土钉墙锚定板柱板式挡土墙

M w WiRi cosi
（7-12）
●抵抗力矩
MR Wi sini tan cli Ri cos
●剩余力矩
（7-13）
M KM W M R （7-14）
（2）土钉受力情况分析
●土钉在滑动面切线 方向的剪应力
b
Ti
sin i
Asi
Si cos
cos i
i
（7-15）
●剪应力最大时
●锚杆承受的荷载较土钉大，因此锚杆端头部构造比土 钉复杂； ●单根锚杆长。
7. 3 土钉墙的适用性及其特点
（1）土钉技术的适用性
适用于：地下水位低于土坡开挖段或经过降 水处理使地下水位低于开挖层的情况。
（2）特点
●土钉墙施工具有 快速、及时、且对 邻近建筑物影响较 小的特点； ●施工机具简单， 施工灵活，占用场 地小；
7. 2 土钉墙与加筋土挡墙、锚杆挡墙的对比 7.2.1 土钉墙与加筋土挡墙的异同
（1）相同点
●加筋体（拉筋或土钉）均处于无应力状态，只当土体产 生位移后，才能发挥作用； ●受力机理相似；
●面层都较薄，在支挡结构的整体稳定中不起主要作用。
（2）不同点
●施工程序不同； ●应用范围不同； ●设置形式有差别；
●土钉技术通常包含灌浆技术，使拉筋与周围土体密实连 接，荷载通过浆体传递给土层，而在加筋土挡墙中，摩擦 力直接产生于加筋体与土层间。
7.2.2 土钉与锚杆的异同
（1）相同点
●当用于边坡加固和基坑支护时，土钉可视为小尺寸的 被动式锚杆。
（2）不同点
●锚杆施加预应力，以防止支挡结构产生位移，而土钉 一般要求产生少量位移，以充分发挥其摩阻力； ●土钉长度的绝大部分与土层相粘合，而锚杆只有在有 效锚固范围内才与周围土体密室粘合； ●土钉设置密度高，施工技术要求不高；
7.5.3 面板土压力分布
hi me hiK hi 0.5H
hi
me
H 2
K
hi 0.5H
K K0 Ka 2
7.5.4 土钉复合体滑裂面的形式 （1）王步云建议方法
（2）Wai-Fah-Chen法
对数螺旋线：
R mexp tan
7.6 土钉墙的设计计算原理
设计步骤：
（1）根据坡体剖面尺寸、土的物理力学性能和坡 顶的超载情况，计算潜在滑裂面的位置与形状；
（2）土压力分布
H
1.33Ex H
m
（8-2）
y
H
H
y 2
（7-19）
●安全系数
Fsi TRi Ti
（7-20）
（4）土体承载力
●土体承载力公式
qu
cNc
zNq
1 2
bN
●安全系数
Fs 4.55
qu Si
z
L 2R0
（7-21） （7-22）
7.6.2 外部稳定性分析
7.7 设计计算示例
开挖一高为8m的砂土坡，其重度为18kN/m3， 内摩擦角为36°，坡面与铅直线呈10 °角。拟采用 新型土工合成材料拉筋作土钉加固。拉筋与坡面垂 直。测得拉筋的极限强度为50kN，要求安全系数 Fs=3。拉筋直径15mm，它与土的表面摩擦系数为砂 土内摩擦系数的80％。假设土钉沿坡面排列的垂直 间距Sx＝1m，从坡顶面向下0.5m开始布置。试计算 土钉的水平间距Sy。
Ti Si tan 2i
（7-16）
●不平衡力矩满足
M
TiRi sin i SiRi cos i
Si
Ri
sin
i
tan
sin
Ti
Ri
cos
i
tan
sin
M SiRii
（7-17）
（3）土钉的抗拔力
●土钉的抗拔力
TRi tan 2 2R0L z cos 1 Ka 2πR0Lc
7.6.1.2 Schlosser方法
（7-5）
（1）土钉与土体间的界面摩阻力（拔出破坏）
●土钉与土体间的界面摩阻力
FNi hi Lei dh
2 π 2 K0 tan
（7-7）
●总摩擦力
FN FNi （7-8）
●侧向总压力
E
1 2
Ka
H
2
源自文库式中，
sin
2
Ka
sin
1.5
sin sin
●经济效益好。
7.4 土钉墙的构造
7.4.1 土钉 （1） 土钉长度L
初选土钉长度L可按下式估算，即
L mH S0 （2） 土钉孔直径D及间距
（7-1）
应力分析表明，一次压浆可使孔外4D的邻 近范围内有应力变化，且应满足
SxSy K1DL
（7-2）
（3）土钉材料和直径d
d (20 : 25) 103 SxSy
0.5
●土钉墙安全系数
K FN 1.5 ~ 2.5 E
（7-8） （7-9）
（2）土钉承受的拉力（拉断破坏） ●土钉承受的拉力
T hmKa SxSy
●土钉抗拉安全系数
K πdb2 fn 4T
（7-10） （7-11）
7.6.1.3 Bridle方法 （1）滑动面上力矩的平衡
●主动区土体产生的滑动力矩
（7-3）
7.4.2 面板 （1）开挖后立即设置 （2）面板材料 （3）面板厚度
7.5 土钉墙的加固机理
7.5.1 高原位土体强度
（1）被动制约 （2）破坏形式 （3）表征参数KR （4）压力注浆作用
主动制约
7.5.2 土钉与土体间的相互作用
（1）摩阻力作用 （2）摩阻力影响因素 （3）摩阻力分布
（2）初步确定土钉的直径、长度、倾角以及布置 方式和间距；
（3）验算土钉支护结构的内外部稳定性。
7.6.1 内部稳定性分析
7.6.1.1 王步云建议方法
（1）抗拉断裂极限状态 土钉主筋的直径应满足下式：
πd
2 b
fy
1.5
4Ei
（7-4）
（2）锚固力极限状态
Fi K Ei
Fi πdbLei
8 锚定板挡土墙
8.1 概述
（1）定义 （2）类型：柱板式和壁板式 （3）组成：肋柱、拉杆、挡土板和锚定板
（4）拉杆抗拔力——锚定板被动土压力 （5）基本构造
（6）锚定板-锚杆挡土墙 （7）主要特点 （8）适用范围 （9）设计内容
8.2 土压力计算
（1）计算理论：库仑土压力公式
Ea
1
2
H 2Kam
7 土钉墙
土钉墙是用钢筋作为加筋件，依靠土与加筋件 之间的摩擦力，使土体拉结成整体，并在坡面上喷 射混凝土，以提高边坡的稳定性。
适用于基坑支护和天然边坡的加固。
7.1 土钉的分类
（1）钻孔注浆型土钉 （2）打入型土钉 （3）射入型土钉
由喷射混凝土、注浆锚杆和钢筋网联合作用， 对边坡提供柔性支挡。其实质是喷锚支护技术在边 坡工程中的延伸，称为喷射网支护技术，或者称为 土钉墙。