土层锚杆.ppt

1.3.5 土层锚杆,土层锚杆,3 土锚计算 P47P54 4 土锚施工 P115P121,1.3 支护结构施工,1 土钉墙计算 P36P42 2 土钉墙施工 P98P103,1. 概述,土钉墙是由被加固土体、锚固于土体中的土钉群和面板组成，形成类似于重力式的挡土墙，以此来抵抗墙后传来的土压力或其他附加荷载，从而保持土体的稳定。 组成：土体+土钉+面层（+排水系统） 面层：钢筋网+喷射砼 土钉：注浆型；打入型；射入式,1.3.5.1 土钉墙的设计与施工,构造,土锚,土钉墙的发展 国外：上世纪70年代，德国、法国 我国： 1980年开始山西柳湾煤矿边坡稳定 上世纪80年代北京工业大学插筋补强 上世纪90年代初在北京国家体委办公楼等试点 1991年以后陆续使用 目前比较成熟，支护深度达到21m 土钉墙的施工步骤 开挖上层土体到一定深度，然后设置土钉并构筑混凝土面层，继续向下开挖并重复上述步骤，直到所需深度,2. 基本规定 1）逐层开挖逐层设计土钉（随开挖随支护，减小边坡变形） 2）适用范围： 可塑、硬塑或坚硬的粘性土；胶结或弱胶结粉土、砂土和角砾；填土；风化岩层。 适用于支护结构安全等级为二、三级。 3）注意水的影响，要求设置适宜的排水系统。 4）制定详细监控方案 5）施工前的文件资料的准备 支护结构施工图、排水系统施工图、稳定性分析及混凝土面层设计材料,1.4.1 土钉墙,A. 土钉墙的设计的内容：,1）确定土钉墙的平面、剖面尺寸及分段开挖深度 2）确定土钉的布置方式和间距 3）确定土钉的直径、长度、倾角及在空间的方向 4）确定土钉钢筋的类型、直径和构造 5）注浆配比、注浆方式设计 6）混凝土面板设计及坡顶防护设计 7）进行整体和内部稳定性分析 8）施工图设计 9）监测、质量控制与保证设计,3.设计计算 P36-42,B. 设计计算内容 1) 根据工程情况和以往的经验，初选支护各部件的尺寸和参数。 2) 分析计算 a.支护的内部和外部的整体稳定性分析 b.土钉计算 c.混凝土面层设计及土钉与面层的连接计算 d.由测量和监控情况，进行反馈设计,2） 支护结构各部件的参数和尺寸 a.土钉钢筋HPB300、HRB335等，直径16-32mm b.土钉孔径70-120mm,注浆强度等级不低于M10 c.土钉长度与基坑深度之比为0.6-1.2 d.土钉的水平和竖向间距宜在1.2-2.0m范围内 e.混凝土面层厚度不宜小于80mm，不低于C20 钢筋网的直径6-10mm,若面层厚度大于120mm 需设二层钢筋网 f.土钉钻孔的向下倾角为0-20,3) 土钉支护外部稳定性验算内容(失稳的3种形式) a.整体支护沿底部水平滑动 b.整体支护绕基坑底角倾覆 c.整体支护连同外部土体沿深部的圆弧破坏而失稳 4) 土钉支护内部稳定性验算内容 土体破坏面全部或部分穿越了加固的土体内部 5) 当土质较弱时，可以采用复合型土钉墙如： 水泥土搅拌桩-土钉墙和微型桩-土钉墙,土钉墙的设计方法及稳定性分析,关于土钉墙的设计方法按其基本原理可分为极限平衡方法和有限元方法。目前在工程上多采用极限平衡分析法，如法国圆弧形破裂面方法、德国双线性破裂面方法、运动学方法、王步云方法、Bridle方法等。 关于土钉设计方法，目前还没有一个公认统一的计算方法。这里主要介绍一些较为成熟的方法，如王步云方法、 Bridle方法和圆弧滑动分析法等。 圆弧滑动法是一种分析边坡滑动的经典方法，适用于多层土、任意超载及有地下水的情况，滑弧经搜索确定，无任何限定条件。 土钉主要以受拉为主，因此在进行分析时，只考虑土钉提供的拉力作用。,4. 土钉墙施工 P98-103,4. 土钉墙施工 P98-103,1.土钉墙施工要求： 1）施工开挖：严格分层分段 2）喷射第一道面层： 要求： a. 开挖后尽快做，可以是砂浆也可以是混凝土 b. 作用是防止土体（易塌土体）的坍塌，凝结后在进行钻孔。 3）设置土钉：钻孔，插钢筋，注浆 注浆的方法：重力、低压或高压方法 a. 下倾的斜孔：采用重力或低压的注浆法 b. 水平钻孔： 才用口部压力注浆或分段压力注浆 要求：确保注浆的填充程度，浆量须超过孔的体积。确保钢筋插入的位置，沿钉长方向使用定位器，间距为2-3m.,4）喷射第二道面层：钢筋网格 要求： a.喷射混凝土的射距为0.6-1.0m，且从底部逐渐向上部喷射。 b.面层厚度超过120mm时，应两次喷射。 c.钢筋网的搭接长度不小于一个网格长度，焊接时不小于10d. d.混凝土的粗集料最大粒径不大于12mm，w/c0.45 e. 注意排降水,2. 施工方法工艺 A.材料：32.5级水泥(矿渣硅酸盐)，碎石(5mm)， 中砂, 带肋钢筋。 B.施工： 1）挖土应按土钉垂直间距挖土并修坡面。机械挖土时应预留0.1m，之后人工修整，根据边坡土质情况，可采取全面或分段挖土支护。 2）土钉定位成孔：按设计孔深，人工（土质较好，孔深度不大）或机械成孔（螺旋钻、冲击钻、地质钻机、工程钻机）。 3）注浆：按配比制浆，注浆采用底部注浆法，注浆管应插入距孔底250500mm处，随浆液的注入缓慢匀速拔出，为保证注浆饱满，孔口宜设止浆塞或止浆袋。,4）铺设钢筋网片：网片筋应顺直，按设计间距绑扎牢固。在每步工作面上的网片筋应预留与下一步工作面网筋搭接长度。钢筋网应与土钉连接牢固。埋设控制喷层混凝土厚度的标志。 5）喷射混凝土：按配合比要求拌制混凝土干料。为使回弹率减少到最低限度，喷头与受喷面应保持垂直，喷头与作业面间距宜为0.61.0m。喷射顺序应自下而上，喷射时应控制用水量，使喷射面层无干斑或移流现象。 6）喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为37d 。 以此类推，下一步工作面重复16工序循环，直至支护到基坑底标高。 注：基础施工前应设置坡顶和坡脚排水设施。,洛阳铲,灰浆泵与钻机,洛阳铲钻孔,钻机的架设和使用,土钉墙的钻孔,成孔,放拉杆,灌浆,钢筋网,喷混凝土射距0.6-1.0m，垂直喷射,分层分段开挖，在上一层作业面土钉于喷射混凝土面层达到设计强度的70%以前，不得进行下一层土层的开挖。,分层施工,土钉墙竣工及使用,1.3.5.2 土锚墙的设计与施工,1.土层锚杆的发展与应用 2.土层锚杆的构造 3.土层锚杆的设计 4.土层锚杆的施工 5.土层锚杆质量监测,1.4.2 土锚墙的设计与施工,1. 概述,土层锚杆，亦称土锚，它的一端与支护结构联结，另一端锚固在土体中，将支护结构所承受的荷载（侧向的土压力、水压力以及水上浮力和风力带来的倾覆力等）通过拉杆传递到处于稳定土层中的锚固体上，再由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去。,2. 土层锚杆的发展与应用,2.土层锚杆的应用 临时性支护结构；永久性土木工程,1.土锚的发展 1958年德国Karl Bauer公司将土层锚杆用于深基坑开挖中. 现代土层锚杆施工锚杆长50m 黏性土锚固力 达1000kN 非黏性土锚固力 达2500kN,1.大坝 2.电视塔 3.悬索桥 4.护坡 5.水池 6.栈桥 7.基础 8.铁塔 9.烟囱 10.飞机库11.隧道壁,岩石锚杆（水利工程）到土层锚杆的发展,3.土层锚杆的构造,1）类型 圆形柱；扩大圆形柱；扩孔圆锥柱,2）锚杆构造 组成：锚头、钢拉杆、塑料套管、水泥砂浆,4. 土层锚杆（土锚）的设计 P47P54,土层锚杆由钢材、水泥、土体组成，精确计算复杂。经验数据设计，现场试验检验。 A.土层锚杆计算实例：P50 1）受力计算 2）抗拔计算 3）钢拉杆截面的选择 4）土层锚杆的深部破裂面稳定性验算,B.土锚布置的构造要求 a.土锚的上下排垂直间距不小于1.2m，水平间距不小于1.5m，土锚锚固体上覆盖土层厚度不小于4m。 b.土锚的倾角宜为1525 c.土锚的自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在的滑裂面1.5m，土锚的固定段长度不宜小于4m。,5. 土层锚杆的施工 P115-121,土层锚杆的施工工序包括： 钻孔、安放拉杆、灌浆、张拉和锚固 1）施工准备 2）钻孔 A.钻孔机械,扩孔的方法：机械扩孔、爆炸扩孔、水力扩孔和压浆扩孔,孔径： 110-150mm； 深度：60m； 单程钻进：1.5m,MGJ50型 孔径：110-180mm； 孔深：60m,3）安放拉杆,注意事项： a. 安装时设置定位器 b. 钢筋、钢管必须有防腐措施， c. 钢丝束拉杆使用玻璃纤维布防腐 d. 钢绞线易沉放、承载力大，但必须清理表面的油脂,4）压力灌浆 灌浆的作用 a.形成锚固段，将锚杆锚固在土层中 b.防止钢拉杆腐蚀 c.充填土层中的空隙和裂缝 灌浆的材料 水泥浆和水泥砂浆，要求严格控制氯离子（防腐）和水灰比（流动性）。 灌浆方法 一次灌浆和二次灌浆,5）张拉和锚固 张拉要求： 土锚灌浆后，待锚固体强度达到80%设计强度以上，便可在支护结构上安装围檩即可张拉。 张拉工具 a.拉杆为变形钢筋时，在其端部加焊一螺母端杆，用螺母锚固。 b.拉杆为钢束丝时，用镦头锚具，千斤顶张拉 c.拉杆为钢绞线时，用进口锚具，千斤顶张拉,6.土层锚杆质量监测 P121,土层锚杆质量监测 1）质量检验与监测 材料 现场测试 混凝土面层质量检验 2）施工监测,土钉墙竣工及使用,锚杆制作,锚头构造,株洲锚杆挡墙,京九线锚杆挡墙,1）土层锚杆是一种土体锚固技术，其通过拉力杆将荷载传