基坑支护中土钉墙的优化设计研究.pdf

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1、基坑支护中土钉墙的优化设计研究徐伟，杨培涛(中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北武汉430010)摘要：土钉墙技术是在锚杆技术和加筋土技术的基础上发展演变而来的，是一种在原状土里面施加钢筋，与周围的岩土体相互影响作用的支护技术。本文通过实际工程中土钉墙的长度和配筋的计算，进一步研究土钉墙的作用原理及机制，对两种不同设计方案进行模拟对比分析，进而优化土钉墙基坑支护设计。关键词：土钉墙；基坑支护；优化设计中图分类号：Tu753文献标志码：B文章编号：1672—40ll(2016)03—0114—03DOI：10．3969／i．i

2、ssn．1672—4011．2016．03．059TheStudyofOpHmi臻60nDesi弘ofSonNailingWauinFound娟叫ntSuppo池gXU耽i．yAⅣG尸e如∞(cem删o，ld50眦kmC^讹肘u疵咖越E嘲胱^馏Des咖＆鼢enn娩觑sf如眦co．厶d．，慨舭，l430010，C硒m)Abstmct：Thesoilnailingwallisevolvedk峙edonanchortechnology蚰dreinforcedeanhtechnology，isakindof叩pliedI℃inf．or℃e

3、mentintIleundisnlrbedsoil．int哪ctionofrockandsoilsurmundingtllemleofsupponingtechnology．netllrougllthelengthoftllesoilnailingwallinen舀neeringpracticeandm-i—．0rcementcalcIllation．FurtherresearchmechaIlismandmech．蚰ismof80i1nailingwall，comp撕ngtIlesimIllation蛐alysis0f附okin

4、dsofdj如rentdesi印scheme，锄d￡11e叩li商28￡i册ofs础nailingwaⅡfoundationpitsupportdesign．Keywords：soilnailingwall；foundaiionpitsupport；叩-timaldesi印0前言土钉墙支护技术是一种新型的、应用广泛的支挡技术，主要用于基坑、天然边坡和人工边坡的支护。它的原理是在原状土中打孔，然后孔中布置一定直径的钢筋并且进行注浆，凝固后形成一个整体并且与周围岩土体具有很好的粘结、稳固作用，与一般挡土墙被动约束机制相比，它是用一种主

5、动约束作用对岩土体进行加固，很大程度上弥补了岩土体自身强度的缺乏。目前关于土钉墙支护方式的设计，设计者大多是结合该地区地层特点，凭经验对土钉进行设计，缺乏理论分析，往往造成工程的损失与浪费。实际工程中，设计者还需考虑各个因素的综合影响，如土钉的长度、土钉的倾角、土钉的直径以及土钉的水平和垂直间距⋯，本文着重从土钉的长度和直径进行了研究分析，从而在土钉长度和直径上对土钉墙支护优化设计提供工程参考与借鉴。l设计内容基坑支护中土钉墙设计的主要内容有：根据基坑工程特点和工程地质条件确定土钉布置方式和间距；确定土钉作者简介：徐伟(1982一

6、)，男，湖北洪湖人，工程师，主要从事岩土工程勘察、设计及项目管理工作。·114·的配筋、长度和倾角；基坑侧壁面层设计及坡顶加固处理；基于极限平衡法的土钉墙内部及整体稳定分析；布置排水系统；土钉内力、沉降变形监测。2工程设计中土钉长度和配筋的确定某工程为3栋高层，高层层数为32层，楼高96．0m，剪力墙结构，2层地下室，基坑长约180m，宽约60m，基坑开挖深度为10m。土层参数如表l，采用土钉墙支护(如图1)。土钉墙坡面比为1：0．2，土钉竖向、水平间距为1．5m，锚固体直径为d=100-姗，地面超载q=10l【Pa。基坑等级为二

7、级。表l基坑设计岩土参数裹岩土名称∥(kN·m。3)c／kPa∥(。)①素填土15．o310②黄土17．43022③古土壤19．73223图1土钉支护设计图／mm通过计算，从上到下可取土钉钢筋规格如下：第一道：dl=18mm(A¨=254．5mm2)；第二道：如=18mm(如=254．5mm2)；第三道：也=18mm(Ad254．5mm2)；第四道：出=18mm(A一254．5mm2)；第五道：也=18mm(钆254．5mo)；第六道：d6=22mm(钆380．15mm2)。可以看出，土钉墙的支护设计中，由上至下，土钉的长度越来越

8、长，土钉中钢筋的直径也呈现出上部直径小下部直径大的规律，设计中也常常遵循这个原则。然而，大量的工程实例表明，这种设计方案已经不是经济的方案，设计中着重从土钉的长度和直径来研究，既能满足整体的稳定性，又能减少工程的造价旧J。3土钉墙支护的模拟计算分析