土釘墻支護課件

1、,淺談土釘墻支護,制作人： 小 星 星,目錄,概述 土釘墻設計 土釘墻施工 土釘墻支護的特點 土釘墻適用土層及可行性分析 土釘墻與其他支護方法之比較,概述,土釘墻是由被加固土體、錨固于土體中的土釘群和面板組成，形成類似于重力式的擋土墻，以此來抵抗墻后傳來的土壓力或其他附加荷載，從而保持土體的穩(wěn)定。 在深基坑開挖過程中，土釘支護已成為繼排樁支護、連續(xù)墻支護、錨桿支護之后又一項成熟的支護技術。它經濟可靠，施工快速簡便，而得到迅速推廣和應用。,圖2 土釘墻支護示意圖,概述,土釘墻的工作原理 土體的抗剪強度較低，抗拉強度幾乎可以忽略，但土體具有一定的結構整體性，在基坑開挖時，可存在使邊坡保持直立的臨界

2、高度，但在超過這個深度或有地面超載時將會發(fā)生突發(fā)性的整體破壞。而土釘墻技術則是在土體內放置一定長度和分布密度的土釘體與土共同作用，彌補土體自身強度的不足。因此通過相互作用、土體自身結構強度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩(wěn)定性。,土釘作用機理 （1） 土釘對復合土體起箍束骨架作用制約土體變形并使復合土體構成一個整體。 （2） 土釘與土體共同承擔外荷載和土體自重應力，土釘起分擔作用，由于土釘有很高的抗拉抗剪強度，所以土體進入塑性狀態(tài)后，應力逐漸向土釘轉移，土釘分擔作用更為突出。 （3） 土釘起著應力傳遞與擴散作用推遲開裂區(qū)域的形成和發(fā)展。 （4） 坡面變形的約束作用，

3、在坡面上設置的與土釘在一起的鋼筋網噴射砼面板限制坡面開挖卸荷而膨脹變形，加強邊界約束的作用。,概述,圖3 制作好的土釘,土釘墻的設計內容,確定土釘墻的平面、剖面尺寸及分段開挖深度 確定土釘的布置方式和間距 確定土釘的直徑、長度、傾角及在空間的方向 確定土釘鋼筋的類型、直徑和構造 注漿配比、注漿方式設計 混凝土面板設計及坡頂防護設計 進行整體和內部穩(wěn)定性分析 施工圖設計 監(jiān)測、質量控制與保證設計,土釘墻的設計步驟,因施工設備的限制，目前我國深基坑土釘支護中大都采用注漿土釘，因此，以下只討論注漿土釘支護技術。注漿土釘支護結構設計流程如下。 1、對場地進行工程和水文地質調查，獲取符合工程實際的設計計

4、算參數。 2、確定土釘墻結構形狀與尺寸、分段施工長度與高度，分段施工長度多為10m，分段施工高度取決于土體自立能力。 3、確定土釘長度、水平和豎向間距、孔徑、鋼筋直徑以及土釘傾角和土釘布局等。,4、設計面層和注漿參數。 5、土釘墻體抗滑移、抗傾覆以及地基承載力和深部土體抗滑動穩(wěn)定性滿足要求否，是則轉入（6），否則轉入（2）。 6、土體內部穩(wěn)定性及其土體抗拔力滿足要求否，是則轉入（7），否則轉入（2）。 7、施工圖設計及說明，以及現(xiàn)場監(jiān)測和質量控制設計。,土釘墻的設計方法及穩(wěn)定性分析,關于土釘墻的設計方法有很多種，按其基本原理可分為極限平衡方法和有限元方法。目前在工程上多采用極限平衡分析法，如法

5、國圓弧形破裂面方法、德國雙線性破裂面方法、運動學方法、王步云方法、Bridle方法等。 關于土釘墻設計方法，目前還沒有一個公認統(tǒng)一的計算方法。,土釘墻的設計方法及穩(wěn)定性分析,土釘墻穩(wěn)定性分析除進行整體穩(wěn)定性驗算和土釘抗拔驗算外，還應進行混凝土面板強度驗算和土釘墻穩(wěn)定性驗算及土釘墻變形分析。,土釘墻設計的兩個重要原則： 土釘密度比土釘長度更重要 注漿（加壓）效果比土釘鋼筋更重要,土釘墻施工,土釘根據施工方法可分為鉆孔注漿型、打入型和射入型，后兩種需要專門的施工機械，且土釘長度一般不超過6.0m，鉆孔注漿型土釘是在成孔后放入鋼筋等構件，再向孔內注漿，形成與周圍土體密實粘合的土釘，最后在坡面上鋪設面

6、網，并噴射混凝土，組成土釘墻面。,土釘墻施工,施工前準備 施工前調查 施工組織設計 鉆孔 鉆孔機具的選擇必須滿足土釘墻的鉆孔要求，堅硬粘土和不易塌孔的土層，可以選用地質鉆機、螺旋鉆機和土錨專用機，也可使用洛陽鏟人工成孔 鉆孔前必須進行定位，其水平向誤差100mm，垂直向誤差50mm，傾角誤差2度 孔深不得小于設計長度，不宜大于設計長度的1 安放土釘桿體前，應確認成孔質量符合要求,施工步驟,圖4 洛陽鏟,圖5 施工前部分機械準備,土釘墻施工,土釘桿體組裝、安放 使用、級鋼筋作桿體 鋼筋應平直、除油、除銹 接頭采用焊接，長度為30d，但不小于500mm，并排鋼筋也要采用焊接 桿體軸向間隔1.0-2

7、.0米設置一個對中支架，注漿管、排氣管與桿體綁扎牢固 注漿 采用普通硅酸鹽425、525水泥，一般采用常壓注漿 注漿應攪拌均勻，隨攪拌隨用，在初凝前用完 注漿前、終止或中途停留時間較長時，應用水沖洗、潤滑注漿泵及管路 注漿管應隨桿體同時插入孔內，管口距孔底為50-100mm 注漿后，視孔內情況進行1-2次補漿,土釘墻施工,面層掛網 用于制作面層網的鋼筋常用6-8，并經過冷拉加工，雙向配筋交叉點應隔點點焊或綁扎 掛網時，根據邊坡坡度、土層情況，每平米用2-3根短鋼筋固定在邊坡上，每一片網與四周要搭接 在鋼筋網外側的土釘頭上，焊加強筋及承壓筋,土釘墻施工,面層混凝土施工 施工設備使用混凝土噴射機

8、使用速凝劑前，應做與水泥的相容性試驗劑水泥凈漿凝結效果試驗 噴射混凝土作業(yè)必須分片分段依次進行，噴射順序自下而上。兩次噴射作業(yè)應有一定的時間間隔 噴射機應密封良好，輸料連續(xù)、均勻 邊坡有明顯出水點時，應埋設導管排水 噴射機司機應按規(guī)程操作 噴射手應經常保持噴頭有良好的工作性能，噴頭與受噴面應垂直，宜保持0.6-1.0m的距離。 夏季施工時，應注意混凝土面噴水養(yǎng)護。冬季施工時，混合料進入噴射機的氣溫不應低于5度，再噴射混凝土強度低于設計強度等級的30時，不得受凍,圖6 土釘墻鉆孔,圖7 土釘墻鋪設鋼筋網,圖8 土釘墻噴射混凝土,圖9 土釘墻復合體,土釘墻施工,面層承壓板 面層承壓板使用鋼板或預制

9、鋼筋混凝土板，能較好地控制邊坡位移 使用螺栓固定承壓板，螺桿與土釘焊接，安放時應考慮面層及承壓板的厚度 當噴射混凝土達到設計強度等級的40時，再加承壓板，并擰緊螺母。每隔10天左右檢查一次螺母的松緊程度 當場地條件、土層物理、水理性質較好時，可以只用承壓板，取消土釘加強筋。 土釘墻的檢驗與測量 每層土釘應分別作土釘抗拔試驗,土釘支護的特點,土釘支護的優(yōu)點： 1、土釘墻是一種原位土體加筋技術，它通過土釘在土中所起的骨架作用，傳遞、擴散并最終均衡因外載和自重產生的應力，讓土釘和土體共同協(xié)調工作，充分調動和利用土體的自承能力，改變土體的變形與破壞狀態(tài)，從而提高土坡的整體穩(wěn)定性。 2、結構輕型，柔性大

10、，有良好的抗震性和延性。 3、施工速度快，施工設備簡單，操作方便，施工作業(yè)對周圍環(huán)境干擾小。 4、利與信息化施工，一旦發(fā)現(xiàn)險情，容易補救，可防止大事故發(fā)生。 5、工程造價低，據國內外資料表明，土釘墻支護工程造價比其他支護工程造價低1/3左右。,土釘支護的特點,土釘支護的局限性： 需要一定的地下空間，對緊鄰地下管線的基坑不宜使用。 由于土釘與土之間必須有一定位移土釘才能發(fā)揮作用，因此與樁墻式支護結構相比，變形相對較大，這在易產生蠕變的地層中尤其明顯。 對開挖和支護時間與流程要求較嚴，否則基坑變形過大甚至失事。 在軟土地區(qū)使用不能體現(xiàn)其經濟性，同時變形也難以滿足要求。,土釘的適用土層及可行性評價,

11、土釘支護適用于有一定粘性的砂土、粘性土、粉土、黃土及雜填土，當場地同時存在砂、粘土和不同風化程度的巖體時，應用土釘支護特別有利。 當存在地下水時，地下水應低于土坡開挖段，否則應進行降水處理。當用于粘結力很差或處于軟塑狀態(tài)的土體，應首先進行預注漿加固處理。 對標貫擊數N小于10的砂土邊坡，采用土釘法一般不經濟。對不均勻系數小于2的級配不良的砂土，不能采用土釘支護；對塑性指數IP20的土，必須詳細評價其蠕變特性，當蠕變性很小時，才能將土釘用作永久性支護。土釘不適應在腐蝕性土中作為永久性支護。 土釘支護深度一般不宜超過12m，當場地土層特別好時，可放寬到1416m,土釘與錨桿、加筋土及抗滑樁支護方法

12、的比較,土釘與錨桿：二者的工作機理不同，錨桿一般施加預應力，在其末端的錨固段內作為受力段與周圍土體接觸，提供錨固力。土釘一般不施加預應力或加很小的預應力，土釘只有在土體發(fā)生變形后才能被動受力，土釘受力沿長度分布也是不均勻的，一般是中間大、兩頭小，并且在主動區(qū)和抗力區(qū)內土釘疊加后使土釘自身趨于力平衡狀態(tài)，因此土釘面層不屬于主要受力構件，它的主要作用是穩(wěn)定開挖面上的局部土體，防止其塌落和受到侵蝕。同時錨桿的數量遠少于土釘，土釘依靠群體起作用，在施工精度和質量要求上沒有錨桿那樣嚴格。,圖10 土釘與錨桿的受力比較圖,土釘與錨桿、加筋土及抗滑樁支護方法的比較,土釘墻與加筋擋土墻：土釘支護屬于土體加筋技術中的一種，其形式與加筋擋土墻類似，但土釘施工是從上到下分段邊挖土邊支護，而加筋土則與之