土钉墙支护计算.doc

设计资料1.1.1气象资料：本区属大陆季风型气候，冬季长而寒冷，夏季短而炎热。多年平均气温，最高气温，最低气温，多年平均降水量585mm，最大降水量853.90mm，降水多集中在7、8、9月；标准冻深1.26m，最大降雪深度27cm，基本雪压；历年最多风向为西北，最大风速20m/s，极大风为26m/s，最大风力9级，平均为1～2级。1.1.2工程地质水文地质概况根据勘探揭露，厂区在钻探截露深度之内均见地下水，圆砾层为其含水层，属第四系潜水，略有承压性；稳定水位埋深为～，稳定水位标高为～.由于本工程勘察处不同时期，据区域资料，水位变幅为～，抗浮设计水位。地下水对混凝土及混凝土中钢筋微腐蚀性，对钢结构有微腐蚀性。该拟建物位于承德市承德县板城大街。建筑场地地貌单元属老牛河二级阶地，场地标高为～，地貌单一。表1地层岩性特征编号地层名称平均厚度(m)颜色密实度稠度状态性状描述①杂填土黄褐松散可塑以粉土、碎石组成，局部见建筑垃圾②粘质粉土黄褐稍密可塑稍湿，土质稍均匀，无光泽，干强度、韧性低③细砂褐黄稍密可塑主要颗粒为石英、长石，含砾石eq\o\ac(○,)圆砾褐黄密实可塑砾石磨圆度好，骨架颗粒以花岗岩、石英岩、灰岩为主，中等风化，冲洪积形成⑤粉质粘土灰黄稍密可塑饱和，无光泽，干强度，韧性低⑥强风化泥质砂岩紫红、灰白密实可塑岩芯成碎块状，见云母，粉砂结构，泥质胶结，表层风化成砂土状⑦中风化泥质砂岩-----紫红、黄白密实硬塑岩芯呈短柱状，致密坚硬，泥质胶结，块状结构岩体基本质量等级为Ⅵ级表2土层物理力学性质参数土层代号湿密度饱和度液性指数重度压缩模量粘聚力摩擦角桩极限侧阻桩极限端阻地基承载力ρg/m3Sr%ILKN/m3100MPa200MPa300MPaCkPaØ°QsikkPaqkPakPa①1060186550060②70700180③65800160④70800170⑤—28032701000240⑥451570900180⑦—35030801700280第2章土钉墙支护计算土钉支护技术2.1.1土钉支护的概念土钉支护亦称锚喷支护，就是逐层开挖基坑，逐层布置排列较密的土钉（钢筋），强化边坡土体，并在坡面铺设钢筋网，喷射混凝土。相应的支护体称为土钉墙，它由被加固的土体、放置在土体中的土钉与喷射混凝土面板三个紧密结合的部分组成。土钉是其最主要的构件，英文名叫SoilNailing，它的设置有打入法，旋入法，以及先钻孔、后置入、再灌浆三种方法。2.1.2土钉支护的特点与其它支护类型相比，土钉支护具有以下一些特点或优点：土钉与土体共同形成了一个复合体，土体是支护结构不可分割的部分。从而合理的利用了土体的自承能力。结构轻柔，有良好的延性和抗震性。施工设备简单。土钉的制作与成孔、喷射混凝土面层都不需要复杂的技术和大型机具。施工占用场地少。需要堆放的材料设备少。对周围环境的干扰小。没有打桩或钻孔机械的轰隆声，也没有地下连续墙施工时污浊的泥浆。土钉支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。工程造价低，经济效益好，国内外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其它支护低1/2～1/3。容易实现动态设计和信息化施工。2.1.3土钉支护的适用范围土钉支护适用于：地下水位以上或经人工降水措施后的杂填土、普通粘土或弱胶结的砂土的基坑支护或边坡加固。一般可用于标准贯入基数N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。单独的土钉墙宜用于深度不大于12m的基坑支护或边坡维护，当土钉墙与放坡开挖、土层锚杆联合使用时，深度可以进一步加大。土钉支护不宜用于含水丰富的粉细砂岩、砂砾卵石层和淤泥质土。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。2.1.4土钉的作用机理土钉在复合土体中有个整体以下几种作用机理：箍束骨架作用：该作用是由于土钉本身的刚度和强度，以及它在土体内分布的空间所决定的。它在复合土体中起骨架作用，使复合土体构成一个整体，从而约束土体的变形和破坏。分担作用：在复合土体内，土钉与土体共同承担外荷载和自重应力，土钉起着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度，所以在土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体发生开裂后，土钉的分担作用更为突出，这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力，从而导致土钉中的浆体碎裂、钢筋屈服。土钉墙之所以能够延迟塑性变形，并表现出渐进性开裂，与土钉的分担作用是密切相关的。应力传递与扩散作用：当荷载增加到一定程度，边坡表面和内部裂缝已发展到一定宽度，边坡应力达最大。此时，下部土钉位于滑裂区域以外土体中的部分仍然能够提供较大的抗力。土钉通过它的应力传递作用可将滑裂区域内的应力传递到后面稳定的土体中，分布在较大范围的土体内，降低应力集中程度。对坡面变形的约束作用：在坡面上设置的与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面