第六章?lián)跬翂﹄娮又v稿

1、 擋土墻廣泛應(yīng)用于房屋建筑,水利，鐵路，公路，港灣等工程。建造擋土墻的目的在于支擋墻后土體，防止土體產(chǎn)生坍塌和滑移。其使用如圖所示： 擋土墻的類(lèi)型種類(lèi)繁多,按其所用材料分類(lèi)，有毛石、磚、混凝土和鋼筋混凝土等。按結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi)，則有重力式、懸臂式、扶壁式、板樁式等（如圖）。在工程中采用何種形式，要根據(jù)具體的場(chǎng)地的巖土工程條件而定，在有一定的安全系數(shù)的條件下，要考慮施工條件、經(jīng)濟(jì)和美觀等因素。 板 樁懸 壁 式扶 壁 式扶 壁 (肋 )墻 面板立 壁墻 背墻 踵墻 趾懸 臂 式重 力 式墻 趾墻 踵墻 背墻 頂立 壁 在基坑工程中，主要是重力式擋土墻的應(yīng)用。 重力式擋土墻靠本身的重量保持墻身的穩(wěn)定。

2、這種擋土墻通常是用磚，塊石或素混凝土修筑。由于墻體抗彎能力較差，同時(shí)土壓力對(duì)擋土墻所引起的傾覆力矩和推力主要靠墻身自重產(chǎn)生的反傾覆力矩和發(fā)生在基底的抗滑力來(lái)保持平衡。因此，這種型式擋土墻的斷面較大，這對(duì)于擋土墻的穩(wěn)定性和強(qiáng)度可以起到保證作用。 重力式擋土墻按墻背的傾斜情況分為仰斜（a)、垂直(b)和俯斜三種如圖。墻基的前緣稱(chēng)為墻趾，后緣稱(chēng)為墻踵。 為減小作用在墻背的土壓力，除了采用上述仰斜式擋土墻外，可以選擇衡重式擋土墻，衡重式的形式常有：衡重式、減壓平臺(tái)式、逆坡式。 有關(guān)土壓力的理論和計(jì)算，僅補(bǔ)充有關(guān)墻后有地下水的計(jì)算方法和地震時(shí)的土壓力計(jì)算方法。 地震時(shí)由于地面運(yùn)動(dòng)使土壓力增加，在擋土墻上

3、增加一個(gè)地震力F。 F=kG 式中k水平地震系數(shù)，即地震時(shí)地面最大加速度于重力加速度之比 G擋土墻重力。 地震力F應(yīng)于其他作用力一起計(jì)算，此時(shí)的主動(dòng)土壓力可按下式計(jì)算：KHEaa2cos21 coscossinsin1coscoscos222Ka，為水平地震系數(shù)為地震角為墻后填土的重度kk，；;tan1包括： 抗傾覆 抗滑移 地基承載力 墻身強(qiáng)度 抗震 在抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算中，將土壓力Ea分解為水平力Eax和垂直分力Eax。為了保證擋土墻的穩(wěn)定,應(yīng)使抗傾覆力矩大于傾覆力矩,兩者之比值稱(chēng)為抗傾覆安全系數(shù)Kt,即 6 . 1faxfazotzExEGxKKt-每延米抗傾覆安全系數(shù)G-每延米擋土墻的重力

4、tK,sin(aaaxEEcos(aaazEE每延米土壓力水平分力每延米土壓力垂直分力6 . 1faxfazotzExEGxKCOSZbXff0tanbZZfX0、 Xf 、Zf -每分別為G、 Eaz、 Eax至墻趾O點(diǎn)的距離。 在抗滑移移穩(wěn)定驗(yàn)算中，如圖7-12所示的擋土墻，將主動(dòng)土壓力Ea及擋土墻重力G各分解為平行與垂直于基底的兩個(gè)分力；滑移力為Eat，抗滑移力為Ean及Gn在基底產(chǎn)生的摩擦力?？够突瑒?dòng)力的比值稱(chēng)為抗滑移安全系數(shù)Ks，即：)107(3 . 1)(tatanntGEEGK0cos(aanEE0(SinEEaat0GCOSGn0GSinGt -摩擦系數(shù)若墻背垂直、基底水平

5、，a=900,a0=0,則Gn=G,Gt=0,SinEEaancosaatEE 擋土墻地基承載力驗(yàn)算與一般偏心受壓基礎(chǔ)驗(yàn)算方法相同，先求出作用在基底上的合力及其合力的作用點(diǎn)位置。擋土墻重力G與土壓力Ea的合力E可用平行四邊形法則求得。 )cos(222aaGEEGE 垂直于基底的分力為:)cos()sin(tanGEGa)cos(0 EEn)sin(0 EEt 先將主動(dòng)土壓力分解為垂直分力Eaz與水平分力Eax,然后將各力G、Eaz、Eax及N對(duì)墻趾O點(diǎn)取矩，根據(jù)合力矩等于各分力矩之和的原理，便可求得合力N作用點(diǎn)對(duì)O點(diǎn)的距離c及對(duì)基底形心的偏心距e zEEfaxfazxxGcN0NGczExE

6、xfaxfaz0ceb20cosbb 當(dāng)偏心 時(shí)，則基底壓力呈三角形分布 fbbpaeN2 . 161maxmin6befpacN2 . 132max 用前面方法求合力N及作用點(diǎn)，再按砌體受壓公式驗(yàn)算 (1)抗壓驗(yàn)算N由設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的縱向力a結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)抗力調(diào)整系數(shù)， 取為1 縱向力影響系數(shù)，由砂漿強(qiáng)度等級(jí)B、e/h 查表得高厚比， e 縱向力的計(jì)算偏心距 e=ek+eaA計(jì)算截面面積 f 砌體抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)ANa 墻身強(qiáng)度驗(yàn)算取墻身薄弱截面進(jìn)行 ：即上圖中的1-1截面。首先計(jì)算墻高為hf時(shí)的土壓力及墻身G，用前面的方法求出合力N及其作用點(diǎn)，然后按砌體受壓公式進(jìn)行驗(yàn)算。Q由設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的水平

7、荷載fv砌體設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力AfQuva)18. 0( 1、抗傾覆驗(yàn)算 2.10zzExExKwfaxfaztFG 2、抗滑移驗(yàn)算 2 .1cossin00FuFKGEEGtatannS 地震下的地基承載力驗(yàn)算 ： 當(dāng)基底合力的偏心小于b/6時(shí)： 當(dāng)?shù)鼗狭Φ钠?大于b/6時(shí)：fbbpaeFN2 . 161sin0maxminafcFNp2 . 13sin20max00sinFNFGczzExExwfaxfax 抗壓驗(yàn)算 ： 抗剪驗(yàn)算（有地震時(shí)要考慮F） ：fANaAQuvf18. 0 某擋土墻高H為5m，墻背垂直光滑，墻后填土面水平，擋土墻采用M5水泥砂漿，MU10毛

8、石砌筑，砌體重度 rk=22KN/ m3，填土內(nèi)摩擦角=300，粘聚力c=0，填土重度=18 KN/m3，地面荷載2.5kPa，基底摩擦系數(shù)u=0.5，地基承載力特征值fa=200kPa，試驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性及強(qiáng)度。擋土墻的截面尺寸見(jiàn)例圖。 主動(dòng)土壓力合力 ：mkNEa/1 .7958 .30833. 021滿足要求抗滑移安全因素抗滑移驗(yàn)算滿足要求）（：抗傾覆安全系數(shù)抗傾覆驗(yàn)算三角形面積）矩形面積）3.1367.1281.16555.74149.45.0)456.7415.081.162(/81.162995.0625.163cos/281.160995.0625.163sin/625.163

9、25.525.104875.6/456.70995.093.74sin/555.74995.093.74cos/415.00995.017.4sin/149.4995.017.4cos995.05.2cos0995.025.0sin1.05.225.0tan.36.1315.278.115029.26842.193.7425.217.425.225.5233.15.10467.1875.6/25.522275.45.0/5.1042275.4221/875.62225.05.221.2(/93.74597.2921(/17.45833.00032102202201ln0122022003212

10、125.05.225.05.2KKGGGGGEEEEEEEEKKGGGEEssntanaataaaaaltttaamkNGmkNGmkNGmkNmkNmkNmkNmkNmkNmkNmkNmkN滿足要求抗滑移安全因素抗滑移驗(yàn)算滿足要求）（：抗傾覆安全系數(shù)抗傾覆驗(yàn)算三角形面積）矩形面積）3.1367.1281.16555.74149.45.0)456.7415.081.162(/81.162995.0625.163cos/281.160995.0625.163sin/625.16325.525.104875.6/456.70995.093.74sin/555.74995.093.74cos/415

11、.00995.017.4sin/149.4995.017.4cos995.05.2cos0995.025.0sin1.05.225.0tan.36.1315.278.115029.26842.193.7425.217.425.225.5233.15.10467.1875.6/25.522275.45.0/5.1042275.4221/875.62225.05.221.2(/93.74597.2921(/17.45833.00032102202201ln0122022003212125.05.225.05.2KKGGGGGEEEEEEEEKKGGGEEssntanaataaaaaltttaamk

12、NGmkNGmkNGmkNmkNmkNmkNmkNmkNmkNmkNmkNkPaeNmemembcemccONbbpbbb2002 . 1)513. 2322. 061 (513. 281.16261,418. 06513. 26322. 0935. 02513. 2513. 2995. 05 . 2cos2935. 081.16278.115029.268. 4596.114979.14maxmin0其基底應(yīng)力為：基底應(yīng)力呈梯形分布，：點(diǎn)的距離對(duì)合力地基承載力驗(yàn)算 土壓力強(qiáng)度：墻頂 ： 2.50.333=0.833kPa I-I截面： 18(0.139+3) 0.333=18.815kPa

13、18.815-0.833=17.982kPa Ea1=2.5kPa/m; Ea2=1/2317.982=26.973kN/M G2=41.58kN/m; G3=33kN/m; 合力N對(duì)的距離 mC72. 058.741973.265 . 1499. 251. 13384. 058.41 對(duì)截面形心偏心距 : 設(shè)計(jì)荷載：N=1.2(G2+G3)=89.5kN/m; 墻身平均厚度：mcbe16. 072. 02/76. 12/+965. 75 . 131. 5,31. 513. 132h 2）(0.85323MPa;0.850.38f :;76. 1176. 10 . 113. 12/ )76.

14、15 . 0(f20毛石砌體取高厚比系數(shù)為水泥砂漿的強(qiáng)度折減毛石砌體抗壓強(qiáng)度截面積抗力調(diào)整系數(shù)hm：A：mh 附加偏心距： 縱向力的計(jì)算偏心距： 由砂漿強(qiáng)度等級(jí), 及e/h查得縱向力影響系數(shù)=0.58mmmmea2010300/3000mmeeeakk17. 0kNkNAfa5 .8972.32932376. 158.10 設(shè)計(jì)荷載 毛石砌體設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度 :mkNEEQaa/87.35499. 24 . 1973.262 . 14 . 12 . 112kPaMPafv5 .820825. 0075. 011. 0 恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的平均壓應(yīng)力 :。kNkNAfkPaAGQANuvau滿足要求87

15、.3558. 176. 138.43*18. 05 .821)18. 0(38.4376. 158.7421 對(duì)于懸臂式擋土墻及扶壁式擋土墻參照有關(guān)基礎(chǔ)工程教材。 在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中，加固基坑周邊土體可形成重力式擋土結(jié)構(gòu)。它類(lèi)似于重力式擋土墻。這是在工業(yè)民基坑中主要的擋土墻形式。 (1)水泥攪拌樁加固法(水泥土擋墻)； (2)高壓旋噴加固法； (3)注漿加固法； (4)網(wǎng)狀樹(shù)根樁加固法 (5)插筋補(bǔ)強(qiáng)法(土釘墻)。 下面主要介紹水泥土擋墻與土釘墻。 水泥土擋墻是由深層攪拌(漿噴、灰噴)或高壓旋噴柱與樁間土組成的復(fù)合支檔結(jié)構(gòu)，具有擋土與隔滲的雙重作用。水泥土擋墻一般適用于開(kāi)挖深度不大于6m的基坑

16、支護(hù)工程。多采用格構(gòu)式，如圖，也可采用實(shí)腹式。圖中僅給出軸對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)形式，但也可設(shè)計(jì)成非軸對(duì)稱(chēng)形式、而且可以采用不同的樁長(zhǎng) 。水泥土擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)主要運(yùn)用于承載力標(biāo)準(zhǔn)值小于140kPa有軟弱粘性土及厚度不大的砂性土中。為保證墻體的剛性，置換率宜大于0.7 。 連體樁應(yīng)采用梅花形布置。相鄰樁之間搭接不宜小于100。墻脅凈距不宜大于2.0 m。 墻體寬度的設(shè)計(jì)可根據(jù)基坑土質(zhì)的好壞，取開(kāi)挖深度的06一09 倍 。 （土質(zhì)好的取小值)。為滿足上述驗(yàn)算，應(yīng)優(yōu)先考慮加大墻體寬度。 墻體的入土深度應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖深度、工程水文地質(zhì)情況擬定，并應(yīng)通過(guò)上述驗(yàn)算。墻底宜置于承載力較高的土層上。 計(jì)算格構(gòu)式水泥土擋墻時(shí)，墻

17、體重度取土的天然重度，計(jì)算實(shí)腹式擋墻時(shí)，重度取土的天然重度的103105倍。 計(jì)算格構(gòu)式墻體強(qiáng)度時(shí)，采用上圖的計(jì)算簡(jiǎn)圖，不計(jì)格構(gòu)中土的抗剪能力 水泥土的抗壓、抗剪、抗拉強(qiáng)度宜通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可按以下各式估算 kcuufq,3121ujqq31ulqq15. 0 水泥土擋墻抗滑穩(wěn)定性按下式驗(yàn)算： 3 . 1aphEEWK 計(jì)算以A點(diǎn)為矩，如圖所示5 . 1aappqhEhEWbK 正應(yīng)力： B1驗(yàn)算截面寬度； W1 驗(yàn)算截面以上墻體重（kN/m） 1111minmax61BeBW或2maxuq時(shí)02/minminlq 剪應(yīng)力 ： Ea1驗(yàn)算截面以上的主動(dòng)土壓力（kN/m） W1驗(yàn)算

18、截面以上墻體重量； 1墻體材料抗剪斷系數(shù)，取 0.40.5。2/1111jaqBWE 底地基承載力按下式驗(yàn)算：BeBW61minmax或0,2 . 1minmaxf （1)當(dāng)坑底存在軟弱土層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行坑底抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算； (2)當(dāng)坑底存在軟弱土層時(shí)，宜按圓滑動(dòng)面法驗(yàn)算擋墻的整體穩(wěn)定性； (3)水泥土擋墻的墻頂水平位移可采用“m法”計(jì)算（參懸臂樁部分）； (4)水泥土擋墻的所用水泥標(biāo)號(hào)不宜低于425號(hào)，水泥摻量不應(yīng)小于l 5。設(shè)計(jì)前應(yīng)取得土質(zhì)參數(shù)和有關(guān)配合比強(qiáng)度的室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)； (5)在成樁過(guò)程中要求噴攪均勻，在含水量大、土質(zhì)軟弱的土層中，應(yīng)增加水泥的滲入量。在淤泥中水泥摻入量不宜小于18，經(jīng)

19、過(guò)試驗(yàn)可摻入一定量的粉煤灰； (6)水泥土擋墻頂部宜設(shè)置01一02m的鋼筋混凝土壓頂。壓頂與擋墻用插筋連接，插筋長(zhǎng)度不宜小于10m，直徑不宜小于mm，每樁1根。 (7)水泥土擋墻應(yīng)有28天以上的齡期后方能進(jìn)行基坑開(kāi)挖。 一、定義 土釘(Soil Nailing)是將拉筋插入土體內(nèi)部，常用鋼筋做拉筋，尺寸小，全長(zhǎng)度與土粘結(jié)，并在坡面上噴射混凝土，從順形成土體加固區(qū)帶、其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于重力式擋墻、用以提高整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性。適用于開(kāi)挖支護(hù)和天然邊坡加固，是一項(xiàng)實(shí)用的原位巖土加筋技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)階段的定義，土釘是不加預(yù)應(yīng)力的錨桿。 按施工方法、土釘可分鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘三類(lèi) 。使用性如下表

20、表表61 土釘?shù)氖┕し椒疤攸c(diǎn)土釘?shù)氖┕し椒疤攸c(diǎn)土釘類(lèi)別（按施工方法）施工方法及原理特點(diǎn)及應(yīng)用狀況鉆孔注漿型土釘先在土坡上按設(shè)計(jì)角度鉆一定深度的孔，直徑為100200，然后插入鋼筋、鋼桿或鋼絞索等小直徑的桿件，再用壓力注漿充實(shí)孔穴，形成與周?chē)馏w密實(shí)粘合的土釘，最后在坡面上設(shè)置與土釘端部的聯(lián)系構(gòu)件，從而構(gòu)成一個(gè)具有自撐能力且能支撐其后來(lái)加固體的加筋域應(yīng)用最多， 可用于永久性或臨時(shí)性的支擋工程中打入型土釘采用專(zhuān)門(mén)的機(jī)械，將鋼筋直接打入邊坡中。長(zhǎng)度一般不超過(guò)6m，如氣動(dòng)土釘機(jī)每小時(shí)可施工15根。其提供的摩阻力較低，因而其設(shè)計(jì)密度與釘桿表面積均大于注漿型土釘。多用于臨時(shí)支護(hù)工程。射入型土釘由采用壓

21、縮空氣的射釘機(jī)依設(shè)計(jì)角度將直徑為2538、36m 的光直鋼桿（或空心鋼管）射入土中，土釘可采用鍍鋅或環(huán)氧防腐套。土釘頭通常配有螺紋，以附設(shè)面板。射釘機(jī)可置于一履帶式車(chē)上，帶有一專(zhuān)門(mén)的伸臂。施工快速、經(jīng)濟(jì)，適用于多種土層，但在工程中應(yīng)用不廣。 (一)對(duì)場(chǎng)地鄰近建筑物影響小; (二)施工機(jī)具簡(jiǎn)單、施工靈活; (三)經(jīng)濟(jì)效益好 ; 1、土釘施工時(shí)一般要先開(kāi)挖土層12m深 ,要有自穩(wěn)性。 2、土釘施工時(shí)要求坡面無(wú)水滲出 。 3、軟土開(kāi)挖支護(hù)不宜采用土釘。 (3)軟土開(kāi)挖支護(hù)不宜采用土釘。 主要相同之處為： (1)加筋體(拉筋或土釘)均處于無(wú)預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，只有在土體產(chǎn)生位移后，才能發(fā)揮其作用。 (2)加筋

22、體抗力都是加筋體與土之間產(chǎn)生的界面摩阻力提供的，加筋土體內(nèi)部本身處于穩(wěn)定狀態(tài)它們承受著其后外部土體的推力，類(lèi)似于重力式擋墻的作用。 (3)面層(加筋土擋墻面板為預(yù)制構(gòu)件，土釘面層是現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土)都較薄，在支擋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定中不起主要作用。 (1)雖然竣工后兩種結(jié)構(gòu)外觀相似，但其施工程序卻截然不同 。土釘是自上而下，而加筋土墻是自下而上。 （2）土釘是一種原位加筋技術(shù)，是用來(lái)改良天然土層的，不像加筋土擋墻那樣、能夠預(yù)定和控制加筋土的性質(zhì)。 （3）土釘技術(shù)通常包含使用注漿技術(shù)，使筋體和其周?chē)翆诱辰Y(jié)起來(lái)，荷載通過(guò)漿體傳遞給土層。在加筋土擋墻中，摩阻力直接產(chǎn)生于筋條和土層間。 (4)土釘既可水平布

23、置，也可傾斜布置。當(dāng)其垂直于潛在滑裂面設(shè)置時(shí)，將會(huì)充分地發(fā)揮其抗力。而加筋土擋墻內(nèi)的拉筋一般為水平設(shè)置(或很小角度的傾斜布置)。 土層錨桿施加預(yù)應(yīng)力，相比之下，土釘則不予張拉，在發(fā)生少量(雖然非常小)位移后才可發(fā)揮作用。 土釘長(zhǎng)度(一般為3一l 0m)的絕大部分和土層相接觸，而土層鋪桿則是通過(guò)末端固定的長(zhǎng)度傳遞荷載。 由于土釘安裝密度很高(一般每0540m2一根)。 因錨桿承受荷載很大，在錨桿的頂部安裝適當(dāng)?shù)某休d裝置 。 錨桿往往較長(zhǎng)(一般為1545m)，因此需要用大型設(shè)備來(lái)安裝。 (一)提高原位土體強(qiáng)度； (二)土與土釘間相互作用，在土釘加筋的邊坡內(nèi)，同樣存在著主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū)主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū)內(nèi)

24、土體與土釘間摩阻力發(fā)揮方向相反，而被動(dòng)區(qū)內(nèi)土釘可起的到錨固作用。 (三)面層土壓力分布：是折線分布，不是主動(dòng)土壓力分布形式。 (四)破裂面型式：如圖所示（王步云）： (1)加筋區(qū)必須能抵抗其后面的非加筋區(qū)的外椎力而不能滑動(dòng)； (2)在加筋區(qū)自重及其所承受側(cè)向土壓力共同作用下，不能引起地基失穩(wěn)； (3)擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，必須考慮防止深層整體破壞。 (1)單根土釘必須能維持其周?chē)馏w的平衡，這一局部穩(wěn)定條件控制著土釘?shù)拈g距； (2)為防止土釘與土間結(jié)合力的不夠，或土釘斷裂而引起加筋區(qū)整體滑動(dòng)破壞，因此要求控制土釘?shù)乃栝L(zhǎng)度。 (1) 根據(jù)土坡的幾何尺寸(深度、切坡傾角)、土性和超載情況，估算潛在破裂

25、面的位置。 (2)選擇土釘?shù)男褪?、截面積、長(zhǎng)度； (3)驗(yàn)算土釘結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部穩(wěn)定性。 1土釘長(zhǎng)度: 已有工程的土釘實(shí)際長(zhǎng)度L，均不超過(guò)土坡的垂直高度。其長(zhǎng)度比(土釘長(zhǎng)度與坡面垂直高度之比)一般為05一08；用于冰磧物或泥灰?guī)r邊坡時(shí)，長(zhǎng)度比一般為0506。 2土釘孔徑及間距布置: 土釘孔徑dh、可根據(jù)成孔機(jī)械選定。國(guó)外對(duì)鉆孔注漿型土釘鉆孔直徑一般為76150 mm；國(guó)內(nèi)采用的土釘鉆孔直徑一般為100200mm。 土釘間距包括水平間距(行距)相垂直間距(列距)。對(duì)鉆孔注漿型土釘，應(yīng)按68倍土釘鉆孔直徑選定土釘行距和列距，且應(yīng)滿足： Sx、Sy土釘行距、列距； K注漿工藝系數(shù)，對(duì)一次性壓力注漿工藝，

26、取1525 ； 3土釘主筋直徑的選擇：釘?shù)慕畈闹睆娇砂聪率焦浪悖?LdKSShyxyxbSSd3102520 1國(guó)內(nèi)方法 (1)抗拉斷裂極限狀態(tài)：在面層土壓力作用下，土釘將承受抗拉應(yīng)力。為此，土釘主筋的直筋應(yīng)滿足公式： 式中：Ei第i列單根土釘支承范圍內(nèi)面層上的土壓力，可按下式計(jì)算：5 . 142iybEfd qi第i列土釘處的面層土壓力，可按下式計(jì)算： hi土壓力作用點(diǎn)至坡頂?shù)木嚯x，當(dāng)時(shí)，取05H； H土坡垂直高度； r土的重度；yxiiSSqEieihKmq me工作條件系數(shù)。對(duì)使用期不超過(guò)二年的臨時(shí)性工程，me10；對(duì)使用期超過(guò)二年的永久性工程，me12； K土壓力系數(shù)，取12(K0十K

27、a)。其中Ko、Ka分別為靜止、主動(dòng)土壓力系數(shù)； fy主筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 在面層土壓力作用下，土釘內(nèi)部潛在滑裂面的有效錨固段應(yīng)具有足夠的界面摩阻力而不被拔出。為此，應(yīng)滿足下式： 式中：Fi第i列單根土釘?shù)挠行у^固力， KEFiieihiLdF 土釘與土間的極限界面摩阻力，應(yīng)通過(guò)抗拔試驗(yàn)確定。 可查表確定。 K安全系數(shù)，取1320，對(duì)臨時(shí)性土釘工程取小值，水久性土釘工程取大值 （3）在設(shè)計(jì)土釘時(shí)，陳良奎建議按園弧破壞面采用普通條分法對(duì)支護(hù)作整體穩(wěn)定性分析，取單位長(zhǎng)度支護(hù)進(jìn)行計(jì)算，按下式算出內(nèi)部整體穩(wěn)定性安全系數(shù)為： 式中：Wi,Qi作用于土條i的自重和地面荷載、地下荷載； iiikhkkiij

28、jkhkkiiiiSQWSRbCSRQWFsincos/cos/tansin/tancos K第k 排土釘軸線與該破壞面之間的夾角； Shk第k 排土釘?shù)乃介g距 ; 對(duì)于土體破壞面上每一土釘達(dá)到極限抗拉能力Rk，按下式計(jì)算取小值： 按土釘?shù)氖馨螚l件 ： aldR0 式中：do 土釘孔徑； d 土釘鋼筋直徑； la土釘在破壞面一側(cè)伸入穩(wěn)定土體中的長(zhǎng)度； 土釘與土體之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度，即摩阻力； fyk鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；ykfdR41.12 對(duì)于支護(hù)底部的土釘，尚應(yīng)考慮破壞面外側(cè)土體和噴混凝土脫離土釘滑出的可能，其最大抗力尚應(yīng)滿足下式： 式中Rl為土釘端部與面層連接處的極限抗拔力。laRlld

29、R0 (1)土釘與土間的界面摩阻力：對(duì)沒(méi)有超載或均勻超載情況，土釘結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生破裂面與垂線的傾角為 考慮作用于土釘側(cè)面的水平應(yīng)力，土釘與土間的界面摩阻力為： 21900022KhtgLFieiNi Lei土釘有效錨固長(zhǎng)度； 土與土釘間摩擦角； K。一靜止土壓力數(shù)，k0=1-sin，其中為土的摩擦角； 土釘有效錨固長(zhǎng)度以上的土層厚度。 計(jì)算單位寬度內(nèi)若干土釘?shù)目偰ψ枇皞?cè)向總壓力E：ih 式中：Ka主動(dòng)土壓力系數(shù)，可按下式計(jì)算： 土的重度； H土坡垂直高度。 221HKEa5 . 05 . 1sinsinsinsinaK (2)土釘承受的拉力：每根土釘中產(chǎn)生的拉力可假定為作用于土釘所控制坡面面層

30、上的側(cè)向土壓力。由于面層上的側(cè)向土壓力是隨著土釘設(shè)置深度的增大而增大。為此，最低層的土釘上的拉力將是最大，其值可按下式計(jì)算：EFKNi/yxmaSShKT 式中：T一土釘上的拉力； hm_最低層土釘?shù)纳疃龋?其他符號(hào)同前。 當(dāng)土釘主筋具有極限強(qiáng)度時(shí)fu，材料抗拉安全系數(shù)為：TdfKbu42 土釘加筋土體形成的結(jié)構(gòu)可看作為一個(gè)整體。為此，其外部穩(wěn)定性分析可按重力式擋墻考慮，包括土釘結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定、抗滑移穩(wěn)定以及地基強(qiáng)度等驗(yàn)算。 某工程的辦公樓南側(cè)有一高于建筑物室外標(biāo)高35m的黃土陡坡，在其下再開(kāi)挖基坑深度40m，即整個(gè)邊坡高度為75m邊坡坡度80。邊坡土質(zhì)為黃土狀粉質(zhì)粘上，天然重度176kNm

31、3，粘聚力以c30kNm2，內(nèi)摩擦角270。計(jì)算表明，天然邊坡不能滿足穩(wěn)定性要求，因而采用土釘墻支檔。 土釘?shù)拈L(zhǎng)度取邊坡高度的70，即525m，最后選取為6m。 土釘鉆孔直徑dh，由施工機(jī)械而定，本工程dh120mm。 土釘間距可由式(61)確定，在工程中采用一次灌漿工藝，取K=15，并選用Sx=Sy =10 m。 土釘主筋直徑db可按式(62)確定，本例選用db=22。 2土釘結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算：(1)根據(jù)原位抗拔試驗(yàn)的結(jié)果，土釘與土間的界面摩阻力 =30kPa. (2)土釘結(jié)構(gòu)面層上的土壓力分布可由式(64)計(jì)算求得，其結(jié)果如圖611所示。 (3)土釘結(jié)構(gòu)內(nèi)部潛在破裂面簡(jiǎn)化形式如圖612

32、所示。 抗拔安全系數(shù)為 (滿足要求)。 kNLdFeihi39.4225. 2612. 014. 330kNSSqEyxi9 .300 . 10 . 19 .3030. 137. 1iiEFK 在最危險(xiǎn)情況時(shí)，土釘抗拉安全系數(shù)為： （ 6)土釘結(jié)構(gòu)外部穩(wěn)定性驗(yàn)算。經(jīng)驗(yàn)算，土釘結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性、抗滑移穩(wěn)定性以及地基強(qiáng)度均滿足要求；此處計(jì)算從略。2/310mmNfy5 . 18 . 39 .30410310022. 014. 34322iybEfd (一)開(kāi)挖和護(hù)面： 基坑開(kāi)挖應(yīng)分步進(jìn)行，分步開(kāi)挖深度主要取決于暴露坡面的“直立”能力。 (二)排水： 應(yīng)提前沿坡頂挖設(shè)排水溝排除地表水，并在第一步開(kāi)

33、挖噴射混凝土期間可用混凝土做排水溝覆面。一般對(duì)支擋土體有以下三種主要排水方式： 1淺部排水： 使用300一400mm長(zhǎng)的管子可將坡后水迅速排除。這些管子直徑通常為10，其間距依地下水條件和凍脹破壞的可能性而定。 2深部排水： 用開(kāi)縫管做排水管，長(zhǎng)度通常比土釘長(zhǎng)，管徑500mm，上斜50或l00。其間距決定于土體和地下水條件，一般坡面每大于3布置一個(gè)。 在噴射混凝土坡面前，貼著坡面按一定的水平間距布置豎向排水設(shè)施；其間距決定于地下水條件和凍脹力的作用，一般為15m。這些排水管在每步開(kāi)挖的底部有一個(gè)接口，貫穿于整個(gè)開(kāi)挖面。在最底部由泄水孔排入集水系統(tǒng)。排水道可用土工聚合物預(yù)制，并要保護(hù)以防止噴射混凝土?xí)r滲入混凝土。 在多數(shù)情況下，土釘施工可按土層錨桿技術(shù)規(guī)范和條例進(jìn)行 。 1成孔： 當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用多節(jié)螺紋鉆頭干法成孔。 （1）復(fù)合鉆進(jìn) ；(2)螺旋鉆進(jìn) ； 顯然，在用打入法土釘設(shè)置時(shí)，不需進(jìn)行預(yù)先鉆孔。在松散的弱膠結(jié)粒狀土中應(yīng)用時(shí)常用注漿花管來(lái)作為土釘。 2清孔：采用05一06MPa壓縮空氣將孔內(nèi)殘留及松動(dòng)的廢土清除干凈。當(dāng)孔內(nèi)土層的濕度較低時(shí)，需采用潤(rùn)孔花管由孔底向孔口方向逐步濕潤(rùn)孔壁，潤(rùn)孔花管內(nèi)噴出的水壓不宜超過(guò)015M