7、土钉墙支护设计.ppt

7 土钉墙支护 土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力，形成自稳结构，承担较小的变形压力，土钉承受主要拉力，喷射混凝土面层（不属于主要挡土部件，在土体自重作用下主要是稳定开挖面上的局部土体，防止其崩落和受到侵蚀。 ）调节表面应力分布，体现整体作用。同时由于土钉排列较密，通过高压注浆扩散后使土体性能提高。在实际施工中是边开挖边支护。施工快捷简便，经济可靠，得到广泛的应用。 钻孔注浆土钉是先在土中成孔，置入钢筋然后沿全长注浆填孔。 打入土钉是用机械（如振动冲击钻、液压锤等）将角钢、钢筋或钢管打入土体。打入土钉不注浆，与土体接触面积小，钉长受限制，所以布置较密，其优点是不需预先钻孔，施工极为快速。 射入土钉是用高压气体作动力，将土钉射入土体。射入钉的土钉直径和钉长受一定限制，但施工速度更快。 注浆打入钉是将周围带孔、端部密闭的钢管打入土体后，从管内注浆，并透过壁孔将浆体渗到周围土体。 土钉墙支护的施工顺序 1）开挖有限的深度； 2）在开挖面上设置一排土钉； 3）喷射混凝土面层； 4）继续向下开挖有限深度，并重复上述步骤，直至所需的深度。 土钉墙支护的应用范围 1）作为土体开挖的临时支护，用于高层建筑、地下结构等深基坑开挖，土坡开挖等。 2）作为永久性挡土结构，一般与施工开挖时的临时支护相结合，如路堤的土坡挡墙、桥台挡墙等。 3）现有挡土墙的修理加固和各类临时支护发生失稳时的抢险加固。 4）边坡加固。 土钉墙支护的特点 1）土钉墙支护是通过沿土钉全长与周围土体接触形成复合体。在土体发生变形的条件下，通过土钉与土体接触面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉，并通过受拉工作面给土体约束加固，提高整体稳定性和承载能力，增强土体变形的延性。 2）土钉墙是原位土中的加筋技术，是在从上至下的开挖过程中将土钉置入土中，形成以土钉和它周围加固了的土体为一体的类似重力式挡土墙结构。 3）土钉墙支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。 4）设备简单，操作方便，施工所需场地小。材料用量和工程量小，经济效果好。 5）土体位移小，采用信息化施工，发现墙体变形过大或土质变化，可及时修改、加固或补救，确保施工安全。 土钉墙支护的特点 缺点和局限性： 1）现场需有允许设置土钉的地下空间。如为永久性土钉，更需长期占用这些地下空间。当基坑附近有地下管线或建筑物基础时，则在施工时有相互干扰的可能。 2）在松散砂土、软塑、流塑粘性土以及有丰富地下水源的情况下不能单独使用土钉支护，必须与其他的土体加固方法相结合。尤其在饱和粘性土及软土中设置土钉支护更需特别谨慎，土钉在这些土中的抗拔力低，需要有很长很密的土钉，软土的徐变还可以使支护位移量显著增加。 3）土钉支护如果作为永久性结构，需要专门考虑锈蚀等耐久性问题。 土钉墙支护设计 土钉墙支护设计应满足规定的强度、稳定性、变形和耐久性等要求。当土钉墙支护用于城市建筑物密集地区的深基坑开挖时，限制支护变形，保证周围建筑物、构筑物的环境安全尤为重要。设计时必须至始至终与施工及现场监测相结合，通过施工中出现的情况和监测数据，及时反馈修改设计，并指导下一步施工。 7.1 土钉受拉承载力计算（见教材） 7.2 土钉墙支护内部稳定性分析 土钉墙支护的内部稳定性分析是指边坡土体中可能出现的破裂面发生在支护内部，并穿过全部或部分土钉。采用圆弧破裂面条分法进行分析。如图所示，在破裂面上作用有土体自重，地表荷载，土钉抗力。 7.2 土钉墙支护内部稳定性分析 土钉与土锚的区别： 1）锚杆沿全长分为自由段和锚固段，在挡土结构中，锚杆作为桩、墙等挡土结构的支点，将作用于桩、墙上的侧向压力通过自由段，锚固段传递到深部土体上。除锚固段外，锚杆在自由段上受到同样大小的拉力。但土钉所受的拉力沿其整个长度都是变化的，一般是中间大，两头小。土钉支护结构中的喷射混凝土面层不属于主要挡土部件，在土体自重作用下，它的主要作用只是稳定开挖面上的局部土体，防止其崩落或受到侵蚀； 2）土钉支护是以土钉和它周围加固的土体一起作为挡土结构，类似于重力式挡土墙； 3）锚杆一般都在设置时预加拉应力，给土体以主动约束，而土钉一般是不加预应力的，土钉只有在土体发生变形后才能使它被动受力； 4）锚杆的设置数量通常有限，而土钉则排列紧密。 （锚杆中也有不加预应力并沿通长注浆与土体粘结的特例，在特定的布置情况下，也就过渡到土钉了） *