土钉墙、锚定板、柱板式挡土墙.ppt

7 土钉墙,7.1 土钉的分类,（1）钻孔注浆型土钉,（2）打入型土钉,（3）射入型土钉,土钉墙是用钢筋作为加筋件，依靠土与加筋件之间的摩擦力，使土体拉结成整体，并在坡面上喷射混凝土，以提高边坡的稳定性。,适用于基坑支护和天然边坡的加固。,由喷射混凝土、注浆锚杆和钢筋网联合作用，对边坡提供柔性支挡。其实质是喷锚支护技术在边坡工程中的延伸，称为喷射网支护技术，或者称为土钉墙。,7. 2 土钉墙与加筋土挡墙、锚杆挡墙的对比,7.2.1 土钉墙与加筋土挡墙的异同,（1）相同点,加筋体（拉筋或土钉）均处于无应力状态，只当土体产生位移后，才能发挥作用；,受力机理相似；,面层都较薄，在支挡结构的整体稳定中不起主要作用。,（2）不同点,施工程序不同；,应用范围不同；,设置形式有差别；,土钉技术通常包含灌浆技术，使拉筋与周围土体密实连接，荷载通过浆体传递给土层，而在加筋土挡墙中，摩擦力直接产生于加筋体与土层间。,7.2.2 土钉与锚杆的异同,（1）相同点 当用于边坡加固和基坑支护时，土钉可视为小尺寸的被动式锚杆。,（2）不同点,锚杆施加预应力，以防止支挡结构产生位移，而土钉一般要求产生少量位移，以充分发挥其摩阻力；,土钉长度的绝大部分与土层相粘合，而锚杆只有在有效锚固范围内才与周围土体密室粘合；,土钉设置密度高，施工技术要求不高；,锚杆承受的荷载较土钉大，因此锚杆端头部构造比土钉复杂；,单根锚杆长。,7. 3 土钉墙的适用性及其特点,（1）土钉技术的适用性,适用于：地下水位低于土坡开挖段或经过降水处理使地下水位低于开挖层的情况。,（2）特点,土钉墙施工具有快速、及时、且对邻近建筑物影响较小的特点；,施工机具简单，施工灵活，占用场地小；,经济效益好。,7.4 土钉墙的构造,7.4.1 土钉,（1） 土钉长度L,初选土钉长度L可按下式估算，即,（7-1）,（2） 土钉孔直径D及间距,应力分析表明，一次压浆可使孔外4D的邻近范围内有应力变化，且应满足,（7-2）,（3）土钉材料和直径d,（7-3）,7.4.2 面板,（1）开挖后立即设置,（2）面板材料,（3）面板厚度,7.5 土钉墙的加固机理,7.5.1 高原位土体强度,（1）被动制约,主动制约,（2）破坏形式,（3）表征参数KR,（4）压力注浆作用,7.5.2 土钉与土体间的相互作用,（1）摩阻力作用,（2）摩阻力影响因素,（3）摩阻力分布,7.5.3 面板土压力分布,7.5.4 土钉复合体滑裂面的形式,（1）王步云建议方法,（2）Wai-Fah-Chen法,对数螺旋线：,7.6 土钉墙的设计计算原理,设计步骤：,（1）根据坡体剖面尺寸、土的物理力学性能和坡顶的超载情况，计算潜在滑裂面的位置与形状；,（2）初步确定土钉的直径、长度、倾角以及布置方式和间距；,（3）验算土钉支护结构的内外部稳定性。,7.6.1 内部稳定性分析,7.6.1.1 王步云建议方法,（1）抗拉断裂极限状态,土钉主筋的直径应满足下式：,（7-4）,（2）锚固力极限状态,（7-5）,7.6.1.2 Schlosser方法,（1）土钉与土体间的界面摩阻力（拔出破坏）,土钉与土体间的界面摩阻力,总摩擦力,（7-8）,（7-7）,侧向总压力,（7-8）,式中，,土钉墙安全系数,（7-9）,（2）土钉承受的拉力（拉断破坏）,土钉承受的拉力,（7-10）,土钉抗拉安全系数,（7-11）,抵抗力矩,剩余力矩,7.6.1.3 Bridle方法,（1）滑动面上力矩的平衡,主动区土体产生的滑动力矩,（7-12）,（7-13）,（7-14）,（2）土钉受力情况分析,土钉在滑动面切线 方向的剪应力,（7-15）,剪应力最大时,（7-16）,不平衡力矩满足,（7-17）,（3）土钉的抗拔力,土钉的抗拔力,安全系数,（7-20）,（7-19）,（4）土体承载力,土体承载力公式,安全系数,（7-21）,（7-22）,7.6.2 外部稳定性分析,7.7 设计计算示例,开挖一高为8m的砂土坡，其重度为18kN/m3，内摩擦角为36，坡面与铅直线呈10 角。拟采用新型土工合成材料拉筋作土钉加固。拉筋与坡面垂直。测得拉筋的极限强度为50kN，要求安全系数Fs=3。拉筋直径15mm，它与土的表面摩擦系数为砂土内摩擦系数的80。假设土钉沿坡面排列的垂直间距Sx1m，从坡顶面向下0.5m开始布置。试计算土钉的水平间距Sy。,8 锚定板挡土墙,8.1 概述,（1）定义,（3）组成：肋柱、拉杆、挡土板和锚定板,（2）类型：柱板式和壁板式,（4）拉杆抗拔力锚定板被动土压力,（5）基本构造,（6）锚定板-锚杆挡土墙,（7）主要特点,（8）适用范围,（9）设计内容,8.2 土压力计算,（8-1）,（1）计算理论：库仑土压力公式,（2）土压力分布,（8-2）,（8-3）,（3）车辆荷载产生的土压力,（8-4）,8.3 肋柱设计,优先考虑采用双层拉杆,8.3.1 肋柱的内力计算,8.3.1.1 按单跨梁计算肋柱内力详见6.4节,8.3.1.2 按连续梁计算肋柱内力,（1）适用条件 3层以上拉杆或两层拉杆，肋柱底部铰支,（2）弹性支撑与刚性支撑,（3）多级单拉杆肋柱,（4）按弹性支撑连续梁计算,1）五弯矩方程,2）支点柔度系数,土体压缩变形,拉杆弹性伸长,（8-5）,弹性桩弹性抗力系数法（m法）,假定锚定板前土体的压缩变形为弹性变形，则土体压缩在支座处引起的柔度系数,（8-6）,肋柱基础处的柔度系数,（8-7）,分层总和法,（8-8）,（8-9）,肋柱基础处的柔度系数,（8-10）,（5）按刚性支撑连续梁计算（详见6.4节）,8.3.2 肋柱截面设计,8.3.3 肋柱基础设计,8.4 拉杆的设计,（1）拉杆与肋柱和锚定板的连接,（2）拉杆材料热轧螺纹钢筋,（3）拉杆截面,截面积,（8-13）,拉杆直径,（4）拉杆长度,（5）拉杆防锈措施,8.5 挡土板设计,（1）挡土板简支梁计算,（2）荷载,（8-14）,（3）弯矩与剪力,（4）基本构造,8.6 锚定板设计,（1）浅埋锚定板的极限抗拔力,（8-15）,8.6.1 锚定板的极限抗拔力,（2）深埋锚定板的极限抗拔力,（8-16）,8.6.2 锚定板的容许抗拔力,（1） （8-17）,（8-18）,（3）表8-4,（2）,8.6.3 锚定板的面积,（8-19）,8.6.4 锚定板的结构设计,8.6.4.1 不连续锚定板,上缘的荷载强度,（8-20）,下缘的荷载强度,（8-21）,8.6.4.2 连续锚定板,上缘的荷载强度,（8-22）,下缘的荷载强度,（8-23）,8.7 整体稳定性验算,8.7.1 折线滑面分析法,基本假定：,下层锚定板前方土体的最不利滑动面通过墙面底端,上层锚定板前方土体的最不利滑动面为B1点,每层锚定板边界后方土体的应力状态为朗肯主动状态,8.7.1.1 上层拉杆短,土压力E在BC面上的滑动力,土体自重W在BC面上的阻滑力,（8-24）,抗滑安全系数,当填土表面水平， ，有,（8-25）,（8-26）,活载,8.7.1.2 上层拉杆长，但在下层破裂面内,在BC面上的滑动力,安全系数,8.7.1.3 上层拉杆长，且在下层破裂面外,8.7.2 整体土墙法,8.7.2.1 适用条件群锚,8.7.2.2 计算方法,（8-29）,9 桩板式挡土墙,9.1 概述,桩板式挡土墙系钢筋混凝土结构，由桩及桩间的挡土板两部分组成，利用桩深埋部分的锚固段的锚固作用和被动土抗力维护挡土墙的稳定。适用于土压力大，墙高超过一般挡土墙限制的情况，地基强度的不足可由桩的埋深得到补偿。,9.2 土压力计算,（1）计算理论：库仑土压力理论 剩余推力法,（2）土压力分布,仅考虑墙背主动土压力的水平分力,9.3 桩的设计,9.3.1 构造要求,（1）钢筋砼桩,（2）大直径灌注桩挖孔桩和钻孔桩,（3）嵌入深度,（4）纵向间距,9.3.2 弯矩与剪力,最大剪力和弯矩,（9-1）,（9-2）,9.3.3 桩的埋置深度,9.3.3.1 基岩层顶面坡度小于10度,（1）嵌入强风化层以下的最小深度,（9-3）,圆柱形：,矩形：,（2）桩顶水平位移应小于基岩顶面以上墙高的1/300,（9-4）,桩顶水平位移,（9-5）,（3）桩脚水平位移应小于桩径的1,（9-6）,桩脚水平位移,（9-7）,9.3.3.2 基岩层顶面坡度大于10度,（1）桩基稳定验算,抗倾覆力矩,（9-13）,