第十二次課(土釘墻簡(jiǎn)單介紹)

1、第八章第八章 土土 釘釘 墻墻內(nèi)內(nèi) 容容第一節(jié) 概 述第二節(jié) 結(jié)構(gòu)原理和構(gòu)造特征第三節(jié) 土釘墻設(shè)計(jì)與計(jì)算第四節(jié) 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與信息施工1 土釘墻的概念土釘墻的概念土釘墻是在土質(zhì)或破碎軟弱巖質(zhì)路塹邊坡中設(shè)置鋼筋土釘，靠土釘拉力維持邊坡穩(wěn)定的擋土結(jié)構(gòu)。土釘墻是從隧道新奧法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門邊坡支擋技術(shù)（圖8-1），用以提高整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性。1 土釘墻的概念土釘墻的概念圖8-1 土釘墻示意圖2 土釘墻類型、特點(diǎn)及適用性土釘墻類型、特點(diǎn)及適用性 按施工方法土釘可分為鉆孔注漿型土釘、打入型土釘和射入型土釘三類。其中鉆孔注漿型土釘為最常用的類型。 土釘墻結(jié)合了錨桿擋墻和加筋土擋墻的優(yōu)點(diǎn)，用于挖方邊坡工程，具

2、有以下特點(diǎn)：（1）施工的及時(shí)性。自上而下，邊開(kāi)挖噴錨，可及時(shí)對(duì)邊坡進(jìn)行封閉，從而保護(hù)巖土不因邊坡開(kāi)挖暴露而過(guò)多降低力學(xué)強(qiáng)度。（2）結(jié)構(gòu)輕巧、有柔性，可靠度高。通過(guò)噴錨，與加固巖土形成復(fù)合體，允許邊坡有少量變形，受力效果大大改善。作為群體效應(yīng)，個(gè)別土釘失效對(duì)整個(gè)邊坡影響不大。（3）施工機(jī)具輕便簡(jiǎn)單、靈活、所需場(chǎng)地小、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。（4）材料用量小，自身成本費(fèi)用較低。3 土釘墻類型、特點(diǎn)及適用性土釘墻類型、特點(diǎn)及適用性土釘墻則是在巖土體內(nèi)放置一定長(zhǎng)度分布密度的加筋體，與巖土體共同作用，以彌補(bǔ)巖土體自身強(qiáng)度的不足，是一種增強(qiáng)邊坡坡體自身的穩(wěn)定性的主動(dòng)制約機(jī)制為基礎(chǔ)的復(fù)合巖土體。土釘與巖土體相互作用

3、，使巖土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞性狀，顯著提高了邊坡整體穩(wěn)定性。4 土釘墻的結(jié)構(gòu)原理土釘墻的結(jié)構(gòu)原理（二）土釘?shù)淖饔脵C(jī)理（二）土釘?shù)淖饔脵C(jī)理土釘墻主要是通過(guò)釘材來(lái)加強(qiáng)巖石土體，其加固機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾方面：1增強(qiáng)原位于巖土體強(qiáng)度作用;2土釘對(duì)復(fù)合體起骨架約束作用;3土釘對(duì)復(fù)合體起分擔(dān)作用;4土釘起著應(yīng)力傳遞與擴(kuò)散作用;5對(duì)坡面變形起約束作用4 土釘墻的結(jié)構(gòu)原理土釘墻的結(jié)構(gòu)原理5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征 土釘墻主要由土釘、周圍巖土體、面層和排水系統(tǒng)組成。（一）土釘（一）土釘 土釘通常采用的是用變形鋼筋和砂漿組成的鉆孔注漿釘，即先在巖土中成孔，置入釘材，然后

4、全孔注漿，釘材與外裹的水泥砂漿形成土釘體（如圖8-2）。圖8-2 土釘細(xì)部結(jié)構(gòu)圖5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征（二）面層（二）面層 土釘墻面層通常采用120200mm厚網(wǎng)噴混凝土做成，為確保土釘和面層有效連接，土釘外端設(shè)鋼墊板或加強(qiáng)鋼筋通過(guò)螺絲端桿錨具或焊接進(jìn)行連接。網(wǎng)噴混凝土面層每隔1520m應(yīng)設(shè)置一道瀝青木板伸縮縫。5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征（三）排水系統(tǒng)（三）排水系統(tǒng) 土釘必須設(shè)置完善的排水系統(tǒng)。一般視具體情況采用截水、淺層排水及深層排水三種排水方式。5 土釘墻的構(gòu)造特征土釘墻的構(gòu)造特征6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法 土釘墻穩(wěn)定性分析是土釘墻工程設(shè)計(jì)的重

5、要內(nèi)容，也是土釘墻應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。 根據(jù)大量試驗(yàn)研究與工程實(shí)踐，土釘墻可能破壞的形式分為內(nèi)部破壞（墻體內(nèi)整體失穩(wěn)和局部破壞）、外部破壞（整體側(cè)移、傾覆和整體滑移）和超量變形三種類型。 對(duì)外部破壞分析，工程中一般采用類似重力擋墻設(shè)計(jì)方法進(jìn)行水平滑動(dòng)穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、墻底土承載力和整體抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算。6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法（一）極限平衡法（一）極限平衡法 極限平衡法是土坡穩(wěn)定性計(jì)算較早采用的方法，也是目前土釘支護(hù)應(yīng)用最為廣泛的方法之一。就極限平衡法而言，許多國(guó)家對(duì)其進(jìn)行了大量的理論和試驗(yàn)研究。由于有不同的安全系數(shù)的定義，不同的土釘擋墻的破裂面形狀假定以及不同的釘土相互作用類

6、型和土釘力分布的假定，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多種與其相應(yīng)的試驗(yàn)成果一致的方法。6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法 王步云建議的方法在實(shí)際工程中應(yīng)用較為普遍，該方法也假定滑移面為雙折線，即上為直線，下為斜線，其計(jì)算方法如下。1土釘幾何尺寸設(shè)計(jì)土釘結(jié)構(gòu)尺寸由經(jīng)驗(yàn)公式確定，其中（1）土釘長(zhǎng)度設(shè)計(jì)公式為：0SmHL（8-1）6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法（2）土釘間距設(shè)計(jì)由下式確定：（3）土釘釘材直徑db按下式估算： 同時(shí)按土釘過(guò)量伸長(zhǎng)或屈服進(jìn)行土釘直徑驗(yàn)算，按界面摩阻力進(jìn)行錨固力計(jì)算。LdkSShyx1yxbSSd310)2520(（8-3）（8-2）6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方

7、法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法2土釘墻內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算（1）土釘墻土壓力計(jì)算及潛在破裂面確定 王步云假定潛在破裂面為雙折線，即墻頂至墻頂以下0.75H范圍內(nèi)的破裂面為直線，其下為斜線（圖8-3）。 土釘墻面層后土壓力強(qiáng)度公式為：hkmqe（8-4）6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法圖8-3 王步云法土釘墻破裂面及土壓力分布形式a）土釘墻潛在破裂面簡(jiǎn)化圖；b）土釘墻面層土壓力簡(jiǎn)化圖6 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法(2)抗拉斷裂驗(yàn)算(3)抗拔驗(yàn)算 在土壓力作用下，土釘應(yīng)具有足夠的界面摩阻力而不被拔出，應(yīng)滿足下式:5 . 142iyhEfdsieihFELd（8-6）（8-5）6

8、 土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻穩(wěn)定計(jì)算分析方法土釘墻設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循以下原則：1土釘墻高度宜控制在20m以內(nèi)，墻面胸坡為1：0.11：0.4，根據(jù)地形地質(zhì)條件，邊坡較高時(shí)宜設(shè)多級(jí)。多級(jí)墻上、下兩級(jí)之間應(yīng)設(shè)置平臺(tái)，平臺(tái)寬度不宜小于2m，每級(jí)墻高不宜大于10m。單級(jí)土釘墻墻高宜控制在12m以內(nèi)。2土釘?shù)拈L(zhǎng)度一般為墻高H的0.41.0倍。巖質(zhì)邊坡宜為0.4H0.7H，巖性較差及地下水發(fā)育時(shí)取大值；非飽和土土質(zhì)邊坡宜為0.6H1.0H。 7 土釘墻設(shè)計(jì)土釘墻設(shè)計(jì)3土釘間距宜為0.752m，與水平面夾角宜為5 20 。4土釘墻設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“保住中部、穩(wěn)定坡腳”原則。設(shè)計(jì)時(shí)邊坡中部的土釘宜適當(dāng)加密、加長(zhǎng)、坡腳

9、用混凝土腳墻加固，并使之與土釘墻連成一個(gè)整體。5土釘墻分層開(kāi)挖高度土層一般為0.52m，巖層一般為1.03m。每一層開(kāi)挖的縱向長(zhǎng)度，取決于巖土體維持不變形的最長(zhǎng)時(shí)間及施工流程的相互銜接。 7 土釘墻設(shè)計(jì)土釘墻設(shè)計(jì)8 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與信息施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與信息施工 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是土釘墻設(shè)計(jì)與施工的重要內(nèi)容。由于設(shè)計(jì)方法本身存在近似性、局限性，加之土釘墻施工中的地質(zhì)、水文、環(huán)境、天氣及施工方法等諸多不確定因素影響，致使設(shè)計(jì)方案難以完全符合工程實(shí)際，因此在施工過(guò)程中獲取施工信息，按信息施工法設(shè)計(jì)、施工顯得尤為重要。8 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容 土釘墻現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)則的內(nèi)容主要有：變形監(jiān)測(cè)、應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

10、 對(duì)所有土釘墻工點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)； 對(duì)重要的土釘墻工點(diǎn)還應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)； 對(duì)地下水位較高施工中，需進(jìn)行深層降水的土釘墻工點(diǎn)需進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。（一）變形監(jiān)測(cè)（一）變形監(jiān)測(cè) 在土釘墻施工期間及竣工后應(yīng)對(duì)土釘墻變形進(jìn)行量測(cè)、施工中應(yīng)及時(shí)掌握地面、邊坡、坑底巖土體、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍建筑物的變形情況。 對(duì)重要部位設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀測(cè)量水平和垂直位移，或采用收斂計(jì)觀測(cè)相對(duì)位移；對(duì)深層巖土體變形可采用測(cè)斜儀或分層深降儀測(cè)量。8 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容（二）應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)（二）應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè) 對(duì)重大工點(diǎn)，選擇代表性斷面設(shè)置鋼筋應(yīng)用計(jì)或電阻應(yīng)變片監(jiān)測(cè)土釘應(yīng)力、應(yīng)變情況。8 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容 從