复合型土支护讲座.ppt

复合型土钉支护 第一章 土钉支护概述 所谓土钉，是指置于原状地层中，并通过注浆与地层密实联系的细长金属杆（管）件，起到加固边坡并约束地层变形的作用。土钉支护则是以密集分布的土钉作为土体加固措施，并辅以钢筋网片和喷射混凝土面层的边坡原位加固支护技术。它由土钉、原状土体、钢筋网片和必要的防排水系统组成。 土钉支护的原理及特点 土钉的工作特点是沿通长与周围土体接触，以群体起作用，与周围土体形成一个组合体，在土体发生变形的条件下，通过与土体接触面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉，并主要通过受拉工作给土体以约束加固或使其稳定。土钉墙充分利用了土体的自承能力，通过喷、锚、网，进一步增强土体的强度和稳定性，形成一种自稳性结构的主动支护体系。 土钉支护的发展 现代土钉技术始于70年代，许多国家几乎都在同一时期内各自独立提出这种支护方法并加以开发土钉技术在许多方面与隧道修建的新奥法施工类似，可看成是新奥法概念的延伸。60年代初期出现的新奥法施工，将喷射混凝土技术和全粘结注浆锚杆结合起来并首先用于硬岩中的隧道断面开挖，使得开挖后的土体很快得到稳定。新奥法的特征就在于充分利用围岩的自承作用，喷射砼、锚杆起加固围岩的作用，把围岩看作是支护的重要组成部分，并通过监控量测，实行信息化设计和施工，有控制地调节围岩的变形，以最大限度地利用围岩的自承作用。该技术最早出现在法国，随后，德国、美国等国家也进行了一系列研究和工程实践，取得了一些有益的成果。 土钉支护的施工工艺 土钉与锚杆的比较 相似处 都是维持垂直边坡的结构体系。 土方开挖及施工顺序都是由上而下。 土钉与土层锚杆施工方法都是钻孔、钢筋杆插入、通过注浆将钢筋杆与地层黏结在一起。 不同处 受力机制，锚杆支护是被动受力机制，土钉支护是主动受力机制。 锚杆设置的数目有限，单根锚杆的失效极易造成整个结构失稳破坏；土钉由于设置较密，单根土钉的破坏不会对整个结构的功能产生影响。 锚杆端头部承受的荷载很大，必须安装适当的承载装置；土钉的面层主要作用在于保持土体的局部稳定性，利用喷射混凝土和小尺寸垫板即可满足要求。 锚杆需要大规模机械施工，土钉则相对规模较小。 土钉与加筋土挡墙的比较 相同处 均处于无预应力状态，只有当土体产生位移后方可发挥作用。 受力机理都是由加筋体与土之间产生的界面摩阻力提供对土体的约束力。土体本身处于稳定状态，可支承其后的侧向压力，类似于重力式挡土墙的作用。 面层都较薄，在支挡结构的整体稳定中不起主要作用。 不同处 施工顺序不同。前者由下向上填土铺设；而后者是由上至下开挖土体。 应用范围不同。前者用于填方区，后者是一种原位加筋技术。 变形形式及设置不同。前者上部变形大，下部变形小；而后者正好相反。 前者摩擦力是直接产生于筋条和土层之间的；而后者通常包含使用灌浆技术，使筋体和其周围土体粘结起来，荷载通过浆体传递到土层。 土钉支护的应用范围 （1）作为土体开挖的临时支护，用于高层建筑、地下建筑等深基坑开挖、土坡开挖等。 （2）作为永久性挡土结构，一般与施工开挖时的临时支护相结合，如隧道洞门的上端挡墙和洞口两侧挡墙，路堑路堤的土坡挡墙、桥台挡墙等。 （3）现有挡土墙的修理加固和各类临时支护发生失稳时的抢险加固。 （4）边坡加固。 土钉支护的特点 优点 主动制约支挡体系，充分利用了土体自身强度 材料用量和工程量少，施工速度快 施工设备轻便，操作方法简单 对场地土层的适应性强 结构轻巧、柔性大，有很好的延性 经济安全 ，控制变形性能良好 缺点 现场需有允许设置土钉的地下空间 在松散砂土、软塑、流塑粘性土以及有丰富地下水源的情况下不能单独使用土钉支护，必须与其他的土体加固支护方法相结合 如果作为永久性结构，需要专门考虑锈蚀等耐久性问题 第二章 复合土钉支护的概念和形式 所谓复合土钉支护即土钉支护与其他形式的加固手段相结合，以满足不同地质条件和工程要求的土钉支护方式。 第三章 复合型土钉支护受力变形性状 土钉支护是随开挖随支护、逐层开挖、逐层支护，直到预定的开挖深度，支护完成。下层土体的开挖肯定引起上层土钉内力和侧向变形的增加，但上一层土体已不是原状土体，而是由土钉、注浆体及土体组成的复合加筋土体，该加筋土体抵抗侧向变形的能力要比原状土体大得多，因此开挖引起下层土体的侧向位移并不能使上层土体产生同样的位移。越下层土体承受上层土体的压力越大，当挖出侧向土体时，产生的压缩量、侧向变形量越大。根据以上分析，土钉支护边坡位移量应是上面较小，而下面较大，呈现“鼓肚子”现象 。 土钉支护基坑边坡变形破坏过程 第①条裂缝是指土体与超前支护的水泥土搅拌桩等之间的裂缝，该裂缝是可以避免的。只要及时封堵，不使地表水渗入地下，引起土体强度恶化，通常情况下不会危及基坑安