《土钉墙支护》PPT课件.ppt

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1、石家庄经济学院石家庄经济学院 工程学院工程学院School of Engineering,Shijiazhuang university of Economics 基坑工程基坑工程Foundation Protected Engineering土土 钉钉 支支 护护n n7.1 概述概述n n7.2 土钉支护的基本原理土钉支护的基本原理n n7.3 土钉喷射混凝土设计与验算土钉喷射混凝土设计与验算n n7.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护n n7.5 土钉支护施工土钉支护施工n n7.6 工程实例工程实例土 钉 支 护概念：土钉支护概念：土钉支护是由密集的是由密集的土钉群土钉群、被加固的、被加

2、固的土体土体、喷射混喷射混凝土面层凝土面层组成，形成一个复合的、能自稳的、类似于重力式组成，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，从而使开挖力，从而使开挖基坑或边坡稳定基坑或边坡稳定7.1 概述概述土 钉 支 护发展概况发展概况土土钉钉支支护护技技术术是是以以新新奥奥法法理理论论为为基基础础发发展展起起来来，最最早早应应用用这项技术的是法国，几乎同时美国和德国发展土钉技术。这项技术的是法国，几乎同时美国和德国发展土钉技术。我我国国应应用用土土钉钉的的首首例例是是1980年年太太原原煤煤矿

3、矿设设计计院院王王步步云云等等人人将将土土钉钉用用于于山山西西柳柳湾湾煤煤矿矿的的边边坡坡工工程程。80年年代代末末，北北京京工工业业大大学学和和北北京京农农村村建建筑筑总总公公司司对对插插筋筋补补强强护护坡坡和和素素土土边边坡坡进进行行了了荷荷载载作作用用下下的的破破坏坏试试验验。解解放放军军总总参参三三所所采采用用的的喷喷锚锚网网支支护护方方法法和和岩岩体体边边坡坡锚锚固固技技术术在在1992年年以以后后用用于于城城市市建筑基坑开挖中的支护，所以沿用建筑基坑开挖中的支护，所以沿用喷锚网喷锚网的名称。的名称。截截止止1997年年我我国国的的广广东东、海海南南、北北京京、山山东东、湖湖南南、湖

4、湖北北、河河南南、河河北北、江江苏苏、四四川川等等省省市市已已完完成成的的土土钉钉工工程程就就超超过过了了300项项，其其中中不不少少是是用用于于常常规规支支护护基基坑坑失失稳稳时时的的抢抢险险加加固或滑坍处理固或滑坍处理。7.1 概述概述土 钉 支 护5.1 概述概述新奥法施工新奥法施工新奥法施工新奥法施工是由奥地利学者是由奥地利学者是由奥地利学者是由奥地利学者L.V Rabcewicz1964L.V Rabcewicz1964年提出的一种施年提出的一种施年提出的一种施年提出的一种施工方法，称为新奥地利施工法工方法，称为新奥地利施工法工方法，称为新奥地利施工法工方法，称为新奥地利施工法(Ne

5、w Austrian tunneling Method)(New Austrian tunneling Method)，简称新奥法，简称新奥法，简称新奥法，简称新奥法(NA TM)(NA TM)新奥法施工的基本原理主要有以下四点新奥法施工的基本原理主要有以下四点新奥法施工的基本原理主要有以下四点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充分利用和发挥围岩的自承自承能力；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；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

6、行反馈施工；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变形自由发展，又要有一定柔性以适应围岩围岩适当的变形，需补适当的变形，需补强支护时宜采用锚杆、钢筋网片以至钢拱架等加固。强支护时宜采用锚杆、钢筋网片以至钢拱架等加固。土 钉 支 护7.1 概述概述优点优点：1)能合理利用土体的自承能力，将土体作为支护结构不能合理利用土体的自承能力，将土体作为支护结构不可分割的部分可分割的部分 2)结构轻型，柔性大，有良好的抗震性能和延性结构轻型，柔性大，有良好的抗震性能和延性 3)

7、施工设备简单轻便，不需大型的机具和复杂的工艺施工设备简单轻便，不需大型的机具和复杂的工艺 4)施工方施工方便，速度快，不需单独占用场地便，速度快，不需单独占用场地缺点缺点：土钉支护的缺点和局限性主要是基坑变形大，由于土钉：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支护是一种被动受力被动受力支护形式，只有支护形式，只有土体发生变形土体发生变形时土钉才受时土钉才受力，因此基坑变形位移相对较大。力，因此基坑变形位移相对较大。适用范围适用范围：1)土钉支护主要适用于土钉支护主要适用于地下水位以上地下水位以上或经人工降水或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土后的人工填土、粘性土和弱

8、胶结砂土 2)对于无胶结砂层、砂砾对于无胶结砂层、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此也不能采用土钉支护土 钉 支 护7.2 土钉支护的基本原理土钉支护的基本原理土钉支护的基本原理土钉支护的基本原理：土土与与土钉土钉共同作用，共同作用，形成复合体，提高整体稳定性。形成复合体，提高整体稳定性。北京工业大学试验证明北京工业大学试验证明：比素土提高：比素土提高23倍倍土 钉 支 护7.2 土钉支

9、护的基本原理土钉支护的基本原理土钉作用的机理土钉作用的机理土钉作用的机理土钉作用的机理1)1)土钉对复合体的骨架约束作用土钉对复合体的骨架约束作用土钉对复合体的骨架约束作用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骨架有约束土体变形的作用骨架有约束土体变形的作用骨架有约束土体变形的作用2)2)土钉对复合体起分担作用土钉对复合体起分担作用土钉对复合体起分担作用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；土钉所分担比例取决于：土钉与土体的相对刚度比；土钉所分担比例取决于：土钉与土体的相对刚度比；土钉所分担比例取决于：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

10、力水平处的空间位置；复合土体的应力水平处的空间位置；复合土体的应力水平处的空间位置；复合土体的应力水平3)3)土钉具有应力传递和扩散的作用土钉具有应力传递和扩散的作用土钉具有应力传递和扩散的作用土钉具有应力传递和扩散的作用非稳定区土体传递非稳定区土体传递非稳定区土体传递非稳定区土体传递(土钉土钉土钉土钉)到稳定区土体，并减少应力到稳定区土体，并减少应力到稳定区土体，并减少应力到稳定区土体，并减少应力集中集中集中集中4)4)坡面变形的约束作用坡面变形的约束作用坡面变形的约束作用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钢筋网喷射混凝土面板与土钉连接在一起钢筋网喷射混凝土面板与土钉连接

11、在一起钢筋网喷射混凝土面板与土钉连接在一起土 钉 支 护7.2 土钉支护的基本原理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试验结果反映土钉支护的一些作用机理及其特点试验结果反映土钉支护的一些作用机理及其特点试验结果反映土钉支护的一些作用机理及其特点19861986年法国的试验结果表明：年法国的试验结果表明：年法国的试验结果表明：年法国的试验结果表明：1)1)土钉墙最大土钉墙最大土钉墙最大土钉墙最大变形变形变形变形发生在顶部，随着深度的增加而减小，整发生在顶部，随着深度的增加而减小，整发生在顶部，随着深度的增加而减小，整发生在顶部，随着深度的增加而减小，整体上比锚杆挡墙的位移

12、要大；墙体内的变形随离开墙面的距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。离增大而减小。离增大而减小。离增大而减小。2)2)土钉土钉土钉土钉内力内力内力内力分布不均匀；破裂面附近最大，向两端越来越小分布不均匀；破裂面附近最大，向两端越来越小分布不均匀；破裂面附近最大，向两端越来越小分布不均匀；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

13、近三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很少见到混凝土面板上锚头破坏土 钉 支 护7.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计土钉支护的设计内容土钉支护的设计内容土钉支护的设计内容土钉支护的设计内容1)1)确定土钉平面和剖面尺寸，及分段施工高度确定土钉平面和剖面尺寸，及分段施工高度确定土钉平面和剖面尺寸，及分段施工高度确定土钉平面和剖面尺寸，及分段施工高度2)2)确定土钉布置方式和间距确定土钉布置方式和间距确定土钉布置方式和间距确定土钉布置方式和间距3)3)确定土钉的直径、长度、倾角及在空间的方向确定土钉的直径、长度、倾角

14、及在空间的方向确定土钉的直径、长度、倾角及在空间的方向确定土钉的直径、长度、倾角及在空间的方向4)4)确定钢筋类型、直径及构造确定钢筋类型、直径及构造确定钢筋类型、直径及构造确定钢筋类型、直径及构造5)5)注浆方式、浆体强度指标注浆方式、浆体强度指标注浆方式、浆体强度指标注浆方式、浆体强度指标6)6)喷射混凝土面层设计及坡顶防护措施喷射混凝土面层设计及坡顶防护措施喷射混凝土面层设计及坡顶防护措施喷射混凝土面层设计及坡顶防护措施7)7)土钉抗拔力验算土钉抗拔力验算土钉抗拔力验算土钉抗拔力验算8)8)整体稳定性分析，变形预测和可靠性分析整体稳定性分析，变形预测和可靠性分析整体稳定性分析，变形预测和

15、可靠性分析整体稳定性分析，变形预测和可靠性分析9)9)施工图设计及说明施工图设计及说明施工图设计及说明施工图设计及说明10)10)现场监测和质量控制设计现场监测和质量控制设计现场监测和质量控制设计现场监测和质量控制设计土 钉 支 护7.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计设计原则设计原则设计原则设计原则1)1)设计时确定分段施工高度后，需要进行设计时确定分段施工高度后，需要进行设计时确定分段施工高度后，需要进行设计时确定分段施工高度后，需要进行各施工阶段各施工阶段各施工阶段各施工阶段的的的的整体稳定性分析。整体稳定性分析。整体稳定性分析。整体稳定性分析。2)2)一般按一般按一般按一般按平面

16、应变问题平面应变问题平面应变问题平面应变问题计算，对于基坑面上靠近凹角的计算，对于基坑面上靠近凹角的计算，对于基坑面上靠近凹角的计算，对于基坑面上靠近凹角的区段，可按区段，可按区段，可按区段，可按三维问题的有利三维问题的有利三维问题的有利三维问题的有利影响对设计参数作部分调整，影响对设计参数作部分调整，影响对设计参数作部分调整，影响对设计参数作部分调整，对于靠近凸角的区段，应局部加强对于靠近凸角的区段，应局部加强对于靠近凸角的区段，应局部加强对于靠近凸角的区段，应局部加强。3)3)对于重要的基坑工程，采用对于重要的基坑工程，采用对于重要的基坑工程，采用对于重要的基坑工程，采用有限元法有限元法有

17、限元法有限元法进行计算。进行计算。进行计算。进行计算。土 钉 支 护7.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计设计要求设计要求设计要求设计要求1)1)一般用于基坑在一般用于基坑在一般用于基坑在一般用于基坑在12m12m左右的边坡，斜面坡为左右的边坡，斜面坡为左右的边坡，斜面坡为左右的边坡，斜面坡为70907090 。2)2)土钉长度一般为开挖深度的土钉长度一般为开挖深度的土钉长度一般为开挖深度的土钉长度一般为开挖深度的0.51.20.51.2倍，其间距倍，其间距倍，其间距倍，其间距12m12m，土，土，土，土钉与水平面夹角为钉与水平面夹角为钉与水平面夹角为钉与水平面夹角为520520 。3)

18、3)土钉须和面层有效连接在一起，常设有承压板和加强钢土钉须和面层有效连接在一起，常设有承压板和加强钢土钉须和面层有效连接在一起，常设有承压板和加强钢土钉须和面层有效连接在一起，常设有承压板和加强钢筋筋筋筋4)4)土钉应采用土钉应采用土钉应采用土钉应采用HRB335HRB335以上的螺纹钢，钢筋直径为以上的螺纹钢，钢筋直径为以上的螺纹钢，钢筋直径为以上的螺纹钢，钢筋直径为 1632mm1632mm，钻孔直径为，钻孔直径为，钻孔直径为，钻孔直径为 70120mm70120mm5)5)喷射混凝土面层厚度宜为喷射混凝土面层厚度宜为喷射混凝土面层厚度宜为喷射混凝土面层厚度宜为80200mm80200mm

19、，常用为，常用为，常用为，常用为100mm100mm，喷射混凝土强度等级不低于喷射混凝土强度等级不低于喷射混凝土强度等级不低于喷射混凝土强度等级不低于C20C20土 钉 支 护7.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计设计要求设计要求设计要求设计要求6)6)混凝土面层应配钢筋网，钢筋网采用混凝土面层应配钢筋网，钢筋网采用混凝土面层应配钢筋网，钢筋网采用混凝土面层应配钢筋网，钢筋网采用级级级级钢筋钢筋钢筋钢筋610mm610mm，间距，间距，间距，间距150300mm150300mm，钢筋保护层厚度不宜小于，钢筋保护层厚度不宜小于，钢筋保护层厚度不宜小于，钢筋保护层厚度不宜小于20mm20mm

20、，坡面上下段钢筋网搭接长度应大于，坡面上下段钢筋网搭接长度应大于，坡面上下段钢筋网搭接长度应大于，坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm300mm7)7)注浆材料宜用注浆材料宜用注浆材料宜用注浆材料宜用水泥浆或水泥砂浆水泥浆或水泥砂浆水泥浆或水泥砂浆水泥浆或水泥砂浆，注浆水泥应采用普，注浆水泥应采用普，注浆水泥应采用普，注浆水泥应采用普通硅酸盐水泥，强度不低于通硅酸盐水泥，强度不低于通硅酸盐水泥，强度不低于通硅酸盐水泥，强度不低于42.542.5级。注浆方式可采用重级。注浆方式可采用重级。注浆方式可采用重级。注浆方式可采用重力无压注浆、低压注浆、高压注浆和二次注浆。力无压注浆、低压注浆、高压

21、注浆和二次注浆。力无压注浆、低压注浆、高压注浆和二次注浆。力无压注浆、低压注浆、高压注浆和二次注浆。8)8)土钉墙顶部应采用土钉墙顶部应采用土钉墙顶部应采用土钉墙顶部应采用砂浆或混凝土砂浆或混凝土砂浆或混凝土砂浆或混凝土护面，自坡顶护面，自坡顶护面，自坡顶护面，自坡顶1m1m内内内内应配置与墙面内相同的钢筋，坡顶与坡角应设置排水沟。应配置与墙面内相同的钢筋，坡顶与坡角应设置排水沟。应配置与墙面内相同的钢筋，坡顶与坡角应设置排水沟。应配置与墙面内相同的钢筋，坡顶与坡角应设置排水沟。土 钉 支 护7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进当按设计原则与设计要求完成设

22、计后，需要进行如下的验算：行如下的验算：1)土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算2)内部稳定性验算内部稳定性验算3)外部稳定性验算外部稳定性验算4)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土面层的验算土 钉 支 护1、土钉抗拉承载力的验算、土钉抗拉承载力的验算Tt试验得到的极限抗拔力试验得到的极限抗拔力(kN/m)D钻孔直径钻孔直径(m)f锚体砂浆与土体间第锚体砂浆与土体间第i层土的粘结强度层土的粘结强度(kN/m2)7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算1)抗拉承载力的设计值抗拉承载力的设计值2)抗拉承载力的标准值抗拉承载力的标准值理解两点理解两点怎么验算能否达到这个设计值呢？怎么验算能否达到这个设计值呢

23、？根据基坑侧壁安全等根据基坑侧壁安全等级采用级采用试验试验和和经验估算经验估算的方法进行确定的方法进行确定至少能承受的抗拔力至少能承受的抗拔力支护需要的抗拔力支护需要的抗拔力设计值设计值 1.25 倍的标准值倍的标准值对于二级基坑，采用对于二级基坑，采用 f的的平均值平均值与滑裂面外的与滑裂面外的稳定长度稳定长度之积，与设计之积，与设计值相比较值相比较土 钉 支 护1、土钉抗拉承载力的验算、土钉抗拉承载力的验算 土钉长度验算土钉长度验算HRTuj第第j个土钉滑裂面外的抗拔力个土钉滑裂面外的抗拔力(kN)D钻孔直径钻孔直径(m)Lbj第第j个土钉伸入破裂面外的稳定个土钉伸入破裂面外的稳定长度长度

24、(m)qsik锚体砂浆与土体间第锚体砂浆与土体间第i层土的粘层土的粘结强度结强度(kN/m2)Lbj7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算对于三级基坑，采用对于三级基坑，采用下式验算达到下式验算达到设计值设计值土 钉 支 护Tjk第第j个土钉受拉个土钉受拉荷载标准值荷载标准值(kN)Sxj Szj土钉水平与垂直间距土钉水平与垂直间距(m)；7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算1、土钉抗拉承载力的验算、土钉抗拉承载力的验算 荷载折减系数荷载折减系数 坡面与水平面夹角；坡面与水平面夹角；土钉所在土体的内摩擦角；土钉所在土体的内摩擦角；土 钉 支 护A钢筋截面积钢筋截面积(mm2)Tujmax 各层土钉最大设

25、计值；各层土钉最大设计值；fy钢筋抗拉强度设计值钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)1、土钉抗拉承载力的验算截面积验算、土钉抗拉承载力的验算截面积验算7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算土 钉 支 护7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进行如下的验算：行如下的验算：1)土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算2)内部稳定性验算内部稳定性验算3)外部稳定性验算外部稳定性验算4)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土面层的验算土 钉 支 护2、内部整体稳定性分析平衡法、内部整体稳定性分析平衡法s滑动单元厚度；滑动单元厚度；wi 第第i分条

26、的自重；分条的自重；i 土钉与水平面夹角土钉与水平面夹角 i 第第i分条滑裂面处中点切线与水平面分条滑裂面处中点切线与水平面夹角；夹角；Li第第i条滑裂面处弧长条滑裂面处弧长Tnj第第j个土钉滑裂面外的极限抗拔力个土钉滑裂面外的极限抗拔力7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算滑裂面滑裂面平面与圆弧平面与圆弧土 钉 支 护7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进行如下的验算：行如下的验算：1)土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算2)内部稳定性验算内部稳定性验算3)外部稳定性验算外部稳定性验算4)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土

27、面层的验算土 钉 支 护密集的土钉组成的复合体可将其视为重力密集的土钉组成的复合体可将其视为重力式挡土墙，从试验得出，破坏时明显具有式挡土墙，从试验得出，破坏时明显具有平移和转动平移和转动性质性质HWBFiPiKH抗滑动安全系数，抗滑动安全系数，1.2Eax 墙后主动土压力；墙后主动土压力；Fi假设墙底断面上产生的抗滑合力假设墙底断面上产生的抗滑合力7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算3、外部整体稳定性分析平衡法、外部整体稳定性分析平衡法土 钉 支 护抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算HWBFiPiKQ抗倾覆安全系数；抗倾覆安全系数；1.3Ti第第i个土钉受到的土压力；个土钉受到的土压力；7.3 土

28、钉墙的验算土钉墙的验算土 钉 支 护7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进当按设计原则与设计要求完成设计后，需要进行如下的验算：行如下的验算：1)土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算2)内部稳定性验算内部稳定性验算3)外部稳定性验算外部稳定性验算4)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土面层的验算土 钉 支 护7.3 土钉墙的验算土钉墙的验算可按连续板进行面板的跨中和支座截可按连续板进行面板的跨中和支座截面的受弯、支座截面的受剪验算，参面的受弯、支座截面的受剪验算，参考混凝土结构设计规范考混凝土结构设计规范4、喷射混凝土面板验算、喷射混凝土面板验算土 钉 支 护

29、5.3 土钉墙的验算土钉墙的验算例题：例题：某基坑开挖深度为某基坑开挖深度为8m，黏性土层，黏性土层，=22，=18.0kN/m3，c=15kPa，土层与锚固体的极限摩阻力土层与锚固体的极限摩阻力标准值标准值40kPa，土钉墙坡面与水平面夹角为，土钉墙坡面与水平面夹角为80 ，土钉，土钉竖向间距为竖向间距为1.5m，水平向间距为，水平向间距为2m，土钉与水平夹角，土钉与水平夹角为为15 ，锚固体直径为，锚固体直径为d=0.12m，地面超载，地面超载20kPa。无。无地下水。试计算土钉的抗拔承载力？地下水。试计算土钉的抗拔承载力？土 钉 支 护5.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护复合土钉墙支护复

30、合土钉墙支护，即是将土钉墙与其他支护技术有机，即是将土钉墙与其他支护技术有机结合的复合支护体系，是一种改进或加强型土钉墙。结合的复合支护体系，是一种改进或加强型土钉墙。常用的复合土钉墙类型：常用的复合土钉墙类型：1、土钉墙止水帷幕预应力锚杆、土钉墙止水帷幕预应力锚杆2、土钉墙预应力锚杆、土钉墙预应力锚杆3、土钉墙微型桩预应力锚杆、土钉墙微型桩预应力锚杆4、土钉墙微型桩止水帷幕预应力锚杆、土钉墙微型桩止水帷幕预应力锚杆土 钉 支 护5.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护复合土钉墙验算复合土钉墙验算复合土钉墙与土钉墙计算类似，不同的是复合土钉墙与土钉墙计算类似，不同的是在整体稳定在整体稳定性分析性分

31、析中，要考虑其他支护技术的有利影响，中，要考虑其他支护技术的有利影响，s、As、SL搅拌桩、微型桩抗剪强度设计值和面积、间距；搅拌桩、微型桩抗剪强度设计值和面积、间距；PNj、Sm预应力锚杆的承载力设计值与间距；预应力锚杆的承载力设计值与间距；、为折减系数，在为折减系数，在0.51.0间选值。间选值。土 钉 支 护5.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护构造要求构造要求1)除使用钻孔注浆的土钉外，常常使用新型预应力土除使用钻孔注浆的土钉外，常常使用新型预应力土钉、二次注浆土钉等钉、二次注浆土钉等2)复合土钉墙中锚杆的抗拉荷载不宜过大，一般小于复合土钉墙中锚杆的抗拉荷载不宜过大，一般小于300kN，

32、面层上锚杆位置一般设置连梁。，面层上锚杆位置一般设置连梁。3)复合土钉墙的水泥强度一般要求较高复合土钉墙的水泥强度一般要求较高4)微型桩一般使用微型桩一般使用100300mm的钻孔灌注桩、钢管桩、的钻孔灌注桩、钢管桩、型钢桩等，常嵌入坑底以下型钢桩等，常嵌入坑底以下23m处。处。土 钉 支 护5.5 土钉支护施工土钉支护施工工艺流程工艺流程1、按设计要求开挖工作面，修正边坡、按设计要求开挖工作面，修正边坡2、喷射第一层混凝土、喷射第一层混凝土3、钻孔安装土钉、钻孔安装土钉土 钉 支 护5.5 土钉支护施工土钉支护施工工艺流程工艺流程4、注浆、注浆5、帮扎钢筋网、帮扎钢筋网土 钉 支 护5.5

33、土钉支护施工土钉支护施工工艺流程工艺流程6、喷射混凝土面层、喷射混凝土面层土 钉 支 护5.5 土钉支护施工土钉支护施工工艺流程工艺流程7、设置坡顶和坡底的排水装置、设置坡顶和坡底的排水装置土 钉 支 护5.5 土钉支护施工土钉支护施工施工监测施工监测监测项目监测项目监测仪器监测仪器监测要求监测要求应测项应测项目目坡顶水平位移坡顶水平位移精密经纬仪精密经纬仪沿基坑边每沿基坑边每510m设一个测设一个测点，开挖期间点，开挖期间1d测测1次，其次，其他他310d坡顶沉降坡顶沉降精密水准仪精密水准仪同上同上选测项选测项目目土钉应力土钉应力钢筋计钢筋计应变片应变片选有代表性的位置测试选有代表性的位置测

34、试墙体位移墙体位移测斜仪测斜仪选有代表性的位置测试选有代表性的位置测试喷层钢筋应力喷层钢筋应力应变计应变计选有代表性的位置测试选有代表性的位置测试土压力土压力压力盒压力盒选有代表性的位置测试选有代表性的位置测试土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例拟建邯郸市水源宾馆位于邯郸市邯山区自来水公司原水厂内，拟建邯郸市水源宾馆位于邯郸市邯山区自来水公司原水厂内，主楼建筑物地上为主楼建筑物地上为26层，地下层，地下2层，主体结构型式为框架筒层，主体结构型式为框架筒体，桩筏基础，筏板基础垫层底标高为：体，桩筏基础，筏板基础垫层底标高为：-11.9m，主楼基坑，主楼基坑长宽约为长宽约为60m55m，北部裙楼

35、地上北部裙楼地上3层，地下层，地下2层，主体结构层，主体结构型式为框架结构，基础型式为钢筋砼筏基，南部裙楼地上型式为框架结构，基础型式为钢筋砼筏基，南部裙楼地上3层，层，地下地下1层，主体结构型式为框架结构，基础型式为钢筋砼筏基，层，主体结构型式为框架结构，基础型式为钢筋砼筏基，拟建宾馆楼场地及其周围的环境条件为：场地原为水厂及游拟建宾馆楼场地及其周围的环境条件为：场地原为水厂及游泳池，原有建筑物大部分拆除，平整后场地地形较平坦，北泳池，原有建筑物大部分拆除，平整后场地地形较平坦，北侧侧为空旷地带，无构建筑物，场地东侧为中华大街，南为空旷地带，无构建筑物，场地东侧为中华大街，南侧为水厂南路，均

36、距基坑边缘较远，东侧为滏阳河也距基坑侧为水厂南路，均距基坑边缘较远，东侧为滏阳河也距基坑边缘较远，具有边缘较远，具有放坡开挖的空间放坡开挖的空间，由于基坑开挖较深、挖土，由于基坑开挖较深、挖土方量较大，方量较大，基坑开挖采取放坡和护坡基坑开挖采取放坡和护坡相结合的方式，以保证相结合的方式，以保证基础施工的顺利进行和周围建筑施工场地的要求基础施工的顺利进行和周围建筑施工场地的要求 土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例根据煤炭工业邯郸设计研究院提供的岩土工程勘察报告，该区根据煤炭工业邯郸设计研究院提供的岩土工程勘察报告，该区地层主要为杂填土、冲洪积的粉质粘土、粉细砂、园砾土及卵地层主要为杂填土、

37、冲洪积的粉质粘土、粉细砂、园砾土及卵石土等组成，石土等组成，地下水埋深约地下水埋深约2.54.8m，本场地由于受废弃滏阳，本场地由于受废弃滏阳河的影响，地下水位变化幅度较大，在沿河附近的钻孔水位明河的影响，地下水位变化幅度较大，在沿河附近的钻孔水位明显偏高，在远离河一带地下水位要低显偏高，在远离河一带地下水位要低。地地层层编编号号岩岩 性性状态状态/密实度密实度层厚层厚Zi/m支护计算指标支护计算指标c/kPa /kN/m3杂填土杂填土湿松散湿松散2.5101018粉质粘土粉质粘土可硬塑可硬塑3.6161519.3粉质粘土粉质粘土可硬塑可硬塑2.5181119.5粉质粘土粉质粘土硬塑硬塑2.8

38、211519.6土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例土钉墙主要用于土钉墙主要用于土质较好土质较好地区，我国华北和华东北部一带应地区，我国华北和华东北部一带应用较多，目前我国南方地区亦有应用，有的已用于坑深用较多，目前我国南方地区亦有应用，有的已用于坑深10m 以上的基坑，稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经以上的基坑，稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。济性好、在土质较好地区应积极推广。结合本工程实际特点和地区基坑支护经验，从安全性，经济结合本工程实际特点和地区基坑支护经验，从安全性，经济性，可行性方面考虑，最后决定采用土钉墙支护方案性，可行性方面考

39、虑，最后决定采用土钉墙支护方案 支护选型支护选型土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例针对本地区基坑支护的成功经验及本场区的场地及岩土条件，针对本地区基坑支护的成功经验及本场区的场地及岩土条件，可供考虑的主要可供考虑的主要基坑施工方案基坑施工方案有：有：(1)1：1放坡开挖。由于本工程具有放坡开挖的场地条件，故可放坡开挖。由于本工程具有放坡开挖的场地条件，故可采取放坡开挖。但若主楼基坑采用全放坡方案，势必造成开挖采取放坡开挖。但若主楼基坑采用全放坡方案，势必造成开挖量及回填土量大，开挖土方堆放现场占地多，影响布局且施工量及回填土量大，开挖土方堆放现场占地多，影响布局且施工周期延长，故经分析比较

40、周期延长，故经分析比较裙楼部位可采用放坡开挖裙楼部位可采用放坡开挖，主楼基坑，主楼基坑不宜采用全放坡开挖不宜采用全放坡开挖。(2)全土钉墙支护。具有施工速度快，对周围环境影响小，造价全土钉墙支护。具有施工速度快，对周围环境影响小，造价低，支护稳定可靠的特点，但经费用对比分析，低，支护稳定可靠的特点，但经费用对比分析，采用全土钉墙采用全土钉墙支护方案较放坡开挖的费用高约支护方案较放坡开挖的费用高约50，故不予采用。故不予采用。(3)上部上部1：1放坡放坡+下部土钉墙支护。它既克服了开挖量及回填下部土钉墙支护。它既克服了开挖量及回填土量大的缺点，又吸取了土钉墙造价低、施工速度快，不单独土量大的缺点

41、，又吸取了土钉墙造价低、施工速度快，不单独占用工期等诸多优点，同时从经济角度分析，此方案与放坡开占用工期等诸多优点，同时从经济角度分析，此方案与放坡开挖相比，费用相差无几，故本工程优先考虑为首选方案挖相比，费用相差无几，故本工程优先考虑为首选方案 土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例CDO45+/2La1La2La3La4La5Lo1Lo2Lo3Lo4Lo5土钉支护初步设计土钉支护初步设计：1)孔直径确定为孔直径确定为do=120mm2)钉间距：水平方向钉间距：水平方向Sh=1.2m，垂，垂直方向直方向Sv=1.2m3)土钉倾角土钉倾角：该土钉为钻孔注浆：该土钉为钻孔注浆型，型，=154)注

42、浆强度：不低于注浆强度：不低于M15的水泥浆的水泥浆喷射混凝土厚度及强度：砼厚度为喷射混凝土厚度及强度：砼厚度为80mm100mm，强度等级为，强度等级为C20，钢筋网为钢筋网为6.5 200 2005)挖坡面坡度：深基坑挖坡面坡度：深基坑(-11.9m)的主楼放坡的坡度系数为的主楼放坡的坡度系数为1.0，下，下部土钉墙支护的坡面坡度系数为部土钉墙支护的坡面坡度系数为0.2。6)长度取长度取1.15.6 6m4.9m5.76.98.15.6m9.310.5土 钉 支 护5.7 工程实例工程实例1、土钉抗拔承载力验算、土钉抗拔承载力验算 土层种类土层种类 强度强度(kPa)素填土素填土30-60

43、 粘性土粘性土软塑软塑15-30可塑可塑30-50 硬塑硬塑50-70 坚硬坚硬70-90粉土粉土50-100 自重和地表均布荷载作自重和地表均布荷载作用下，每一个土钉所受用下，每一个土钉所受的的最大拉力标准值最大拉力标准值 土钉的倾角土钉的倾角P土钉长度中点所处深度位置上的侧压力土钉长度中点所处深度位置上的侧压力 Pi土钉长度中点所处位置上由支护土体自重引起的侧压力土钉长度中点所处位置上由支护土体自重引起的侧压力Pq地表均布荷载引起的侧压力地表均布荷载引起的侧压力SV土钉的垂直间距土钉的垂直间距Sh土钉的水平间距土钉的水平间距 N=PSVSh/cosP=Pi+Pq土 钉 支 护5.6 工程实

44、例工程实例地地层层编编号号岩岩 性性状态状态/密实度密实度层厚层厚Zi/m支护计算指标支护计算指标c/kPa /kN/m3杂填土杂填土湿松散湿松散2.5101018粉质粘土粉质粘土可硬塑可硬塑3.6161519.3粉质粘土粉质粘土可硬塑可硬塑2.5181119.5粉质粘土粉质粘土硬塑硬塑2.8211519.6土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例1、土钉受土压力验算、土钉受土压力验算 第一道土钉：第一道土钉：N1=PSVSh/cos =38.351.21.2/cos15 =44.60 kN 第二道土钉第二道土钉第三道土钉第三道土钉第四道土钉第四道土钉第五道土钉第五道土钉CDO45+/2La1L

45、a2La3La4La5Lo1Lo2Lo3Lo4Lo54.9m5.76.98.15.6m9.310.5土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例2、土钉锚固长度的验算、土钉锚固长度的验算 土层种类土层种类 强度强度(kPa)粘性土粘性土软塑软塑15-30可塑可塑30-50 硬塑硬塑50-70 坚硬坚硬70-90CDO45+/2La1La2La3La4La5Lo1Lo2Lo3Lo4Lo54.9m5.76.98.15.6m9.310.5土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例3、土钉滑裂面内的长度计算、土钉滑裂面内的长度计算 AO 土钉至基坑底的距离土钉至基坑底的距离(m)Loi 各排土钉滑裂面内的长各排

46、土钉滑裂面内的长度度(m)土钉倾角土钉倾角 基坑坡面坡度基坑坡面坡度78.7oCDO45+/2La1La2La3La4La5Lo1Lo2Lo3Lo4Lo54.9m5.76.98.15.6m9.310.5土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例3、土钉滑裂面内的长度计算、土钉滑裂面内的长度计算 第一道土钉第一道土钉第二道土钉第二道土钉第三道土钉第三道土钉 Lo3=1.63m 第四道土钉第四道土钉 Lo4=1.50m 第五道土钉第五道土钉 Lo5=0.55m 土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例4、土钉受拉钢筋截面积确定、土钉受拉钢筋截面积确定第一道土钉第一道土钉第二道土钉第二道土钉第三道土钉第三

47、道土钉土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例5、内部稳定性分析、内部稳定性分析 土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例6、抗滑移安全系数、抗滑移安全系数 Ft 假设假设墙底断面墙底断面上产生的抗滑合力上产生的抗滑合力(kN)Ft=(HB+qB)SHtan +c B SH B 墙体宽度取值为墙体宽度取值为0.40.8H，取，取8.4m Eax 墙后主动土压力墙后主动土压力HWBFiPiFt=(HB+qB)SHtan +c B SH =9.610.58.4+108.4)1.2tan15+218.41.2 =794.54 kN土 钉 支 护5.6 工程实例工程实例7、抗倾覆稳定性验算、抗倾覆稳定性验

48、算 CDO45+/2La1La2La3La4La5Lo1Lo2Lo3Lo4Lo54.9m5.26.37.45.6m8.59.6 为加权平均容重；为加权平均容重；土 钉 支 护主要内容主要内容主要内容主要内容一、概念：一、概念：一、概念：一、概念：土钉墙，复合土钉支护土钉墙，复合土钉支护土钉墙，复合土钉支护土钉墙，复合土钉支护二、简答二、简答二、简答二、简答土钉的作用机理包括那几个方面？土钉的作用机理包括那几个方面？土钉的作用机理包括那几个方面？土钉的作用机理包括那几个方面？简要说明土钉支护的设计原则和构造要求？简要说明土钉支护的设计原则和构造要求？简要说明土钉支护的设计原则和构造要求？简要说明土钉支护的设计原则和构造要求？如何对土钉进行施工？如何对土钉进行施工？如何对土钉进行施工？如何对土钉进行施工？土钉施工监测的内容包括那些？土钉施工监测的内容包括那些？土钉施工监测的内容包括那些？土钉施工监测的内容包括那些？三、计算三、计算三、计算三、计算课后课后课后课后7.57.5