土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)

1、土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)摘要：土釘墻是由天然土體通過(guò)土釘墻 就地加固并與噴射砼 面板相結(jié)合，形成一個(gè) 類(lèi)似重力擋墻以此來(lái)抵抗墻后的土 壓力，從而保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定，這個(gè)土擋墻稱(chēng)為土釘墻。土釘墻是 通過(guò)鉆孔、插 筋、注漿來(lái)設(shè)置的，一般稱(chēng) 砂漿錨 桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形 成土釘。土釘 墻的做 法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類(lèi)似，故也 稱(chēng)為噴錨網(wǎng)加固邊坡或 噴錨網(wǎng)擋墻，建筑基坑與護(hù)坡技 術(shù)規(guī)程(JGJ120 - 99 ) 正式定名為土釘墻。關(guān)鍵詞：土釘擋墻設(shè)計(jì)概念土釘墻是由天然土體通過(guò)土釘墻 就地加固并與噴射砼 面板相結(jié)合，形成一個(gè) 類(lèi)似重力擋墻以此來(lái)抵抗墻后的土 壓力，從而保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定

2、，這個(gè)土擋墻稱(chēng)為土釘墻。 土釘墻是通過(guò)鉆孔、插筋、注漿來(lái)設(shè)置的，一般稱(chēng)砂漿錨 桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形 成土釘。土釘 墻的做 法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類(lèi)似，故也 稱(chēng)為噴錨網(wǎng)加固邊坡或 噴錨網(wǎng)擋墻，建筑基坑與護(hù)坡技 術(shù)規(guī)程(JGJ120 -99 ) 正式定名為土釘墻。土釘墻的發(fā)展50年代末期通過(guò)土層錨桿的使用使擋土結(jié)構(gòu)有了新發(fā) 展，在基坑開(kāi)挖前先建造樁、地下連續(xù)墻、板樁等利用土 層錨桿對(duì)其進(jìn)行背拉從而形成錨桿式擋墻。10年后出現(xiàn)了 錨桿構(gòu)造墻，它是利用砼構(gòu)件排列在開(kāi)挖過(guò)程中的土層表 而，用錨 桿進(jìn)行背拉，這是一種可以與挖方工程同時(shí)進(jìn)行 作業(yè)的方式。60年代出現(xiàn)了加筋土墻，

3、一般在 填方區(qū)如筑路、平整 場(chǎng)地填方區(qū)域形成的擋土墻，在分層回填土方時(shí)分層鋪放 土工織物 并于預(yù)制砼面 板拉結(jié)，形成加筋土擋墻。70年代 出現(xiàn)了土釘墻，1972年法國(guó)承包商在 法國(guó)凡爾賽市 鐵路邊 坡開(kāi)挖進(jìn) 行了成功應(yīng)用。1979年巴黎國(guó)際土加固會(huì)議之后 在西方得 到廣泛應(yīng)用，1990年在美國(guó)召開(kāi)的擋土墻 國(guó)際學(xué) 術(shù)會(huì)議上，土釘墻作為一個(gè)獨(dú)立的專(zhuān)題與錨桿擋墻并列， 使它成為一個(gè)獨(dú)立的土加固學(xué)科分支土釘墻的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍土釘墻應(yīng)用于基坑 開(kāi)挖支護(hù)和挖 方邊坡穩(wěn)定有以下特 點(diǎn)：（1）形成土釘復(fù) 合體、顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和 承受邊坡超載的能力。（2）施工設(shè)備簡(jiǎn) 單，由于釘長(zhǎng)一般比錨桿的長(zhǎng)度小 的

4、多，不加予應(yīng)力所以設(shè)備簡(jiǎn)單。（3）隨基坑開(kāi)挖 逐層分段開(kāi)挖作業(yè)，不占或少占單 獨(dú)作業(yè)時(shí)間，施工效率 高，占用周期短。（4）施工不需單 獨(dú)占用場(chǎng)地，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狹小，放坡困 難，有相鄰建筑物時(shí)顯示其優(yōu)越性。（5）土釘墻成本 費(fèi)較其他支護(hù)結(jié)構(gòu)顯著降低。（6）施工噪音、振動(dòng)小，不影響環(huán)境。（7）土釘墻本身變形很小，對(duì)相鄰建筑物影響不大。土釘墻的應(yīng)用領(lǐng)域土釘墻不僅應(yīng)用于臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，而且也應(yīng)用于永久 性構(gòu)筑物，當(dāng)應(yīng)用于永久性構(gòu)筑物時(shí)，宜增加噴射砼面層 的厚度并適當(dāng)考慮其美觀，目前土釘墻的應(yīng)用領(lǐng)域主要有:(1)托換基礎(chǔ)(2)基坑支擋或豎井(3)斜坡面的擋土墻斜坡面的穩(wěn)定與錨桿擋墻結(jié)合作斜面的防護(hù)鉆孔注漿型土釘

5、墻 系逐層向下開(kāi) 挖方式，每一臺(tái)階高 度為12米，在施工土釘桿、面層噴射 砼期間，坡段 處無(wú) 支撐狀態(tài) 下需能保持自立穩(wěn)定，因此 主要適用于：有一定粘結(jié) 性的雜填土、粘性土、粉土、黃土 與弱膠結(jié)的砂土邊坡。適用于地下 水位低于開(kāi)挖 層或經(jīng)過(guò)降水 使地下 水位低于開(kāi)挖標(biāo)高的情況。(3 )對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)貫 入擊數(shù)(N)低于10擊的砂土邊坡 采用土釘法一般不經(jīng)濟(jì)。(4 )對(duì)于朔性指數(shù)Ip20的土，必須注意仔細(xì)評(píng)價(jià) 其蠕變特性后方可采用。對(duì)于含水豐 富的粉細(xì)砂層，砂卵石層土釘法是 不行的。不適用于沒(méi) 有臨時(shí)自穩(wěn)能力的淤泥土層，流朔 狀態(tài)的軟 粘土保持成孔 時(shí)的孔壁的穩(wěn) 定比較困難且 界面摩 阻力很低，技術(shù)經(jīng)

6、濟(jì)效 益不理想，因 此也不宜采用。(7 ) 土釘不適宜 在腐蝕性土如煤渣、煤灰、爐渣、 酸性礦物廢料等土質(zhì)作永久性支擋結(jié)構(gòu)。土釘墻的基本原理5. 1土釘墻的作用原理土體的抗剪強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)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(kāi)挖時(shí)，可存在使邊坡 保持直立的臨界高度，但在超過(guò)這個(gè)深度或有地面超載時(shí) 將會(huì)發(fā)生突發(fā)性的整體破壞。一般護(hù)坡措施均基于支擋護(hù) 坡的被動(dòng)制約機(jī)制，以擋土結(jié)構(gòu)承受其后的土體側(cè)壓力， 防止土體整體穩(wěn)定性破壞。土釘墻技術(shù)則是在土體內(nèi)放置 一定長(zhǎng)度和分布密度的土釘體與土共同作用，彌補(bǔ)土體自 身強(qiáng)度的不足。因此通 過(guò)以增強(qiáng)邊坡土體自身穩(wěn)定 性的主 動(dòng)制約機(jī)制為基礎(chǔ)的復(fù)

7、合土體。不僅 效地提高了土體的整 體剛度，彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過(guò)相互 作用、土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)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，更重要的是 土釘墻受荷載過(guò)程中不會(huì)發(fā)生素土邊坡那樣的突發(fā)性塌 滑，土釘墻不僅延遲塑性變形發(fā)展階段，而且具有明顯的 漸進(jìn)性變 形和升裂破壞，不會(huì)發(fā)生整 體性塌滑。5. 2土釘?shù)淖饔脵C(jī)理土釘在復(fù)合土體內(nèi)的作用有以下幾點(diǎn)：土釘對(duì)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(gè)整體。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(qiáng)度，所以 土體進(jìn)入 塑性狀態(tài)后，應(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)

8、移，土釘 分擔(dān)作 用更為突出。土釘起著應(yīng) 力傳遞與擴(kuò)散作用推遲開(kāi)裂區(qū)域的 形成和發(fā)展。坡而變形的 約束作用，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(kāi)挖卸荷而膨脹變 形，加強(qiáng)邊界約束的作用。設(shè)計(jì)基本原則與注意事項(xiàng)土釘墻結(jié)構(gòu)采用以分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)分為下列兩類(lèi)：一類(lèi)是承載能 力的極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或土體失 穩(wěn)，過(guò)大 變形，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞。另一 類(lèi)是正常使用極限狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)變形已妨 礙地下 結(jié)構(gòu)施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。土釘墻設(shè)計(jì)計(jì)算要 考慮基坑側(cè)壁 安全等級(jí)分別采用不 同的重要性系數(shù)r。土釘

9、墻承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算土釘墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式應(yīng)進(jìn)行 承載能力極限狀 態(tài)的計(jì)算，包括土釘抗拉承載力土釘墻整體穩(wěn)定性驗(yàn)算； 單根土釘在園弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力計(jì) 算；計(jì)算公式從略。土釘墻支護(hù)方案的確定基坑開(kāi)挖方案、以及土釘墻支護(hù)方案的采用事先要充 分熟悉和掌握基坑周邊的環(huán)境狀態(tài)。如基坑開(kāi)挖影響范圍 內(nèi)的原有建筑物、構(gòu)筑物、道路、地下設(shè)施、各種地下光 系管線(xiàn)、巖土體及地下水等情況以及邊緣的滑塌，土體變 形可能造成的危害要有充分的估計(jì)，以及必 要的防護(hù)措施。 通常對(duì)場(chǎng) 地周邊的排水、截水、降低 地下水位，附 近建筑 物的沉降觀測(cè)、道路、地下管線(xiàn)的下 沉、變形，防 止管線(xiàn) 破裂都要采取監(jiān)控，防止意外事故的發(fā)生。63 土釘墻的構(gòu)造要求：土釘墻的墻面 坡度不宜大于1: 0.1。土釘外露端部 和層面有效連接在一起，設(shè) 承壓板和加強(qiáng)筋。土釘長(zhǎng)度宜為 開(kāi)挖深度0.51.2倍，土釘?shù)拈g距 宜為0.61.2m，土釘與 水平夾角為1020。土釘宜選用II、III級(jí)鑼紋鋼 筋，直徑1632,