【導(dǎo)讀】土釘方案設(shè)計(jì)的必要條件.........

　　

【正文】 且： 土釘?shù)拈L(zhǎng)度，可參照表 41 選取。 表 41 土釘長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù) 粉土 硬黏土 注漿釘 打入土釘 注漿釘 L=(～ )H L=(～ )H L=(～ )H 注： H— 基坑的垂直高度（ m）。 2）土釘?shù)乃骄嚯x在（ Sh）和豎向間距（ Sv）。一般取： Sh= Sv=（ 6～ 8） D 29 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 式中： D—— 鉆孔直徑（ m） ；常用 Sh= Sv=（ ～ ） m,并需滿(mǎn)足： 0. 3 ~ 0. 6( )0. 6 ~ 1. 1 ( )0. 15 ~ 0. 20 ( )hvDLSS??? ?? ??粉 土 、 注 漿 釘粉 土 、 打 入 土 釘硬 粘 土 、 注 漿 釘 注： L—土釘長(zhǎng)度（ m）。 3）釘體直徑（ d），一般取： 3( 2 0 ~ 5 0 ) 1 0vhd S S?? ? ? 并滿(mǎn)足： 333( 0. 4 ~ 0. 8 ) 10 ( )( 0. 13 ~ 0. 19 ) 10 ( )( 0. 1 ~ 0. 25 ) 10 ( )hvdSS???? ??????? ??粉 土 、 注 漿 釘粉 土 、 打 入 土 釘硬 粘 土 、 注 漿 釘 （ 3）局部 穩(wěn) 定性 計(jì) 算 局部 穩(wěn) 定性的分析是考 慮 到土 釘 中 鋼 筋不至于被拉壞。 1）土 釘鋼 筋直 徑應(yīng)滿(mǎn) 足（ 強(qiáng) 度 檢 算） yds fdNf ???? 2, ? 式中： dsF, —— 土釘?shù)木植糠€(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 ~，基坑深度大時(shí)取高值； d—— 土 釘鋼 筋直 徑 （ m）； yf —— 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ 2/kNm ）。 2）土 釘長(zhǎng) 度 L 應(yīng)滿(mǎn)足（抗拔承載力檢算） 各層土釘長(zhǎng)度尚應(yīng)滿(mǎn)足如下要求： ,sdf FNLL D??????? 式中 : fL —— 土 釘軸線 與 傾 角等于 (45 /2)?? 斜 線 交點(diǎn) 至土 釘墻外 端 點(diǎn) 的距離，如 圖 43 所示； D —— 土 釘 孔 徑 （ m）； βL aqq土釘/2Lf破壞面 30 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ? —— 土 釘 與土體 間 的抗剪 強(qiáng) 度 標(biāo) 準(zhǔn)值（ kPa），其取值 詳見(jiàn) 表 42。 其余符 號(hào)意義 同前。 圖 43 土釘長(zhǎng)度確定 表 42 土釘與土體之間粘結(jié)度標(biāo)準(zhǔn)值 土層種類(lèi) 土的狀態(tài) ? (kPa) 淤泥質(zhì)土 20～ 25 粘性土 堅(jiān)硬 硬塑 可塑 軟塑 60～ 80 50～ 60 40～ 50 30～ 40 素填土 30～ 60 粉土 中密、密實(shí) 60～ 110 砂性土 稍密 中密 密實(shí) 90～ 150 120～ 160 220～ 300 （ 4）內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算 土釘墻整體穩(wěn)定性分析是指邊坡土體中可能出現(xiàn)的破裂面發(fā)生 在土釘墻內(nèi)部并穿過(guò)全部或部分土釘。根據(jù)土力學(xué)中邊坡穩(wěn)定性分析得基本概念，邊坡分為主動(dòng)區(qū)和被動(dòng)區(qū)，土釘?shù)米饔檬菍⒅鲃?dòng)區(qū)產(chǎn)生的拉力傳遞到被動(dòng)區(qū)，增加滑動(dòng)面上的壓應(yīng)力，提高土的抗剪強(qiáng)度，達(dá)到抵抗主動(dòng)區(qū)滑動(dòng)、穩(wěn)定邊坡的目的。假定破裂面上的土釘只承受拉力且達(dá)到最大抗力。按圓弧破裂面采用普通條分法對(duì)土釘墻作整體穩(wěn)定性分析，取單位長(zhǎng)度土釘墻進(jìn)行計(jì)算。 1）確定最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面 （ a）按比例 尺繪 制基坑 邊 壁剖面 圖 ； （ b）任 選一 以 r 為半徑 的可能滑 動(dòng) 面 qAOcCrN iT ih ib iW i0 i 31 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) AC，將滑動(dòng)面上的土體分成 n 條垂直土條（一般 n=8~12）； （ c）計(jì)算 每個(gè)土條的自重 iiii bhQ ?? 和地面荷載 iqb ，沿圓弧 AC 分解成法向力 iN 和切向力 iT 。其中 iii WN ?cos? 圖 44 條分法計(jì)算圖 iii WT ?sin? iiiii qbbhW ??? 式中 i? 為法向分力 iN 與鉛垂線之夾角。 （ d）滑動(dòng)力矩： 1 s innT i iiM r W ??? ? 式中 r —— 滑動(dòng)圓弧半徑。 （ f）抗滑動(dòng)力 矩： 1 ( ta n )nn i i i iiM r N c L????? 式中 iL—— 第 i 個(gè)土條滑弧長(zhǎng)。 （ g）穩(wěn)定安全系數(shù) 11( ta n )( sin )Tni i i ininiiiN c LMK MW?????????? （ h）求最小安全系數(shù) minK ，即找出最危險(xiǎn)的破裂面。重復(fù)（ b）到（ g），選不同的圓弧，得到相應(yīng)的安全系數(shù) 1K 、 2K 、? nK 。其中最小值 minK 即為所求。 為節(jié)省計(jì)算工作量，可用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。 2）土釘墻應(yīng)根據(jù)施工期間不同開(kāi)挖深度及基坑底面以下可能滑動(dòng)面采用圓弧滑動(dòng)面簡(jiǎn)單條分法（此時(shí)圓弧滑動(dòng)面就是上述部分求得的最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面），按下式進(jìn)行整體穩(wěn)定性檢算： 32 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 1 10011c o s( ) si n ( ) t a n ( ) c o s t a n2( ) si n 0m n nn j j j j j ik ik is i i i ikj i ink i i iiT S c l S W q bS W q b? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ????? ? ? ? ? ? ?????? ? ?? ? ?? 式中 n —— 滑動(dòng)體分條數(shù)； m —— 滑動(dòng)體內(nèi)土釘數(shù)； k? —— 滑動(dòng)體整體分項(xiàng)系數(shù)，可取 ； 0? —— 基坑側(cè)壁重要性系數(shù)； iW —— 第 i 分條土重； ib —— 第 i 分條寬度； ikc —— 第 i 分條滑裂面處土體固結(jié)不排水（快）剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值； ik? —— 第 i 分條滑裂面處土體固結(jié)不排水（快）剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值； i? —— 第 i 分條滑裂面處中點(diǎn)切線與水平面夾角； i? —— 土釘與水平面之間的夾角； isl —— 第 i 分條滑裂面處弧長(zhǎng)； S —— 計(jì)算滑動(dòng)體單元厚度； njT —— 第 j 根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力，可按下列公式計(jì)算，并取 其中的最小值： 按土釘?shù)氖馨螚l件： nj bT DL??? ； 按土釘?shù)氖芾瓘?qiáng)度條件：， ynj fdT ??? 2? 式中： bL —— 土 釘在 破壞面一 側(cè) 伸入 穩(wěn) 定土體的 長(zhǎng) 度， 當(dāng) 500bL mm? 時(shí) ，取0bL? ； 33 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 注：因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中上層土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)較小，故采用簡(jiǎn)化算法，即把最危險(xiǎn)滑面簡(jiǎn)化當(dāng)成平面，從而計(jì)算公式簡(jiǎn)化如下： 最危險(xiǎn)滑動(dòng)面穩(wěn)定安全系數(shù)：( ) c o s [ ( / s in ) ] ta n / s in ( / c o s )s inn j h j n j h jR W Q T S c H T SSK SW ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ??? 整體穩(wěn)定性檢算公式： 101c os( ) sin( ) ta n ( ) c os ta n2( ) sin 0mnj j jjkT c lS S W qBS W qb? ? ? ? ? ? ?? ? ????? ? ? ? ? ?????? ? ?? （ 5）外部整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 土釘墻的外部整體穩(wěn)定性驗(yàn)算包括了抗隆起驗(yàn)算，土釘加固后土體作為墻體的抗滑移、抗傾覆驗(yàn)算等。 1）前述的內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算保證了土釘墻面層與土釘緊密結(jié)合，而在土釘墻的工作中還要保證加固后的土體不會(huì)產(chǎn)生整體滑動(dòng)面，這個(gè)滑動(dòng)面可能是沿墻腳部，也可能是沿基坑開(kāi)挖面以下某一軟弱土層而形成，因此，在計(jì)算中應(yīng) 圖 45 土釘墻計(jì)算模型 當(dāng) 注意， 進(jìn)行土釘墻整體穩(wěn)定分析時(shí)，滑動(dòng)面不僅要驗(yàn)算墻腳，還要驗(yàn)算墻腳以下任意可能滑動(dòng)面。由前分析可知，當(dāng)上述要求驗(yàn)算的整體穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求時(shí)，抗隆起也就自然滿(mǎn)足要求了。整體穩(wěn)定性分析仍采用上述條分法計(jì)算?？紤]整體滑動(dòng)面以外的土釘抗拔力對(duì)滑動(dòng)面土體產(chǎn)生的抵抗滑動(dòng)作用而求得安全系數(shù)。 2）抗滑移與抗傾覆驗(yàn)算 把土釘加固后的土體作為土釘墻的整體，可視為一重力式擋土墻。應(yīng)進(jìn)行抗滑移和抗傾覆驗(yàn)算，如圖 45所示的土釘墻，當(dāng)作為重力式擋土墻計(jì)算時(shí)，墻高取H，墻厚取最下層土釘?shù)乃?投影長(zhǎng)，墻寬從橫向取S=Sh計(jì)算。 （ a） 抗滑移安全系數(shù)： 圖 45土釘墻的整體 HF tαE aqqW 34 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) axFK E?? tF —— 簡(jiǎn)化土墻底斷面上產(chǎn)生的抗滑合力： ? ?( ) ta nthF H B q B C B S??? ? ? ? ? ? ? ?； axE —— 簡(jiǎn)化土墻后主動(dòng)土壓力水平分力。 （ b） 抗傾覆穩(wěn)定性 驗(yàn)算： 抗傾覆安全系數(shù) 0 0 M?? 式中 WM —— 由墻體自重和地面荷載產(chǎn)生的抗傾覆力矩： () 2Wh BM H B q B S?? ? ? ? ? ? ?； 0M —— 由土壓力產(chǎn)生的傾覆力矩： 00 3ax HHME ??? 0 /Hq?? 為地面超載等效高度。 噴射混凝土面層設(shè)計(jì) 噴射混凝土面層的作用除保證土釘之間局部土體的穩(wěn)定以外，還要使土釘周?chē)耐翂毫τ行У貍鹘o土釘，這就要求土釘釘頭與面層連接牢靠。 （ 1）內(nèi)力計(jì)算 在土體自重及地表超載作用下，噴射混凝土面層所受側(cè)壓力 0p 0 01 0qp p p?? 0 1 1 10 .50 .7 ( 0 .5 ) 0 .75Sp p p?? ? ? ? 式中 S—— 土釘水平和豎向間距中的較大值（ m）； 1p —— 土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)處有支護(hù)土體自重產(chǎn)生的側(cè)向土壓力； 35 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 0qp—— 地面超載引起的側(cè)壓力，0qap K q??。 上 面計(jì)算的壓力應(yīng)乘以分項(xiàng)系數(shù) 。尚應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為~。 （ 2）強(qiáng)度計(jì)算 1）噴射混凝土面層 噴射混凝土面層可按以土釘為支點(diǎn)的連續(xù)板進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。作用于面層的側(cè)向壓力在同一間距內(nèi)可按均布考慮，其反力作為土釘?shù)亩瞬坷?。?yàn)算的內(nèi)容包括板在跨中和支座截面的是受彎、板在支座截面的沖切等。 2）土釘與噴射混凝土面層的連接 土釘與