深基坑土釘支護(hù)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　分類號(hào) 密級(jí)</p><p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題 目 北京聯(lián)合大學(xué)綜合樓工程 </p><p>　　深基坑土釘支護(hù)設(shè)計(jì) </p>&

2、lt;p>　　英文題目 Soil Nailing Design of Deep Foundation Pit </p><p>　　for Comprehensive Building Project </p><p>　　學(xué)生姓名 院（系） 工程技術(shù)學(xué)院 </p><p><b>

3、;　　2012年5月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　擬建工程為北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)樓，位于北京市朝陽區(qū)北四環(huán)東路99號(hào)北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院內(nèi)。場(chǎng)地地貌屬永定河沖洪積扇中下部，地形平坦。本工程自然地面標(biāo)高約42.00m~42.25m，±0.000絕對(duì)標(biāo)高42.60m，基坑大面積深約11m，局部深1

4、2.9m。本工程地上7/11層，地下2層，建筑物高度30.5/45.0m。結(jié)構(gòu)形式為框架—剪力墻，建筑安全等級(jí)為二級(jí)，采用筏形基礎(chǔ)。</p><p>　　土釘支護(hù)是新興的擋土支護(hù)技術(shù)，最先用于隧道及治理滑坡，90年代在基礎(chǔ)深基坑支護(hù)中應(yīng)用。其施工設(shè)備較簡(jiǎn)單，比用擋土樁錨桿施工簡(jiǎn)便，施工比較快速，節(jié)省工期，造價(jià)經(jīng)濟(jì)；適用于水位低的地區(qū)，或能保證降水到基坑面以下；粘土、砂土和粉土；基坑深度一般在15m左右。</

5、p><p>　　綜合分析工程地質(zhì)條件、支護(hù)深度、放坡條件、邊坡荷載、相鄰建筑、周邊地上、地下環(huán)境特點(diǎn)等，充分考慮影響邊坡安全穩(wěn)定的不利因素,本工程選擇復(fù)合型土釘支護(hù)方案。并對(duì)該工程深基坑土釘支護(hù)做了詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。</p><p>　　關(guān)鍵字：復(fù)合土釘； 深基坑； 工程概算</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p>

6、<p>　　The project is Comprehensive Building for training practice, is located in Tourism College of Beijing Union University North 4th east road No.99 Chaoyang District Beijing. The landform of the yard is part of

7、central and bottom alluvial fan of Yongding river , its land is flat. The natural ground level of this project is about 42.00~42.25m, ±0.000 absolute level is 42.60m, foundation pit is about 11m in its deep at most,

8、 12.9m in some place. There are 7/11 floors on the ground, 2 floors undergrou</p><p>　　Soil nailing is a new retaining technology, it is used for tunnel and managing landslide for the first time, it is used

9、in the foundation timbering in 90s. After all, it has a easy way in construct equipment, more convenient than using retaining piles and rock bolt, besides, its construction is fast, a fewer cost of construction , it can

10、save time limit for a project; Soil nailing is suitable for the district of a low water level, or the place where can promise a level below the foundation face;</p><p>　　Comprehensively analysising the geolo

11、gy conditions, timbering depth, putting slope conditions, side slope load, border upon buildings, environment characteristic on the ground and underground, sufficiently considering the negative factors affecting safety a

12、nd stability, this project chooses composite soil nailing. Making a detail design and checking for the project’s soil nailing.</p><p>　　Key words: composite soil nailing; deep pit; project budget</p>

13、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p><b>　　1 工程概況2</b></p><p><b>　　1.1工程概況2</b></p><p>　　1.2 工程地質(zhì)條件4

14、</p><p>　　1.3 地理位置5</p><p>　　2 深基坑支護(hù)方案選擇7</p><p>　　2.1 擋土墻支護(hù)形式7</p><p>　　2.1.1 重力式擋土墻7</p><p>　　2.1.2 加筋土擋墻7</p><p>　　2.1.3 錨桿擋墻8&

15、lt;/p><p>　　2.1.4 錨定板擋土墻9</p><p>　　2.1.5 土釘墻9</p><p>　　2.1.6 地下連續(xù)墻10</p><p>　　2.1.7 閉合拱圈墻11</p><p>　　2.1.8 深層攪拌水泥土樁擋墻11</p><p>　　2.2 樁

16、支護(hù)形式11</p><p>　　2.2.1 密排樁11</p><p>　　2.2.2 密排樁間加高壓噴射水泥注漿樁12</p><p>　　2.2.3 密排樁間加化學(xué)注漿樁12</p><p>　　2.2.4 鋼板樁12</p><p>　　2.2.5 雙排樁12</p><

17、;p>　　2.2.6 連拱式灌注樁12</p><p>　　2.2.7 H型鋼（工字鋼）樁加橫插板13</p><p>　　2.2.8 間隔式（疏排）混凝土灌注樁加鋼絲網(wǎng)水泥抹面13</p><p>　　2.2.9 抗滑樁13</p><p>　　3 設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范14</p><p>　　3

18、.1 土釘支護(hù)形式分析14</p><p>　　3.1.1 復(fù)合型土釘支護(hù)的發(fā)展14</p><p>　　3.1.2 復(fù)合型土釘支護(hù)的概念14</p><p>　　3.1.3 復(fù)合土釘支護(hù)形式15</p><p>　　3.1.4 土釘及復(fù)合土釘支護(hù)應(yīng)用16</p><p>　　3.1.5 釘-錨復(fù)

19、合型式基坑支護(hù)18</p><p>　　3.2 錨桿的設(shè)計(jì)原理20</p><p>　　3.2.1 錨桿的設(shè)計(jì)原則20</p><p>　　3.2.2 錨桿的設(shè)計(jì)流程20</p><p>　　3.2.3 錨桿的配置20</p><p>　　3.2.4 錨桿自由長(zhǎng)度確定21</p>&

20、lt;p>　　3.3 支護(hù)方案設(shè)計(jì)原則21</p><p>　　3.3.1 堅(jiān)持安全第一的原則。21</p><p>　　3.3.2 兼顧經(jīng)濟(jì)性原則21</p><p>　　3.3.3 保證高效性原則21</p><p>　　3.4 規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)21</p><p>　　3.4.1 工程

21、規(guī)范21</p><p>　　3.4.2 國(guó)家地方法規(guī)22</p><p>　　4 土釘支護(hù)設(shè)計(jì)研究23</p><p>　　4.1 土釘墻穩(wěn)定性與土釘傾角間關(guān)系23</p><p>　　4.2 土釘墻穩(wěn)定性與土釘水平間距關(guān)系25</p><p>　　4.3 土釘墻穩(wěn)定性研究應(yīng)用28</p&

22、gt;<p>　　5 支護(hù)方案設(shè)計(jì)及驗(yàn)算29</p><p>　　5.1 復(fù)合型土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算29</p><p>　　5.1.1 基坑開挖斷面設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.1.2 土釘布置29</p><p>　　5.2 復(fù)合型土釘墻設(shè)計(jì)計(jì)算書29</p><p>　　5.2

23、.1 基本計(jì)算參數(shù)29</p><p>　　5.2.2 土釘抗拉承載力的計(jì)算31</p><p>　　5.2.3 復(fù)合型土釘墻整體穩(wěn)定性的計(jì)算31</p><p>　　5.2.4 復(fù)合型土釘支護(hù)設(shè)計(jì)圖34</p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><

24、b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)樓工程為設(shè)計(jì)案例，在了解了該工程的基本概況，地理位置，地質(zhì)勘察及水文報(bào)告的基礎(chǔ)上，對(duì)該工程的深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　首先，對(duì)北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)樓工程項(xiàng)目做了詳細(xì)的

25、介紹，該項(xiàng)目的基坑支護(hù)方案是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。為了能夠選擇最安全，最經(jīng)濟(jì)的方案，我搜集了大量的關(guān)于基坑支護(hù)方案，分析了目前基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中常用的支擋工程類型。在本設(shè)計(jì)中，詳細(xì)地介紹了各支擋類型的特點(diǎn)及適用范圍。通過對(duì)比，選擇了土釘墻支護(hù)方案作為北京聯(lián)合大學(xué)綜合樓工程的深基坑支護(hù)。通過簡(jiǎn)單的土釘墻支護(hù)方案設(shè)計(jì)，單純的土釘支護(hù)不能夠保證其工程的安全穩(wěn)定性，通過查找資料和分析研究，最終選擇了土釘-錨桿復(fù)合型支護(hù)方案。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)這種復(fù)

26、合型支護(hù)方案的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)該工程支護(hù)方案的設(shè)計(jì)對(duì)工程做了簡(jiǎn)單的工程概算。</p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，可以更加熟練地掌握各類支護(hù)方案類型的特點(diǎn)。對(duì)比不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍，完成對(duì)北京聯(lián)合大學(xué)綜合樓工程深基坑支護(hù)方案的選擇，并熟練的掌握復(fù)合型土釘支護(hù)方案的的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，同時(shí)對(duì)北京聯(lián)合大學(xué)綜合樓工程基坑支護(hù)做個(gè)初步的預(yù)算。</p><p>　　在掌握了目前

27、常用的基坑支護(hù)方案的同時(shí)，了解復(fù)合型土釘墻支護(hù)方案。通過對(duì)該工程項(xiàng)目的了解和分析，選擇出該工程基坑設(shè)計(jì)的最佳方案，并完成其設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，掌握土釘墻支護(hù)方案的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算過程。</p><p>　　限于作者水平，書中錯(cuò)誤與不當(dāng)之處，在所難免，敬請(qǐng)讀者不吝指正。</p><p><b>　　1 工程概況</b></p><p><b>　　

28、1.1工程概況</b></p><p>　　擬建工程位于北京市朝陽區(qū)北四環(huán)東路99號(hào)北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院內(nèi)。場(chǎng)地目前主要為校園綠地和球場(chǎng)活動(dòng)區(qū)，球場(chǎng)活動(dòng)區(qū)地面有硬化及鐵絲網(wǎng)保護(hù)，場(chǎng)地地貌屬永定河沖洪積扇中下部，地形平坦。 </p><p>　　本工程自然地面標(biāo)高約42.00m~42.25m，±0.000絕對(duì)標(biāo)高42.60m，基坑大面積深約11m，局部深12.9m。&l

29、t;/p><p>　　本工程地上7/11層，地下2層，建筑物高度30.5/45.0m。結(jié)構(gòu)形式為框架—剪力墻，建筑安全等級(jí)為二級(jí)，采用筏形基礎(chǔ)。</p><p>　　表1 工程主要情況</p><p>　　表2 工程建筑設(shè)計(jì)概況</p><p>　　表3 工程施工條件</p><p>　　1.2 工程地質(zhì)條件&l

30、t;/p><p>　　根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地勘探深度（30m）范圍內(nèi)的地層劃分為人工填土層及一般第四紀(jì)沖洪積層，各地層見下表：</p><p><b>　　表4 地層表</b></p><p><b>　　1.3 地理位置</b></p><p>　　擬建工程位于北京市朝陽區(qū)北四環(huán)東路99號(hào)

31、北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院內(nèi)。</p><p><b>　　圖1 現(xiàn)場(chǎng)情況圖</b></p><p><b>　　圖2 地理位置圖</b></p><p>　　2 深基坑支護(hù)方案選擇</p><p>　　支擋工程是指為了防止路塹、基坑等邊坡的坍塌失穩(wěn)，保證邊坡的穩(wěn)定，由人工或機(jī)械完成支擋結(jié)構(gòu)物的過程

32、。支擋結(jié)構(gòu)是一種常見的巖土工程構(gòu)筑物。在深基坑開挖過程，為保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定；在山區(qū)或丘陵地區(qū)進(jìn)行交通或其他工程建設(shè)時(shí)，為保證邊坡的穩(wěn)定性；在沿?；騼?nèi)河港口，為保證岸邊、碼頭、橋臺(tái)、堤岸、防洪提等的安全；在大型圍堰、船閘、塢墻開挖施工中，為保證側(cè)壁的穩(wěn)定；在地下工程建設(shè)中，為保證地下工程側(cè)墻的穩(wěn)定；常須進(jìn)行臨時(shí)的或永久性的支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物。</p><p>　　支擋結(jié)構(gòu)的一般形式分為擋土墻結(jié)構(gòu)性和樁結(jié)構(gòu)性以及樁墻聯(lián)

33、合形式。支擋結(jié)構(gòu)有擋土（擋水）及支撐拉結(jié)兩部分組成。一般來講，支擋結(jié)構(gòu)還可以分為透水支擋結(jié)構(gòu)和止水支擋結(jié)構(gòu)。</p><p>　　目前工程中常用的支擋結(jié)構(gòu)有：重力擋土墻、錨桿擋墻、錨定板擋墻、加筋土擋墻、土釘墻、地下連續(xù)墻、密排裝、密排樁間加高壓噴射水泥注漿樁、密排樁間加化學(xué)注漿裝、鋼板樁、雙排樁、連拱石灌注樁、H型鋼（工字鋼）樁加插板、豎排灌注樁加鋼絲網(wǎng)水泥抹面、深層攪拌水泥土樁擋墻等。</p>

34、<p>　　2.1 擋土墻支護(hù)形式</p><p>　　2.1.1 重力式擋土墻</p><p>　　重力式擋土墻是一種古老而又廣泛應(yīng)用的一種支擋結(jié)構(gòu)。目前在山區(qū)鐵路路基建設(shè)、公路交通建設(shè)、水利工程建設(shè)中還經(jīng)常使用。重力式擋土墻的穩(wěn)定性主要靠強(qiáng)身的自重來提供。重力式擋土墻可以用漿砌片石砌筑，也可用混凝土修建。</p><p>　　重力式擋土墻按墻背傾斜

35、的情況分垂直式、仰斜式和俯斜式三種，仰斜式的主動(dòng)土壓力最小，俯斜式的主動(dòng)土壓力最大。從邊坡挖填的要求來看，當(dāng)邊坡式挖方時(shí)，仰斜式比較合理，因?yàn)樗膲Ρ晨梢院烷_挖的邊坡緊密的貼合；反之，填方時(shí)如用仰斜式，則墻背填土的夯實(shí)工作就比較困難，這是采用腹瀉時(shí)或垂直式就比較合理。</p><p>　　由于重力式擋土墻完全靠本身的重量來承受其背后的土壓力。因此其體積大，圬工量大。若缺少石料地點(diǎn)，將需要大量的混凝土。此外據(jù)有關(guān)資

36、料統(tǒng)計(jì)，西南地區(qū)所建的8m以上的重力式擋墻大多數(shù)都發(fā)生不同程度的破壞。近年來，對(duì)重力式擋墻已做了相應(yīng)的改進(jìn)，出現(xiàn)錨桿擋墻、加筋土墻等新型支擋結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖3 重力式擋土墻</p><p>　　2.1.2 加筋土擋墻</p><p>　　加筋土擋墻是六十年代發(fā)展起來的一種類似重力式擋土墻的新型支擋結(jié)構(gòu)。加筋土是在土中埋置一定的筋條以加固土體，使土和

37、筋條形成一種復(fù)合材料。</p><p>　　很明顯，組成加筋土的兩種材料——土和筋條的變形模量相差很大。它們是依靠土顆粒和筋條之間的摩擦力結(jié)成為一個(gè)整體的。筋條承受拉力并阻止土體的側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)，使土體不發(fā)生滑動(dòng)和裂縫。</p><p>　　可以認(rèn)為，土和筋條之間的摩擦力相當(dāng)于給土層提供了一個(gè)附加的“粘聚力” ，其大小與筋條的布置密度、筋條的強(qiáng)度及土的顆粒性質(zhì)有關(guān)。這種附加“粘聚力”一方面使抗

38、剪強(qiáng)度線向上平移了一個(gè)距離，另一方面又限制了土體的側(cè)向膨脹而使 增大至 ，在 不變的情況下使最大剪應(yīng)力減小，這兩種作用都使加筋土的承載能力有所提高。</p><p>　　加筋擋土墻就是利用加筋土的這種特性設(shè)計(jì)和建造的一種擋土結(jié)構(gòu)，它把筋條和墻面板連接起來。</p><p>　　除混凝土制成的面板外，國(guó)外也有用鋁合金制成的。重量較輕，安裝方便。筋條一般采用帶鋼，民可考慮采用高分子聚合

39、材料或毛竹等代用，以節(jié)省鋼材。但后者一定要經(jīng)過防腐處理。</p><p>　　加筋土擋土墻具有施工簡(jiǎn)便、省工省料、造價(jià)低廉以及少占地等特點(diǎn)，并且由于其結(jié)構(gòu)式柔性的對(duì)地基的沉降也有很大的適應(yīng)性。它適用于各類地基（包括軟土地基）。目前除擋土墻以外，在橋臺(tái)、港口、碼頭及礦山建筑中也得到越來越廣泛的應(yīng)用。我國(guó)這一技術(shù)的研究起步較晚，開始于70年代的后期，但已建造的加筋土少數(shù)工程實(shí)踐表明，這種結(jié)構(gòu)具有很大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)潛力，

40、現(xiàn)在工程和科研部分正在組織人力，進(jìn)行專門試驗(yàn)和研究，來發(fā)展和推廣這種支擋結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料。</p><p>　　圖4 加筋土擋墻示意圖</p><p>　　2.1.3 錨桿擋墻</p><p>　　錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土墻板和錨桿聯(lián)合組成的輕型支擋結(jié)構(gòu)。這種擋土墻墻板一般是由預(yù)制的鋼筋混凝土肋柱支撐著的擋土板。鋼錨桿插入并錨固在穩(wěn)定的土層或巖層中，作用于墻板的土

41、壓力則通過受拉的鋼錨桿被穩(wěn)定底層的抗拔力所平衡。錨桿擋土墻的這一特點(diǎn)，使它能應(yīng)用于不良的地基。在高邊坡的情況下， 它可采用自上而下逐級(jí)施工的方法，因而可以避免邊坡的塌陷，有利于施工安全。</p><p>　　根據(jù)地形，地質(zhì)條件、墻高和施工條件等因素可以決定擋土墻是否需要分級(jí)和分級(jí)的高度。若擋土墻較高或地質(zhì)條件較差，可將擋土墻布置為兩級(jí)或多級(jí)。這時(shí)各級(jí)間應(yīng)留1~2m的平臺(tái)。為了便于肋柱和擋土板的安裝，多采用垂直墻面

42、。肋柱的間距應(yīng)和工地的起吊能力和錨桿的抗拔能力相適應(yīng)，太密，則錨桿孔數(shù)增加，工期必然太長(zhǎng)；太稀，雖然錨孔數(shù)和肋柱數(shù)可以減少，但單根構(gòu)件的重量增加，使搬運(yùn)和裝吊困難。綜合考慮結(jié)果，肋柱的間距一般以2.0~3.5m為宜。在每根肋柱上，根據(jù)其高度可布2~3根錨桿。錨桿的位置應(yīng)盡量使肋柱內(nèi)的最大正負(fù)彎矩基本相當(dāng)。錨桿按鉆孔所采用的鉆頭尺寸可分為大錨桿（鉆孔直徑100~150mm）和小錨桿（錨孔直徑32~50mm）兩種。</p>&

43、lt;p>　　我國(guó)在山區(qū)鐵路建設(shè)中，結(jié)合地形地質(zhì)和工程特點(diǎn)，曾修建了一些錨桿擋土墻。這些擋墻竣工后使用情況良好，造價(jià)和重力式片石擋土墻相比，有的投資費(fèi)用可節(jié)省50%左右。</p><p>　　圖5 錨桿擋墻示意圖</p><p>　　2.1.4 錨定板擋土墻</p><p>　　錨定板擋土墻和錨桿擋土墻一樣，也是依靠鋼拉桿的抗拔力來保證擋土墻穩(wěn)定性的一種輕

44、型擋土結(jié)構(gòu)</p><p>　　但是，這種擋土墻與錨桿擋土墻又有著明顯的區(qū)別。錨桿擋土墻的錨桿必須插入穩(wěn)定地層，其抗拔力來源于灌漿錨桿與孔壁地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度。而錨定板擋土鋼拉桿及其端部的錨定板均埋設(shè)在人工填土中，其抗拔力來于錨定板前填土的被動(dòng)抗力。在錨定板結(jié)構(gòu)中，一方面填土對(duì)墻面產(chǎn)生主動(dòng)土壓力，填土越高主動(dòng)土壓力越大；另一面，填土又對(duì)錨定板的移動(dòng)產(chǎn)生被動(dòng)的土抗力，填土越高，錨定板的抗拔力也越大。如果 用鋼拉桿把

45、墻面和錨定板連接起來，就變成一種能夠承受側(cè)應(yīng)力的新型支擋結(jié)構(gòu)?？梢婂^定板結(jié)構(gòu)能依靠填土的性能來保證填土本身的穩(wěn)定，它是一種比較合理而且使用范圍比較廣的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　錨定板擋土墻通常由肋柱、擋土板、鋼拉桿和錨定板所組成。肋柱的長(zhǎng)度可依據(jù)施工吊裝的能力決定。在墻高范圍內(nèi)，肋柱可設(shè)一級(jí)或多級(jí)。多級(jí)肋柱的接頭可以順接，也可設(shè)錯(cuò)臺(tái)。肋柱的間距一般用1~2m。根據(jù)肋柱的長(zhǎng)度和土壓力的大小，每根肋柱上布置1~

46、2根鋼拉桿，也可多布置幾根。從施工安裝方便考慮，墻面一般采用垂直壁，擋土板多要用矩形或槽型截面的鋼筋混凝土板。鋼拉桿一般采用普通圓鋼，外設(shè)防銹的保護(hù)層。錨定板一般采用鋼筋混凝土的方形板。</p><p>　　肋柱、擋土板、鋼拉桿、錨定板及其間的填料共同形成了一個(gè)組合的擋土結(jié)構(gòu)。在各根鋼拉桿的抗拔力能滿足墻面所受的土壓力的前提下，錨定板擋墻的設(shè)計(jì)和計(jì)算還應(yīng)保證這個(gè)組合結(jié)構(gòu)的整體具有足夠的穩(wěn)定性。</p>

47、<p>　　圖6 錨定板擋土墻</p><p>　　2.1.5 土釘墻</p><p>　　土釘支護(hù)是新興的擋土支護(hù)技術(shù)，最先用于隧道及治理劃破，90年代在基礎(chǔ)深基坑支護(hù)中應(yīng)用。國(guó)外稱“Soil Nailing”直譯為“土釘”或“土釘墻”，內(nèi)容相同。這是一項(xiàng)新技術(shù)。</p><p><b>　　圖7 土釘墻</b></

48、p><p><b>　　工藝原理：</b></p><p>　　噴射混凝土在高壓空氣作用下，高速噴向碰面，在噴層與土層間產(chǎn)生嵌固效應(yīng)，從而改善了邊坡的手里條件，有效地保證邊坡穩(wěn)定。土釘深固于土體內(nèi)部，主動(dòng)支護(hù)土體，并與土體共同作用，有效地提高周圍土的強(qiáng)度，使土體加固變?yōu)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，從而使原來的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)。鋼筋網(wǎng)能調(diào)整噴層與錨桿內(nèi)應(yīng)力分布，增大支護(hù)體系的柔性

49、與整體性。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)施工設(shè)備較簡(jiǎn)單</p><p>　　(2)比用擋土樁錨桿施工簡(jiǎn)便</p><p>　　(3)施工比較快速，節(jié)省工期</p><p><b>　　(4)造價(jià)經(jīng)濟(jì)</b></p>&l

50、t;p><b>　　適用條件：</b></p><p>　　(1)水位低的地區(qū)，或能保證降水到基坑面以下。</p><p>　　(2)粘土、砂土和粉土。</p><p>　　(3)基坑深度一般在15m左右。國(guó)內(nèi)資料表明土釘支護(hù)已做到18m。</p><p>　　2.1.6 地下連續(xù)墻</p><

51、;p>　　地下連續(xù)墻是在基坑四周構(gòu)筑具有相當(dāng)厚度（如800mm）的鋼筋混凝土封閉的墻，它可以是建筑物基礎(chǔ)外墻結(jié)構(gòu)，也可以是基坑的臨時(shí)維護(hù)墻。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)地下連續(xù)墻止水性好，能承受垂直荷載，剛度大，能承受土壓力、水壓力的水平荷載。由于它的這些特性，因此地下連續(xù)墻有擋土、抗?jié)B和承重的性能，是深基坑支護(hù)的多功

52、能結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(2)對(duì)相鄰建筑物、構(gòu)筑物影響甚小。已有測(cè)定記錄在離已有建筑物20cm和可以進(jìn)行深基坑的施工，并無影響。</p><p>　　(3)可以施工成任意形狀，墻體深度易于控制，可建造剛度很大的墻體。</p><p>　　(4)使用機(jī)械設(shè)備較多，造價(jià)較貴。</p><p>　　(5)泥漿配置要求高，需建泥漿回收重復(fù)使用的

53、系統(tǒng)。</p><p>　　(6)如將地下連續(xù)墻作為建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)墻體，則應(yīng)重新計(jì)算其造價(jià)，是否昂貴。</p><p>　　(7)可以與錨桿結(jié)合支護(hù)，也可以在基坑內(nèi)作內(nèi)支撐。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　(1)對(duì)土質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，基本適用于所有土質(zhì)，特別對(duì)軟土地質(zhì)更有利于施工。</

54、p><p>　　(2)對(duì)相鄰建筑物較近的工程，特別適宜用地下連續(xù)墻。</p><p>　　(3)施工時(shí)噪音及震動(dòng)較低，適用于環(huán)境要求嚴(yán)格的地區(qū)施工。</p><p>　　2.1.7 閉合拱圈墻</p><p>　　閉合拱圈墻包括圓拱、橢圓拱及拋物線拱等，系在結(jié)構(gòu)上作了改變，當(dāng)墻改成拱圈時(shí)，土也起土拱作用，相對(duì)地減少了側(cè)土壓力，拱墻本身只受壓，不

55、受彎。這種改變結(jié)構(gòu)形式的基坑支護(hù)，是一種創(chuàng)新。</p><p>　　拱圈內(nèi)應(yīng)力與拱曲線形狀關(guān)系很大，放線必須準(zhǔn)確，拱軸線沿曲率半徑方向誤差為 40mm.</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)安全可靠，擋土拱圈墻以受壓為主，結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度破壞或失穩(wěn)可能性甚微。拱圈沿支護(hù)高度分層施工，第一層拱圈合攏后是安全的，第二

56、層拱圈也是安全的。</p><p>　　(2)節(jié)省支護(hù)費(fèi)用，在廣州實(shí)踐結(jié)果，比灌注樁節(jié)省40%以上。節(jié)省鋼筋較多，但須用模板及支撐。</p><p>　　(3)施工便利，不須大型施工工具。</p><p>　　(4)節(jié)省工期，一般可節(jié)省1~3個(gè)月</p><p><b>　　適用范圍：</b></p>&l

57、t;p>　　(1)粘土、砂土和軟土地區(qū)可以使用。</p><p>　　(2)飽和軟土及淤泥質(zhì)土不宜采用。</p><p>　　2.1.8 深層攪拌水泥土樁擋墻</p><p>　　深層攪拌水泥土機(jī)理：</p><p>　　在地基深處將軟土和水泥強(qiáng)制攪拌，利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定

58、強(qiáng)度的樁或墻。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)水泥用量小，為被加固土重量的7%~15%。</p><p>　　(2)減小沉降量，為被加固土重量的7%~15%。</p><p>　　(3)防止地下水滲透。</p><p><b>　　(4)節(jié)省費(fèi)用。

59、</b></p><p><b>　　適用范圍</b></p><p>　　(1)軟土地區(qū)加固地基</p><p>　　(2)可作為防滲墻，防止地下水滲透水流。</p><p>　　(3)對(duì)樁側(cè)或樁背后的軟土加固，能增加側(cè)向承載力。</p><p>　　2.2 樁支護(hù)形式</p

60、><p>　　2.2.1 密排樁</p><p><b>　　構(gòu)造原理：</b></p><p>　　(1)密排樁可以是灌注樁，也可以是預(yù)制樁（方樁、圓樁、板樁）。</p><p>　　(2)灌注樁可以建個(gè)程控，然后灌注混凝土，再間隔成孔灌注混凝土后成密排樁，其間成有少量縫隙，成一字排列或交錯(cuò)排列。</p>

61、<p>　　(3)樁間筑水泥砂、水泥土樁，以便作為錨桿施工</p><p>　　(4)樁頂做聯(lián)結(jié)圈梁。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)密排樁比地下連續(xù)墻施工簡(jiǎn)便，整體性不如地下連續(xù)墻，如做好防滲措施（加水泥壓力注漿等），其防水、擋土功能與地下連續(xù)墻相似。</p><p>

62、　　(2)較疏排受力性能好。</p><p>　　(3)密排樁不作防水抗?jié)B措施，仍不能止水。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　粘土、砂土、軟土、淤泥質(zhì)土皆可應(yīng)用。</p><p>　　2.2.2 密排樁間加高壓噴射水泥注漿樁</p><p><b>

63、　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)高壓噴射水泥注漿樁能止水防滲，減少支護(hù)樁承受的土壓力。</p><p>　　(2)密排樁與高壓噴射水泥注漿樁組成防水帷幕，地下水不能滲入基坑，僅在坑內(nèi)江水排水，不影響坑外相鄰建筑物的沉降。</p><p>　　(3)有類似地下連續(xù)墻的功能，但施工設(shè)備簡(jiǎn)易，施工簡(jiǎn)單。</p><p>&

64、lt;b>　　適用范圍：</b></p><p>　　(1)對(duì)砂類土、粘性土、黃土和淤泥土用高壓噴射水泥注漿樁效果較好。</p><p>　　(2)對(duì)礫石直徑過大，礫石含量過多及大量纖維質(zhì)的腐殖土，噴射質(zhì)量較差。</p><p>　　(3)對(duì)于地下水流速過大，噴射漿液無法在注漿管周圍凝固；土質(zhì)對(duì)水泥有腐蝕性的情況，都不宜用高壓噴射水泥注漿樁。<

65、;/p><p>　　2.2.3 密排樁間加化學(xué)注漿樁</p><p>　　注漿法是加固地基的主要方法。它分灌注粒狀漿（水泥漿、水泥砂漿）及化學(xué)漿兩類。用密排樁加化學(xué)注漿樁結(jié)合作基坑支護(hù)是近年的嘗試。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)防滲性好，降低空隙壓力</p><

66、p>　　(2)截?cái)酀B透水流，堵漏性能好</p><p>　　(3)無須高壓噴射設(shè)備</p><p><b>　　適用范圍</b></p><p>　　(1)砂及砂礫石及軟粘土地區(qū)</p><p>　　(2)濕陷性黃土地區(qū)</p><p>　　2.2.4 鋼板樁</p><

67、;p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)鋼板樁一次性投資大</p><p>　　(2)可以拔出，重復(fù)使用，僅出攤銷費(fèi)，故費(fèi)用較省。但如拔不出或不拔，則造成很大浪費(fèi)。</p><p>　　(3)打樁時(shí)易于傾斜，要使全部鋼板樁無誤的封閉合攏，有些困難。</p><p>　　(4)鋼板樁剛度較其他樁的

68、剛度為小。</p><p>　　(5)錘擊鋼板樁有噪音、振動(dòng)、擾民。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　(1)適于軟土、淤泥質(zhì)土及地下水多地區(qū)，易于施工。</p><p>　　(2)難于打入密砂及硬粘土中。</p><p>　　(3)鋼板樁間咬合不好（必須保證咬合

69、），就易滲水、涌砂。</p><p>　　2.2.5 雙排樁</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)剛度大，位移小，施工簡(jiǎn)便。</p><p>　　(2)單排懸臂式不能直呼的深度，以雙排懸臂樁支護(hù)，位移不大。</p><p>　　(3)節(jié)約錨桿材料及施工工期。&l

70、t;/p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　粘土、砂土地質(zhì)，地下水位較低的地區(qū)。</p><p>　　2.2.6 連拱式灌注樁</p><p><b>　　力學(xué)原理：</b></p><p>　　(1)垂直于拱截面的土壓力產(chǎn)生的彎力，轉(zhuǎn)化為沿拱軸界面的

71、軸壓力。</p><p>　　(2)小直徑樁挖地為受壓拱圈，大直徑樁受兩邊拱的推力基本平衡，邊樁要處理單面推力。小直徑樁可不配筋，或僅用構(gòu)造筋。</p><p>　　(3)結(jié)構(gòu)已形成空間結(jié)構(gòu)，計(jì)算方法尚可探討。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)節(jié)省投資、節(jié)省鋼材。</p>

72、<p>　　(2)施工簡(jiǎn)便，可以滿足較深基坑的支護(hù)。</p><p>　　(3)樁頂圈梁較寬，剛度大、移位小。</p><p><b>　　適用范圍</b></p><p>　　粘土、砂土及軟土地層。</p><p>　　2.2.7 H型鋼（工字鋼）樁加橫插板</p><p>&l

73、t;b>　　適用范圍：</b></p><p>　　適用于粘土地下水位低的地層，水位高或有上層滯水時(shí)，應(yīng)降水使水位低于基坑標(biāo)高，軟土地基也可用，但應(yīng)慎重。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)H型鋼樁一次投資費(fèi)用大，支護(hù)工程完畢后要將樁拔出，否則很不經(jīng)濟(jì)。拔出后按攤銷費(fèi)計(jì)算，比灌注樁節(jié)省。&l

74、t;/p><p>　　(2)打樁和拔樁，噪聲大且擾民。</p><p>　　(3)當(dāng)H型鋼樁懸臂時(shí)，位移量大，要計(jì)算位移量，在設(shè)置支撐或錨桿時(shí)，其位置要計(jì)算，避免產(chǎn)生過大位移影響構(gòu)筑物及鄰近建筑。</p><p>　　(4)與錨桿及坑內(nèi)支撐結(jié)合支護(hù)，可得到滿意的支護(hù)效果。</p><p>　　2.2.8 間隔式（疏排）混凝土灌注樁加鋼絲網(wǎng)水泥抹

75、面</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)灌注樁施工較為簡(jiǎn)便，無震動(dòng)、無噪音、不擾民，本身有間隔，比密排樁施工簡(jiǎn)便。</p><p>　　(2)比較經(jīng)濟(jì)節(jié)省。</p><p>　　(3)工程基礎(chǔ)亦為灌注樁時(shí)，可以同步施工，省工期（即支護(hù)樁與工程可同時(shí)施工）。</p><

76、p>　　(4)水泥用量較大，水下澆筑混凝土，質(zhì)量不易控制。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p>　　適用各種粘土、砂土地下水位低的地層情況。</p><p>　　2.2.9 抗滑樁</p><p>　　抗滑樁又稱錨固樁，它是近二十年來獲得廣泛應(yīng)用的一種新型的抗滑支擋結(jié)構(gòu)。抗滑樁的下部埋

77、于穩(wěn)定的巖床中，上部承受滑體傳來的下滑力，依靠下部錨固段以及上部樁前滑體所產(chǎn)生的抗力維持樁本身的穩(wěn)定，并防止滑坡向下滑動(dòng)。這種考慮樁前滑體抗力的樁稱為全埋式樁；當(dāng)上部樁前滑體不產(chǎn)生這種抗力時(shí)則稱為懸臂樁。當(dāng)樁與錨索組合時(shí)，稱為錨索抗滑樁。</p><p>　　從抗滑樁的材料和施工方法看，它與一般基礎(chǔ)樁并無顯著區(qū)別。目前我國(guó)鐵路部門多采挖孔灌注樁的鋼筋混凝土樁，截面采用矩形，其長(zhǎng)邊順滑動(dòng)方向布置，小邊不宜小于1.5

78、m，大邊一般用2~4m。樁的間距應(yīng)不使抗滑段的滑體從樁間劃走，但又不致過密。根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料，一般可選用3~5倍寬度，但不應(yīng)大于15m。</p><p>　　抗滑樁，尤其是錨索樁，與抗滑擋土墻比較具有較突出的優(yōu)點(diǎn)：它的抗滑能力大，圬工少；設(shè)樁的位置比較靈活，既可集中設(shè)置，也可分級(jí)設(shè)置，既可單獨(dú)使用，也可與其他支擋工程配合使用，樁施工時(shí)破壞滑體的范圍小，不致改變劃破的穩(wěn)定狀態(tài)；施工簡(jiǎn)便，可分點(diǎn)同時(shí)施工，勞力易于安排，工

79、期可縮短，施工可不受季節(jié)的限制；施工開挖樁孔過程中易于校對(duì)地質(zhì)資料，如有出入可及時(shí)修改設(shè)計(jì)；成樁后能立即發(fā)揮作用，有利于滑坡的穩(wěn)定。因此，抗滑樁在滑坡整治中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　3 設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范</p><p>　　3.1 土釘支護(hù)形式分析</p><p>　　3.1.1 復(fù)合型土釘支護(hù)的發(fā)展</p><p>　　土

80、釘支護(hù)是近幾年發(fā)展起來的一種邊坡原位加固形式，可以用作基坑邊坡的支護(hù)，公路和鐵路邊坡支護(hù)，橋梁、橋臺(tái)邊坡支護(hù)等。根據(jù)邊坡服務(wù)時(shí)間的長(zhǎng)短，土釘支護(hù)可以作為基坑邊坡的臨時(shí)性支護(hù)，也可以作為服務(wù)時(shí)間大于2年的永久性邊坡支護(hù)。該支護(hù)形式因其施作成本較低，施工方便，作用原理合理，在工程中得到廣泛應(yīng)用，或?yàn)檫吰轮ёo(hù)的首選支護(hù)形式。最初的土釘支護(hù)主要用于低地下水位、土體自立性較好的地層中。近十年來在我國(guó)將土釘支護(hù)與其他加固方法相結(jié)合，產(chǎn)生了很多復(fù)合形

81、式的土釘支護(hù)，以適應(yīng)不同地層和工程要求。</p><p>　　土釘是細(xì)長(zhǎng)的金屬構(gòu)件（可以是桿狀或管狀），置于地層中，通過全長(zhǎng)注漿等方式使之與地層結(jié)合為整體，起到約束地層變形、加固邊坡之作用。</p><p>　　總結(jié)土釘支護(hù)在我國(guó)發(fā)展具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1)土釘支護(hù)用于永久性邊坡加固，更多的用于基坑人工開挖邊坡的支護(hù)。</p><

82、;p>　　(2)土釘支護(hù)不僅用于地下水位以上的邊坡，也用于地下水位以下的基坑支護(hù)。</p><p>　　(3)土釘支護(hù)應(yīng)用從土質(zhì)較好的地層發(fā)展到松軟地層，甚至淤泥質(zhì)地層。</p><p>　　(4)土釘支護(hù)與其他地基加固手段相結(jié)合，發(fā)展出了滿足各種特殊要求的復(fù)合型土釘支護(hù)，極大地?cái)U(kuò)展了土釘支護(hù)的應(yīng)用范圍。</p><p>　　(5)土釘施工方法的多樣性，先后出

83、現(xiàn)了鋼管擊入法、鉆孔法、水平旋噴法及豎向土釘法等。</p><p>　　(6)土釘支護(hù)受力變形機(jī)理研究落后于工程實(shí)踐。設(shè)計(jì)方法多采用經(jīng)驗(yàn)類比并輔以驗(yàn)算的方法。</p><p>　　3.1.2 復(fù)合型土釘支護(hù)的概念</p><p>　　土釘支護(hù)邊坡多為新開挖形成的邊坡和原有邊坡的修復(fù)改造。開挖邊坡是一逐步卸荷過程，開挖卸荷打破了原來土體的平衡狀態(tài)，使之轉(zhuǎn)化不平衡狀態(tài)

84、，使原來的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定狀態(tài)。借助土釘?shù)募庸套饔?，使不平衡、不穩(wěn)定狀態(tài)建立新的受力條件下的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)。因此，通常土釘?shù)募庸踢^程與土方開挖即邊坡形成同步進(jìn)行。這樣做的目的，是土體強(qiáng)度尚未發(fā)揮到極限而喪失穩(wěn)定之前，用土釘、注漿將其加固。因此，土釘支護(hù)施工與挖土都必須分層、分步進(jìn)行。并且上一層土釘施工完成并充分養(yǎng)護(hù)后，方可進(jìn)行下一步的開挖和土釘支護(hù)施工。</p><p>　　土釘與土層錨桿比較：</p&g

85、t;<p>　　土釘和土層錨桿的比較：</p><p>　　(1)復(fù)合型土釘支護(hù)由三個(gè)主要部分組成，即作為超前支護(hù)的水泥土攪拌樁、作為土體加固構(gòu)件的土釘以及將土釘聯(lián)系成整體的噴射混凝土面層；</p><p>　　(2)樁-錨結(jié)構(gòu)支護(hù)也是由三部分組成，及承受水土壓力的排樁、作為受拉構(gòu)件的土層錨桿以及將土層錨桿與排樁聯(lián)接在一起的外錨頭。</p><p>　

86、　土釘和土層錨桿的相同處：</p><p>　　(1)都是維持垂直邊坡的結(jié)構(gòu)體系；</p><p>　　(2)土方開挖及施工順序都是由上而下；</p><p>　　(3)土釘與土層錨桿施工方法都是鉆孔、鋼筋桿插入、通過注漿將鋼筋桿與地層黏結(jié)在一起。</p><p>　　土釘和土層錨桿的差別：</p><p>　　(1)

87、土釘比較短，較密集，且全長(zhǎng)注漿；土釘錨桿比較長(zhǎng)，比較稀疏，且嚴(yán)格區(qū)分自由段和錨固段；</p><p>　　(2)土釘支護(hù)體系中的超前支護(hù)，是經(jīng)過加固的土體（水泥土攪拌樁），一般不承受水土壓力；樁-錨結(jié)構(gòu)中的承力結(jié)構(gòu)為剛性的排樁式擋墻，靠其承受土壓力；</p><p>　　(3)土層錨桿均需施加一定的預(yù)引力；而土釘一般不必施加預(yù)應(yīng)力；</p><p>　　(4)土釘支

88、護(hù)系統(tǒng)中，面層為柔性結(jié)構(gòu)；而排樁為剛性樁體；</p><p>　　(5)土釘支護(hù)中的土釘布置通常上長(zhǎng)下短；而土層錨桿布置通常上排較短，而下排較長(zhǎng)。</p><p>　　復(fù)合土釘支護(hù)與加筋土擋墻的比較：</p><p>　　加筋土墻與土釘墻具有某些相似的特點(diǎn)：</p><p>　　(1)鋼筋安置在無應(yīng)力的土體中，只有土體發(fā)生變形后才是鋼筋受力；

89、</p><p>　　(2)通過土與加筋桿件的摩擦粘結(jié)而支撐鋼筋應(yīng)力，加筋區(qū)形成類似于重力式擋土的結(jié)構(gòu)，從而用來支撐從未加筋土體傳來的推力；</p><p>　　(3)結(jié)構(gòu)面層在加固土層中為很薄的預(yù)制構(gòu)件，而在土釘墻中通常是噴射混凝土。</p><p>　　土釘墻與加筋土墻存在著某些基本的差異:</p><p>　　(1)施工方法：盡管這兩種

90、結(jié)構(gòu)在施工結(jié)束時(shí)看來好像相似，但施工順序是根本不同的。土釘加固施工是“自上而下”分段開挖，而加筋土墻施工是“由下而上”加固填土。這種不同的施工順序?qū)е虏煌瑝ψ冃蔚哪Ｊ胶弯摻顑?nèi)不同的荷載分布。土釘墻中最大變形發(fā)生在墻的上部，而加筋土墻中最大變形卻發(fā)生在底部附近。同樣，從加固土的力學(xué)機(jī)制看，加筋土墻的加固荷載一般從墻的上部向底部增加，而土釘墻加固荷載趨于隨深度更加均勻，類似于支撐開挖，并在墻的較低部位減小；</p><p

91、>　　(2)土的性質(zhì)：土釘加固是一種現(xiàn)場(chǎng)加固技術(shù)，土的特性不可能像加筋土墻那樣預(yù)先加以選擇。加筋土墻用于土的種類是清楚的，即低含水量的粒狀回填土，主要由摩阻作用控制其形狀。另一方面，土釘被置于土和巖石中，其強(qiáng)度特性和含水量變化范圍很大；</p><p>　　(3)土與鋼筋（土釘）的粘結(jié)：注漿技術(shù)通常（盡管還不廣泛）用于粘結(jié)土釘與周圍土，荷載眼注漿與圖界面?zhèn)鬟f。在加筋土墻結(jié)構(gòu)中，沿鋼筋土界面直接產(chǎn)生摩擦。&l

92、t;/p><p>　　從設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)看，因?yàn)閹缀涡螤詈?jiǎn)單和材料標(biāo)準(zhǔn)化，加筋土墻的最大拉應(yīng)力位置一般是眾所周知的。土釘墻結(jié)構(gòu)則不是這種情況，因此，簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)型“土壓力”或“局部平衡”設(shè)計(jì)模型較難用于土釘支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　3.1.3 復(fù)合土釘支護(hù)形式</p><p>　　所謂復(fù)合土釘支護(hù)即土釘支護(hù)與其他形式的加固手段相結(jié)合，以滿足不同地質(zhì)條件和工程要求的土

93、釘支護(hù)方式。常規(guī)形式的土釘支護(hù)在工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)以下問題：</p><p>　　(1)由于無隔水措施，一般不適用于地下水位較高的軟土地層。</p><p>　　(2)土釘支護(hù)也不能對(duì)基坑底部進(jìn)行加固，無法解決基坑底部隆起、管涌、流砂等工程災(zāi)害。</p><p>　　(3)常規(guī)土釘支護(hù)是在無支擋條件下開挖地層，因此地層側(cè)向位移是在無約束條件下發(fā)生的，通常水平位移都比較大

94、。</p><p>　　(4)常規(guī)土釘支護(hù)開挖深度收到一定限制，特別對(duì)于有軟弱下臥層的地層更不敢應(yīng)用。</p><p>　　為了解決以上問題，在工程實(shí)踐中發(fā)展了多種形式的復(fù)合土釘支護(hù)。</p><p>　　(1)防滲帷幕+土釘支護(hù)</p><p>　　(2)微型樁+土釘支護(hù)</p><p>　　(3)超前支護(hù)+預(yù)應(yīng)力錨

95、桿+土釘支護(hù)</p><p>　　(4)樁-錨結(jié)構(gòu)+土釘支護(hù)</p><p>　　(5)樁-撐結(jié)構(gòu)+土釘支護(hù)</p><p>　　3.1.4 土釘及復(fù)合土釘支護(hù)應(yīng)用</p><p>　　土釘支護(hù)的基本概念是當(dāng)“自上而下”進(jìn)行開挖時(shí)，在開挖邊坡上通過設(shè)置密緊的銅管（即土釘）時(shí)對(duì)邊坡土體進(jìn)行加固。該過程形成一個(gè)能夠自穩(wěn)并支擋后面土體下滑的加固斷

96、面，類似加筋土擋墻那樣。當(dāng)?shù)貙釉陂_挖中和施工后發(fā)生后續(xù)變形時(shí)，加固是被動(dòng)的，并通過釘-土共同作用發(fā)揮加固效果。土釘與土體相比有很高的抗拉強(qiáng)度，而且還認(rèn)為在某些情況下還具有一定的抗彎剛度和抗剪強(qiáng)度。土釘加固效果通過以下三方面增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性：(1)在非黏性土中增加潛在滑動(dòng)面上的正壓力和相應(yīng)土的抗剪阻力；(2)減少非黏性土和黏性土中沿潛在滑動(dòng)面上的正壓力和相應(yīng)土的抗剪阻力；(2)減少非黏性土和黏性土中沿潛在滑動(dòng)面上的下滑力；(3)將潛在滑動(dòng)

97、面往后推移至土釘末端部，使滑動(dòng)面增長(zhǎng)，以增加土坡的穩(wěn)定性。通常還需施工噴射混凝土面層，并配以鋼筋網(wǎng)片，目的在于將所有土釘聯(lián)成整體，以防止局部土體塌落。</p><p>　　土釘支護(hù)工程應(yīng)用主要為兩方面：(1)開挖過程中的邊坡加固，即作為各類基坑工程的臨時(shí)性支護(hù)；(2)原有邊坡的修復(fù)和加固。作為邊坡加固的土釘支護(hù)通常是永久性的。</p><p><b>　　土釘支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：<

98、/b></p><p>　　作為一種土層支護(hù)和加固方法，土釘除顯示出許多與拉支錨桿(tieback)錨定擋墻相同的優(yōu)點(diǎn)外，還有其獨(dú)特的另外一些優(yōu)越性。類似于拉支錨桿錨定擋墻，土釘為自上而下施工技術(shù)提供如下優(yōu)越性：</p><p>　　(1)與傳統(tǒng)的擋土墻相比，不需要開挖和回填，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益和減輕了對(duì)環(huán)境的影響。</p><p>　　(2)通過采用臨時(shí)挖方

99、工程支護(hù)系統(tǒng)與永久支護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合的手段，提高了經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)省了材料。</p><p>　　(3)通過減少道路用地需求，提高經(jīng)濟(jì)效益和減輕了對(duì)環(huán)境的影響。</p><p>　　(4)可以在狹小場(chǎng)地（此處對(duì)方內(nèi)部雜亂材料）內(nèi)開挖， 從而擴(kuò)大了使用范圍。</p><p>　　與支拉錨桿錨定擋墻相比，土體加固于適用的土層中可具有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p&

100、gt;　　(1)由于最大土壓力支護(hù)荷載沒有傳遞到開挖面，從而取消了所需的高承載能力的結(jié)構(gòu)面層（即豎樁和現(xiàn)澆厚混凝土）。許多拉支錨桿錨定擋墻都有250~300mm厚的永久面層。設(shè)備較單一。</p><p>　　(2)在含卵石、漂石或其他硬夾雜物的非雜質(zhì)土中提高了施工的靈活性，較大直徑豎樁設(shè)置來說，這些障礙物對(duì)相對(duì)小直徑土釘鉆孔問題更少。</p><p>　　(3)由于省去了橋面板或人工挖坑中

101、所需的鉆孔或挖掘豎樁設(shè)置，在高價(jià)通道受限制（例如原有橋下的道路擴(kuò)寬）的條件下可提高施工靈活性。</p><p>　　(4)易于施工和縮短施工工期，不要求設(shè)置豎樁，土釘不需施加預(yù)應(yīng)力，施工設(shè)備相對(duì)小巧、靈活、輕便。該技術(shù)對(duì)城市場(chǎng)地來說顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。</p><p>　　(5)土釘對(duì)面層反作用力的垂直分量比拉支錨桿要小得多，并且能更均勻地分布在整個(gè)開挖面上。這就取消了將有效墻埋入坡底以下

102、的要求，就像樁-錨體系中對(duì)樁的要求。</p><p>　　(6)由于土釘設(shè)置密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于預(yù)應(yīng)力拉支錨桿密度，從而形成較高的復(fù)合系統(tǒng)的富余度。因此，其中個(gè)別土釘發(fā)生破壞相對(duì)地不起多大作用。值得注意的是，這意味著對(duì)土釘墻不需要更高的可靠性，因此每根受拉錨桿在裝設(shè)過程中都要接受測(cè)試，而土釘只需測(cè)試很小的比例。</p><p>　　(7)由于土釘較之受拉錨桿段，便減少了道路用地的需求。</p

103、><p>　　土釘支擋系統(tǒng)的其他有力特點(diǎn)包括如下：</p><p>　　(1)由于所需施工設(shè)備相對(duì)尺寸小，靈活性大，該方法特別適用于不易施工或遠(yuǎn)離電源的場(chǎng)地，設(shè)備輕巧，能在離開地面一定高度施工。</p><p>　　(2)該方法特別適用于因噪聲、振動(dòng)和通行可能引起麻煩的城市中施工。</p><p>　　(3)施工方法靈活，可采用斜土釘支擋困難的開

104、挖形狀，并可應(yīng)付施工過程中遇到的各種不同土層條件。施工過程中土釘設(shè)計(jì)的修改（例如，為避免未預(yù)測(cè)的障礙物而移動(dòng)土釘）比較容易。</p><p>　　(4)該系統(tǒng)比較堅(jiān)固穩(wěn)定和有靈活性，并可適應(yīng)大量整體和局部的沉降。有文獻(xiàn)證明土釘擋土墻在地震荷載條件下運(yùn)行良好。</p><p>　　(5)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)表明，激發(fā)鋼筋力起作用的總變形比較小，通常能符合Peck分類中良好支撐系統(tǒng)（1類）所指出的變形要求

105、。實(shí)測(cè)的墻變形通常為墻高的0.1%~0.3%。</p><p>　　(6)該方法能很好地運(yùn)用于諸如遇險(xiǎn)擋土結(jié)構(gòu)修復(fù)之類的特殊工程。</p><p>　　(7)設(shè)備輕巧，投資少，適合大面積推廣。</p><p><b>　　土釘支護(hù)的局限性：</b></p><p>　　土釘和其他開挖支護(hù)技術(shù)相比具有如下局限性：</

106、p><p>　　(1)可能要求土釘永久置入地下，土釘可能超出用地紅線，引出法律問題。</p><p>　　(2)在市區(qū)，加固的緊密空間布置會(huì)妨礙空間布置會(huì)妨礙附近的公用設(shè)施。公用設(shè)施的管溝可能會(huì)出現(xiàn)潛在的破壞軟弱面，這包括對(duì)土釘來說壓實(shí)不好會(huì)遇到其他不適宜的填土，還可能把地下水引向土釘墻。開挖面上大量地下水滲流可引起嚴(yán)重的施工問題。</p><p>　　(3)與預(yù)應(yīng)力拉

107、支錨桿相比，土釘水平位移稍大，可能會(huì)引起剛剛連接起來的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。</p><p>　　(4)對(duì)易發(fā)生蠕變及只有較低荷載水平的粘土而言，土釘不可能有效地發(fā)揮其支撐能力。</p><p>　　(5)特別是常發(fā)生冷凍融化循環(huán)的區(qū)域，噴射混凝土面層的長(zhǎng)期性能尚未得到完全證實(shí)。</p><p>　　(6)土釘施工要求在土體中形成一般為1~2m高的路塹。因此，土體必須有一定

108、程度的天然“粘結(jié)”和膠結(jié)，否則就需要進(jìn)行掏槽、護(hù)坡或減少路塹開挖層高度以穩(wěn)定開挖面，這就增加了施工的復(fù)雜性和經(jīng)費(fèi)。因而，土釘不適用于純砂和礫石。</p><p>　　(7)開挖中的脫水工作面對(duì)土釘是非常需要的。如果地下水深度到工作面，未加筋土?xí)陂_挖的上面局部塌落，或者減少噴射混凝土與土的粘合力，使其不可能形成令人滿意的噴射混凝土面層。</p><p>　　(8)土釘也不適用于加固軟黏土中

109、的挖方工程。為了保持足夠的穩(wěn)定水平，軟黏土的低摩擦阻力需要較長(zhǎng)的高密度的現(xiàn)場(chǎng)加固。拉支錨桿或鉆孔樁錨定墻較適用于這些條件。</p><p>　　(9)當(dāng)土釘應(yīng)用到敏感黏土或膨脹土?xí)r必須作精細(xì)的評(píng)估。</p><p><b>　　土釘支護(hù)適應(yīng)土層：</b></p><p>　　一般說來，土釘?shù)慕?jīng)濟(jì)適用要求常規(guī)在垂直或陡斜邊坡上開挖1~2m高時(shí)，不

110、加支護(hù)條件下能保持穩(wěn)定1~2d。另外，特別要求鉆孔孔壁能保持穩(wěn)定至少數(shù)小時(shí)。土層適用下列類型：</p><p>　　(1)無不良方向性和低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的殘積土和風(fēng)化巖。</p><p>　　(2)諸如黏質(zhì)粉砂和不易于產(chǎn)生蠕變的低塑性黏土之類的硬黏土。</p><p>　　(3)天然膠結(jié)砂或密實(shí)砂和具有一定粘結(jié)力的礫石。</p><p>　　(4)

111、毛細(xì)管吸力至少為5kN/，且具天然含水量至少為5%的均勻細(xì)、中砂。當(dāng)南方開挖面土坡遭受陽光照射變干時(shí)，這種土類有時(shí)可能出現(xiàn)開挖面穩(wěn)定有問題。</p><p>　　(5)地下水位以上的土層。</p><p>　　由于該方法的靈活性，土釘也適用于混合地層條件（包括含有卵石和漂石的高強(qiáng)地層，這種條件下設(shè)置立樁非常困難，費(fèi)用昂貴），只要上述不同土層的每種材料適宜于使用土釘。</p>

112、<p>　　土釘支護(hù)不適應(yīng)土層：</p><p>　　遺憾的是，下述情況時(shí)有發(fā)生，即土釘之類的新技術(shù)在不能使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的非常困難的條件下才使用，這種做法對(duì)于工程和技術(shù)本身的未來常規(guī)應(yīng)用時(shí)非常有害的。就像大多數(shù)施工方法的情況一樣，土釘技術(shù)不是普遍使用的，必須清楚地了解其局限性。在通常情況下，通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)或施工預(yù)防措施，從技術(shù)上可以解決這些局限性，但這樣又往往導(dǎo)致該方法不在具有經(jīng)濟(jì)使用的特點(diǎn)。</p

113、><p>　　國(guó)外文獻(xiàn)認(rèn)為下列土層類型或情況則認(rèn)為不適合用土釘或應(yīng)有限制的使用常規(guī)土釘：</p><p>　　(1)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N值低于10左右或相對(duì)密度小于30%的松散規(guī)則粒狀土，這些類型的土通常沒有足夠的自穩(wěn)時(shí)間，并對(duì)施工設(shè)別的震動(dòng)很敏感。</p><p>　　(2)均勻度系數(shù)小于2的力度均勻的粒狀無黏性土（級(jí)配不好），非常密實(shí)的除外，在施工過程中，這些類型的土

114、缺乏明顯的黏聚力，在暴露時(shí)將趨于松散狀態(tài)。</p><p>　　(3)有過高含水量或潮濕的土，這類土暴露時(shí)趨于滑坍和產(chǎn)生開挖面不穩(wěn)定問題，即明顯的黏聚力損失。對(duì)于大多數(shù)土層類型，就像通常引起非常困難的施工條件一樣，土釘不適用于加固地下水位以下的土層。另外，必須小心控制地表水和上層滯水。</p><p>　　(4)液性指數(shù)大于0.2，不排水抗剪強(qiáng)度小于50kN/的有機(jī)質(zhì)土或黏性土。在具有這些

115、指標(biāo)的黏性土中會(huì)產(chǎn)生連續(xù)長(zhǎng)期蠕變，如果飽和狀態(tài)下施工還會(huì)明顯減少土體-水泥漿粘合力和土釘抗拔阻力。因此，土釘在這類圖中應(yīng)用時(shí)應(yīng)事先進(jìn)行長(zhǎng)期蠕變狀態(tài)的試驗(yàn)測(cè)試，復(fù)合要求時(shí)才能投入使用。</p><p>　　(5)對(duì)于冰凍-敏感土和膨脹土。這類土可導(dǎo)致開挖面附近土釘荷載明顯增加，已經(jīng)有報(bào)到這些條件下土釘墻的損壞情況。對(duì)于冰凍-敏感土（如粉土），建議通過在開挖面采取合理的保護(hù)措施（如粒狀物或合成纖維隔離層）的預(yù)防措施，