基坑与边坡工程第2章 土钉墙支护技术.ppt

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1、基坑与边坡工程第2章土钉墙支护技术制作人：周勇LanzhouUniversityofTechnology第一节概述一、土钉墙支护的概念土钉墙安西路中石油高层住宅深基坑报业大厦深基坑支护施工中的下西园超高边坡LanzhouUniversityofTechnology土钉墙主要由土钉、面层、被加固的原位土体以及必要的防排水系统组成，如下图。约束坡面的变形，并将土钉连成整体。土钉墙支护的防排水系统地表防水坡面泄水坡底排水土钉成孔注浆型直接打入型打入注浆型二、土钉墙的基本结构土钉类型施工方式优点（不）适用范围成孔注浆型先钻孔，再放置杆

2、体，最后注浆抗拔力较高、质量较可靠、造价较低适用于各种土层直接打入型直接打入钢管、角钢等型钢无需预先钻孔，对原位土的扰动较小，施工速度快不适用于服务年限大于2年的永久性支护工程打入注浆型在钢管中部及尾部设置注浆孔成为钢花管，直接打入土中后灌浆具有直接打入型土钉的优点且抗拔力较高特别适合于成孔困难的淤泥、淤泥质土等软弱土层土钉类型面层土钉墙的面层不是主要受力构件，但可以约束坡面的变形，并将土钉连成整体。面层一般采用喷射混凝土，并在其中配置钢筋网，也可采用现浇，或用水泥砂浆代替混凝土。面层及连接件当基坑较深、土的抗减强度较低时，宜

3、取较小坡度。坡度越小，土的稳定性越好，算出的土钉墙越经济。对砂土、碎石土、松散填土，确定土钉墙坡度时尚应考虑开挖时坡面的局部自稳能力。土钉墙墙面坡度不宜大于1∶0.2。土钉墙的墙面坡度（墙面垂直高度与水平宽度的比值）需要视场地环境条件而定。面层的构造要求：（土钉墙高度一般不大于12m）①喷射混凝土面层厚度宜取80mm～100mm；②喷射混凝土设计强度等级不宜低于C20；③喷射混凝土面层中应配置钢筋网和通长的加强钢筋：钢筋网宜采用HPB235级钢筋钢筋直径宜取6mm～l0mm钢筋网间距宜取150mm～250mm钢筋网间的搭接长度

4、应大于300mm加强钢筋的直径宜取14mm～20mm当充分利用土钉杆体的抗拉强度时，加强钢筋的截面面积不应小于土钉杆体截面面积的二分之一。土钉与面层的连接一般采用螺栓连接或钢筋焊接连接，其连接应满足承受土钉拉力的要求，当在土钉拉力作用下喷射混凝土面层的局部受冲切承载力不足时，应设置承压钢板或井字形加强钢筋等构造措施，如下图：连接件LanzhouUniversityofTechnology防排水系统土钉墙支护的防排水系统基坑四周支护范围内的地表应加以修整，采用水泥砂浆或混凝土护面，并修筑散水坡和排水沟，防止地表水向下渗透。在边坡

5、面层中可根据具体情况设置导流管，将面层的积后面水引到坑内排走。导流管的直径一般不小于40mm，长度为400mm～600mm，间距为1.5m～2.0m。基坑底面设置排水沟和集水井，以排除集聚在基坑内的渗水和雨水。排水沟一般距离坡脚0.5m～1.0m，内部砂浆抹面，防止渗漏。当土中地下水高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。地表防水坡面泄水坡底排水国内发展二、土钉墙支护的发展土钉与锚杆的联合应用土钉与锚杆的联合应用，使土钉墙的应用变得更为广泛，给工程建设带来了更大的经济效益。LanzhouUniversityofTechnolog

6、y土钉土体复合土体有效地提高了土体的整体刚度，弥补了土体抗拉、抗剪强度的不足。将突发性的脆性破坏相互作用应力重分布塑性破坏主动制约机制支护后支护前第二节土钉墙支护体系的工作性能分析一、土钉墙支护的基本原理整体作用机制LanzhouUniversityofTechnology土钉的作用箍束骨架作用承担主要荷载作用应力传递与扩散作用对坡面的约束作用加固土体作用LanzhouUniversityofTechnology面层的作用承受作用到面层上的土压力并将压力传递给土钉限制土体侧向膨胀变形通过与土钉紧密连接及相互作用，增强了土钉的整

7、体性防止雨水、地表水冲刷边坡及渗透一、土钉墙的受力过程分析初期土钉基本不受拉力或承受较小的力主动土压力一部分通过钉与土摩擦作用直接传递给土钉受力特征：土钉拉力在水平及竖直方向上均表现为中间大、两头小的枣核状各排土钉的受力继续加大下排土钉分担了更多的荷载受力特征：离面层近处受力较大，越远越小；最下边2～3排土钉离开挖面较近，承担了主要荷载开挖继续开挖土钉承受主要荷载，土钉在弯剪、拉剪等复杂应力状a态下注浆体破裂，钢筋屈服土体进入破坏阶段土体进入渐进性开裂破坏阶段土体进入塑性变形阶段土压力主要由土体承担阶段LanzhouUnive

8、rsityofTechnology土钉墙支护的工作性能支护面位移沿高度呈线性变化，类似绕趾部向外转动土钉在土体内空间排列形成空间骨架，起约束土体变形的作用，并与土体共同承担外荷载同一深度处土钉的拉力沿其长度变化，最大拉力部位随着基坑的开挖，从开始时靠近面层的端部，逐渐向里转移