土钉墙设计和在施工中应用

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1、土钉墙设计和在施工中应用　　摘要:简明扼要地介绍了土钉墙的发展历史，并对其特点及适用范围、基本原理、构造要求、计算公式等作了介绍，通过算例介绍土钉墙的设计计算及施工应用。关键词:土钉墙；特点；原理；公式；施工Abstract:thispaperbrieflyintroducesthedevelopmenthistoryofsoilnailwall,anditsbasicprinciple,structurecharacteristicsandapplicablescope,requirementsandcalculationformulaareintro

2、duced,byanexampletointroducethedesignofsoilnailingwallcalculationandconstructionapplications.Keywords:soilnailingwall;Characteristic;Theprinciple;Formula;Theconstruction中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1前言土钉墙是一种放置在加固土体中的土钉、坡面上布置的护面板或框架梁组成的复合土体。土钉与土体依靠其之间的粘结力、摩阻力联结在一起，成为一种类似重力式

3、的档土墙结构体，以抵抗墙后土压力，使挖方边坡达到稳定。16上世纪50年代末期通过土层锚杆的使用使挡土结构有了新发展，在基坑开挖前先建造桩、地下连续墙、板桩等利用土层锚杆对其进行背拉从而形成锚杆式挡墙。60年代出现了加筋土墙，一般在填方区如筑路、平整场地填方区域形成的挡土墙，在分层回填土方时分层铺放土工织物并于预制砼面板拉结，形成加筋土挡墙。70年代，德、法、美等国对土钉进行研究与应用，1972年法国提出了新奥法原理能够用于土质边坡和软岩边坡的临时支护，并成功地应用于工程上，德国和美国也同时发展了土钉技术。我国在20世纪80年代开始应用土钉技术，并开始了土

4、钉的试验研究和工程实践。在我国，基坑支护应用土钉墙技术最为广泛。2土钉墙的基本原理16土体的抗剪强度较低，几乎可以忽略其抗拉强度，但土体具有一定的结构整体性。在土体内设置的土钉与土体共同作用，形成复合体，成为主动约束机制的复合墙体，有效提高土体的整体刚度，同时弥补了土体抗拉、抗剪的不足。通过相互作用，土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏状态，显著提高了整体稳定性。试验表明，土钉墙与素土承载力相比，土钉墙承载力为素土承载力的2～3倍。同时，土钉墙在荷载作用下，延缓了塑性变形阶段，明显地为渐进性变形和开裂，直到丧失承载能力，但不发生整体性坍

5、塌。土钉墙是通过土钉与土体之间的相互作用来实现这些性状的。这种作用主要体现在土钉与土体之间阻力的发挥程度，此外，土钉与土体之间刚度比相差较大，在土钉墙进入塑性阶段后，土钉自身的作用增强，从而改善了土钉墙塑性变形和破坏状态。土钉在土钉墙中作用大致有四种:(1)骨架约束作用;(2)分担作用;(3)应力传递与扩散作用;(4)坡面变形的约束作用。3土钉墙的特点及适用范围2.1土钉墙的特点(1)土钉与土体形成复合体，提高边坡的整体稳定性，有较好的抗震性能和延性，有效地防止边坡突然塌方的发生，有利于施工安全。(2)施工设备简单，操作方便，易于推广。(3)能与边坡开挖

6、顺序结合起来进行施工，缩短施工工期。(4)在高陡边坡防护工程中，土钉墙的材料用量少，工程造价相对较低。(5)在城市道路边坡防护工程中，可避免或减少征地拆迁量。2.2适用范围(1)16土钉墙适用于边坡稳定，地下水位以上或经降水措施后具有一定粘性的砂土或普通粘土，一般可用于N≥5的砂质土与N≥3的粘性土。(2)土钉墙也适用于现有挡土结构的加固、改造与维修工程中。4土钉墙的构造要求(1)土钉墙的适用高度为6～12m，一般不超过15m，目前亦有做到18m高。(2)土体斜面坡度一般为70O～90O。(3)土钉长度一般为拟设计挡墙高的0.5～1.2倍，其间距为1～2

7、m，土钉的入射角度为10O～200,一般取15O。土钉的初拟长度和间距可分别由下式计算。①土钉初拟长度计算:L=(0.7～1.0)·H+(0.8～1.5)式中:H：土钉墙的垂直高度(m)；L：土钉长度(m)②土钉初拟间距计算:Sx或Sy，=(6～12)·DSx·Sy≤(1.5～2.5)·D·L式中:Sx,Sy：土钉的水平距离、垂直距离(m)；D：土钉成孔孔径(m),D=0.10～0.20m(4)土钉宜采用I级以上螺纹钢筋，钢筋直径一般为二级钢16~32之间。(5)土钉墙的护面板通常用一级钢筋6~10，间距为150～300mm的钢筋网上喷射80～20016

8、mm厚C20水泥混凝土而成。(6)对于环境保护、绿化美化要求较高的坡面防护工程，