土钉墙喷锚支护在某边坡工程中的应用

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1、土钉墙喷锚支护在某边坡工程中的应用孙金坤1,2何鑫1冯云平1,3谢治英1,2（1.攀枝花学院土木工程学院，四川攀枝花617000；2.攀枝花学院工程结构研究所，四川攀枝花617000；3.四川省八佾建筑设计研究院，四川攀枝花617000）【摘要】以攀枝花某路段边坡支护加固为例,在对土钉墙喷锚支护技术分析的基础上，对该工程土钉墙喷锚支护的设计、施工、稳定性验算及后期观测进行了实践研究，并对该支护工程监测数据进行分析，为同类工程边坡支护提供有益参考。【关键词】土钉墙喷锚支护；边坡工程；稳定性验算；施工；

2、监测土钉墙喷锚支护就是在边坡表面铺设钢筋网、喷射混凝土，然后间隔一定距离埋入土钉，使混凝土、钢筋网、锚杆以及岩土体之间组成了一个受力整体，从而提高边坡的稳定性。其作用机理为：高压喷射混凝土与钢筋网能及时稳定和加固土体，充分发挥了岩土体自承能力，同时能有效防止风化、侵蚀等现象对边坡的破坏，土钉则可加强岩土体自身的各项性能，使抗剪强度等指标大幅度提升。该技术以其可靠性高、造价低等特点在工程实际中得到了广泛的运用[1][2]。本文结合某边坡工程加固处理方案，对土钉墙喷锚支护的设计、稳定性验算及后期观测进行

3、了深入说明，为同类工程提供有益参考。1工程概况攀枝花某路段建设中，需对密地Ⅱ号边坡进行加固处理，该边坡高度为12.4m，长23.2m，场地四周没有大型的建筑物和构筑物，勘察时未发现有断裂通过和不良地质作用。场地的地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，现场如图1所示。根据勘察资料和开挖的情况并参照攀枝花地区同类岩土试验及地区经验[3]，边坡开挖范围内，主要土层及其力学性能指标如表1所示。图1密地Ⅱ号边表1边坡土层物理参数土层数厚度重度粘聚力内摩擦角粉质粘土2.4191520昔格达土3.01

4、92520强风化花岗岩7.02230352边坡支护设计根据周边场地条件，边坡坡顶超载取5KPa，放坡坡度为1：0.3，经综合考虑采用土钉墙喷锚支护进行边坡加固[4][5][6]。延边坡高度方向布置11排锚杆，竖向间距为1m，水平方向间距均为1.5m，土钉的直径为20mm，均以倾角为10°植入，如图2所示。钢筋网采用10@150双向设置，加强主筋采用Ф18@1500×1000,呈十字形与钢筋网焊接。面层喷射混凝土厚80mm，混凝土强度等级为C20，强度不小于10MPa。施工中，土钉成孔直径不小于100

5、mm，放入钢筋后向孔内注浆，水泥水灰比为0.5，水泥砂浆类型选为M20。图2边坡支护示意图图3计算简图3稳定性验算依照经验及工程实例参照，对边坡土钉的参数进行设置后，需对边坡的稳定性进行验算，其中包括内部整体稳定性分析和外部整体稳定性分析[7]。外部稳定性分析又包括抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性等方面，可用楔形滑移面法按照重力式挡土墙的公式对其进行初步验算，及将土钉墙视为一个“土墙”，其作用机理类似于重力式挡墙。内部稳定性则可用圆弧滑移面按条分法进行验算，计算简图如图3所示。3.1抗滑动稳定性验算要求基

6、底的抗滑安全系数（抗滑力与滑动力之比）1.3，的值可由式1算出。(1)式中为挡土墙自重在垂直于基底平面方向的分力，；为挡土墙自重在平行于基底平面方向的分力，；为主动土压力，本工程中；为在垂直于基底平面方向的分力，；为在平行于基底平面方向的分力，；为土对挡土墙基底的摩擦系数，取0.2；为挡墙墙背倾角取；为挡墙基底倾角取；岩土对挡墙墙背摩擦角取。则经验算，本工程边坡=1.411.3满足要求。3.2抗倾覆稳定性验算要求抗倾覆安全系数（墙趾处抗倾覆力矩与倾覆力矩之比）1.6，可按式2进行计算。（2）式中；；

7、G为挡土墙每延米自重（KN/m），本工程值为3605.6KN/m；为土压力作用点离墙趾的水平距离；为土压力作用点离墙趾的高度。经验算，该工程=1.681.6满足要求。3.3土钉墙内部稳定性验算本工程采用条分法对土钉内部稳定性进行验算，将滑动体分为9条，如图2所示，根据大量计算经验指出，最危险滑动圆弧的两端距坡顶点和坡脚点各为0.1nh处，且最危险滑弧中心在这两点的垂直平分线上，对土钉墙内部整体稳定性进行分析，其验算公式为：（3）式（3）中，n为滑动分条数取9条；m为滑动体内钉数；为整体滑动分项系数取

8、1.3；为基坑侧壁重要性系数取1.10.；为第i分条土重；为第i分条宽度；为第i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪粘聚力标准值；为第i分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪内摩擦角标准值；为第i分条滑裂面处中点切线与水平面的夹角，如图2所示；为土钉与水平面之间的夹角，本工程均取；为第i分条滑动面处弧长；s为计算滑动体单元厚度；为第j根土钉圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉力，，其中为第j根土钉的锚固直径，为土钉穿越第i层土土体与锚固体之间极限阻力标准值，为第j根土钉在圆弧