深基坑工程教学课件-土钉墙（ppt,共55）

土钉墙第五章土钉墙支支护一、土钉钉墙支护护的概念念土钉墙支支护是在在基坑开开挖过程程中将较较密排列列的细长长杆件置置于原位位土体中中，并在在坡面上上喷射钢钢筋网混混凝土面面层。通通过土钉钉、土体体和面层层的共同同作用，，形成复复合体。。土钉墙支支护适用用于地下下水位以以上或人人工降水水后的粘粘性土、、粉土、、杂填土土和非松松散砂土土及卵石石土等。。淤泥质土土、饱和和软粘土土应采用用复合土土钉墙。。二、土钉钉墙支护护的特点点①土钉是边边开挖边设置的的，各土土钉受力力的时间间是不同同的；②土钉的受力通常是是被动的的，也即即是随着着往下开开挖，边边坡发生变形形，土钉是是由于土土体要变变形而产产生拉力力的，这这就可能会使土钉钉支护的的位移一一般会大大于桩锚锚等超前前挡土结构的支护；③土钉支护护是一种种先挖后后支护的的工法，，要求土体有一一定的自自稳能力力，因此此，通常常较适合合应用于地质条件较好好的场地地，对于于软土和和砂土地地基应用用时必须要有足够够的超前前支护；④土钉支支护的造造价在各各种支护方案中是是价格相相对较低低的一种种支护，，一般比比排桩或地下连连续墙的造价要要低1/3或更多，，因此是是一种具有较强强市场竞争争力的支支护技术术；⑤施工设备备简单和和方便，土钉支护比比起地下下连续墙墙、排桩桩等的支支护所需需的施工设备备相对简单单，因而而更易于于推广；⑥土钉支护护由于在基坑边线外打打入较密密集的土土钉，会会影响土土钉长度度范围内后期地下下工程的的施工；；当离基基坑边近近处有其其他建筑物时，会造造成一定定的影响响，因此此严格地地说会影影响本工程场地以外外的后续续地下工工程的施施工，在在城市区区内是否适宜宜也曾存在在争议。。土钉墙支支护的作作用机理理土钉的开开挖过程程受力变变化土体墙的的破坏形形式土钉墙破破坏时明明显带有有平移和和转动性性质，类类似于重重力式挡挡土墙。。破坏形式式有：外部整体体稳定破破坏滑移+倾覆+地基承载载力内部稳定定破坏（（局部破破坏）墙面破坏坏不同计算算方法所所得滑裂裂面不同同，土钉钉长度不不同外部整体体稳定破破坏与重力挡挡土墙类类似地基承载载力验算算内部稳定定性破坏内部强度度破坏问问题抗拔破坏坏注浆体与与土体之之间钢筋与注注浆体之之间钢筋受拉拉强度不不足土体受弯弯受剪破破坏（贡贡献不大大于10%）土体抗拔拔力通常假定定锚固体体与土体体之间的的侧摩阻阻力为一一常数。。土钉与土土体的相相互作用用土钉轴力力分布简化的土土钉拉（（轴）力力分布土钉最大大拉力的的位置不一定在在破坏面面附近墙面破坏坏形式墙面发生生塑性铰铰墙面发生生刺入破破坏螺钉发生生破坏土钉塌方方:地基强度度不足土钉事故故三、土钉钉墙支护护设计土钉墙支支护设计计应满足足规定的的强度、、稳定性性、变形形和耐久久性等要要求。土钉墙支支护设计计的主要要步骤１）查明明场地周周围情况况、工程程范围内内土层情情况、土土性指标标、地下下水２）根据据基坑深深度、工工程地质质条件选选择土钉钉墙的形形式、剖剖面尺寸寸以及分分段开挖挖长度和和宽度３）根据据土钉抗抗拔试验验或土体体抗剪强强度指标标，并参参考类似似工程经经验，确确定土钉钉类型、、直径、、长度、、间距、、倾角以以及空间间的方向向４）确定定注浆方方式及浆浆体抗剪剪强度，，进行注注浆配方方设计５）设计计喷射混混凝土面面层６）进行行内部稳稳定性分分析７）进行行外部稳稳定性分分析土钉墙抗抗滑稳定定性验算算土钉墙抗抗倾覆验验算土钉墙基基底承载载力验算算８）施工工图设计计和构造造设计土钉墙支支护各组组成部分分尺寸与与参数确确定土钉长度度：土钉钉长度ＬＬ与开挖挖深度ＨＨ之比L/H=0.6~1.2。顶部宜宜适当加加长。土钉间距距：1.2~2.0m。土钉直径径土钉倾角角：0~20°注浆材料料：32.5R水泥，水水灰比1：0.5面层：50~150mm厚钢筋网网喷射混混凝土，，强度等等级不低低于C20土钉承载载力计算算式中:Nk,j—第j层土钉的的轴向拉拉力标准准值aj—第j层土钉的的倾角(o)z—墙面倾斜斜时的主主动土压压力折减减系数Pak——第j层土钉处处的主动动土压力力强度标标准值Sx,j—土钉的水水平间距距Sz,j—土钉的垂垂直间距距Nk,j土钉拉力力设计土土钉所所受的侧侧压力Rk,j式中:dj—第j层土钉的的锚固体体直径;对成孔注注浆土钉钉，按成成孔直径径计算，，对打入入钢管土土钉，按按钢管直直径计算算;qsk,i—第j层土钉与与第i土层的极极限粘结结强度标标准值l—第j层土钉滑滑动面以以外的部部分在第第i土层中的的长度.直线滑动动面与水水平面的的夹角取取(b+fm)/2。土钉锚固固体与土土体极限限摩阻力力标准值值（规范范）土钉抗拔拔力计算算土钉受拉拉破坏，，土钉拉拉应力达达到屈服服强度土钉受拉拉拔出破破坏四、复合合土钉墙墙支护复合土钉钉墙支护护是以水水泥搅拌拌桩等超超前支护护组成防防渗帷幕幕，解决决土体的的自立性性、隔水水性以及及喷射面面层与土土体黏结结问题。。土钉支护护中常见见的事故故（1）变形过过大这主要是是存在于于土质较较差或基基坑较深深而采用用土钉支支护，尤尤其是在在基坑深深度范围围内存在在软弱土土层时，，较易产产生偏大大的水平平位移，，会造成成基坑顶顶部地面面开裂等等情况。。对应措施施可以采采用复合合土钉支支护，在在竖直面面和水平平面进行行加强，，以控制制位移。。（2）底部隆隆起对于基坑坑底或深深部存在在软土层层的地质质条件时时，最易易产生这这种情况况的破坏坏，有些些是由于于坑底护护脚处被被水泡软软而致底底部地基基承载力力不足而而引起，，这种情情况也与与设计理理论对局局部稳定定未充分分考虑所所致。应对措施施是对这这种情况况应要增增加超前前支护来来加强。。施工过程程中最危危险的破破坏面（3）滑动通常是土土钉长度度不够，，或锚固固段锚固固力不足足，致使使稳定安安全系数数偏低所所致。应应对措施施则是土土钉锚固固长度应应要足够够，土钉钉抗拔力力检测应应要使锚锚固有足足够的锚锚拉力。。（4）超挖致致失稳土钉支护护特点是是边开挖挖边支护护，土钉钉灌浆后后要有一一定强度度，土钉钉具有一一定锚固固力后才才可进行行下一级级土体的的开挖。。应对措措施是要要深刻理理解土钉钉支护的的原理，，合理确确定土方方开挖方方案，土土方开挖挖必须要要与土钉钉施工相相配合。。（5）降水引引起周边边地面沉沉降对于存在在砂层的的基坑，，当采用用土钉支支护时，，一般会会产生一一定的地地下水流流失，无无论在成成孔过程程或基坑坑使用期期间，都都可能会会使原地地下水位位下降，，从而会会使周边边地面沉沉降，可可能会使使周边邻邻近建筑筑物产生生不均匀匀沉降而而开裂。。应对措措施是加加强止水水措施，，如采用用多排咬咬合搅拌拌桩，土土钉采用用打入式式花管等等，以减减少地下下水的流流失。（6）粉砂基基坑塌方方对于坑壁壁为粉土土或砂土土，一旦旦护面存存在面部部开裂时时，再有有地下水水作用时时，则会会在开裂裂处发生生水土流流失，也也易产生生基坑塌塌方，对对这种情情况，最最好是采采取密排排搅拌桩桩护壁的的措施。。（7）沿倾斜斜岩