损伤，储存场地应平整，堆放整齐平直，及 时覆盖避免阳光直射。 5. 0. 4 土钉支护施工应与挖土、降水等作业紧密协调、配合，并满足 下列要求： 1 挖土分层厚度应与土钉竖向间距一致，逐层开挖并施工土钉同前， 禁止超挖。坡壁宜采用小型机具辅以人工修整，坡面平整度的允许偏差宜 为±20mm。在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。 2 开挖后应及时封闭临空面，并在24h内完成土钉安设和喷射混凝土 面层。在淤泥质地层中开挖时，应在12h内完成土钉安设和喷射混凝土面 层。 3 上一层土钉完成注浆后，并至少间隔36h或上层土钉注浆体及喷射 混凝土面层达到设计强度的70%后方可允许开挖下一层土方。 4 开挖到基底后应立即构筑底板。 5 应采取有效的地表排水、内部排水以及基坑排水等措施。 6 施工期间坡顶应严格按照设计要求控制施工荷载。 5. 0. 5 GFRP土钉支护的施工机具和施工工艺应按下列要求选用： 1 成孔机具的选择和工艺要适应现场土质特点和环境条件。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 29 2 应保证进钻和抽出过程中不引起塌孔，可选用冲击钻机、螺旋钻 机、回转钻机、洛阳铲等。在易塌孔的土体中钻孔时宜采用套管成孔、挤 压成孔或自钻式GFRP土钉。 3 注浆泵的规格压力和输浆量应满足施工要求。 4 混凝土喷射机的输送距离应满足施工要求。 5 可选用风量9m 3 /min以上、压力大于0.5MPa的空压机，以满足喷射 机工作风压和风量要求。 6 喷射混凝土机水平输送距离不宜大于100m，垂直输送高度不宜大 于30m。 5. 0. 6 GFRP土钉成孔允许偏差应为：孔深±50mm，孔径±5mm，孔位± 100mm，成孔倾角±3°。 5. 0. 7 普通 GFRP土钉注浆作业应遵守下列规定： 1 注浆前，应将孔内残留及松动的废土清除干净。注浆开始或中途 停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。 2 注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm 处，在孔口部位宜设置 止浆塞及排气管，并应及时补浆。 3 采用两次注浆工艺。第一次灌注水泥砂浆，水泥砂浆配合比宜为 1:1～1:2（重量比），水灰比宜为0.38～0.45，灌浆量为钻孔体积的1.2 倍。 第一次注浆初凝后，进行二次注浆，压注纯水泥浆（水灰比0.5），注浆量 为第一次注浆量的30%～40%，注浆压力根据现场确定。 5. 0. 8 自钻式中空 GFRP土钉注浆作业应遵守下列规定： 1 灌浆材料宜采用水泥浆，水灰比根据地层条件确定，注浆时宜掺 入适量水玻璃等速凝剂，掺入量根据施工条件确定。 2 采用微压灌浆，灌浆压力应通过现场试验确定，灌浆压力宜为 0.1～0.2MPa。 5. 0. 9 喷射混凝土面层施工应满足下列规定： 1 喷射混凝土所用材料应满足《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 GB50086之规定。水泥强度不低于32.5级，细骨料宜用中砂或粗砂，含泥 量不大于3%。粗骨料宜采用卵石或碎石，粒径不宜大于15mm。级配宜取水 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 30 泥与砂石料重量比1:4～1:4.5，砂率宜取45%～55%，水灰比宜取0.4～ 0.45。喷射混凝土的初凝时间宜小于5min，终凝时间宜小于10min。 2 喷射顺序宜从下往上，喷嘴到垂直墙面的距离宜取 0.8～1.0m， 一次喷射厚度不宜大于70mm，回弹率应小于15%。 3 喷射混凝土应在终凝2h后洒水养护，时间一般为3d～7d。 5. 0. 10 GFRP土钉支护施工中应及时做好定位、成孔、插筋、注浆、喷 射混凝土面层等记录，制备样品，保证工程质量，满足质量验收的需 要。 5. 0. 11 GFRP土钉支护除遵守国家、行业和江苏省有关建筑工程安全操 作规程外，还应符合下列要求： 1 钻孔、注浆、喷射混凝土不得重叠作业。 2 高处施工应搭设脚手架，作业人员必须戴安全帽和系好安全带。 3 注浆、喷射混凝土时，作业人员应戴口罩和防护镜。 4 GFRP土钉作业人员应戴手套操作。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 31 6 施工监测 6. 0. 1 支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环 境的水平及竖向变形的影响，并应符合下列规定： 1 对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基 坑侧壁，应确定支护结构的水平变形限值。最大水平变形值应满足正常使 用要求。 2 应按邻近建筑结构形式及其状况控制周边地面竖向变形。 3 当邻近有重要管线或支护结构作为永久性结构时，其水平变形和 竖向变形应按满足其正常工作的要求控制。 4 当无明确要求时，最大水平变形限值：二级基坑为 0.006h，三级 基坑为 0.008h。 6. 0. 2 GFRP土钉支护监测应包括下列内容： 1 对坡顶水平位移及沉降进行监测。 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的变形监测与裂缝观察。 4 基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化。 5 应特别加强雨天和雨后的监测，并对各种可能危及支护安全的水 害来源进行仔细观察。 6. 0. 3 应及时分析处理监测数据。当基坑顶部水平位移与当时的开挖 深度之比超过4‰时，应密切加强观察，分析原因并及时采取技术措施。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 32 7 质量检查与工程验收 7. 0. 1 GFRP土钉支护施工所用GFRP筋应符合本规程第3章的规定，水泥、 砂石、外加剂等应国家现行产品标准的要求。GFRP土钉进场复验项目和方 法按附录B确定。 7. 0. 2 GFRP土钉支护应按下列规定进行检测： 1 GFRP土钉抗拔试验时，注浆体抗压强度不应低于10MPa。检查数量 为每类穿越典型土层土钉不宜少于土钉总数的1%，且不应少于3根。GFRP 土钉极限抗拔力平均值应不小于设计极限抗拔力1.25倍。土钉全长范围总 抗拔极限承载力 ,GSN uF 按式（7.0.2）计算。 ,GSN u j sik iF d q lp= å （7.0.2） 2 GFRP土钉长度、钻孔孔径、偏差、倾斜度、注浆量等检查数量不 宜少于土钉总数的1%，且不应少于3根。 3 每个注浆台班制作1组水泥浆或砂浆试块，并检测其强度。 4 喷射混凝土厚度可采用钻孔法或其它方法检查。检查数量宜为每 100m 2 取一组，每组不少于3个点。喷射混凝土每500m2制作一组喷射混凝土 试块，并检测其强度。 5 GFRP土钉与配套螺母连接力检测批次、数量同GFRP土钉质量检测 规定。 7. 0. 3 检测结束后应提交检测报告，内容包括： 1 检测点分布图。 2 检测方法与仪器设备型号。 3 资料整理及分析方法。 4 结论及处理意见。 7. 0. 4 GFRP土钉支护工程验收应由总监理工程师或建设单位项目负责 人组织地质勘察、工程设计单位及位的项目负责人、技术质量负责 人进行验收。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn????? www.bzfxw.com ???? 33 7. 0. 5 GFRP土钉支护工程验收应在施工单位自检合格的基础上进行。 施工单位自检合格后提出工程验收申请，并应提供下列资料： 1 工程地质勘察报告、周边地下管线图、支护设计施工图、图纸会 审及设计交底纪要、设计变更等。 2 原材料的质量合格证、复检报告。 3 施工测量放线图及孔位定位图，包括相应复核签证单。 4 施工记录，包括开挖、钻孔、钻取土样特征、尺寸误差、孔壁质 量、注浆以及喷混凝土等。 5 浆体的试件强度试验报告。 6 混凝土面层厚度检测数据及混凝土试件强度试验报告。 7 GFRP土钉抗拔测试报告。 8 支护位移沉降及周围地表地物等各项监测内容的量测记录与观察 报告。 9 工程质量事故及事故调查处理资料。 7. 0. 6 GFRP土钉支护分项工程质量验收应符合表 7.0.6规定。 7. 0. 7 GFRP土钉支护分项工程质量验收合格应符合下列要求： 1 主控项目应全部合格。 2 一般项目应合格。当采用计数检验时，至少应有80%以上的检查点 合格，且其余检查点不得有严重缺陷。 3 应有完整的质量验收文件。 表7. 0. 6 质量验收项目 项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法 主 控 1 GFRP土钉抗拉强度 设计要求 试样送检 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 34 项 目 2 GFRP土钉极限抗拔力 设计要求 现场试验 1 GFRP土钉长度 ±50mm 尺量检查 2 钻孔孔径 ±5mm 尺量检查 3 GFRP土钉与配套螺母 连接力 设计要求 试样送检 4 孔位偏差 ±100mm 尺量检查 5 钻孔倾斜度 ±3° 测钻机倾角 6 浆体强度 设计要求 试样送检 7 注浆量 大于理论计算浆量 检查计量数据 8 土钉墙面最小厚度 ≤5mm 钻孔法等 一 般 项 目 9 墙体强度 设计要求 试样送检 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创