土钉支护结构的设计及应用

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1、土钉支护结构的设计及应用刘容地，刘增荣(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：土钉支护是用于土体开挖和深基坑施工时保证边坡稳定的一种新技术，该技术具有材料用量少、施工速度快、安全可靠、经济等特点。本文首先结合土钉墙的概念介绍了土钉与锚杆的区别，然后阐释了土钉的构造、设计原则及稳定性分析的方法，最后分析了西安建筑科技大学华清学院的土钉支护实例。对其中两个剖面的设计过程进行了详细说明。并进行了稳定性验算，由此指出了土钉墙广阔的应用前景。关键词：土钉墙；锚杆；支扩；设计中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1672—40ll(2011)02一Oc

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6、itycheckiIIgisc小riedout，thu8pointtothebroad叩pIicali∞pr08pec协ofsoilnailingwau．Keywords：∞il嘲ilingwau；ancIlorbolt；support；desi印l土钉墙的概念土钉墙是一种原位土体加筋技术，是以较密排列的土钉体作为主要受力构件，通过设置于坡体中的土钉体与其周围土体牢固粘结形成的复合体以及面层共同作用，来加固原位土体，并较大限度地发挥土体自身强度的一种复合挡土护坡结构。其作用类似于重力式挡土墙，用于深基坑支护与天然土坡的稳定。2土钉支护与锚杆支护的区别土钉的产生和锚杆的

7、发展过程是密不可分的，但它们存在着本质差别：①锚杆分为自由段和锚固段，在自由段长度上锚杆受到同样大小的拉力；而土钉所受的拉力沿通作者简介：刘容地(1986一)．河南南阳人、硕士研究生，研究方向高层建筑基础与地基设计理论。长都是变化的，土钉总的支护力将从一个潜在滑动面变化到另一个；②土钉是被动受力，只有在土体发生变形以后土钉才受力，从而约束土体的进一步变形；锚杆是主动受力，一般都在设置时预加拉应力，给土体以主动约束；③土钉设置密度远大于锚杆密度，靠土钉的相互作用形成复合整体作用，个别土钉发生破坏或不起作用，对整个结构物影响不大；对于锚杆来说每个杆件都是重要的受力部件；④

8、锚杆一般较长，多在15—45m之间，直径较大，施工机具也较大；土钉的长度相应较短，直径较小；⑤锚杆挡墙体系的锚索由于有预应力，必须使用特别牢固的锚头与挡墙连接，才能共同工作；而土钉没有强度和刚度较大的刚性挡土结构物，其面层不是主要受力构件，锚头用一小块钢板同杆件连接起来即可。3土钉支护的设计3．1土钉墙的构造土钉墙是由土钉体、土钉墙范围内的土体和面层组成。最常用的是钻孑L注浆钉，先在土中成孔然后置入钢筋或钢管等细长金属杆件，再沿全长注浆填孔，这样土钉体是由土钉钢筋和外裹的注浆层组成；面层一般采用网喷混凝土做成；原位土体是土钉墙支护体系中的重要组成部分。必要时要有良好的

9、排水系统，以防止地表水渗透对混凝土面层产生压力，并降低土体强度和土体与土钉之间的界面粘结力。为了保证土钉位于孔的中央，能够与浆体充分的接触，通常沿土钉主筋每间隔2—3m设置对中定位架。土钉与匾层钢筋网的连结一般采用井字加强钢筋焊接或端部螺杆加螺母、垫板连接体系。土钉体及面层构造见图l。圈l土钉体及面层构造3．2土钉墙的设计原则(1)土钉墙墙面的坡度宜为1：O．1一O．7，一般不宜大于1：O．1。在周边条件允许的情况下，最好设计较缓的坡度，以降低对土钉的设计要求。(2)土钉倾角一般在0—250之间，有限元分析表明，当土钉倾角较小或为零时，支护的变形最小