土钉墙支护结构
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1. 箍束骨架作用
• 该作用是由土钉本身的刚度和强度,以及它在土体内 分布的空间所决定的。它在复合体中起骨架作用,使 复合土体构成一个整体,从而约束土体的变形和破坏。
2. 分担作用
• 在复合体内,土钉与土体共同承担外荷载和自重应力, 土钉起着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强 度和土体无法相比的抗弯刚度,所以在土体进入塑性 状态后,应力逐渐向土钉转移。当土体发生开裂后, 土钉的分担作用更为突出,这时土钉内出现了弯剪、 拉剪等复合应力,从而导致土钉中的浆体碎裂、钢筋 屈服。土钉墙之所以能够延迟塑性变形,并表现出渐 进性开裂,与土钉的分担作用是密切相关的。
• 单独的土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边 坡维护,当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时, 深度可以进一步加大。
• 土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层 和淤泥质土。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软 弱土层。
5.2 土钉支护的基本原理
5.2.1 土钉的作用机理
• 总的说来,土钉在复合土体中有以下几种作用机理:
3. 施工设备简单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层 都不需要复杂的技术和大型机具。
4. 施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。
5. 对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声, 也没有地连墙施工时污浊的泥浆。
6. 土钉支护是边开挖边支护,流水作业,不占独立工期, 施工快捷。
7. 工程造价低,经济效益好,国内外资料表明,土钉支 护的工程造价能够比其它支护低1/2 ~ 1/3。
5. 根据大比例足尺试验结果看,在土钉墙整体破坏之前, 并未发现喷射混凝土面板和锚头产生破坏现象,在实 际工程中也未见任何锚头破坏现象。所以,在设计中, 对面板和锚头不要进行单独设计,只要满足结构上的 构造要求即可。
2. 土钉只有在土体产生微小变位后才能受力,开始开挖 时,土钉上的最大拉力位于喷射混凝土面板附近,随 着开挖深度的增加,最大拉力的位置将从面层附近逐 渐向深部土体中转移,因此,越靠基坑底部的土钉, 其最大受力点距离面板就越近。同一土钉内的内力分 布一般呈现中间大,两端小的规律,在破裂面临近处 达到最大。
5 土钉支护
5.1 概述
5.1.1 土钉支护的概念
• 土钉支护亦称锚喷支护,就是逐层开挖基坑,逐层布 置排列较密的土钉(钢筋),强化边坡土体,并在坡 面铺设钢筋网,喷射混凝土。相应的支护体称为土钉 墙,它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射 混凝土面板三个紧密结合的部分组成。土钉是其最主 要的构件,英文名叫Soil Nailing,它的设置有打入法, 旋入法,以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。
3. 土钉墙上的土压力以及不同土钉上的最大拉力沿基坑 深度的分布都是中间大、上下小,接近梯形而不是三 角形。
百度文库
4. 采用密集土钉加固的土钉墙的性能类似于重力式挡墙, 破坏时明显地带有平移和转动的性质,故设计时除了 要验算土钉墙的内部稳定性(局部滑动破坏),以保 证土钉有足够的锚固长度、直径及合理间距外,还必 需验算外部整体稳定性,即验算土钉墙体的抗滑与抗 倾覆安全性。
• 我国应用土钉支护的首例工程可能是1980年山西柳湾煤矿 的边坡工程。最近十多年来,冶金建筑研究总院、北京工 业大学、清华大学、总参工程兵三所等单位在土钉支护的 研究开发中做了不少工作。目前,这一新技术已经在北京、 深圳、广州、武汉等全国各地得到了广泛应用。
5.1.3 土钉支护的特点及应用范围
一、特点
4. 对坡面变形的约束作用
• 在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面 板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。喷射混凝土面 板对坡面变形起到约束作用,面板的约束力取决于土钉 表面与土之间的摩阻力,当复合土体开裂面区域扩大并 连成片时,摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体。
5.2.2 土钉墙的工作性能
3. 应力传递与扩散作用
• 北京工业大学的研究表明:当荷载增加到一定程度,边 坡表面和内部裂缝已经发展到一定宽度,坡脚应力达最 大。此时,下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分仍 然能够提供较大的抗力。
• 土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内的应力传递 到后面稳定的土体中,分布在较大范围的土体内,降低 应力集中程度。
• 与其它支护类型相比,土钉支护具有以下一些特点或 优点:
1. 土钉与土体共同形成了一个复合体,土体是支护结构 不可分割的部分。从而合理的利用了土体的自承能力。
2. 结构轻柔,有良好的延性和抗震性。1989年美国加州 7.1级地震中,震区内有8个土钉墙结构,其中有三个位 于震中33km范围内,估计至少遭到了约0.4g的水平地 震加速度作用,均未出现任何损害迹象。
8. 容易实现动态设计和信息化施工。根据现场位移或变 形监测反馈的信息,很容易调整土钉的长度和间距, 也容易调整面层的厚度。既可以避免浪费,又能够防 止出现工程事故。
二、适用范围
• 土钉支护适用于地下水位以上或经人工降水措施后的 杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡 加固。一般认为可用于标准贯入击数N值在5以上的砂 质土与N值在3以上的粘性土。
5.1.2 土钉的发展
• 70年代初,德国、法国和美国就各自开始了土钉支护的研 究与应用,但土钉诞生的原因并不相同。在德国是基于土 层锚杆和加筋土挡墙发展起来的,在法国却是基于新奥法 的原理发展起来的,新奥法在60年代主要用于岩石隧道的 支护,70年代初被成功的用于土质隧道和土质边坡的支护。 美国最早的土钉墙用于1974年匹茨堡PPG工业总部的深基 坑支护。目前该技术在法国、德国、英国、美国和日本得 到广泛应用。
• 国内外大型模拟试验结果及许多实际工程测试结果表 明土钉墙具有以下几点工作性能:
1. 土钉墙的变形一般是微小的,但比锚杆挡墙的水平位 移要大一些。最大水平位移发生于墙体顶部,越往下 越小。最大水平位移与开挖深度之比一般在1 ‰ ~3‰。 这种位移值不会影响工程的适用性和长期稳定性,它 对整个土钉墙来说,不应当是控制设计的主要因素。 墙体内的水平位移随离开墙面的距离增加而减小。
• 该作用是由土钉本身的刚度和强度,以及它在土体内 分布的空间所决定的。它在复合体中起骨架作用,使 复合土体构成一个整体,从而约束土体的变形和破坏。
2. 分担作用
• 在复合体内,土钉与土体共同承担外荷载和自重应力, 土钉起着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强 度和土体无法相比的抗弯刚度,所以在土体进入塑性 状态后,应力逐渐向土钉转移。当土体发生开裂后, 土钉的分担作用更为突出,这时土钉内出现了弯剪、 拉剪等复合应力,从而导致土钉中的浆体碎裂、钢筋 屈服。土钉墙之所以能够延迟塑性变形,并表现出渐 进性开裂,与土钉的分担作用是密切相关的。
• 单独的土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边 坡维护,当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时, 深度可以进一步加大。
• 土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层 和淤泥质土。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软 弱土层。
5.2 土钉支护的基本原理
5.2.1 土钉的作用机理
• 总的说来,土钉在复合土体中有以下几种作用机理:
3. 施工设备简单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层 都不需要复杂的技术和大型机具。
4. 施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。
5. 对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声, 也没有地连墙施工时污浊的泥浆。
6. 土钉支护是边开挖边支护,流水作业,不占独立工期, 施工快捷。
7. 工程造价低,经济效益好,国内外资料表明,土钉支 护的工程造价能够比其它支护低1/2 ~ 1/3。
5. 根据大比例足尺试验结果看,在土钉墙整体破坏之前, 并未发现喷射混凝土面板和锚头产生破坏现象,在实 际工程中也未见任何锚头破坏现象。所以,在设计中, 对面板和锚头不要进行单独设计,只要满足结构上的 构造要求即可。
2. 土钉只有在土体产生微小变位后才能受力,开始开挖 时,土钉上的最大拉力位于喷射混凝土面板附近,随 着开挖深度的增加,最大拉力的位置将从面层附近逐 渐向深部土体中转移,因此,越靠基坑底部的土钉, 其最大受力点距离面板就越近。同一土钉内的内力分 布一般呈现中间大,两端小的规律,在破裂面临近处 达到最大。
5 土钉支护
5.1 概述
5.1.1 土钉支护的概念
• 土钉支护亦称锚喷支护,就是逐层开挖基坑,逐层布 置排列较密的土钉(钢筋),强化边坡土体,并在坡 面铺设钢筋网,喷射混凝土。相应的支护体称为土钉 墙,它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射 混凝土面板三个紧密结合的部分组成。土钉是其最主 要的构件,英文名叫Soil Nailing,它的设置有打入法, 旋入法,以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。
3. 土钉墙上的土压力以及不同土钉上的最大拉力沿基坑 深度的分布都是中间大、上下小,接近梯形而不是三 角形。
百度文库
4. 采用密集土钉加固的土钉墙的性能类似于重力式挡墙, 破坏时明显地带有平移和转动的性质,故设计时除了 要验算土钉墙的内部稳定性(局部滑动破坏),以保 证土钉有足够的锚固长度、直径及合理间距外,还必 需验算外部整体稳定性,即验算土钉墙体的抗滑与抗 倾覆安全性。
• 我国应用土钉支护的首例工程可能是1980年山西柳湾煤矿 的边坡工程。最近十多年来,冶金建筑研究总院、北京工 业大学、清华大学、总参工程兵三所等单位在土钉支护的 研究开发中做了不少工作。目前,这一新技术已经在北京、 深圳、广州、武汉等全国各地得到了广泛应用。
5.1.3 土钉支护的特点及应用范围
一、特点
4. 对坡面变形的约束作用
• 在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面 板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。喷射混凝土面 板对坡面变形起到约束作用,面板的约束力取决于土钉 表面与土之间的摩阻力,当复合土体开裂面区域扩大并 连成片时,摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体。
5.2.2 土钉墙的工作性能
3. 应力传递与扩散作用
• 北京工业大学的研究表明:当荷载增加到一定程度,边 坡表面和内部裂缝已经发展到一定宽度,坡脚应力达最 大。此时,下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分仍 然能够提供较大的抗力。
• 土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内的应力传递 到后面稳定的土体中,分布在较大范围的土体内,降低 应力集中程度。
• 与其它支护类型相比,土钉支护具有以下一些特点或 优点:
1. 土钉与土体共同形成了一个复合体,土体是支护结构 不可分割的部分。从而合理的利用了土体的自承能力。
2. 结构轻柔,有良好的延性和抗震性。1989年美国加州 7.1级地震中,震区内有8个土钉墙结构,其中有三个位 于震中33km范围内,估计至少遭到了约0.4g的水平地 震加速度作用,均未出现任何损害迹象。
8. 容易实现动态设计和信息化施工。根据现场位移或变 形监测反馈的信息,很容易调整土钉的长度和间距, 也容易调整面层的厚度。既可以避免浪费,又能够防 止出现工程事故。
二、适用范围
• 土钉支护适用于地下水位以上或经人工降水措施后的 杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡 加固。一般认为可用于标准贯入击数N值在5以上的砂 质土与N值在3以上的粘性土。
5.1.2 土钉的发展
• 70年代初,德国、法国和美国就各自开始了土钉支护的研 究与应用,但土钉诞生的原因并不相同。在德国是基于土 层锚杆和加筋土挡墙发展起来的,在法国却是基于新奥法 的原理发展起来的,新奥法在60年代主要用于岩石隧道的 支护,70年代初被成功的用于土质隧道和土质边坡的支护。 美国最早的土钉墙用于1974年匹茨堡PPG工业总部的深基 坑支护。目前该技术在法国、德国、英国、美国和日本得 到广泛应用。
• 国内外大型模拟试验结果及许多实际工程测试结果表 明土钉墙具有以下几点工作性能:
1. 土钉墙的变形一般是微小的,但比锚杆挡墙的水平位 移要大一些。最大水平位移发生于墙体顶部,越往下 越小。最大水平位移与开挖深度之比一般在1 ‰ ~3‰。 这种位移值不会影响工程的适用性和长期稳定性,它 对整个土钉墙来说,不应当是控制设计的主要因素。 墙体内的水平位移随离开墙面的距离增加而减小。