其它形式支擋結(jié)構(gòu)

1、第八章 其他結(jié)構(gòu)形式的擋土墻第一節(jié) 豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻第二節(jié) 土釘墻第三節(jié) 樁板式擋土墻第一節(jié) 豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻一、概述二、錨桿設(shè)計(jì)三、錨桿有效預(yù)拉力計(jì)算四、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算一、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻概述豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻是由圬工砌體由圬工砌體和豎向預(yù)應(yīng)力錨桿豎向預(yù)應(yīng)力錨桿構(gòu)成。砌體砌體一般是由漿砌片漿砌片(塊塊)石石或素混凝土素混凝土筑成；豎向預(yù)應(yīng)力錨桿豎向預(yù)應(yīng)力錨桿豎向設(shè)置，它的一端錨一端錨固在巖質(zhì)地基中固在巖質(zhì)地基中，另一端砌筑于墻身內(nèi)另一端砌筑于墻身內(nèi)，并設(shè)錨具與圬工砌體聯(lián)系設(shè)錨具與圬工砌體聯(lián)系，最后對(duì)錨桿進(jìn)行張拉。豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻就是，以，從而，達(dá)到節(jié)省圬工、降低造價(jià)的目的

2、。 豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻的應(yīng)用 豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻一般適用于巖質(zhì)地基(即要求地基承載力高)及墻身所受側(cè)壓力(如滑坡推力)較大的情況。 此種擋土墻我國(guó)鐵路部門于l975年首先應(yīng)用于成昆鐵路獅子山滑坡病害整治工程中，以后在其他滑坡治理工程中陸續(xù)使用。二、錨桿設(shè)計(jì)灌漿預(yù)應(yīng)力錨桿是利用錨孔中灌注的水泥砂漿錨固在擋土墻基底穩(wěn)定巖層的鉆孔中，錨桿受拉后由錨桿周邊的砂漿握裹力將拉應(yīng)力通過砂漿傳遞到巖層中。 錨桿由及等。 錨固段錨固段是指在擋土墻基底以下錨固在穩(wěn)定地基中的一段錨桿，它是利用水泥砂漿對(duì)錨桿的握裹力、砂漿與孔壁巖層間的粘結(jié)力和摩阻力進(jìn)行錨固的。錨固段以上部分，稱為自由段自由段，其長(zhǎng)度根據(jù)墻身抗剪

3、強(qiáng)度的需要和預(yù)應(yīng)力的損根據(jù)墻身抗剪強(qiáng)度的需要和預(yù)應(yīng)力的損失而定失而定。這段錨桿的周圍，以免與砌體粘結(jié)并可起防銹作用。錨桿頂端設(shè)置有預(yù)制的鋼筋混凝土墊塊預(yù)制的鋼筋混凝土墊塊和鋼墊板和鋼墊板，墊板上安有錨具，以備張拉后錨固錨桿。 錨桿設(shè)計(jì)包括 錨桿材料的選定和截面尺寸的確定， 錨桿間距的確定， 錨桿錨固深度的確定等。錨桿材料的選定和截面尺寸的確定 錨桿宜用經(jīng)過制作，雙控冷拉處理的提高鋼筋的極限強(qiáng)度，一般采用螺紋鋼筋。 錨桿截面錨桿截面應(yīng)根據(jù)受力大小而定，錨桿直徑尚需增加2mm作為防銹的安全儲(chǔ)備，目前直徑常用 (1832)mm 。 錨桿間距的確定 錨桿的間距應(yīng)根據(jù)錨桿的抗拔力、墻身圬工數(shù)量等因素確定

4、。 在縱向盡可能均勻布置，以不引起錨孔周圍地層應(yīng)力的重疊和過分集中為原則，其縱向間距一般不宜小于1.0m，并以大于20倍的錨孔直徑為宜。為增加抗傾覆能力，錨桿在橫向宜靠近墻背，但應(yīng)使墻身能承受墊塊壓力而不致破壞。一般距墻背0.5m。錨桿錨固深度的確定 錨固深度是指錨桿埋入穩(wěn)定地基中的長(zhǎng)度。 其長(zhǎng)度可按抗拔力要求根據(jù)錨固地層性質(zhì)由第六章p195式(647)或式(648)確定。錨頭 豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋土墻的錨頭一般采用螺母錨固。 根據(jù)錨桿自由段長(zhǎng)度與擋土墻高度的關(guān)系，錨頭分為埋人式及出露式兩種。三、錨桿有效預(yù)拉力計(jì)算 四、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算 與普通重力式擋土墻比較，作用于擋土墻的力系中，。但豎向預(yù)應(yīng)力

5、錨桿擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算方法與普通重力式擋土墻基本相同，僅在驗(yàn)算時(shí)增加有效預(yù)拉力Ng ，并列入豎向力系和穩(wěn)定力矩中。對(duì)于傾斜基底，其基底的法向分力和切向分力為：四、擋土墻穩(wěn)定性驗(yàn)算第二節(jié) 土釘墻我們總是挖了這座山,又填了那個(gè)坑.我們把他的腳挖斷,又不讓他瘸腿,我們又給他做了個(gè)很不自然的假肢,不讓他倒下. 第二節(jié) 土釘墻一、土釘墻概述二、土釘墻與錨桿擋土墻、加筋土擋土墻比較三、土釘墻基本原理四、土釘墻構(gòu)造五、土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析六、土釘墻外部穩(wěn)定性分析一、土釘墻概述 土釘是一種，即在土中敷設(shè)拉筋而使土體的力學(xué)性能得以改善的土工加固方法。 土釘墻由、放置在土中的體和。并，以此，從而使得。 土釘依靠與土

6、體接觸界面上的粘結(jié)力、摩阻力和周圍土體形成，土釘在土體發(fā)生變形的條件下被動(dòng)受力，通過其受拉作用對(duì)土體進(jìn)行加固。而土釘墻有如下優(yōu)點(diǎn)：與其他擋土墻相比，(1)能，將土體作為墻體的不可分割的一部分；(2)；(3)，有非常好的抗震性能和延性；(4)；(5)，工程造價(jià)低；(6)，基本不占用施工工期。土釘技術(shù)也有缺點(diǎn)和局限性：(1)變形稍微大于預(yù)應(yīng)力錨桿的變形；(2)在軟土、松散砂土中施工難度較大；(3)土釘在軟土中的抗拔力低，需設(shè)置得很長(zhǎng)很密或事先對(duì)土體進(jìn)行加固，變形量較大，造價(jià)較高。 土釘墻應(yīng)用 土釘墻可用于邊坡的穩(wěn)定，特別適合于有一定粘性的砂土和硬粘土。 作為土體開挖的臨時(shí)支護(hù)和永久性擋土結(jié)構(gòu)，高度

7、一般不大于l5m； 也可用于擋土結(jié)構(gòu)的維修、改建與加固。二、土釘墻施工特點(diǎn)（補(bǔ)充內(nèi)容） 分層開挖、分層穩(wěn)定、坡腳預(yù)加固逆作法 土釘墻施工工序分為土釘墻施工工序分為 先噴后錨 或先錨后噴 2種施工方法。 一般采用工藝（1）邊坡開挖（2）人工修整邊坡（3）定位放線（4）成孔（5）土釘主筋制作及安放（6）攪漿及注漿（7）掛網(wǎng)（8）噴射砼土釘墻施工工序土釘墻施工工序 按照設(shè)計(jì)的分層開挖深度和坡度開挖，分層開挖深度應(yīng)在每道土釘孔口標(biāo)高下0.5m處，不得超挖，開挖過程中，挖掘機(jī)不得碰撞土釘墻面板。在上層作業(yè)面的土釘及噴混凝土面層未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70以前，不得進(jìn)行下一層土方的開挖。 土釘墻施工工序土釘墻施工

8、工序應(yīng)根據(jù)土質(zhì)的不同情況，邊坡預(yù)留50100厚的土體，由修坡人員用鏟修整坡面，為確保噴射砼面層的平整，掛小線測(cè)量邊坡坡度，以保證坡腳不侵結(jié)構(gòu)。對(duì)于土層含水量較大的邊坡，可在土釘面層背部插入長(zhǎng)度為400600mm，直徑不小于40mm的水平排水管（包濾網(wǎng)），其外端伸出支護(hù)面層，間距為2m，以便將噴混凝土面層后的積水排走。 由測(cè)量人員按設(shè)計(jì)圖紙放出每一個(gè)土釘?shù)奈恢?，作出?biāo)記。土釘墻施工工序土釘墻施工工序采用人工洛陽鏟成孔，孔深不小于設(shè)計(jì)，如遇障礙物時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整土釘角度和位置。 采用人工洛陽鏟成孔 土釘人工（洛陽鏟）成孔主筋按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度下料，外端設(shè) “L”型的彎鉤，間隔2m焊對(duì)中支架，防止主筋偏離土釘

9、中心；安放主筋時(shí)，將注漿管與主筋捆綁在一起，注漿管離孔底0.5m左右。漿體為水泥凈漿，水灰比為0.5，漿液要充分?jǐn)嚢杈鶆?，隨拌隨用，采用攪拌機(jī)造漿，攪拌時(shí)間一般在3分鐘以上；注漿采用注漿泵，注漿時(shí)，將導(dǎo)管緩慢均勻拔出，但出漿口應(yīng)始終處于孔中漿體表面之下，保證孔中氣體能全部排出，在孔口部位設(shè)置止?jié){塞，根據(jù)需要補(bǔ)漿，保證土釘錨固體質(zhì)量。（7）掛網(wǎng)采用6.5單排雙向、間距200mm的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片用插入土中的鋼筋固定，與坡面間隙35cm，相鄰網(wǎng)片搭接長(zhǎng)度不小于300mm，鋼筋網(wǎng)片通過加強(qiáng)筋與土釘連接成一個(gè)整體。噴砼順序一般“先錨后噴”，土質(zhì)條件不好時(shí)采取“先噴后錨”，噴射作業(yè)時(shí)，空壓機(jī)氣壓0.2

10、0.5MPa，噴頭水壓不應(yīng)小于0.15 MPa，噴射距離控制在0.61.0m，為保證噴射砼厚度達(dá)到規(guī)定值，在坡壁上垂直打入短鋼筋作為厚度控制標(biāo)志。砼的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間分別控制在5min和10min左右，噴射厚度為80100mm。 變形觀測(cè)第一層完工后的圖片 上步注入土釘孔內(nèi)的水泥漿和坡面的噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到70后開挖下步，當(dāng)土體穩(wěn)定性較好時(shí)開挖深度適當(dāng)可以加深，不過不能超過兩步，一般一步為1.5m。先噴后錨施工法現(xiàn)在土層淺基坑支護(hù)大部分均采用土釘墻支護(hù)，這種工藝不僅造價(jià)低，而且工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量容易控制；以下是土層人工成孔土釘墻支護(hù)圖片另一個(gè)工程先錨后噴法 機(jī)械成孔the machine

11、 we use to install the grouted soil anchors and soil nails. the machine we use to install the grouted soil anchors and soil nails. Below is a picture of a major highway that is braced temporarily using sheetpile and grouted soil anchors 路塹邊坡土釘墻防護(hù)基坑支護(hù) 自上而下 邊開挖邊分段施工三、土釘墻與錨桿擋土墻、加筋土擋土墻比較 土釘是一種原位加筋技術(shù)，即在土

12、中敷設(shè)拉筋而使土體的力 學(xué)性能得以改善的土工加固方法，它與錨桿、加筋土在形式上有一 定的類似，但也有著本質(zhì)的差異。 1土釘墻與錨桿擋土墻的異同 soil anchor soil nail wall1土釘墻與錨桿擋土墻的異同 土釘可視為小尺寸的被動(dòng)式錨桿，兩者的差異主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)，而錨桿擋土墻是自下而上整體施工的。(2)錨桿擋土墻應(yīng)設(shè)法防止產(chǎn)生變位；而。(3)錨桿只是在錨固段內(nèi)受力，而自由段只起傳力作用；。(4)錨桿的密度小，每個(gè)桿件都是重要的受力部件；而(5)錨桿擋土墻將庫倫破裂面前的主動(dòng)區(qū)作為荷載，通過錨桿傳至破裂面后的穩(wěn)定區(qū)內(nèi)；(6)錨桿可承受的荷載較大，為防止墻面沖切破壞

13、，其端部的構(gòu)造較復(fù)雜；(7)錨桿長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)，需用大型機(jī)械進(jìn)行施工； 由上述可以看出，2土釘墻與加筋土擋土墻的異同 土釘墻與加筋土墻；，并承受其后的側(cè)向土壓力，起重力式擋土墻的作用。 兩者的主要差異有： (1)，加筋土墻自下而上依次安裝墻面板、鋪設(shè)拉筋、回填壓實(shí)逐層施工，而土釘墻則是隨著邊坡的開挖自上而下分級(jí)施工。 (2)，所以對(duì)土體的性質(zhì)無法選擇，也不能控制；而，在一般情況下，對(duì)填土的類型是可以選擇的，對(duì)填土的工程性質(zhì)也是可以控制的。 (3)多用而起作用；而多用金屬桿件，(有時(shí)采用直接打入鋼筋或角鋼到土中而起作用)。 (4)，時(shí)將會(huì)較充分地發(fā)揮其抗剪強(qiáng)度，因而應(yīng)盡可能地垂直于潛在破裂面設(shè)置；

14、而加筋條一般水平設(shè)置加筋條一般水平設(shè)置。四、土釘墻基本原理 土體的抗剪強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度幾乎可以忽略。雖然土體具有一定的結(jié)構(gòu)整體性，但是自然土坡只能在較小的高度(即臨界高度)內(nèi)直立，當(dāng)邊坡高度超過臨界值或者在超載及其他因素(如含水量的變化)作用下將發(fā)生突發(fā)性整體破壞。為此常因此以增強(qiáng)土體自身穩(wěn)定性的主動(dòng)制約機(jī)制為基礎(chǔ)的復(fù)合土體，不僅。通過相互作用，土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的潛力得到了充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞形態(tài)，顯著提高了整體穩(wěn)定性。 直立土釘墻比素土邊坡的承載力高， 更為重要的是，土釘墻在荷載作用下不會(huì)發(fā)生素土邊坡那樣的性滑裂和塌落。它不僅，而且具有明顯的和開裂破壞，在喪失承受更大荷載的能力時(shí)

15、，仍可維持較長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)發(fā)生整體性塌滑。土釘在復(fù)合土體內(nèi)的作用可概括為四個(gè)方面： (1)箍束骨架作用； (2)分擔(dān)作用； (3)應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用； (4)坡面變形的約束作用。五、土釘墻構(gòu)造 土釘墻，常用高度為612m，斜面坡度一般為7090度。 土釘墻采取自上而下分層修建的方式，取決于土體可以直立而不破壞的能力，砂性土為0.52.0m，粘性土可以適當(dāng)增大一些。 分層開挖高度一般與土釘豎向間距相同，常用1.5m。 分層開挖的縱向長(zhǎng)度，取決于土體維持不變形的最長(zhǎng)時(shí)間和施工流程的相互銜接，多為10m左右。 (一)土釘 (1)鉆孔注漿釘鉆孔注漿釘 這是最常用的一種類型，它是通過鉆孔、置入鋼筋、注漿、補(bǔ)

16、漿來設(shè)置的。整個(gè)土釘體是由鋼筋和外裹的水泥砂漿(有時(shí)用細(xì)石混凝土和水泥凈漿，特殊情況下也可使用樹脂等材料)組成。用作土釘?shù)匿摻钪睆揭话銥?535mm，鉆孔直徑為75150mm。土釘鋼筋與噴射混凝土護(hù)面板應(yīng)連接牢固。 (2)擊入釘擊入釘 把作為土釘?shù)慕卿?、圓鋼(常為螺紋鋼筋)或鋼管用振動(dòng)沖擊鉆或液壓錘直接擊入土中，不需注漿，土釘長(zhǎng)度一般不超過6m。 (3)注漿擊入釘注漿擊入釘用端部密封、周面帶孔的鋼管作為土釘，擊人后 (4)高壓噴射注漿擊入釘高壓噴射注漿擊入釘利用高頻(約70Hz)沖擊錘將具有中孔的土釘擊入土中，同時(shí)以一定的壓力(20MPa)將水泥漿從，提高土釘與土體的粘結(jié)力。 (5)氣動(dòng)射擊釘

17、氣動(dòng)射擊釘，作用于土釘?shù)耐獠繑U(kuò)大端，直接將土釘射入土中?？梢圆捎脠A鋼或鋼管，直徑為2538mm，長(zhǎng)度為36m。 2土釘長(zhǎng)度L 已建工程的土釘實(shí)際長(zhǎng)度L均不超過土坡的垂直高度H。拉拔試驗(yàn)表明，對(duì)高度H小于12m的土坡采用相同的施工工藝，在同類土質(zhì)條件下，。初選土釘長(zhǎng)度可按下式計(jì)算： 3土釘孔直徑D及間距根據(jù)土釘直徑和成孔方法選定土釘孔徑D，一般取D=70200mm，常用的孔徑為120150mm。選定行、列距的原則 以每個(gè)土釘注漿對(duì)其周圍土的影響區(qū)與相鄰孔的影響區(qū)相重疊為準(zhǔn)。應(yīng)力分析表明，一次壓力注漿可使孔外4D的鄰近范圍內(nèi)有應(yīng)力變化。因此可按(612)D選土釘行、列距，且宜滿足下式的要求： 4土

18、釘材質(zhì)和直徑d 為增強(qiáng)土釘與砂漿(或細(xì)石混凝土)的握裹力，土釘宜選用II級(jí)以上的螺紋鋼筋。 (二)護(hù)面板 護(hù)面板通常用50lOOmm厚的鋼筋網(wǎng)噴射混凝土做成，鋼筋直徑為68mm，網(wǎng)格尺寸為200300mm。噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，與土釘連接處的混凝土層內(nèi)應(yīng)加設(shè)局部鋼筋網(wǎng)以增加混凝土的局部承壓能力。此外，為了分散土釘與噴射混凝土護(hù)面板處的應(yīng)力，在螺帽下墊以承壓鋼板，尺寸一般為20cm20cm，厚度約為815mm，也可用預(yù)制混凝土板作為護(hù)面板。對(duì)于永久工程，噴射混凝土護(hù)面板的厚度不少于150250mm，分兩次噴成。為了改善建筑外觀，也可在第一次噴射混凝土的基礎(chǔ)上現(xiàn)澆一層混凝土或鋪上一層預(yù)

19、制混凝土板。五、土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定性分析 根據(jù)土力學(xué)中邊坡穩(wěn)定分析的基本概念，增加滑動(dòng)面增加滑動(dòng)面上的壓應(yīng)力，提高土的抗剪強(qiáng)度上的壓應(yīng)力，提高土的抗剪強(qiáng)度。因此，國(guó)內(nèi)兩種內(nèi)部穩(wěn)定性分析方法 0.3H折線破裂面法和圓弧破裂面條分法。(一)0.3H折線破裂面法 以土釘墻原位破裂面實(shí)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，如圖所示，將破裂面簡(jiǎn)化為右圖所示的0.3H折線破裂面與加筋土擋土墻應(yīng)力分析法采用的簡(jiǎn)化破裂面相似。 1土壓力計(jì)算土壓力系數(shù)介于靜止、主動(dòng)土壓力系數(shù)之間 2抗拉穩(wěn)定性驗(yàn)算3 抗拉穩(wěn)定性驗(yàn)算 抗拔穩(wěn)定性是指在護(hù)面板土壓力作用下，土釘內(nèi)部潛在破裂面后的有效錨固段應(yīng)有夠的界面摩阻力而不被拔出， 抗拔穩(wěn)定性為：Kfi=S

20、i/Ei六、土釘墻外部穩(wěn)定性分析 一、概述 樁板式擋土墻系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由樁及樁間的擋土板兩部由樁及樁間的擋土板兩部分組成分組成，利用樁深埋部分的錨固段的錨固作用和被動(dòng)土抗力，利用樁深埋部分的錨固段的錨固作用和被動(dòng)土抗力，維護(hù)擋土墻的穩(wěn)定維護(hù)擋土墻的穩(wěn)定。 樁板式擋土墻適宜于適宜于土壓力大土壓力大，墻高超過一般擋土墻限制的情況，地基強(qiáng)度的不足可由樁的埋深得到補(bǔ)償。樁板式擋土墻可作為路塹、路肩和路堤擋土墻使用，也可用于處治中小型可用于處治中小型滑坡滑坡，多用于巖石地基，基巖的飽水無側(cè)限抗壓強(qiáng)度須大于10MPa。 由于土的彈性抗力較小，設(shè)置樁板式擋土墻后，樁頂處可能產(chǎn)生較大的水平位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，因而