深基坑工程教学课件土钉墙

土钉墙

第五章土钉墙支护一、土钉墙支护的概念土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和面层的共同作用，形成复合体。土钉墙支护适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土和非松散砂土及卵石土等。淤泥质土、饱和软粘土应采用复合土钉墙。二、土钉墙支护的特点①土钉是边开挖边设置的，各土钉受力的时间是不同的；②土钉的受力通常是被动的，也即是随着往下开挖，边坡发生变形，土钉是由于土体要变形而产生拉力的，这就可能会使土钉支护的位移一般会大于桩锚等超前挡土结构的支护；③土钉支护是一种先挖后支护的工法，要求土体有一定的自稳能力，因此，通常较适合应用于地质条件较好的场地，对于软土和砂土地基应用时必须要有足够的超前支护；④土钉支护的造价在各种支护方案中是价格相对较低的一种支护，一般比排桩或地下连续墙的造价要低1/3或更多，因此是一种具有较强市场竞争力的支护技术；⑤施工设备简单和方便，土钉支护比起地下连续墙、排桩等的支护所需的施工设备相对简单，因而更易于推广；⑥土钉支护由于在基坑边线外打入较密集的土钉，会影响土钉长度范围内后期地下工程的施工；当离基坑边近处有其他建筑物时，会造成一定的影响，因此严格地说会影响本工程场地以外的后续地下工程的施工，在城市区内是否适宜也曾存在争议。土钉墙支护的作用机理土钉的开挖过程受力变化土体墙的破坏形式土钉墙破坏时明显带有平移和转动性质，类似于重力式挡土墙。破坏形式有：外部整体稳定破坏滑移+倾覆+地基承载力内部稳定破坏（局部破坏）墙面破坏不同计算方法所得滑裂面不同，土钉长度不同外部整体稳定破坏与重力挡土墙类似地基承载力验算内部三稳定三性破坏内部三强度三破坏三问题抗拔三破坏注浆三体与三土体三之间钢筋三与注三浆体三之间钢筋三受拉三强度三不足土体三受弯三受剪三破坏三（贡三献不三大于10三%）土体三抗拔三力通常三假定三锚固三体与三土体三之间三的侧三摩阻三力为三一常三数。土钉三与土三体的三相互三作用土钉三轴力分布简化三的土三钉拉三（轴三）力三分布土钉三最大三拉力三的位三置不一三定在三破坏三面附三近墙面三破坏三形式墙面三发生三塑性三铰墙面三发生三刺入三破坏螺钉三发生三破坏土钉三塌方:地基三强度三不足土钉三事故三、三土钉三墙支三护设三计土钉三墙支三护设三计应三满足三规定三的强三度、三稳定三性、三变形三和耐三久性三等要三求。土钉三墙支三护设三计的三主要三步骤１）三查明三场地三周围三情况三、工三程范三围内三土层三情况三、土三性指三标、三地下三水２）三根据三基坑三深度三、工三程地三质条三件选三择土三钉墙三的形三式、三剖面三尺寸三以及三分段三开挖三长度三和宽三度３）三根据三土钉三抗拔三试验三或土三体抗三剪强三度指三标，三并参三考类三似工三程经三验，三确定三土钉三类型三、直三径、三长度三、间三距、三倾角三以及三空间三的方三向４）三确定三注浆三方式三及浆三体抗三剪强三度，三进行三注浆三配方三设计５）三设计三喷射三混凝三土面三层６）三进行三内部三稳定三性分三析７）三进行三外部三稳定三性分三析土钉三墙抗三滑稳三定性三验算土钉三墙抗三倾覆三验算土钉三墙基三底承三载力三验算８）三施工三图设三计和三构造三设计土钉三墙支三护各三组成三部分三尺寸三与参三数确三定土钉三长度三：土三钉长三度Ｌ三与开三挖深三度Ｈ三之比L/三H=三0.三6~三1.三2。顶三部宜三适当三加长三。土钉三间距三：1.三2~三2.三0m。土钉三直径土钉三倾角三：0~三20°注浆三材料三：32三.5三R水泥三，水三灰比1：0.三5面层三：50三~1三50三mm厚钢三筋网三喷射三混凝三土，三强度三等级三不低三于C2三0土钉三承载三力计三算式中:Nk,三j—第j层土三钉的三轴向三拉力三标准三值aj—第j层土三钉的三倾角(o)z—墙面三倾斜三时的三主动三土压三力折三减系三数Pa三k—第j层土三钉处三的主三动土三压力三强度三标准三值Sx,三j—土钉三的水三平间三距Sz,三j—土钉三的垂三直间三距Nk,三j土钉三拉力三设计三土三钉所三受的三侧压三力Rk,三j式中:dj—第j层土三钉的三锚固三体直三径;对成三孔注三浆土三钉，三按成三孔直三径计三算，三对打三入钢三管土三钉，三按钢三管直三径计三算;qsk三,i—第j层土三钉与三第i土层三的极三限粘三结强三度标三准值l—第j层土三钉滑三动面三以外三的部三分在三第i土层三中的三长度.直线三滑动三面与三水平三面的三夹角三取(b+fm)/2。土钉三锚固三体与三土体三极限三摩阻三力标三准值三（规三范）土钉三抗拔三力计三算土钉三受拉三破坏三，土三钉拉三应力三达到三屈服三强度土钉三受拉三拔出三破坏四、三复合三土钉三墙支三护复合三土钉三墙支三护是三以水三泥搅三拌桩三等超三前支三护组三成防三渗帷三幕，三解决三土体三的自三立性三、隔三水性三以及三喷射三面层三与土三体黏三结问三题。土钉三支护三中常三见的三事故（1）变三形过三大这主三要是三存在三于土三质较三差或三基坑三较深三而采三用土三钉支三护，三尤其三是在三基坑三深度三范围三内存三在软三弱土三层时三，较三易产三生偏三大的三水平三位移三，会三造成三基坑三顶部三地面三开裂三等情三况。对应三措施三可以三采用三复合三土钉三支护三，在三竖直三面和三水平三面进三行加三强，三以控三制位三移。（2）底三部隆三起对于三基坑三底或三深部三存在三软土三层的三地质三条件三时，三最易三产生三这种三情况三的破三坏，三有些三是由三于坑三底护三脚处三被水三泡软三而致三底部三地基三承载三力不三足而三引起三，这三种情三况也三与设三计理三论对三局部三稳定三未充三分考三虑所三致。应对三措施三是对三这种三情况三应要三增加三超前三支护三来加三强。施工三过程三中最三危险三的破三坏面（3）滑三动通常三是土三钉长三度不三够，三或锚三固段三锚固三力不三足，三致使三稳定三安全三系数三偏低三所致三。应三对措三施则三是土三钉锚三固长三度应三要足三够，三土钉三抗拔三力检三测应三要使三锚固三有足三够的三锚拉三力。（4）超三挖致三失稳土钉三支护三特点三是边三开挖三边支三护，三土钉三灌浆三后要三有一三定强三度，三土钉三具有三一定三锚固三力后三才可三进行三下一三级土三体的三开挖三。应三对措三施是三要深三刻理三解土三钉支三护的三原理三，合三理确三定土三方开三挖方三案，三土方三开挖三必须三要与三土钉三施工三相配三合。（5）降三水引三起周三边地三面沉三降对于三存在三砂层三的基三坑，三当采三用土三钉支三护时三，一三般会三产生三一定三的地三下水三流失三，无三论在三成孔三过程三或基三坑使三用期三间，三都可三能会三使原三地下三水位三下降三，从三而会三使周三边地三面沉三降，三可能三会使三周边三邻近三建筑三物产三生不三均匀三沉降三而开三裂。三应对三措施三是加三强止三水措三施，三如采三用多三排咬三合搅三拌桩三，土三钉采三用打三入式三花管三等，三以减三少地三下水三的流三失。（6）粉三砂基三坑塌三方对于三坑壁三为粉三土或三砂土三，一三旦护三面存三在面三部开三裂时三，再三有地三下水三作用三时，三则会三在开三裂处三发生三水土三流失三，也三易产三生基三坑塌三方，三对这三种情三况，三最好三是采三取密三排搅三拌桩三护壁三的措三施。（7）沿三倾斜三岩面三滑动对于三岩质三基坑三壁，三可能三存在三顺层三滑动三，按三