土钉墙锚定板柱板式挡土墙

1、（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。 （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

2、，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。 （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。 （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

3、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。 （1） 土钉长度L 初选土钉长度L可按下式估算，即 0 LmHS（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 xy1 S SK DL（7-2） （3）土钉材料和直径d 3 xy (2025) 10dS S （7-3） （1）开挖后立即设置 （2）面板材料 （3）面板厚度 （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 （1）摩阻力作用 （2）摩阻力影响因素 （3）摩阻力分布 i hei

4、m hK 0.5 i hH i he 2 H mK0.5 i hH 0a 2KKK （1）王步云建议方法 （2）Wai-Fah-Chen法 exptanRm 对数螺旋线： 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。 （1）抗拉断裂极限状态 土钉主筋的直径应满足下式： 2 by 1.5 4 i d f E （7-4） （2）锚固力极限状态 i i F K E （7-5） （1）土钉与土体间的界面摩阻力（拔出破坏） Neh 0 22tan i

5、ii Fh Ld K 土钉与土体间的界面摩阻力 总摩擦力 NNi FF （7-8） （7-7） be ii Fd L 侧向总压力 2 a 1 2 EKH（7-8） 2 a1.50.5 sin sinsinsin K 式中， 土钉墙安全系数 N 1.5 2.5 F K E （7-9） （2）土钉承受的拉力（拉断破坏） maxy Th KS S 土钉承受的拉力 （7-10） 土钉抗拉安全系数 2 bn 4 df K T （7-11） 抵抗力矩 R sintancos iiii MWcl R 剩余力矩 WR MKMM （1）滑动面上力矩的平衡 主动区土体产生的滑动力矩 w cos iii MWR （

6、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 b s sincos cos iiii ii TS A （7-15） 剪应力最大时 tan 2 iii TS （7-16） 不平衡力矩满足 sincos sintansincostansin iiiiii iiiiii TRS R M S RTR iii MS R （7-17） （3）土钉的抗拔力 R0a0 tan2 2cos12 i TR LzKR Lc 土钉的抗拔力 安全系数 sRiii FTT （7-20） （7-19） （4）土体承载力 土体承载力公式 ucq 1 2 qcNzNbN 安全系

7、数 （7-21） u s 0 4.55 2 i q F S z LR （7-22） 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Sx 1m，从坡顶面向下0.5m开始布置。试计算土钉的 水平间距Sy。 （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

8、土墙 （7）主要特点 （8）适用范围 （9）设计内容 2 aa 1 2 EH K m （8-1） （1）计算理论：库仑土压力公式 （2）土压力分布 H y H 00.5 2 0.5 y yH H HyH x H 1.33E m H （8-2） （8-3） （3）车辆荷载产生的土压力 yqa K q （8-4） 优先考虑采用双层拉杆 （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 rgiii CCC ri C gi C 土体压缩变形 拉杆弹性伸长 A g gg i L C E A

9、（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 r 1 i i C m y bh （8-6） 肋柱基础处的柔度系数 00 1 2 E C m H b h （8-7） 分层总和法 rii Cm （8-8） 1 A 2 i iiii h mKK E F （8-9） 肋柱基础处的柔度系数 0.01 Ei Cm （8-10） （5）按刚性支撑连续梁计算（详见6.4节） （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 n g g KN A （8-13） 拉杆直径 （4）拉杆长度 （5）拉杆防锈措施 （

10、1）挡土板简支梁计算 （2）荷载 1 2 qh （8-14） （3）弯矩与剪力 （4）基本构造 （1）浅埋锚定板的极限抗拔力 2 u0b 1 2 PD K B （8-15） （2）深埋锚定板的极限抗拔力 uq PNH Bh （8-16） uu PP K（1） （8-17） 2 upa 1 2 i PhKK K （8-18） （2） nunu ANPKNP （8-19） 上缘的荷载强度 an 1 a 2t N e tH Bh （8-20） 下缘的荷载强度 n 2 a 2HN e tH Bh （8-21） 1 e 2 e 2 e 1 e 上缘的荷载强度 an 1 a 2t N e tH hl （8

11、-22） 下缘的荷载强度 n 2 a 2HN e tH hl （8-23） 2 e 1 e c e 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 土压力E在BC面上的滑动力 Eaa cossintanTEE 土体自重W在BC面上的阻滑力 W costansinRWW s1 a tanW F E （8-24） 2 aa 1 2 Eh K 1 2 WL Hh W s1 Ea costansin cossintan WR F TE 抗滑安全系数 当填土表面水平， ，有 0 s1 2 a tanL Hh F Kh

12、 （8-25） s1 2 0 tan 2tan452 L Hh F h hh （8-26） 0 h H B C D 1 B 1 C 1 D V 1 C 1 V A C V 1 C 1 V B A W 1 W 1 E R 在BC面上的滑动力 E11 cossintanTEE W1 cossintansincostanTW 安全系数 EW costansin s W K TT H B C D 1 B 1 C 1 D V 1 V A C V 1 C 1 V B A W 1 W1 E R yx0 0 s 0 xy0 tantan cos costan WEE K EWE （8-29） 桩板式挡土墙系钢

13、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。 （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 （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 最大剪力和弯矩 D0H 22QHL （9-1） 2 D0H 36MH L （9-2） （1）嵌入强风化层以下的最小深度 2 DDaD Dmin a 4169.45 0.787 QQR M D h R D 2 DDaD Dmin

14、 a 41612QQR M b h R b （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 300H （9-4） 桩顶水平位移 4 0H 154 120 LH EI （9-5） （3）桩脚水平位移应小于桩径的1 D 0.010.01Db或 （9-6） 桩脚水平位移 DD Y （9-7） D M D Q q R q R W R （1）桩基稳定验算 抗倾覆力矩 RDqDDDq 0.40.5MY RhYQR （9-13） sR1 KMM （9-12） q cossintan sincostan W R （9-15） 2 D D sin 90tan cos sin

15、23cossin 90 DY WY （9-16） qq cossintancostansinWWRR 地基水平向极限承载力 倾覆力矩 1DDD MMY Q （9-14） 2 D D sin 90tan cos sin 23cossin 90 DY WY （9-16） 滑动体重力 （9-18） DD sinsin2 tan 26 Y lDYll W D sin 90 sin 90 Y l 30 （2）地基极限水平承载力验算 qs KP P （9-17） 2 DDD s DDDD 32 32 Mh Q P hMh Q （9-20） q cossintan sincostan WcA P （9-19

16、） tanADll （1）挡土板截面和材料 （2）预留吊装孔 （3）钢筋保护层厚度 （4）排水、反滤措施和伸缩沉降缝 （5）内力计算 （6）计算跨距 （7）验算内容 （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。 （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 2 aa 1 2 EH K m （8-1） （1）计算理论：库仑土压力公式 （2）土压力分布 H y H 00.5 2 0.5 y yH H HyH x H 1.33E m H （8-2） （8-3） （3）车辆荷载产生的土压力 yqa K q （8-4） 分层总和法 rii Cm （8-8） 1 A 2 i iiii h mKK E F （8