土钉墙支护演示教学.ppt

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1、石家庄经济学院工程学院SchoolofEngineering,ShijiazhuanguniversityofEconomics基坑工程FoundationProtectedEngineering土钉支护7.1概述7.2土钉支护的基本原理7.3土钉喷射混凝土设计与验算7.4复合土钉墙支护7.5土钉支护施工7.6工程实例概念：土钉支护是由密集的土钉群、被加固的土体、喷射混凝土面层组成，形成一个复合的、能自稳的、类似于重力式挡墙的挡土结构，以此来抵抗墙后传来的土压力和其它作用力，从而使开挖基坑或边坡稳定7.1概述发展概况土钉支护技术是以新奥法理论为基础发展起来，

2、最早应用这项技术的是法国，几乎同时美国和德国发展土钉技术。我国应用土钉的首例是1980年太原煤矿设计院王步云等人将土钉用于山西柳湾煤矿的边坡工程。80年代末，北京工业大学和北京农村建筑总公司对插筋补强护坡和素土边坡进行了荷载作用下的破坏试验。解放军总参三所采用的喷锚网支护方法和岩体边坡锚固技术在1992年以后用于城市建筑基坑开挖中的支护，所以沿用喷锚网的名称。截止1997年我国的广东、海南、北京、山东、湖南、湖北、河南、河北、江苏、四川等省市已完成的土钉工程就超过了300项，其中不少是用于常规支护基坑失稳时的抢险加固或滑坍处理。7.1概述5.1概述新奥法施工

3、是由奥地利学者L.VRabcewicz1964年提出的一种施工方法，称为新奥地利施工法(NewAustriantunnelingMethod)，简称新奥法(NATM)新奥法施工的基本原理主要有以下四点:(1)充分利用和发挥围岩的自承能力；(2)增强围岩的强度，均衡围岩应力的分布并允许围岩有一定程度的变形，以减小对支护的围岩压力；(3)利用现场的监测值进行反馈施工；(4)支护结构应与围岩紧密结合，既要有一定刚度以限制围岩变形自由发展，又要有一定柔性以适应围岩适当的变形，需补强支护时宜采用锚杆、钢筋网片以至钢拱架等加固。7.1概述优点：1)能合理利用土体的自承能

4、力，将土体作为支护结构不可分割的部分2)结构轻型，柔性大，有良好的抗震性能和延性3)施工设备简单轻便，不需大型的机具和复杂的工艺4)施工方便，速度快，不需单独占用场地缺点：土钉支护的缺点和局限性主要是基坑变形大，由于土钉支护是一种被动受力支护形式，只有土体发生变形时土钉才受力，因此基坑变形位移相对较大。适用范围：1)土钉支护主要适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土2)对于无胶结砂层、砂砾卵石层和淤泥质土，土钉成孔困难，不宜采用土钉支护3)对于不能临时自稳的软弱土层，土钉支护的现场施工无法实现，因此也不能采用土钉支护7.2土钉支护的基

5、本原理土钉支护的基本原理：土与土钉共同作用，形成复合体，提高整体稳定性。北京工业大学试验证明：比素土提高2~3倍7.2土钉支护的基本原理土钉作用的机理1)土钉对复合体的骨架约束作用骨架有约束土体变形的作用2)土钉对复合体起分担作用分担比例取决于：土钉与土体的相对刚度比；土钉所处的空间位置；复合土体的应力水平3)土钉具有应力传递和扩散的作用非稳定区土体传递(土钉)到稳定区土体，并减少应力集中4)坡面变形的约束作用钢筋网喷射混凝土面板与土钉连接在一起7.2土钉支护的基本原理试验结果反映土钉支护的一些作用机理及其特点1986年法国的试验结果表明：1)土钉墙最大变形

6、发生在顶部，随着深度的增加而减小，整体上比锚杆挡墙的位移要大；墙体内的变形随离开墙面的距离增大而减小。2)土钉内力分布不均匀；破裂面附近最大，向两端越来越小3)密集土钉加固墙体，类似重力式挡墙，要验算抗滑和抗倾覆安全性4)复合墙体后的土压力分布接近三角形，在坡角处土压力减小5)很少见到混凝土面板上锚头破坏7.3土钉喷射混凝土设计土钉支护的设计内容1)确定土钉平面和剖面尺寸，及分段施工高度2)确定土钉布置方式和间距3)确定土钉的直径、长度、倾角及在空间的方向4)确定钢筋类型、直径及构造5)注浆方式、浆体强度指标6)喷射混凝土面层设计及坡顶防护措施7)土钉抗拔力

7、验算8)整体稳定性分析，变形预测和可靠性分析9)施工图设计及说明10)现场监测和质量控制设计7.3土钉喷射混凝土设计设计原则1)设计时确定分段施工高度后，需要进行各施工阶段的整体稳定性分析。2)一般按平面应变问题计算，对于基坑面上靠近凹角的区段，可按三维问题的有利影响对设计参数作部分调整，对于靠近凸角的区段，应局部加强。3)对于重要的基坑工程，采用有限元法进行计算。7.3土钉喷射混凝土设计设计要求1)一般用于基坑在12m左右的边坡，斜面坡为70~90。2)土钉长度一般为开挖深度的0.5~1.2倍，其间距1~2m，土钉与水平面夹角为5~20。3)土钉须和面

8、层有效连接在一起，常设有承压板和加强钢筋4)土钉应采