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(shè)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(shù)。它經(jīng)濟可靠，施工快速簡便，而得到迅速推廣和應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shù)則是在土體內(nèi)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(jié)構(gòu)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(fù)合土體起箍束骨架作用制約土體變形并使復(fù)合土體構(gòu)成一個整體。 （2） 土釘與土體共同承擔(dān)外荷載和土體自重應(yīng)力，土釘起分擔(dān)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(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移，土釘分擔(dān)作用更為突出。 （3） 土釘起著應(yīng)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(shè)置的與土釘在一起的鋼筋網(wǎng)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(shè)計內(nèi)容,確定土釘墻的平面、剖面尺寸及分段開挖深度 確定土釘?shù)牟贾梅绞胶烷g距 確定土釘?shù)闹睆?、長度、傾角及在空間的方向 確定土釘鋼筋的類型、直徑和構(gòu)造 注漿配比、注漿方式設(shè)計 混凝土面板設(shè)計及坡頂防護設(shè)計 進行整體和內(nèi)部穩(wěn)定性分析 施工圖設(shè)計 監(jiān)測、質(zhì)量控制與保證設(shè)計,土釘墻的設(shè)計步驟,因施工設(shè)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(shù)。注漿土釘支護結(jié)構(gòu)設(shè)計流程如下。 1、對場地進行工程和水文地質(zhì)調(diào)查，獲取符合工程實際的設(shè)計計

4、算參數(shù)。 2、確定土釘墻結(jié)構(gòu)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(shè)計面層和注漿參數(shù)。 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(zhuǎn)入（6），否則轉(zhuǎn)入（2）。 6、土體內(nèi)部穩(wěn)定性及其土體抗拔力滿足要求否，是則轉(zhuǎn)入（7），否則轉(zhuǎn)入（2）。 7、施工圖設(shè)計及說明，以及現(xiàn)場監(jiān)測和質(zhì)量控制設(shè)計。,土釘墻的設(shè)計方法及穩(wěn)定性分析,關(guān)于土釘墻的設(shè)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(xué)方法、王步云方法、Bridle方法等。 關(guān)于土釘墻設(shè)計方法，目前還沒有一個公認(rèn)統(tǒng)一的計算方法。,土釘墻的設(shè)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(yīng)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(shè)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(jù)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(gòu)件，再向孔內(nèi)注漿，形成與周圍土體密實粘合的土釘，最后在坡面上鋪設(shè)面

6、網(wǎng)，并噴射混凝土，組成土釘墻面。,土釘墻施工,施工前準(zhǔn)備 施工前調(diào)查 施工組織設(shè)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(zhì)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(shè)計長度，不宜大于設(shè)計長度的1 安放土釘桿體前，應(yīng)確認(rèn)成孔質(zhì)量符合要求,施工步驟,圖4 洛陽鏟,圖5 施工前部分機械準(zhǔn)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(yīng)用水沖洗、潤滑注漿泵及管路 注漿管應(yīng)隨桿體同時插入孔內(nèi)，管口距孔底為50-100mm 注漿后，視孔內(nèi)情況進行1-2次補漿,土釘墻施工,面層掛網(wǎng) 用于制作面層網(wǎng)的鋼筋常用6-8，并經(jīng)過冷拉加工，雙向配筋交叉點應(yīng)隔點點焊或綁扎 掛網(wǎng)時，根據(jù)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(wǎng)與四周要搭接 在鋼筋網(wǎng)外側(cè)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(shè)備使用混凝土噴射機

8、使用速凝劑前，應(yīng)做與水泥的相容性試驗劑水泥凈漿凝結(jié)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(yīng)有一定的時間間隔 噴射機應(yīng)密封良好，輸料連續(xù)、均勻 邊坡有明顯出水點時，應(yīng)埋設(shè)導(dǎo)管排水 噴射機司機應(yīng)按規(guī)程操作 噴射手應(yīng)經(jīng)常保持噴頭有良好的工作性能，噴頭與受噴面應(yīng)垂直，宜保持0.6-1.0m的距離。 夏季施工時，應(yīng)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(yīng)低于5度，再噴射混凝土強度低于設(shè)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(shè)鋼筋網(wǎng),圖8 土釘墻噴射混凝土,圖9 土釘墻復(fù)合體,土釘墻施工,面層承壓板 面層承壓板使用鋼板或預(yù)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(yīng)考慮面層及承壓板的厚度 當(dāng)噴射混凝土達(dá)到設(shè)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(dāng)場地條件、土層物理、水理性質(zhì)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(yīng)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(shù)，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(chǎn)生的應(yīng)力，讓土釘和土體共同協(xié)調(diào)工作，充分調(diào)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(jié)構(gòu)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(shè)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(jù)國內(nèi)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(jié)構(gòu)相比，變形相對較大，這在易產(chǎn)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(yán)，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(jīng)濟性，同時變形也難以滿足要求。,土釘?shù)倪m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(dāng)場地同時存在砂、粘土和不同風(fēng)化程度的巖體時，應(yīng)用土釘支護特別有利。 當(dāng)存在地下水時，地下水應(yīng)低于土坡開挖段，否則應(yīng)進行降水處理。當(dāng)用于粘結(jié)力很差或處于軟塑狀態(tài)的土體，應(yīng)首先進行預(yù)注漿加固處理。 對標(biāo)貫擊數(shù)N小于10的砂土邊坡，采用土釘法一般不經(jīng)濟。對不均勻系數(shù)小于2的級配不良的砂土，不能采用土釘支護；對塑性指數(shù)IP20的土，必須詳細(xì)評價其蠕變特性，當(dāng)蠕變性很小時，才能將土釘用作永久性支護。土釘不適應(yīng)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(dāng)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(yù)應(yīng)力，在其末端的錨固段內(nèi)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(yù)應(yīng)力或加很小的預(yù)應(yīng)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(nèi)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(gòu)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(shù)量遠(yuǎn)少于土釘，土釘依靠群體起作用，在施工精度和質(zhì)量要求上沒有錨桿那樣嚴(yán)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(shù)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