基坑支护结构-土钉支护

基坑支护结构—土钉墙

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SoilNailing，它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种法。

1.1土钉墙的概念1.2土钉支护的特点及应用范围一、特点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.施工的及时性。2.结构轻巧，有柔性，可靠度高。3.施工机具轻便简单，灵活，所需场地小，工人劳动强度小。4.材料用量小，自身成本较低。缺点：1.现场需要有允许设置土钉的地下空间。2.在饱和粘土及软土中设置土钉支护更需要特别谨慎，土钉在这些土中的抗拔力低，需要很长很密的土钉。3.土钉支护如果作为永久支护性结构，需要考虑腐蚀耐久等问题。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。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。1.3土钉墙的设计内容和步骤设计内容：1.根据整体设计布置确定土钉墙的平，剖面尺寸。2.根据边坡岩土特性确定分层施工高度。3.确定土钉布置方式和间距。4.确定土钉的直径，长度和倾角。5.确定土钉钢筋的类型，直径和构造。6.注浆配比和注浆方式。7.喷射混凝土面板设计和坡顶防护设计。8.土钉墙内部及整体稳定分析。9.排式系统设计。10.现场检测和质量监控设计步骤：（1）初拟土钉墙参数（2）土钉墙内部稳定性分析（3）土钉墙整体稳定性分析（4）构造及排水系统设计（5）现场检测和质量控制设计1.潜在破裂面的确定hi≤1/2H时l=(0.3~0.35)Hhi>1/2H时l=(0.3~0.35)(H-hi)l--潜在破裂面距墙面的距离H--土钉墙墙高hi--墙顶距第i层土钉的高度2.土压力计算hi≤1/3HϬi=2λaγhicos（

—α）hi>1/3H时Ϭi=2/3λaγHcos（

—α）

Ϭi--水平土压应力α--墙背与竖直面间夹角γ--边坡岩土体容重

--墙背摩擦角

λa--库仑主动土压力系数

1.3《铁路路基支挡结构设计规范》方法3.土钉拉力计算

式中：

Ei--距墙顶度第i层土钉的计算拉力Sx,Sy--水平和垂直间距

β--土钉与水平面的夹角4.抗拉验算(1)土钉抗拉断验算：

式中：Ti--钉材抗拉力db--钉材直径yf--钉材抗拉强度设计土钉抗拉断验算按下式计算：K1--土钉抗拉断安全系数取1.5~1.8永久工程取大值

（2）土钉抗拔稳定检算根据土钉与孔壁界面岩土抗剪强度ɤ确定有效锚固力Fi2，按下式计算：

式中：dh--土钉孔直径ler--第i根土钉有效锚固长度ɤ--锚孔壁对砂浆的极限剪应力可按表选用根据钉材与砂浆界面的粘结强度ɤg确定有效锚固力Fi2，按下式计算：

式中：ɤ--钉材与砂浆间的粘结力按砂浆标准抗压强度fck地10%取值

db--土钉抗拔力Fi取Fi1和Fi2中的小值验算土钉抗拔力Fi取FI1和FI2最小值（3）土钉抗拔稳定性验算按下式计算K2--土钉抗拔安全系数取1.5~1.8永久工程取大值5.土钉墙整体稳定性检算(1)内部整体稳定检算采用简单条分法

Ci--岩地的聚力φi--岩土的内摩擦角LI--分条（块）的潜在破裂面长度Wi--分条（块）重量性αi--破裂面与水平面夹角βi--土钉轴线与破裂面的夹角Pi--土钉的抗拔能力取Fi和Ti中的小值n--实设土钉排数Sx--土钉