第十二次課(土釘墻簡單介紹)

1、第八章第八章 土土 釘釘 墻墻內(nèi)內(nèi) 容容第一節(jié) 概 述第二節(jié) 結(jié)構(gòu)原理和構(gòu)造特征第三節(jié) 土釘墻設(shè)計與計算第四節(jié) 現(xiàn)場監(jiān)測與信息施工1 土釘墻的概念土釘墻的概念土釘墻是在土質(zhì)或破碎軟弱巖質(zhì)路塹邊坡中設(shè)置鋼筋土釘，靠土釘拉力維持邊坡穩(wěn)定的擋土結(jié)構(gòu)。土釘墻是從隧道新奧法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門邊坡支擋技術(shù)（圖8-1），用以提高整個邊坡的穩(wěn)定性。1 土釘墻的概念土釘墻的概念圖8-1 土釘墻示意圖2 土釘墻類型、特點及適用性土釘墻類型、特點及適用性 按施工方法土釘可分為鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘三類。其中鉆孔注漿型土釘為最常用的類型。 土釘墻結(jié)合了錨桿擋墻和加筋土擋墻的優(yōu)點，用于挖方邊坡工程，具

2、有以下特點：（1）施工的及時性。自上而下，邊開挖噴錨，可及時對邊坡進行封閉，從而保護巖土不因邊坡開挖暴露而過多降低力學(xué)強度。（2）結(jié)構(gòu)輕巧、有柔性，可靠度高。通過噴錨，與加固巖土形成復(fù)合體，允許邊坡有少量變形，受力效果大大改善。作為群體效應(yīng)，個別土釘失效對整個邊坡影響不大。（3）施工機具輕便簡單、靈活、所需場地小、工人勞動強度低。（4）材料用量小，自身成本費用較低。3 土釘墻類型、特點及適用性土釘墻類型、特點及適用性土釘墻則是在巖土體內(nèi)放置一定長度分布密度的加筋體，與巖土體共同作用，以彌補巖土體自身強度的不足，是一種增強邊坡坡體自身的穩(wěn)定性的主動制約機制為基礎(chǔ)的復(fù)合巖土體。土釘與巖土體相互作用

3、，使巖土體自身結(jié)構(gòu)強度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞性狀，顯著提高了邊坡整體穩(wěn)定性。4 土釘墻的結(jié)構(gòu)原理土釘墻的結(jié)構(gòu)原理（二）土釘?shù)淖饔脵C理（二）土釘?shù)淖饔脵C理土釘墻主要是通過釘材來加強巖石土體，其加固機理主要表現(xiàn)在以下幾方面：1增強原位于巖土體強度作用;2土釘對復(fù)合體起骨架約束作用;3土釘對復(fù)合體起分擔(dān)作用;4土釘起著應(yīng)力傳遞與擴散作用;5對坡面變形起約束作用4 土釘墻的結(jié)構(gòu)原理土釘墻的結(jié)構(gòu)原理5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征 土釘墻主要由土釘、周圍巖土體、面層和排水系統(tǒng)組成。（一）土釘（一）土釘 土釘通常采用的是用變形鋼筋和砂漿組成的鉆孔注漿釘，即先在巖土中成孔，置入釘材，然后

4、全孔注漿，釘材與外裹的水泥砂漿形成土釘體（如圖8-2）。圖8-2 土釘細(xì)部結(jié)構(gòu)圖5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征（二）面層（二）面層 土釘墻面層通常采用120200mm厚網(wǎng)噴混凝土做成，為確保土釘和面層有效連接，土釘外端設(shè)鋼墊板或加強鋼筋通過螺絲端桿錨具或焊接進行連接。網(wǎng)噴混凝土面層每隔1520m應(yīng)設(shè)置一道瀝青木板伸縮縫。5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征（三）排水系統(tǒng)（三）排水系統(tǒng) 土釘必須設(shè)置完善的排水系統(tǒng)。一般視具體情況采用截水、淺層排水及深層排水三種排水方式。5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法 土釘墻穩(wěn)定性分析是土釘墻工程設(shè)計的重

5、要內(nèi)容，也是土釘墻應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。 根據(jù)大量試驗研究與工程實踐，土釘墻可能破壞的形式分為內(nèi)部破壞（墻體內(nèi)整體失穩(wěn)和局部破壞）、外部破壞（整體側(cè)移、傾覆和整體滑移）和超量變形三種類型。 對外部破壞分析，工程中一般采用類似重力擋墻設(shè)計方法進行水平滑動穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、墻底土承載力和整體抗滑穩(wěn)定驗算。6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法（一）極限平衡法（一）極限平衡法 極限平衡法是土坡穩(wěn)定性計算較早采用的方法，也是目前土釘支護應(yīng)用最為廣泛的方法之一。就極限平衡法而言，許多國家對其進行了大量的理論和試驗研究。由于有不同的安全系數(shù)的定義，不同的土釘擋墻的破裂面形狀假定以及不同的釘土相互作用類

6、型和土釘力分布的假定，國內(nèi)外出現(xiàn)了許多種與其相應(yīng)的試驗成果一致的方法。6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法 王步云建議的方法在實際工程中應(yīng)用較為普遍，該方法也假定滑移面為雙折線，即上為直線，下為斜線，其計算方法如下。1土釘幾何尺寸設(shè)計土釘結(jié)構(gòu)尺寸由經(jīng)驗公式確定，其中（1）土釘長度設(shè)計公式為：0SmHL（8-1）6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法（2）土釘間距設(shè)計由下式確定：（3）土釘釘材直徑db按下式估算： 同時按土釘過量伸長或屈服進行土釘直徑驗算，按界面摩阻力進行錨固力計算。LdkSShyx1yxbSSd310)2520(（8-3）（8-2）6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方

7、法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法2土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定驗算（1）土釘墻土壓力計算及潛在破裂面確定 王步云假定潛在破裂面為雙折線，即墻頂至墻頂以下0.75H范圍內(nèi)的破裂面為直線，其下為斜線（圖8-3）。 土釘墻面層后土壓力強度公式為：hkmqe（8-4）6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法圖8-3 王步云法土釘墻破裂面及土壓力分布形式a）土釘墻潛在破裂面簡化圖；b）土釘墻面層土壓力簡化圖6 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法(2)抗拉斷裂驗算(3)抗拔驗算 在土壓力作用下，土釘應(yīng)具有足夠的界面摩阻力而不被拔出，應(yīng)滿足下式:5 . 142iyhEfdsieihFELd（8-6）（8-5）6

8、 土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻穩(wěn)定計算分析方法土釘墻設(shè)計一般應(yīng)遵循以下原則：1土釘墻高度宜控制在20m以內(nèi)，墻面胸坡為1：0.11：0.4，根據(jù)地形地質(zhì)條件，邊坡較高時宜設(shè)多級。多級墻上、下兩級之間應(yīng)設(shè)置平臺，平臺寬度不宜小于2m，每級墻高不宜大于10m。單級土釘墻墻高宜控制在12m以內(nèi)。2土釘?shù)拈L度一般為墻高H的0.41.0倍。巖質(zhì)邊坡宜為0.4H0.7H，巖性較差及地下水發(fā)育時取大值；非飽和土土質(zhì)邊坡宜為0.6H1.0H。 7 土釘墻設(shè)計土釘墻設(shè)計3土釘間距宜為0.752m，與水平面夾角宜為5 20 。4土釘墻設(shè)計應(yīng)遵循“保住中部、穩(wěn)定坡腳”原則。設(shè)計時邊坡中部的土釘宜適當(dāng)加密、加長、坡腳

9、用混凝土腳墻加固，并使之與土釘墻連成一個整體。5土釘墻分層開挖高度土層一般為0.52m，巖層一般為1.03m。每一層開挖的縱向長度，取決于巖土體維持不變形的最長時間及施工流程的相互銜接。 7 土釘墻設(shè)計土釘墻設(shè)計8 現(xiàn)場監(jiān)測與信息施工現(xiàn)場監(jiān)測與信息施工 現(xiàn)場監(jiān)測是土釘墻設(shè)計與施工的重要內(nèi)容。由于設(shè)計方法本身存在近似性、局限性，加之土釘墻施工中的地質(zhì)、水文、環(huán)境、天氣及施工方法等諸多不確定因素影響，致使設(shè)計方案難以完全符合工程實際，因此在施工過程中獲取施工信息，按信息施工法設(shè)計、施工顯得尤為重要。8 現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容 土釘墻現(xiàn)場監(jiān)則的內(nèi)容主要有：變形監(jiān)測、應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測、地下水動態(tài)監(jiān)測。

10、 對所有土釘墻工點均應(yīng)進行變形監(jiān)測； 對重要的土釘墻工點還應(yīng)進行應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測； 對地下水位較高施工中，需進行深層降水的土釘墻工點需進行地下水動態(tài)監(jiān)測。（一）變形監(jiān)測（一）變形監(jiān)測 在土釘墻施工期間及竣工后應(yīng)對土釘墻變形進行量測、施工中應(yīng)及時掌握地面、邊坡、坑底巖土體、支護結(jié)構(gòu)以及周圍建筑物的變形情況。 對重要部位設(shè)置監(jiān)測點，采用精密水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀測量水平和垂直位移，或采用收斂計觀測相對位移；對深層巖土體變形可采用測斜儀或分層深降儀測量。8 現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容（二）應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測（二）應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測 對重大工點，選擇代表性斷面設(shè)置鋼筋應(yīng)用計或電阻應(yīng)變片監(jiān)測土釘應(yīng)力、應(yīng)變情況。8 現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容現(xiàn)場監(jiān)測內(nèi)容 從