土釘墻支護設計講義（29頁清楚明了）

1、7 土釘墻支護 土釘墻支護是在基坑開挖過程中將較密排列的細長桿件土釘置于原位土體中，并在坡面噴射鋼筋網(wǎng)混凝土面層。通過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同工作，形成復合土體。土釘墻支護充分利用土層介質(zhì)的自承力，形成自穩(wěn)結(jié)構，承擔較小的變形壓力，土釘承受主要拉力，噴射混凝土面層（不屬于主要擋土部件，在土體自重作用下主要是穩(wěn)定開挖面上的局部土體，防止其崩落和受到侵蝕。 ）調(diào)節(jié)表面應力分布，體現(xiàn)整體作用。同時由于土釘排列較密，通過高壓注漿擴散后使土體性能提高。在實際施工中是邊開挖邊支護。施工快捷簡便，經(jīng)濟可靠，得到廣泛的應用。 土釘墻適宜于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和微膠結(jié)砂土的基坑開

2、挖支護，不宜用于含水豐富的粉細砂層、砂卵石層和淤泥質(zhì)土，不應用于沒有臨時自穩(wěn)能力的淤泥、飽和軟弱土層。 土釘墻基坑支護開挖深度適宜于512m，當與有效放坡、護坡樁及預應力錨桿聯(lián)合支護時，深度還可適當增加。 最常用的土釘材料是鋼筋、鋼管等。土釘材料的置入可分為鉆孔置入、打入或射入方式。最常用的是鉆孔注漿型土釘。土釘墻適用條件 鉆孔注漿土釘是先在土中成孔，置入鋼筋然后沿全長注漿填孔。 打入土釘是用機械（如振動沖擊鉆、液壓錘等）將角鋼、鋼筋或鋼管打入土體。打入土釘不注漿，與土體接觸面積小，釘長受限制，所以布置較密，其優(yōu)點是不需預先鉆孔，施工極為快速。 射入土釘是用高壓氣體作動力，將土釘射入土體。射入

3、釘?shù)耐玲斨睆胶歪旈L受一定限制，但施工速度更快。 注漿打入釘是將周圍帶孔、端部密閉的鋼管打入土體后，從管內(nèi)注漿，并透過壁孔將漿體滲到周圍土體。 土釘墻支護的施工順序1）開挖有限的深度；2）在開挖面上設置一排土釘；3）噴射混凝土面層；4）繼續(xù)向下開挖有限深度，并重復上述步驟，直至所需的深度。土釘墻支護的應用范圍1）作為土體開挖的臨時支護，用于高層建筑、地下結(jié)構等深基坑開挖，土坡開挖等。2）作為永久性擋土結(jié)構，一般與施工開挖時的臨時支護相結(jié)合，如路堤的土坡?lián)鯄?、橋臺擋墻等。3）現(xiàn)有擋土墻的修理加固和各類臨時支護發(fā)生失穩(wěn)時的搶險加固。4）邊坡加固。土釘墻支護的特點1）土釘墻支護是通過沿土釘全長與周圍土

4、體接觸形成復合體。在土體發(fā)生變形的條件下，通過土釘與土體接觸面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘被動受拉，并通過受拉工作面給土體約束加固，提高整體穩(wěn)定性和承載能力，增強土體變形的延性。2）土釘墻是原位土中的加筋技術，是在從上至下的開挖過程中將土釘置入土中，形成以土釘和它周圍加固了的土體為一體的類似重力式擋土墻結(jié)構。3）土釘墻支護是邊開挖邊支護，流水作業(yè)，不占獨立工期，施工快捷。4）設備簡單，操作方便，施工所需場地小。材料用量和工程量小，經(jīng)濟效果好。5）土體位移小，采用信息化施工，發(fā)現(xiàn)墻體變形過大或土質(zhì)變化，可及時修改、加固或補救，確保施工安全。土釘墻支護的特點缺點和局限性：1）現(xiàn)場需有允許設置土釘?shù)牡?/p>

5、下空間。如為永久性土釘，更需長期占用這些地下空間。當基坑附近有地下管線或建筑物基礎時，則在施工時有相互干擾的可能。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，必須與其他的土體加固方法相結(jié)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，軟土的徐變還可以使支護位移量顯著增加。3）土釘支護如果作為永久性結(jié)構，需要專門考慮銹蝕等耐久性問題。土釘墻支護設計 土釘墻支護設計應滿足規(guī)定的強度、穩(wěn)定性、變形和耐久性等要求。當土釘墻支護用于城市建筑物密集地區(qū)的深基坑開挖時，限制支護變形，保證周圍建筑物、構筑物的環(huán)境安全尤為

6、重要。設計時必須至始至終與施工及現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合，通過施工中出現(xiàn)的情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反饋修改設計，并指導下一步施工。（1）設計前查明場地周圍已有建筑物、構筑物、埋設物和道路交通，工程范圍內(nèi)土層分布，土性指標及地下水變化等情況，判斷土釘墻支護的適用性。（2）根據(jù)基坑開挖深度、工程地質(zhì)條件及工程性質(zhì)選擇土釘墻支護形式，確定土釘墻支護的平面、剖面尺寸及分段施工高度。（3）根據(jù)土 釘抗拔試驗或土體抗剪強度，并參考類似工程的經(jīng)驗，確定土釘類型、直徑、長度、傾角及在空間的方向；（4）確定注漿方式及漿體強度指標，進行注漿配方設計。（5）設計噴射混凝土面層和支護頂預防措施；1 土釘墻支護設計的主要步驟：（6）

7、進行內(nèi)部穩(wěn)定性分析和單根土釘抗拔力驗算；（7）進行外部整體穩(wěn)定性分析。包括土釘墻抗滑穩(wěn)定性驗算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算。（8）進行施工圖設計、構造設計。編制施工質(zhì)量控制要求和現(xiàn)場監(jiān)測要求。 設計時根據(jù)（6）、（7）項的計算分析結(jié)果，修改第（2）、（3）項所選參數(shù)，再進行第（6）、（7）計算，重復上述過程直到取得滿意的結(jié)果。1土釘墻支護設計的主要步驟：（1）土釘長度。量測表明，在一般土體中，沿支護高度上下分布的土釘，其在使用狀態(tài)的最大內(nèi)力相差很多，一般為中部大，上部和底部小中部土釘起的作用大。但頂部土釘對限制支護最大水平位移甚為重要，而底部土釘對抵抗基底滑動，傾覆或失穩(wěn)有重要作用，另外當支護臨近極限狀

8、態(tài)時，底部土釘?shù)淖饔脮黠@加強，因此將上下土釘取成等長，或頂部土釘稍長，底部土釘稍短是合適的。在城市施工中，一般非飽和土，土釘?shù)拈L度宜為開挖深度的0.51.2倍。而在飽和軟土中，由于土體抗剪強度低而且土釘內(nèi)力因水壓力作用增加，比值甚至可以超過2。2 土釘墻支護各組成部分尺寸與參數(shù)的確定（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?shù)拈g距顯然不能過大。在非飽和土中為12m，而對軟土則可小于1m。一般來說，土釘?shù)拈g距不宜超過2m。（3）土釘傾角土釘垂直方向向下傾角一般在020，土釘傾角取決于注漿鉆孔工藝與土體分層特點等因素。研究表明，傾角越小，支護變形越小，但注漿質(zhì)量較難控制。傾角越大

9、，支護的變形越大，但傾角大有利于土釘插入下層較好的土層內(nèi)。一般土釘傾角不宜超過15。2 土釘墻支護各組成部分尺寸與參數(shù)的確定7.1 土釘受拉承載力計算（見教材）1）受拉承載力 2）受拉荷載標準值 3）荷載折減系數(shù) 4）土釘受拉承載力設計值5）土釘在滑裂面內(nèi)的長度7.2 土釘墻支護內(nèi)部穩(wěn)定性分析 土釘墻支護的內(nèi)部穩(wěn)定性分析是指邊坡土體中可能出現(xiàn)的破裂面發(fā)生在支護內(nèi)部，并穿過全部或部分土釘。采用圓弧破裂面條分法進行分析。如圖所示，在破裂面上作用有土體自重，地表荷載，土釘抗力。 7.2 土釘墻支護內(nèi)部穩(wěn)定性分析Tnj=dnjqsiklnj Tnj第j根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力j第j

10、根土釘與滑裂面交點處的切線與水平面的夾角。 當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應采取降水或截水措施；土釘墻墻頂應采用砂漿或混凝土護面，坡頂和坡腳應設排水措施，坡面上可根據(jù)具體情況設置泄水孔。排水措施1-排水溝2-防水地面3-噴射混凝土護坡4-噴射混凝土面層1-孔眼2-面層3-泄水孔下土釘桿體思考土釘與土錨的區(qū)別？土釘與土錨的區(qū)別：1）錨桿沿全長分為自由段和錨固段，在擋土結(jié)構中，錨桿作為樁、墻等擋土結(jié)構的支點，將作用于樁、墻上的側(cè)向壓力通過自由段，錨固段傳遞到深部土體上。除錨固段外，錨桿在自由段上受到同樣大小的拉力。但土釘所受的拉力沿其整個長度都是變化的，一般是中間大，兩頭小。土釘支護結(jié)構中的噴射混凝土面層不屬于主要擋土部件，在土體自重作用下，它的主要作用只是穩(wěn)定開挖面上的局部土體，防止其崩落或受到侵蝕；2）土釘支護