土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)講義（29頁(yè)清楚明了）

1、7 土釘墻支護(hù) 土釘墻支護(hù)是在基坑開挖過程中將較密排列的細(xì)長(zhǎng)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(fù)合土體。土釘墻支護(hù)充分利用土層介質(zhì)的自承力，形成自穩(wěn)結(jié)構(gòu)，承擔(dān)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(yīng)力分布，體現(xiàn)整體作用。同時(shí)由于土釘排列較密，通過高壓注漿擴(kuò)散后使土體性能提高。在實(shí)際施工中是邊開挖邊支護(hù)。施工快捷簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)可靠，得到廣泛的應(yīng)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(hù)，不宜用于含水豐富的粉細(xì)砂層、砂卵石層和淤泥質(zhì)土，不應(yīng)用于沒有臨時(shí)自穩(wěn)能力的淤泥、飽和軟弱土層。 土釘墻基坑支護(hù)開挖深度適宜于512m，當(dāng)與有效放坡、護(hù)坡樁及預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合支護(hù)時(shí)，深度還可適當(dāng)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(zhǎng)注漿填孔。 打入土釘是用機(jī)械（如振動(dòng)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(zhǎng)受限制，所以布置較密，其優(yōu)點(diǎn)是不需預(yù)先鉆孔，施工極為快速。 射入土釘是用高壓氣體作動(dòng)力，將土釘射入土體。射入

3、釘?shù)耐玲斨睆胶歪旈L(zhǎng)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(hù)的施工順序1）開挖有限的深度；2）在開挖面上設(shè)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(fù)上述步驟，直至所需的深度。土釘墻支護(hù)的應(yīng)用范圍1）作為土體開挖的臨時(shí)支護(hù)，用于高層建筑、地下結(jié)構(gòu)等深基坑開挖，土坡開挖等。2）作為永久性擋土結(jié)構(gòu)，一般與施工開挖時(shí)的臨時(shí)支護(hù)相結(jié)合，如路堤的土坡?lián)鯄?、橋臺(tái)擋墻等。3）現(xiàn)有擋土墻的修理加固和各類臨時(shí)支護(hù)發(fā)生失穩(wěn)時(shí)的搶險(xiǎn)加固。4）邊坡加固。土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)1）土釘墻支護(hù)是通過沿土釘全長(zhǎng)與周圍土

4、體接觸形成復(fù)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(dòng)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(qiáng)土體變形的延性。2）土釘墻是原位土中的加筋技術(shù)，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(gòu)。3）土釘墻支護(hù)是邊開挖邊支護(hù)，流水作業(yè)，不占獨(dú)立工期，施工快捷。4）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，施工所需場(chǎng)地小。材料用量和工程量小，經(jīng)濟(jì)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(shí)修改、加固或補(bǔ)救，確保施工安全。土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)缺點(diǎn)和局限性：1）現(xiàn)場(chǎng)需有允許設(shè)置土釘?shù)牡?/p>

5、下空間。如為永久性土釘，更需長(zhǎng)期占用這些地下空間。當(dāng)基坑附近有地下管線或建筑物基礎(chǔ)時(shí)，則在施工時(shí)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(dú)使用土釘支護(hù)，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(shè)置土釘支護(hù)更需特別謹(jǐn)慎，土釘在這些土中的抗拔力低，需要有很長(zhǎng)很密的土釘，軟土的徐變還可以使支護(hù)位移量顯著增加。3）土釘支護(hù)如果作為永久性結(jié)構(gòu)，需要專門考慮銹蝕等耐久性問題。土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì) 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足規(guī)定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、變形和耐久性等要求。當(dāng)土釘墻支護(hù)用于城市建筑物密集地區(qū)的深基坑開挖時(shí)，限制支護(hù)變形，保證周圍建筑物、構(gòu)筑物的環(huán)境安全尤為

6、重要。設(shè)計(jì)時(shí)必須至始至終與施工及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，通過施工中出現(xiàn)的情況和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)反饋修改設(shè)計(jì)，并指導(dǎo)下一步施工。（1）設(shè)計(jì)前查明場(chǎng)地周圍已有建筑物、構(gòu)筑物、埋設(shè)物和道路交通，工程范圍內(nèi)土層分布，土性指標(biāo)及地下水變化等情況，判斷土釘墻支護(hù)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(hù)形式，確定土釘墻支護(hù)的平面、剖面尺寸及分段施工高度。（3）根據(jù)土 釘抗拔試驗(yàn)或土體抗剪強(qiáng)度，并參考類似工程的經(jīng)驗(yàn)，確定土釘類型、直徑、長(zhǎng)度、傾角及在空間的方向；（4）確定注漿方式及漿體強(qiáng)度指標(biāo)，進(jìn)行注漿配方設(shè)計(jì)。（5）設(shè)計(jì)噴射混凝土面層和支護(hù)頂預(yù)防措施；1 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)的主要步驟：（6）

7、進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定性分析和單根土釘抗拔力驗(yàn)算；（7）進(jìn)行外部整體穩(wěn)定性分析。包括土釘墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。（8）進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)。編制施工質(zhì)量控制要求和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求。 設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)（6）、（7）項(xiàng)的計(jì)算分析結(jié)果，修改第（2）、（3）項(xiàng)所選參數(shù)，再進(jìn)行第（6）、（7）計(jì)算，重復(fù)上述過程直到取得滿意的結(jié)果。1土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)的主要步驟：（1）土釘長(zhǎng)度。量測(cè)表明，在一般土體中，沿支護(hù)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(duì)限制支護(hù)最大水平位移甚為重要，而底部土釘對(duì)抵抗基底滑動(dòng)，傾覆或失穩(wěn)有重要作用，另外當(dāng)支護(hù)臨近極限狀

8、態(tài)時(shí)，底部土釘?shù)淖饔脮?huì)明顯加強(qiáng)，因此將上下土釘取成等長(zhǎng)，或頂部土釘稍長(zhǎng)，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(zhǎng)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(qiáng)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(hù)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(gè)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(duì)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(diǎn)等因素。研究表明，傾角越小，支護(hù)變形越小，但注漿質(zhì)量較難控制。傾角越大

9、，支護(hù)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(hù)各組成部分尺寸與參數(shù)的確定7.1 土釘受拉承載力計(jì)算（見教材）1）受拉承載力 2）受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3）荷載折減系數(shù) 4）土釘受拉承載力設(shè)計(jì)值5）土釘在滑裂面內(nèi)的長(zhǎng)度7.2 土釘墻支護(hù)內(nèi)部穩(wěn)定性分析 土釘墻支護(hù)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(hù)內(nèi)部，并穿過全部或部分土釘。采用圓弧破裂面條分法進(jìn)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(hù)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(diǎn)處的切線與水平面的夾角。 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施；土釘墻墻頂應(yīng)采用砂漿或混凝土護(hù)面，坡頂和坡腳應(yīng)設(shè)排水措施，坡面上可根據(jù)具體情況設(shè)置泄水孔。排水措施1-排水溝2-防水地面3-噴射混凝土護(hù)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(zhǎng)分為自由段和錨固段，在擋土結(jié)構(gòu)中，錨桿作為樁、墻等擋土結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)，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(gè)長(zhǎng)度都是變化的，一般是中間大，兩頭小。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)