9th深基坑與邊坡工程

5土釘支支護5.1概概述5.1.1土釘支支護的概念念土釘支護亦亦稱錨噴支支護，就是是逐層開挖挖基坑，逐逐層布置排排列較密的的土釘（鋼鋼筋），強強化邊坡土土體，并在在坡面鋪設(shè)設(shè)鋼筋網(wǎng)，，噴射混凝凝土。相應(yīng)應(yīng)的支護體體稱為土釘釘墻，它由由被加固的的土體、放放置在土體體中的土釘釘與噴射混混凝土面板板三個緊密密結(jié)合的部部分組成。。土釘是其其最主要的的構(gòu)件，英英文名叫SoilNailing，，它的設(shè)置置有打入法法，旋入法法，以及先先鉆孔、后后置入、再再灌漿三種種方法。5.1.2土釘?shù)陌l(fā)展展70年代初，德德國、法國國和美國就就各自開始始了土釘支支護的研究究與應(yīng)用，，但土釘誕誕生的原因因并不相同同。在德國國是基于土土層錨桿和和加筋土擋擋墻發(fā)展起起來的，在在法國卻是是基于新奧奧法的原理理發(fā)展起來來的，新奧奧法在60年代主要用用于巖石隧隧道的支護護，70年代初被成成功的用于于土質(zhì)隧道道和土質(zhì)邊邊坡的支護護。美國最最早的土釘釘墻用于1974年匹茨堡PPG工業(yè)總部的的深基坑支支護。目前前該技術(shù)在在法國、德德國、英國國、美國和和日本得到到廣泛應(yīng)用用。我國應(yīng)用土土釘支護的的首例工程程可能是1980年山西柳灣灣煤礦的邊邊坡工程。。最近十多多年來，冶冶金建筑研研究總院、、北京工業(yè)業(yè)大學(xué)、清清華大學(xué)、、總參工程程兵三所等等單位在土土釘支護的的研究開發(fā)發(fā)中做了不不少工作。。目前，這這一新技術(shù)術(shù)已經(jīng)在北北京、深圳圳、廣州、、武漢等全全國各地得得到了廣泛泛應(yīng)用。5.1.3土釘支護的的特點及應(yīng)應(yīng)用范圍一、特點與其它支護護類型相比比，土釘支支護具有以以下一些特特點或優(yōu)點點：1.土釘與土體體共同形成成了一個復(fù)復(fù)合體，土土體是支護護結(jié)構(gòu)不可可分割的部部分。從而而合理的利用用了土體的的自承能力力。2.結(jié)構(gòu)輕柔，，有良好的的延性和抗抗震性。1989年美國加州州7.1級地震中，，震區(qū)內(nèi)有有8個土釘墻結(jié)結(jié)構(gòu)，其中中有三個位位于震中33km范圍內(nèi)，估估計至少遭遭到了約0.4g的水平地震震加速度作作用，均未未出現(xiàn)任何何損害跡象象。3.施工設(shè)備簡簡單。土釘?shù)闹浦谱髋c成孔孔、噴射混混凝土面層層都不需要要復(fù)雜的技技術(shù)和大型型機具。4.施工占用場場地少。需要堆放放的材料設(shè)設(shè)備少。5.對周圍環(huán)境境的干擾小小。沒有打樁樁或鉆孔機機械的轟隆隆聲，也沒沒有地連墻墻施工時污污濁的泥漿漿。6.土土釘支護是是邊開挖邊邊支護，流流水作業(yè)，，不占獨立立工期，施施工快捷。。7.工程造價低低，經(jīng)濟效益益好，國內(nèi)內(nèi)外資料表表明，土釘釘支護的工工程造價能能夠比其它它支護低1/2~1/3。8.容易實現(xiàn)動動態(tài)設(shè)計和和信息化施施工。根據(jù)現(xiàn)場場位移或變變形監(jiān)測反反饋的信息息，很容易易調(diào)整土釘釘?shù)拈L度和和間距，也也容易調(diào)整整面層的厚厚度。既可可以避免浪浪費，又能能夠防止出出現(xiàn)工程事事故。二、適用范范圍土釘支護適適用于地下下水位以上上或經(jīng)人工工降水措施施后的雜填填土、普通通粘土或弱弱膠結(jié)的砂砂土的基坑坑支護或邊邊坡加固。。一般認為為可用于標標準貫入擊擊數(shù)N值在5以上的砂質(zhì)質(zhì)土與N值在3以上的粘性性土。單獨的土釘釘墻宜用于于深度不大大于12m的基坑支護護或邊坡維維護，當土土釘墻與放放坡開挖、、土層錨桿桿聯(lián)合使用用時，深度度可以進一一步加大。。土釘支護不不宜用于含含水豐富的的粉細砂巖巖、砂礫卵卵石層和淤淤泥質(zhì)土。。不得用于于沒有自穩(wěn)穩(wěn)能力的淤淤泥和飽和和軟弱土層層。5.2土土釘支護的的基本原理理5.2.1土釘?shù)牡淖饔脵C理理總的說來，，土釘在復(fù)復(fù)合土體中中有以下幾幾種作用機機理：1.箍束束骨架作用用該作用是由由土釘本身身的剛度和和強度，以以及它在土土體內(nèi)分布布的空間所所決定的。。它在復(fù)合合體中起骨骨架作用，，使復(fù)合土土體構(gòu)成一一個整體，，從而約束束土體的變變形和破壞壞。2.分擔擔作用在復(fù)合體內(nèi)內(nèi)，土釘與與土體共同同承擔外荷荷載和自重重應(yīng)力，土土釘起著分分擔作用。。由于土釘釘有很高的的抗拉、抗抗剪強度和和土體無法法相比的抗抗彎剛度，，所以在土土體進入塑塑性狀態(tài)后后，應(yīng)力逐逐漸向土釘釘轉(zhuǎn)移。當當土體發(fā)生生開裂后，，土釘?shù)姆址謸饔酶鼮橥怀?，，這時土釘釘內(nèi)出現(xiàn)了了彎剪、拉拉剪等復(fù)合合應(yīng)力，從從而導(dǎo)致土土釘中的漿漿體碎裂、、鋼筋屈服服。土釘墻墻之所以能能夠延遲塑塑性變形，，并表現(xiàn)出出漸進性開開裂，與土土釘?shù)姆謸鷵饔檬敲苊芮邢嚓P(guān)的的。3.應(yīng)力力傳遞與擴擴散作用北京工業(yè)大大學(xué)的研究究表明：當當荷載增加加到一定程程度，邊坡坡表面和內(nèi)內(nèi)部裂縫已已經(jīng)發(fā)展到到一定寬度度，坡腳應(yīng)應(yīng)力達最大大。此時，，下部土釘釘位于滑裂裂區(qū)域以外外土體中的的部分仍然然能夠提供供較大的抗抗力。土釘通過它它的應(yīng)力傳傳遞作用可可將滑裂區(qū)區(qū)域內(nèi)的應(yīng)應(yīng)力傳遞到到后面穩(wěn)定定的土體中中，分布在在較大范圍圍的土體內(nèi)內(nèi)，降低應(yīng)應(yīng)力集中程程度。4.對坡坡面變形的的約束作用用在坡面上設(shè)設(shè)置的與土土釘連在一一起的鋼筋筋網(wǎng)噴射混混凝土面板板是發(fā)揮土土釘有效作作用的重要要組成部分分。噴射混混凝土面板板對坡面變變形起到約約束作用，，面板的約約束力取決決于土釘表表面與土之之間的摩阻阻力，當復(fù)復(fù)合土體開開裂面區(qū)域域擴大并連連成片時，，摩阻力主主要來自開開裂區(qū)域后后的穩(wěn)定復(fù)復(fù)合土體。。5.2.2土釘墻墻的工作性性能國內(nèi)外大型型模擬試驗驗結(jié)果及許許多實際工工程測試結(jié)結(jié)果表明土土釘墻具有有以下幾點點工作性能能：1.土釘釘墻的變形形一般是微微小的，但但比錨桿擋擋墻的水平平位移要大大一些。最最大水平位位移發(fā)生于于墻體頂部部，越往下下越小。最最大水平位位移與開挖挖深度之比比一般在1‰~3‰。這這種位移值值不會影響響工程的適適用性和長長期穩(wěn)定性性，它對整整個土釘墻墻來說，不不應(yīng)當是控控制設(shè)計的的主要因素素。墻體內(nèi)內(nèi)的水平位位移隨離開開墻面的距距離增加而而減小。2.土釘釘只有在土土體產(chǎn)生微微小變位后后才能受力力，開始開開挖時，土土釘上的最最大拉力位位于噴射混混凝土面板板附近，隨隨著開挖深深度的增加加，最大拉拉力的位置置將從面層層附近逐漸漸向深部土土體中轉(zhuǎn)移移，因此，，越靠基坑坑底部的土土釘，其最最大受力點點距離面板板就越近。。同一土釘釘內(nèi)的內(nèi)力力分布一般般呈現(xiàn)中間間大，兩端端小的規(guī)律律，在破裂裂面臨近處處達到最大大。3.土釘釘墻上的土土壓力以及及不同土釘釘上的最大大拉力沿基基坑深度的的分布都是是中間大、、上下小，，接近梯形形而不是三三角形。4.采用密集土土釘加固的的土釘墻的的性能類似似于重力式式擋墻，破破壞時明顯顯地帶有平平移和轉(zhuǎn)動動的性質(zhì)，，故設(shè)計時時除了要驗驗算土釘墻墻的內(nèi)部穩(wěn)穩(wěn)定性（局局部滑動破破壞），以以保證土釘釘有足夠的的錨固長度度、直徑及及合理間距距外，還必必需驗算外外部整體穩(wěn)穩(wěn)定性，即即驗算土釘釘墻體的抗抗滑與抗傾傾覆安全性性。5.根據(jù)大比例例足尺試驗驗結(jié)果看，，在土釘墻墻整體破壞壞之前，并并未發(fā)現(xiàn)噴噴射混凝土土面板和錨錨頭產(chǎn)生破破壞現(xiàn)象，，在實際工工程中也未未見任何錨錨頭破壞現(xiàn)現(xiàn)象。所以以，在設(shè)計計中，對面面板和錨頭頭不要進行行單獨設(shè)計計，只要滿滿足結(jié)構(gòu)上上的構(gòu)造要要求即可。。5.3土釘支護設(shè)設(shè)計5.3.1確定土釘墻墻結(jié)構(gòu)尺寸寸在初步設(shè)計計時，應(yīng)先先根據(jù)基坑坑環(huán)境條件件和工程地地質(zhì)資料，，確定土釘釘墻的適用用性，然后后確定土釘釘墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸，土土釘墻高度度由工程開開挖深度決決定，開挖挖面坡度可可取600~900，在條件許許可時，盡盡可能降低低坡面坡度度。土釘墻均是是分層分段段施工，每每層開挖的的最大高度度取決于該該土體可以以自然站立立而不破壞壞的能力。。在砂性土土中，每層層開挖高度度一般為0.5~2.0m，在粘性土土中可以增增大一些。。開挖高度度一般與土土釘豎向間間距相同，，常用1.0~1.5m；每層單次次開挖的縱縱向長度，，取決于土土體維持穩(wěn)穩(wěn)定的最長長時間和施施工流程的的相互銜接接，一般多多用10m長。5.3.2參數(shù)設(shè)計土釘支護參數(shù)數(shù)主要包括土土釘長度、間間距、布置、、孔徑和鋼筋筋直徑等。一、土釘長度度在實際工程中中，土釘長度度L常采用坡面垂垂直高度H的60%~70%。土土釘一般下斜斜，與水平面面的夾角宜為為50~200。Bruce和Jewell(1987)通過過對十幾項土土釘工程的分分析表明：對對鉆孔注漿型型土釘，用于于粒狀土陡坡坡加固時，L/H一般為0.5~0.8；對打打入型土釘，，用于加固粒粒狀土陡坡時時，其長度比比一般為0.5~0.6。99規(guī)程要求求L/H一般為0.5~1.2。其實實，只有在飽飽和軟土中才才會取L/H大于1。二、土釘直徑徑及間距土釘直徑D一般由施工方方法確定。打打入的鋼筋土土釘一般為16~32mm，常是是25mm，，打入鋼管一一般是50mm；人工成成孔時，孔徑徑一般為70~120mm，機械械成孔時，孔孔徑一般為100~150mm。土釘間距包括括水平間距(列距)Sx和垂直間距(行距)Sy，其數(shù)值對土土釘?shù)恼w作作用效果有重重要影響，大大小宜為1~2m。對鉆鉆孔注漿土釘釘，可按6~12倍土釘釘直徑D選定土釘行距距和列距，且且宜滿足：Sx·Sy=K·D·L(5-1)式中：K—注漿工藝系數(shù)數(shù)，一次壓力力注漿，K=1.5~2.5；D、L—土釘直徑和長長度，m；Sx、Sy—土釘水平間距距和垂直間距距，m。5.3.3穩(wěn)定性分析一、內(nèi)部穩(wěn)定定分析土釘墻內(nèi)部穩(wěn)穩(wěn)定性分析是是為了保證土土釘墻本身的的穩(wěn)定，這時時的破裂面全全部或部分穿穿過加固土體體的內(nèi)部，部部分穿過加固固土體時又稱稱為混合破壞壞。對內(nèi)部穩(wěn)穩(wěn)定性的分析析國內(nèi)外有數(shù)數(shù)種不同的方方法。下面僅僅介紹二種方方法—冶建建總院方法和和Schlosser方法。1.冶建總院方法法—力矩極限限平衡法（1）基本假假定①破裂面為圓弧弧形，破壞是是由圓形破裂裂面確定的準準剛性區(qū)整體滑動產(chǎn)產(chǎn)生的；②破壞時，土釘釘?shù)淖畲罄α图袅Χ荚谠谄屏衙嫣帲?；③沿著破裂面的的土體抗剪強強度能夠全部部發(fā)揮，并且且符合庫侖公式；④假定小土條兩兩邊的水平作作用力大小相相等、方向相相反、且作用于一條條直線上；（（與瑞典條分分法假設(shè)相同同）⑤土體強度參數(shù)數(shù)取加權(quán)平均均值。（2）土釘受受力簡化土釘墻中的土土釘受力狀態(tài)態(tài)非常復(fù)雜，，一般同時有有拉應(yīng)力、剪剪應(yīng)力和彎矩矩。要合理地地確定土釘中中所產(chǎn)生的拉拉力、剪力和和彎矩的大小小往往是比較較困難的。力力矩極限平衡衡法在土釘墻墻穩(wěn)定性分析析計算中僅考考慮土釘?shù)目箍估饔茫⒉⑼玲斉c土土體界面摩阻阻力簡化成沿沿土釘全長均均勻分布（實實際土釘界面面摩阻力的分分布是非均勻勻的，一般在在破裂面處最最大，往兩邊邊逐漸減?。?。這是因為為同激發(fā)側(cè)向向力相比，激激發(fā)土釘?shù)目箍估芰λ蟮耐馏w變變形量要小得得多(Juran1985)，而且只考慮慮土釘?shù)目估饔媚苁沟玫梅治鲇嬎愦蟠蟠蠛喕?。大大量足尺試驗驗認為，土釘釘剪力的作用用是次要的，，僅考慮抗拉拉作用的設(shè)計計雖有點保守守，卻是很方方便的設(shè)計方方法(Gassler1980)。土釘相對彎彎曲剛度對土土釘墻安全系系數(shù)的提高大大約為0%~15%之間間(Glasgow1980)。土釘?shù)目估苣芰x可以按照如下下幾種情況計計算：①由土釘與與破裂面交點點之外的土釘釘與土體間的的摩擦力決定定，即：Tx1=·D·LB·f（5-3）式中：LB—土釘伸入破裂裂面外約束區(qū)區(qū)的長度（m）;f—土釘與土體間間的抗剪強度度（kN/m2），一般應(yīng)由由試驗資料確確定，如果無無試驗資料，，可由下頁表表5-1確定定。表5-1土釘錨固體與與土體間的摩摩阻力標準值值②由土釘中中的鋼筋強度度fyk決定，即：Tx2=1.1fyk·As(5-4)式中：As—鋼筋截面積（（m2）；③由土釘與與破裂面相交交點之外的鋼鋼筋與砂漿間間的粘結(jié)強度度τg決定，即：Tx3=·d·(L-LB)·g(5-5)式中：d—鋼筋直徑徑（m）；g—鋼筋與砂漿界界面的粘結(jié)強強度標準值（（kN/m2）（當無試驗驗資料時，可可用注漿體的的抗剪強度代代替）。在實際計算中中，?。?-3）~（5-5）式計計算結(jié)果中的的最小值作為為土釘?shù)目估芰藴手抵?。一般情況況下，土釘破破壞均是土釘釘與土體界面面的破壞，即即土釘是被拔拔出的，因此此，土釘?shù)目箍估芰藴蕼手低ǔＳ墒绞剑?-3））決定。（3）最危險險破裂面的選選擇土釘墻的實際際破裂面是沒沒有確定形狀狀的，它往往往取決于坡面面的幾何形狀狀、土體的強強度參數(shù)、土土釘間距、土土釘承載力以以及土釘?shù)膬A傾斜角度等等等。冶建總院院法采用圓弧弧形破裂面，，是因為它與與一些試驗結(jié)結(jié)果比較接近近，并且圓弧弧形破裂面分分析計算比較較容易。雖然然實際的土釘釘是三維空間間分布，但為為簡化計算，，仍用二維分分析方法，取取單位長度的的土釘墻來進進行穩(wěn)定性分分析。最危險險破裂面具體體選擇方法如如下：①確定可可能的的圓心心點位位置根據(jù)Gred.Gadehus對對于土土坡穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析的研研究結(jié)結(jié)果，，土坡坡圓弧弧滑動動可能能的圓圓心位位置是是x=H[(40-)/70-(-40)/50]，，y=H[0.8+(40-)/100]，它它與土土的內(nèi)內(nèi)摩擦擦角值、邊邊坡高高度H及邊坡坡坡角角值有關(guān)關(guān)。這這個圓圓心的的位置置就是是土釘釘墻穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析時圓圓心搜搜索區(qū)區(qū)域的的中心心。②確定圓圓心搜搜索區(qū)區(qū)域范范圍以上面面確定定的圓圓心位位置為為中心心，四四個方方向各各伸展展0.35Hi，形成成一個個0.7Hi×0.7Hi的矩形形區(qū)域域作為為計算算滑裂裂面圓圓心的的搜索索范圍圍，經(jīng)經(jīng)反復(fù)復(fù)計算算驗證證，上上面所所確定定的區(qū)區(qū)域已已足夠夠大，，再擴擴大搜搜索計計算范范圍已已無必必要，，此處處Hi=H+H0(而H為每次次計算算的坡坡高，，H0為坡頂頂超載載換算算的高高度)。③確定最最危險險破裂裂面在滑裂裂面圓圓心搜搜索范范圍內(nèi)內(nèi)按一一定規(guī)規(guī)律確確定m×n個圓心心，以以圓心心到計計算高高度底底部連連線為為半徑徑畫弧弧，確確定了了m×n個圓弧弧形破破裂面面，分分別計計算每每個滑滑裂面面上考考慮與與不考考慮土土釘作作用的的穩(wěn)定定安全全系數(shù)數(shù)，從從中可可以找找到最最小的的安全全系數(shù)數(shù)，它它所對對應(yīng)的的滑動動面就就是最最危險險破裂裂面。。（4））整體體安全全系數(shù)數(shù)計算算整體安安全系系數(shù)計計算是是改進進的穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析條分分法(圖5-1)。。對于于施工工時不不同開開挖高高度和和使用用時不不同位位置，，沿破破裂面面滑動動的安安全系系數(shù)等等于滑滑裂面面上抗抗滑力力矩與與下滑滑力矩矩之比比(對對應(yīng)于于各自自的圓圓心)。一一般情情況下下整體體安全全系數(shù)數(shù)應(yīng)大大于1.2。圖5-1土釘墻墻的內(nèi)內(nèi)部穩(wěn)穩(wěn)定性性計算算簡圖圖①當當不考考慮土土釘作作用時時，其其安全全系數(shù)數(shù)Ksi為：(5-6)②當當考慮慮土釘釘作用用時，，其安安全系系數(shù)Kpi為：(5-7)式中：：Li—土條滑滑動面面弧長長，m；Txj—某位置置土釘釘?shù)目箍估伟文芰α藴蕼手?，，kN；S—計算單單元的的寬度度（一一般取取S=Sx），m；i—滑動面面某處處切線線與水水平面面之間間的夾夾角（（0）；i—某土釘釘與水水平面面之間間的夾夾角（（0）。（5）計算算高度度的選選擇①使使用階階段計計算高高度的的選擇擇以往人人們的的試驗驗結(jié)果果表明明，在在土釘釘墻建建成以以后，，滑裂裂面破破壞一一般會會通過過某層層土釘釘頭部部附近近位置置；在在最下下排土土釘離離基坑坑底面面較近近的情情況下下，最最危險險的滑滑動面面常常常通過過最下下排土土釘頭頭位置置。因因此，，不但但要計計算基基坑底底部的的滑裂裂面安安全系系數(shù)，，還需需計算算通過過每排排土釘釘頭位位置的的滑裂裂面安安全系系數(shù)。。②施施工階階段計計算高高度的的選擇擇由于土土釘墻墻是從從上到到下逐逐段施施工而而成的的，因因而在在基坑坑邊坡坡開挖挖階段段的穩(wěn)穩(wěn)定性性非常常重要要，它它往往往比建建成土土釘墻墻后使使用階階段更更為危危險，，尤其其是某某一層層開挖挖完畢畢，而而土釘釘還沒沒有安安裝的的情況況下。。因此此，設(shè)設(shè)計計計算時時要對對每個個開挖挖階段段的這這個時時刻進進行穩(wěn)穩(wěn)定性性分析析。（6））土土釘釘抗抗拔拔力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)驗驗算算土釘釘抗抗拔拔力力驗驗算算是是對對內(nèi)內(nèi)部部整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性分分析析的的補補充充。。為為簡簡化化計計算算，，采采用用圖圖5-2a所所示示的的簡簡化化破破裂裂面面進進行行土土釘釘抗抗拔拔力力驗驗算算，，相相應(yīng)應(yīng)的的土土壓壓力力采采用用圖圖5-2b的的形形式式，，圖圖中中K=(1/2)(K0+Ka)，，K0=1-sin，Ka=tan2(450-/2)。。土土釘釘抗抗拔拔力力驗驗算算包包括括單單根根土土釘釘抗抗拔拔力力驗驗算算和和計計算算斷斷面面內(nèi)內(nèi)全全部部土土釘釘總總抗抗拔拔力力驗驗算算。。圖5-2土釘釘抗抗拔拔力力驗驗算算簡簡圖圖及及土土壓壓力力分分布布圖圖①單單根根土土釘釘抗抗拔拔力力驗驗算算在破破裂裂面面后后土土壓壓力力的的作作用用下下，，土土釘釘墻墻內(nèi)內(nèi)部部給給定定破破裂裂面面后后的的土土釘釘有有效效錨錨固固段段應(yīng)應(yīng)能能提提供供足足夠夠的的抗抗拉拉能能力力使使土土釘釘不不被被拔拔出出或或拉拉斷斷，，應(yīng)應(yīng)滿滿足足下下式式：：>1（5-8））Txj=Df{L-(H-Hj)sin/[sin·sin(j)]}式中中KBj—某一一土土釘釘抗抗拔拔力力安安全全系系數(shù)數(shù)，，取取1.5~2.0，，臨臨時時性性土土釘釘墻墻工工程程取取小小值值，，永永久久性性工工程程取取大大值值；；Txj—破裂裂面面外外土土體體對對第第j個土土釘釘提提供供的的有有效效抗抗拉拉能能力力標標準準值值（（kN），，破破裂裂面面與與水水平平面面間間的的夾夾角角取取(+)/2；②全全部部土土釘釘?shù)牡目偪偪箍拱伟瘟α︱烌炈闼阌赏镣玲斸攭?nèi)內(nèi)部部給給定定破破裂裂面面后后土土釘釘有有效效抗抗拔拔能能力力對對土土釘釘墻墻底底部部的的力力矩矩應(yīng)應(yīng)大大于于主主動動土土壓壓力力所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的力力矩矩，，即即：：>1（5-9）式中中：KF—土釘總體抗拔拔力安全全系數(shù)，，取2.0~3.0，臨時性性土釘墻工程程取小值值，永久久性工程程取大值值；Ea—整個面層層所受的的主動土土壓力合合力（kN）；Ha—主動土壓壓力合力力到土釘釘墻底面面的距離離（m）。2.法國的Schlosser方方法（1）土釘與與土體間間的界面面摩阻力力對沒有超超載或均均勻超載載的情況況，土釘釘墻可能能產(chǎn)生的的破裂面面與水平平線的夾夾角為=(+)/2，如下圖圖所示。。圖5-3Schlosser方法法計算簡簡圖考慮作用用于土釘釘側(cè)面的的水平應(yīng)應(yīng)力，土土釘與土土體間的的摩阻力力為：TNi=Lbi·tan···D·[2+(-2)··K0](5-10)式中：TNi—破裂裂面之外外的土釘釘與土體體間的界界面摩阻阻力(kN)；Lbi—破裂裂面之外外土釘?shù)牡腻^固長長度（m）；—土釘有效效錨固長長度以上上的土層層厚度（（m）。計算單位位寬度內(nèi)內(nèi)若干土土釘?shù)目偪偰ψ枇αΑ芓Ni及側(cè)向總總壓力E：E=0.5··Ka··H2(5-11)式中：Ka—主動土土壓力系系數(shù)，土釘墻結(jié)結(jié)構(gòu)的安安全系數(shù)數(shù)為：K=∑TNi/E考慮到目目前為止止已建土土釘工程程數(shù)量有有限，建建議K取2.5。（2）土釘承承受的拉拉力每根土釘釘產(chǎn)生的的拉力可可假定為為作用于于該土釘釘所控制制坡面面面層上的的側(cè)向土土壓力。。由于面面層上的的側(cè)向土土壓力是是隨著土土釘設(shè)置置深度的的增大而而增大的的，所以以，最低低層的土土釘上的的拉力最最大，其其值可按按下式計計算：T=Ka··hm·Sx·Sy(5-12)式中：T—土釘?shù)睦Γ╧N）；hm—最底層層土釘?shù)牡纳疃龋ǎ╩）；Sx、Sy—土釘間間的水平平間距和和垂直間間距（m）。當土釘鋼鋼筋具有有極限強強度fu時，材料料抗拉安安全系數(shù)數(shù)為：Kg=(fu··d2/4)/T(5-13)二、外部部穩(wěn)定性性分析土釘墻在在內(nèi)部穩(wěn)穩(wěn)定得到到保證的的情況下下，它的的作用類類似重力力式擋墻墻，所以以土釘墻墻外部穩(wěn)穩(wěn)定性分分析可按按重力式式擋墻考考慮，包包括土釘釘墻的抗抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定、抗抗滑動穩(wěn)穩(wěn)定及墻墻底土的的承載力力穩(wěn)定性性，如右右圖所示示。計算算時取單單位長度度的土釘釘墻，厚厚度取土土釘水平平方向投投影的11/12。圖5-4土釘墻外外部穩(wěn)定定性計算算簡圖5.3.4土釘墻變變形分析析用極限平平衡分析析法無法法了解變變形信息息，土釘釘墻的變變形可以以用有限限元分析析方法作作出估計計，但單單純的有有限元計計算不一一定能得得出可信信的定量量數(shù)據(jù)；；所以，，目前對對土釘墻墻變形性性能的認認識主要要來自對對監(jiān)測資資料的分分析。Elias和Juran綜合合工程實實測和室室內(nèi)實驗驗，提出出了以下下幾點看看法：（1）土釘釘墻變形引引起的地表表角變形和和位移隨L/H增加而減少少；（2）粗顆顆粒土中離離開面層水水平距離（（1~1.25）H時，地表角角變形(局部傾斜)已不會對周周圍地表建建(構(gòu))筑造成影響響；（3）頂部最大大水平位移移與豎向沉沉降的比值值隨L/H減少而增加加，其最大大值為1.0。對于常用用的L/H=0.6~1.0情況，可取取為1.0~0.75。這與一般般的內(nèi)撐式式支護相近近；（4）增大土釘釘傾角，會會增加地表表變形與支支護位移；；（5）水平位移移過大將導(dǎo)導(dǎo)致支護結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞壞，最大水水平位移一一般不能大大于5‰H。Schlosser指出，在在土釘墻面面層頂部，，最大水平平位移h與豎向位移移v大體相等。。最大水平平位移H與墻高H的比值據(jù)法法國觀測資資料為1‰‰~3‰，，德國為2.5‰~3‰。地地表的水平平位移和豎豎向位移在在離開墻面面為=k(1-tan)H處接近于零零，其中為支護層面面與鉛垂線線的夾角，，直立開挖挖時=0，k為系數(shù)，對對風(fēng)化巖層層，砂性土土和粘性土土分別為0.8、1.25和和1.5。。但是根據(jù)據(jù)有些測斜斜儀的實測測數(shù)據(jù)來看看，上式給給出的值可能偏小小。土釘墻后部部地面的水水平位移0據(jù)法國報道道為0/H=(4~5)10-5，而相應(yīng)的的h/H=1‰~3‰。。不過有一一個早期的的實測資料料說，面層層頂部最大大水平變位位為10mm（1.8‰），，而離開面面層0.53H和1.2H的地面處，，仍有(0.7~1)‰的水水平位移，，不過這一一支護為打打入式土釘釘，釘體為為50505的角鋼。?？磥韺σ话惆惴秋柡屯镣林械耐玲斸攭χёo，，如發(fā)現(xiàn)h/H大于3‰~4‰就應(yīng)應(yīng)視為有趨趨向失常的的可能，需需密切監(jiān)視視。現(xiàn)在還還沒有軟土土中土釘支支護的數(shù)據(jù)據(jù)，據(jù)軟土土中內(nèi)撐式式支護的量量測資料，，軟土中變變形值要比比非飽和土土中大得多多?？梢愿鶕?jù)傳傳統(tǒng)支護變變形的經(jīng)驗驗來估計土土釘墻支護護對鄰近建建筑物的影影響，當?shù)氐乇淼慕亲冏冃畏謩e超超過1‰和和1.3‰‰時，可能能導(dǎo)致磚砌砌承重結(jié)構(gòu)構(gòu)和鋼筋混混凝土框架架結(jié)構(gòu)中的的建筑損害害（如抹灰灰層開裂））。角變形形如超過7‰，磚砌砌承重結(jié)構(gòu)構(gòu)本身就會會遭到嚴重重損害。我國在基坑坑支護設(shè)計計中，一般般要求對土土釘墻支護護結(jié)構(gòu)的水水平位移和和沉降進行行監(jiān)測，據(jù)據(jù)一些工程程的統(tǒng)計，，位移數(shù)據(jù)據(jù)一般在5~50mm之間。。5.4施工技術(shù)土釘墻施工工主要包括括以下幾個個方面：1.開挖挖基坑開挖應(yīng)應(yīng)分步進行行，分步開開挖深度主主要取決于于暴露坡面面的“直立立”能力。。另外，當當要求變形形很小時，，可視工地地情況和經(jīng)經(jīng)濟效益將將分步開挖挖的深度降降至最低。。在粒狀土土中開挖深深度一般為為0.5~2.0m；對粘性性土中每層層開挖深度度可按下式式計算：（5-14）對超固結(jié)粘粘性土開挖挖深度可加加大。考慮慮到到土土釘釘施施工工設(shè)設(shè)備備，，分分步步開開挖挖寬寬度度至至少少要要6m，，開挖挖長長度度則則取取決決于于交交叉叉施施工工期期間間能能保保持持坡坡面面穩(wěn)穩(wěn)定定的的坡坡面面面面積積。。當當要要求求變變形形過過于于嚴嚴格格時時，，可可分分段段開開挖挖施施工工，，各各段段長長度度一一般般為為10m。使用用的的開開挖挖施施工工設(shè)設(shè)備備必必須須能能挖挖出出光光滑滑規(guī)規(guī)則則的的斜斜坡坡面面，，最最大大限限度度地地減減小小對對支支護護土土層層的的擾擾動動。。任任何何松松動動部部分分在在坡坡面面支支護護前前必必須須予予以以清清除除，，對對松松散散的的或或干干燥燥的的無無粘粘性性土土，，尤尤其其是是當當坡坡面面受受到到外外來來振振動動時時，，要要先先進進行行灌灌漿漿處處理理，，當當采采用用挖挖土土機機挖挖土土?xí)r時，，應(yīng)應(yīng)輔輔以以人人工工整整修修。。2.制制作作面面層層一般般情情況況下下，，為為了了防防止止土土體體松松弛弛和和崩崩解解，，必必須須盡盡快快做做第第一一層層面面層層。。根根據(jù)據(jù)地地層層的的性性質(zhì)質(zhì)，，可可以以在在安安設(shè)設(shè)土土釘釘之之前前做做，，也也可可在在放放置置土土釘釘之之后后做做。。對對臨臨時時工工程程，，面面層層一一般般做做一一層層，，厚厚度度為為50~150mm；；而而對對永永久久性性工工程程則則多多用用兩兩層層或或三三層層，，厚厚度度為為100~300mm。。兩兩次次噴噴射射作作業(yè)業(yè)應(yīng)應(yīng)留留一一定定的的時時間間間間隔隔。。根據(jù)據(jù)工工程程規(guī)規(guī)模模、、材材料料和和設(shè)設(shè)備備的的性性能能，，可可進進行行““濕濕式式””或或““干干式式””噴噴射射混混凝凝土土。。通通常常規(guī)規(guī)定定最最大大粒粒徑徑10~15mm，，并并摻摻入入適適量量外外加加劑劑以以利利加加速速固固結(jié)結(jié)。。少少數(shù)數(shù)情情況況下下還還可可降降低低固固態(tài)態(tài)混混凝凝土土的的塑塑性性。。噴射射混混凝凝土土的的強強度度等等級級不不應(yīng)應(yīng)當當?shù)偷陀谟贑15，，混混凝凝土土中中的的水水泥泥含含量量不不宜宜低低于于400kg/m3，速速凝凝噴噴射射混混凝凝土土8h無無側(cè)側(cè)限限抗抗壓壓強強度度應(yīng)應(yīng)達達5Mpa，，最最好好在在養(yǎng)養(yǎng)護護24h后后再再投投入入工工作作。。當當不不允允許許產(chǎn)產(chǎn)生生裂裂縫縫時時進進行行適適當當?shù)牡酿B(yǎng)養(yǎng)護護尤尤為為重重要要。。噴射混凝土土通常在每每步開挖的的底部預(yù)留留300mm暫不噴射，，并做成450的斜面形狀狀，這樣會會有利于下下步開挖后后安裝鋼筋筋網(wǎng)，和下下