《深基坑工程7》PPT课件

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1、4.4土钉墙的设计计算方法土钉墙支护技术的发展始于20世纪70年代，其设计思想源于60年代初的隧洞围岩支护的“新奥法”，即在充分考虑结构本身的自承能力前提下进行支护设计。土钉墙支护技术是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。由于其节约投资、施工占地少、进度快、安全可靠等优点，在深基坑开挖支护中得到较为广泛的应用。4.4.1土钉墙支护的特点及应用范围土钉墙支护的工作原理土体的抗剪强度较低，抗拉强度几乎为零，但原位土体一般具有一定的结构整体性。土钉墙支护技术的工作原理是充分利用原状土的自承能力，把本来完全靠外加支护结构来支挡的土体，通过土钉技术的加固使其成为

2、一个复合的挡土结构，则可有效地提高土体的整体强度，弥补土体抗拉、抗剪强度的不足。土钉墙支护是由被加固土体、放置在其中的土钉体和喷射混凝土面层组成，天然土体通过土钉的加固并与混凝土面板相结合，共同抵抗土压力和其它荷载，以保证边坡的稳定性。4.4.1土钉墙支护的特点及应用范围土钉在土钉墙支护体系中的作用主要有如下几个方面：（1）骨架约束作用由于土钉本身的强度和刚度，以及它在土体中的空间分布，并与土体构成一个整体，从而对土体变形起骨架约束作用。（2）分担作用一方面。土钉和土体共同承担荷载和自重应力；另一方面，由于土钉有较强的抗拉、抗剪强度，所以在土体进入塑性状态后

3、，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉的分担作用更加突出。工程实践和试验表明，因为采用了土钉，使土体的塑性变形延迟，土体开裂也呈渐进性，这与土钉的分担作用是密切相关的。4.4.1土钉墙支护的特点及应用范围土钉在土钉墙支护体系中的作用主要有如下几个方面：（3）应力传递和扩散作用试验表明，随着荷载增加到一定程度，且边坡表面和内部裂缝发展到一定宽度时，此时坡角应力最大。这时下层土钉伸入滑裂面外土体中的部分仍能提供较大的抗拉力。这样，土钉通过其应力传递作用，将滑裂面内部分应力传递到后部稳定土体中，并分散在较大范围的土体内，降低了应力集中程度。（4）坡面变形的约束作

4、用坡面混凝土面板与土钉连接在一起，一方面它可以有效发挥土钉的作用，另一方面，面板也起到对坡面变形的约束作用。4.4.1土钉墙支护的特点及应用范围土钉墙的构造特点：（1）土钉的倾角较小，一般为水平或接近水平布置；（2）土钉通长注浆；（3）土钉一般不施加预应力；（4）土钉布置比较密集；（5）土钉露头部分一般挂网并喷射混凝土，形成钢筋混凝土面层。4.4.1土钉墙支护的特点及应用范围土钉墙支护的工作原理特点土钉墙的上述构造特点，决定了其作用机理特点：（1）土钉较密集地置于土体中，与周围土体通长粘结，起到加固约束土体的作用，提高了原位土体的整体性即粘聚力值；（2）土钉

5、不施加预应力，只在土体变形时被动受力；（3）内力分布为枣核形，在潜在破裂面附近受力最大。土钉、锚杆与加筋土的区别序号土钉锚杆加筋土1成孔下入，打入成孔下入在人工填土成坡过程中边填土边在填土中加筋，以增加土坡稳定性。2通长注浆仅锚固段注浆3不施加预应力可施加预应力4土钉露头部分挂网喷混凝土锚杆露头部分设置锚头5长度较短，布置较密长度较长，布置较稀疏6内力沿长度变形呈枣核形自由段内力不变7整个支护体系随土方开挖逐层施工在先施工了支护结构后随土方开挖逐层施工4.4.1土钉墙支护的特点及应用范围土钉墙支护的应用范围：（1）用于高层建筑、地下结构等基坑开挖和土坡开挖的

6、临时性支护。（2）用作洞室围岩支护、路堑路堤的土坡挡墙等永久性挡土结构。（3）现有挡土墙的维修加固和各类临时性支护失稳的抢险加固。（4）边坡加固。土钉墙支护适用于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、粘性土或非松散性的砂土，一般认为可用于标贯击数5以上的砂土和3以上的粘性土。在软弱或高水位土体中设置临时性土钉墙支护必须与其它的土体加固措施或其它支护方案联合使用。4.4.2土钉墙支护的构造除土体外，土钉墙一般由三部分组成，即土钉、面层和泄防水系统。土钉墙的构造与土体特性、支护面的坡角、支护的功能（临时性或永久性支护）、环境安全要求等因素有关。4.4.2土钉墙支护

7、的构造土钉（1）钻孔注浆土钉。这是一种最常用的土钉，即先在土中成孔，置入变形钢筋，然后沿全长注浆填孔，这样整个钢筋就由土钉钢筋和外裹的水泥砂浆（细石混凝土或水泥浆）组成。为了保证土钉钢筋处于钻孔中心位置，周围有足够的浆体保护层，需沿钉长每隔2～3m设置对中定位架。土钉钢筋直径一般为20～32mm，钻孔直径多为70～150mm。土钉钢筋多为Ⅱ、Ⅲ级螺纹钢。（2）击入式土钉。击入式土钉多用角钢（L50×50×5或L60×60×6）、圆钢或钢管。击入方式一般有：振动冲击、液压锤击、高压喷射和气动射击。对于注浆击入式土钉一般采用周面带孔的钢管，其端部封闭，并做成锥形

8、，出浆孔处可加焊倒刺形角钢以防止出浆孔堵塞。出浆口的