1、土釘墻支護(hù)第七章：土釘墻支護(hù)第七章：土釘墻支護(hù) 7.1.1 土釘墻支護(hù)的概念土釘墻支護(hù)的概念 土釘墻支護(hù)是在基坑開挖過(guò)程中將較密排列的細(xì)長(zhǎng)桿件土釘置于原位土體中，并在坡面上噴射鋼筋混凝土面層。通過(guò)土釘、土體和噴射混凝土面層的共同工作，形成復(fù)合土體。土釘墻支護(hù)充分利用土層介質(zhì)的自承力，形成自穩(wěn)結(jié)構(gòu)，承擔(dān)較小的變形壓力，土釘承受主要壓力，噴射混凝土面層調(diào)節(jié)表面應(yīng)力分布，體現(xiàn)整體作用。同時(shí)由于土釘排列較密，通過(guò)高壓注漿擴(kuò)散后使土體性能提高，在實(shí)際施工中是邊開挖邊支護(hù)。基坑坡面可以豎直90，也可是80左右，土釘長(zhǎng)度按計(jì)算確定。土釘墻支護(hù) 常用的土釘材料是變形鋼筋、圓鋼、鋼管及角鋼等。土釘材料的置入可分

2、為鉆孔置入、打入或射入方式。最常用的是鉆孔注漿型土釘。 鉆孔注漿土釘是先在土中成孔，置入變形鋼筋或鋼管，然后沿全長(zhǎng)注漿填孔。 打入土釘是用機(jī)械（如振動(dòng)沖擊鉆、液壓錘等），將角鋼、鋼筋或鋼管打入土體。打入土釘不注漿，與土體接觸面積小，釘長(zhǎng)受限制，所以布置較密，其優(yōu)點(diǎn)是不需預(yù)先鉆孔，施工極為快速。 射入土釘是用高壓氣體作動(dòng)力，將土釘射入土體。射入釘?shù)耐玲斨睆胶歪旈L(zhǎng)受一定限制，但施工速度更快。 土釘墻支護(hù)圖圖7-3 土釘墻支護(hù)施工順序土釘墻支護(hù)施工順序1開挖有限的深度開挖有限的深度 2在開挖面上設(shè)置一排土釘在開挖面上設(shè)置一排土釘 3噴射混凝土面層噴射混凝土面層4繼續(xù)向下開挖有限深度，并重復(fù)上述步驟，

3、直至所需的深度，對(duì)于繼續(xù)向下開挖有限深度，并重復(fù)上述步驟，直至所需的深度，對(duì)于注漿土釘，一般是先鉆孔，再置入土釘并注漿注漿土釘，一般是先鉆孔，再置入土釘并注漿土釘墻支護(hù)7.1.2 土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)1）土釘墻支護(hù)是通過(guò)沿土釘通長(zhǎng)與周圍土體接觸形成復(fù)合體。 在土體發(fā)生變形的條件下，通過(guò)土釘與土體接觸界面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘被動(dòng)受拉，并通過(guò)受拉工作面給土體約束加固，提高整體性和承載能力，增強(qiáng)土體變形的延性。2）土釘墻是原位土中的加筋技術(shù)，是在從上至下的開挖過(guò)程中將土釘置于土中，形成以土釘和它周圍加固了的土體為一體的類似重力式擋土墻結(jié)構(gòu)。3）土釘墻支護(hù)是邊開挖邊支護(hù)，流水作業(yè)，不

4、占獨(dú)立工期，施工快睫。4）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，施工所需場(chǎng)地小。材料用量和工程量小，經(jīng)濟(jì)效果好,成本低于灌注樁支護(hù)。5）土體位移小（約20mm），采用信息化施工，發(fā)現(xiàn)墻體變形過(guò)大或土質(zhì)變化，可及時(shí)修改、加固或補(bǔ)救，確保施工安q全。 土釘墻支護(hù)7.1.3 土釘墻支護(hù)的作用機(jī)理土釘墻支護(hù)的作用機(jī)理 在土體中放置土釘與土共同工作，形成復(fù)合土體，有效地提高土體在土體中放置土釘與土共同工作，形成復(fù)合土體，有效地提高土體的整體剛度，彌補(bǔ)土體抗拉、抗剪強(qiáng)度的不足。通過(guò)互相作用和應(yīng)力重的整體剛度，彌補(bǔ)土體抗拉、抗剪強(qiáng)度的不足。通過(guò)互相作用和應(yīng)力重分布，使土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的潛力得到充分發(fā)揮，改變土體破壞形態(tài)。分布

5、，使土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的潛力得到充分發(fā)揮，改變土體破壞形態(tài)。1）最大水平位移發(fā)生在頂部。墻體內(nèi)的水平變形隨離開墻面距離增大而）最大水平位移發(fā)生在頂部。墻體內(nèi)的水平變形隨離開墻面距離增大而減小。最大水平位移減小。最大水平位移 與開挖深度與開挖深度H及設(shè)計(jì)安全系數(shù)有關(guān)，及設(shè)計(jì)安全系數(shù)有關(guān)， /H約為約為1-3.0。2）在可能的破壞面上土釘分擔(dān)的應(yīng)力達(dá)到峰值，破壞時(shí)土體碎裂，土釘）在可能的破壞面上土釘分擔(dān)的應(yīng)力達(dá)到峰值，破壞時(shí)土體碎裂，土釘屈服或被拉出屈服或被拉出 圖圖7-4 土釘墻支護(hù)面位移土釘墻支護(hù)面位移沿釘長(zhǎng)拉力圖圖7-5土釘拉力沿沿土釘長(zhǎng)度分布土釘拉力沿沿土釘長(zhǎng)度分布maxmax土釘墻支護(hù)4）

6、土釘拉應(yīng)力沿深度變化，中間大，兩頭小，接近梯形分布。）土釘拉應(yīng)力沿深度變化，中間大，兩頭小，接近梯形分布。6）土釘墻破壞時(shí)明顯帶有平移和轉(zhuǎn)動(dòng)性質(zhì)）土釘墻破壞時(shí)明顯帶有平移和轉(zhuǎn)動(dòng)性質(zhì) （）深度（ ）/2最大拉力第開挖線土釘墻支護(hù)7.2 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)7.2.1 土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)的主要步驟土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)的主要步驟1）設(shè)計(jì)前查明場(chǎng)地周圍已有建筑物、構(gòu)筑物、埋設(shè)物和道路交通。工程）設(shè)計(jì)前查明場(chǎng)地周圍已有建筑物、構(gòu)筑物、埋設(shè)物和道路交通。工程范圍內(nèi)土層分布，土性指標(biāo)及地下水變化等情況，判斷土釘墻支護(hù)的適范圍內(nèi)土層分布，土性指標(biāo)及地下水變化等情況，判斷土釘墻支護(hù)的適用性。用性。2）根據(jù)基坑開挖

7、深度、工程地質(zhì)條件及工程性質(zhì)選擇土釘墻支護(hù)形式，）根據(jù)基坑開挖深度、工程地質(zhì)條件及工程性質(zhì)選擇土釘墻支護(hù)形式，確定土釘墻支護(hù)的平面、剖面尺寸及分段開挖長(zhǎng)度和高度。確定土釘墻支護(hù)的平面、剖面尺寸及分段開挖長(zhǎng)度和高度。3）根據(jù)土釘抗拔試驗(yàn)或土體抗剪強(qiáng)度，并參考類似工程的經(jīng)驗(yàn)，確定土）根據(jù)土釘抗拔試驗(yàn)或土體抗剪強(qiáng)度，并參考類似工程的經(jīng)驗(yàn)，確定土釘類型、直徑、長(zhǎng)度、間距、傾角及在空間的方向。釘類型、直徑、長(zhǎng)度、間距、傾角及在空間的方向。4）確定注漿方式及漿體強(qiáng)度指標(biāo)，進(jìn)行注漿配方設(shè)計(jì)。）確定注漿方式及漿體強(qiáng)度指標(biāo)，進(jìn)行注漿配方設(shè)計(jì)。5）設(shè)計(jì)噴射混凝土面層和支護(hù)頂防護(hù)措施。）設(shè)計(jì)噴射混凝土面層和支護(hù)頂防

8、護(hù)措施。6）進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定性分析和土釘抗拔力驗(yàn)算。）進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定性分析和土釘抗拔力驗(yàn)算。7）進(jìn)行外部穩(wěn)定性驗(yàn)算：）進(jìn)行外部穩(wěn)定性驗(yàn)算： 土釘墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算；土釘墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算； 土釘墻抗傾復(fù)穩(wěn)定性驗(yàn)算；土釘墻抗傾復(fù)穩(wěn)定性驗(yàn)算； 土釘墻基底承載能力驗(yàn)算。土釘墻基底承載能力驗(yàn)算。8）進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)。編制施工質(zhì)量控制要求和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求。）進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)。編制施工質(zhì)量控制要求和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求。土釘墻支護(hù)7.2.3 土釘墻支護(hù)各組成部分參數(shù)與參數(shù)的確定土釘墻支護(hù)各組成部分參數(shù)與參數(shù)的確定1土釘長(zhǎng)度土釘長(zhǎng)度 L=(0.6-1.2)H2.土釘間距土釘間距 1.22.0m,3.土釘直徑 ：

9、鋼筋一般為1832mm，角鋼一般為 55050 ，鋼管一般為504.土釘傾角 ：土釘傾角一般為020，土釘傾角取決于注漿鉆孔工藝與土體分層特點(diǎn)等多種因素。研究表明，傾角越小，支護(hù)的變形越小，但注漿質(zhì)量較難控制。傾角越大，支護(hù)的變形越大，但傾角大有利于土釘插入下層較好的土層內(nèi)。（1020為宜）。 5.注漿材料 用水泥砂漿或水泥素漿。水泥采用不低于425的普通硅酸鹽水泥，水灰比1：0.400.50。6.支護(hù)面層土釘墻支護(hù)7.2.3土釘抗力設(shè)計(jì)土釘抗力設(shè)計(jì) 1）土釘所受的側(cè)壓力）土釘所受的側(cè)壓力 （71）式中式中 土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上的側(cè)壓力（土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上的側(cè)壓力（kPa）；）； 土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上由支護(hù)土體自重土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上由支護(hù)土體自重引起的側(cè)壓力（引起的側(cè)壓力（kPa），由圖），由圖710給出；給出； 地表均布荷載引起的側(cè)壓力（地表均布荷載引起的側(cè)壓力（kPa）。）。lqpppplpqp土釘墻支護(hù)2）土釘抗拔力計(jì)算在土體自重和地表均布荷載作用下每一土釘中所受的最大拉力或設(shè)計(jì)內(nèi)力N由下式求出： （72）式中 土釘傾角； Sv土釘垂直間距；