土钉墙支护课件.ppt
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- 土钉墙 支护 课件
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1、第八章第八章 土钉墙土钉墙土 钉 支 护概念:土钉支护概念:土钉支护是由密集的是由密集的土钉群土钉群、被加固的、被加固的土体土体、喷射喷射混凝土面层混凝土面层组成,形成一个复合的、能自稳的、类似于重组成,形成一个复合的、能自稳的、类似于重力式挡墙的挡土结构,以此来抵抗墙后传来的土压力和其力式挡墙的挡土结构,以此来抵抗墙后传来的土压力和其它作用力,从而使开挖它作用力,从而使开挖基坑或边坡稳定基坑或边坡稳定8.1 概述概述土 钉 支 护发展概况发展概况土钉支护技术土钉支护技术是以是以新奥法理论新奥法理论为基础发展起来,最早应用为基础发展起来,最早应用这项技术的是法国,几乎同时美国和德国发展土钉技术
2、。这项技术的是法国,几乎同时美国和德国发展土钉技术。我国应用土钉的首例是我国应用土钉的首例是1980年年太原煤矿设计院王步云等人太原煤矿设计院王步云等人将土钉用于山西柳湾煤矿的边坡工程。将土钉用于山西柳湾煤矿的边坡工程。80年代末年代末,北京工,北京工业大学和北京农村建筑总公司对业大学和北京农村建筑总公司对插筋补强护坡插筋补强护坡和和素土边坡素土边坡进行了荷载作用下的破坏试验。解放军总参三所采用的喷进行了荷载作用下的破坏试验。解放军总参三所采用的喷锚网支护方法和岩体边坡锚固技术锚网支护方法和岩体边坡锚固技术在在1992年年以后用于城市以后用于城市建筑基坑开挖中的支护,所以沿用建筑基坑开挖中的支
3、护,所以沿用喷锚网喷锚网的名称。的名称。截止截止2019年我国的广东、海南、北京、山东、湖南、湖北、年我国的广东、海南、北京、山东、湖南、湖北、河南、河北、江苏、四川等省市已完成的土钉工程就河南、河北、江苏、四川等省市已完成的土钉工程就超过超过了了300项项,其中不少是用于常规支护基坑失稳时的抢险加,其中不少是用于常规支护基坑失稳时的抢险加固或滑坍处理固或滑坍处理。8.1 概述概述土 钉 支 护8.1 概述概述:(1)充分利用和发挥围岩的充分利用和发挥围岩的自承自承能力;能力;(2)增强围岩的强度,均衡围岩应力的分布并允许围岩有一定增强围岩的强度,均衡围岩应力的分布并允许围岩有一定程度的变形,
4、以减小对支护的围岩压力;程度的变形,以减小对支护的围岩压力;(3)利用现场的监测值进行反馈施工;利用现场的监测值进行反馈施工;(4)支护结构应与围岩紧密结合,既要有一定刚度以限制围岩支护结构应与围岩紧密结合,既要有一定刚度以限制围岩变形自由发展,又要有一定柔性以适应变形自由发展,又要有一定柔性以适应围岩围岩适当的变形,需补适当的变形,需补强支护时宜采用锚杆、钢筋网片以至钢拱架等加固。强支护时宜采用锚杆、钢筋网片以至钢拱架等加固。土 钉 支 护土 钉 支 护土 钉 支 护8.2 土钉支护的基本原理土钉支护的基本原理土 钉 支 护8.2 土钉支护的基本原理土钉支护的基本原理3)密集土钉加固墙体,类
5、似重力式密集土钉加固墙体,类似重力式挡墙,要验算抗滑和抗倾覆安全性挡墙,要验算抗滑和抗倾覆安全性4)复合墙体后的土压力分布接近三复合墙体后的土压力分布接近三角形,在坡角处土压力减小角形,在坡角处土压力减小5)很少见到混凝土面板上锚头破坏很少见到混凝土面板上锚头破坏土 钉 支 护8.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计土 钉 支 护8.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计土 钉 支 护8.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计土 钉 支 护8.3 土钉喷射混凝土设计土钉喷射混凝土设计土 钉 支 护8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后,需要进当按设计原则与设
6、计要求完成设计后,需要进行如下的验算:行如下的验算:土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算内部稳定性验算内部稳定性验算外部稳定性验算外部稳定性验算1)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土面层的验算土 钉 支 护1、土钉抗拉承载力的验算、土钉抗拉承载力的验算ftDT Tt试验得到的极限抗拔力试验得到的极限抗拔力(kN/m)D钻孔直径钻孔直径(m)f锚体砂浆与土体间第锚体砂浆与土体间第i层土的粘结强度层土的粘结强度(kN/m2)8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算抗拉承载力的设计值抗拉承载力的设计值抗拉承载力的标准值抗拉承载力的标准值理解两点理解两点怎么验算能否达到这个设计值呢?怎么验算能否达到这个设计值
7、呢?根据基坑侧壁安全根据基坑侧壁安全等级采用等级采用试验试验和和经验估算经验估算的方法进行确定的方法进行确定至少能承受的抗拔力至少能承受的抗拔力支护需要的抗拔力支护需要的抗拔力设计值设计值 1.25 倍的标准值倍的标准值对于二级基坑,采用对于二级基坑,采用 f的的平均值平均值与滑裂面外的与滑裂面外的稳定长度稳定长度之积,与设计之积,与设计值相比较值相比较土 钉 支 护1、土钉抗拉承载力的验算、土钉抗拉承载力的验算 土钉长度验算土钉长度验算bjsikujsDLqTHRTuj第第j个土钉滑裂面外的抗拔力个土钉滑裂面外的抗拔力(kN)D钻孔直径钻孔直径(m)Lbj第第j个土钉伸入破裂面外的稳定个土钉
8、伸入破裂面外的稳定长度长度(m)qsik锚体砂浆与土体间第锚体砂浆与土体间第i层土的粘层土的粘结强度结强度(kN/m2)Lbj8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算对于三级基坑,采用对于三级基坑,采用下式验算达到下式验算达到设计值设计值土 钉 支 护cosajkxjzjjkjes sTTjk第第j个土钉受拉个土钉受拉荷载标准值荷载标准值(kN)Sxj Szj土钉水平与垂直间距土钉水平与垂直间距(m);8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算1、土钉抗拉承载力的验算、土钉抗拉承载力的验算 211tantan452tan2tan2kkk 荷载折减系数荷载折减系数 坡面与水平面夹角;坡面与水平面夹角;土钉所在土体
9、的内摩擦角;土钉所在土体的内摩擦角;土 钉 支 护maxcosujsyTAfA钢筋截面积钢筋截面积(mm2)Tujmax 各层土钉最大设计值;各层土钉最大设计值;fy钢筋抗拉强度设计值钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)1、土钉抗拉承载力的验算截面积验算、土钉抗拉承载力的验算截面积验算8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算土 钉 支 护8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后,需要进当按设计原则与设计要求完成设计后,需要进行如下的验算:行如下的验算:土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算内部稳定性验算内部稳定性验算外部稳定性验算外部稳定性验算1)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土
10、面层的验算土 钉 支 护2、内部整体稳定性分析平衡法、内部整体稳定性分析平衡法0111001costan1cossintansin02nnmikiiiiiknjiijnjjjjikkiiiic L sswq bTswq b s滑动单元厚度;滑动单元厚度;wi 第第i分条的自重;分条的自重;i 土钉与水平面夹角土钉与水平面夹角 i 第第i分条滑裂面处中点切线与水平面分条滑裂面处中点切线与水平面夹角;夹角;Li第第i条滑裂面处弧长条滑裂面处弧长Tnj第第j个土钉滑裂面外的极限抗拔力个土钉滑裂面外的极限抗拔力njnj nisikTd lq8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算滑裂面滑裂面平面与圆弧平面与圆
11、弧土 钉 支 护8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后,需要进当按设计原则与设计要求完成设计后,需要进行如下的验算:行如下的验算:土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算内部稳定性验算内部稳定性验算外部稳定性验算外部稳定性验算1)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土面层的验算土 钉 支 护密集的土钉组成的复合体可将其视为重力密集的土钉组成的复合体可将其视为重力式挡土墙,从试验得出,破坏时明显具有式挡土墙,从试验得出,破坏时明显具有平移和转动平移和转动性质性质HWBFiPiaxiHEFK 2axiiaiiaixzETqHKcKS S tanxiSqBWF KH抗滑动安全系数
12、,抗滑动安全系数,1.2Eax 墙后主动土压力;墙后主动土压力;Fi假设墙底断面上产生的抗滑合力假设墙底断面上产生的抗滑合力8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算3、外部整体稳定性分析平衡法、外部整体稳定性分析平衡法土 钉 支 护3HTMio 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算HWBFiPioWQMMK 2BSqBWMxW KQ抗倾覆安全系数;抗倾覆安全系数;1.3Ti第第i个土钉受到的土压力;个土钉受到的土压力;2iiaiaixzTqHKc KSS8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算土 钉 支 护8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算 当按设计原则与设计要求完成设计后,需要进当按设计原则与设计要求完成设计后,
13、需要进行如下的验算:行如下的验算:土钉抗拉承载力的验算土钉抗拉承载力的验算内部稳定性验算内部稳定性验算外部稳定性验算外部稳定性验算1)喷射混凝土面层的验算喷射混凝土面层的验算土 钉 支 护8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算可按连续板进行面板的跨中和支座截可按连续板进行面板的跨中和支座截面的受弯、支座截面的受剪验算,参面的受弯、支座截面的受剪验算,参考考混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范4、喷射混凝土面板验算、喷射混凝土面板验算土 钉 支 护8.3 土钉墙的验算土钉墙的验算例题:例题:某基坑开挖深度为某基坑开挖深度为8m,黏性土层,黏性土层,=22,=18.0kN/m3,c=15kPa,土层与锚
14、固体的极限摩阻力土层与锚固体的极限摩阻力标准值标准值40kPa,土钉墙坡面与水平面夹角为,土钉墙坡面与水平面夹角为80 ,土钉,土钉竖向间距为竖向间距为1.5m,水平向间距为,水平向间距为2m,土钉与水平夹角,土钉与水平夹角为为15 ,锚固体直径为,锚固体直径为d=0.12m,地面超载,地面超载20kPa。无。无地下水。试计算土钉的抗拔承载力?地下水。试计算土钉的抗拔承载力?土 钉 支 护8.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护复合土钉墙支护复合土钉墙支护,即是将土钉墙与其他支护技术有机,即是将土钉墙与其他支护技术有机结合的复合支护体系,是一种改进或加强型土钉墙。结合的复合支护体系,是一种改进或加
15、强型土钉墙。常用的复合土钉墙类型:常用的复合土钉墙类型:1、土钉墙止水帷幕预应力锚杆、土钉墙止水帷幕预应力锚杆2、土钉墙预应力锚杆、土钉墙预应力锚杆3、土钉墙微型桩预应力锚杆、土钉墙微型桩预应力锚杆4、土钉墙微型桩止水帷幕预应力锚杆、土钉墙微型桩止水帷幕预应力锚杆土 钉 支 护8.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护复合土钉墙验算复合土钉墙验算复合土钉墙与土钉墙计算类似,不同的是复合土钉墙与土钉墙计算类似,不同的是在整体稳定在整体稳定性分析性分析中,要考虑其他支护技术的有利影响,中,要考虑其他支护技术的有利影响,01110011costancossintan2sincostan1.3sinsinn
16、nmikiiiiiknjjjjjikiijnkiiiiNjiiissiiLiimc L sswq bTswq bPAwSwS s、As、SL搅拌桩、微型桩抗剪强度设计值和面积、间距;搅拌桩、微型桩抗剪强度设计值和面积、间距;PNj、Sm预应力锚杆的承载力设计值与间距;预应力锚杆的承载力设计值与间距;、为折减系数,在为折减系数,在0.51.0间选值。间选值。土 钉 支 护8.4 复合土钉墙支护复合土钉墙支护构造要求构造要求1)除使用钻孔注浆的土钉外,常常使用新型预应力土除使用钻孔注浆的土钉外,常常使用新型预应力土钉、二次注浆土钉等钉、二次注浆土钉等2)复合土钉墙中锚杆的抗拉荷载不宜过大,一般小于
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