土钉墙支护技术现状分析

・１３８・　第３４卷第２８期　２　０　０　８年１　０月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ（　ＵＲＥ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．２８　Ｏｃｔ．　２００８　文章编号：１００９—６８２５（２００８）２８—０１３８—０２　土钉墙支护技术现状分析　张玲玲　摘要：介绍了土钉墙支护技术的发展现状，重点对土钉墙支护技术的分析计算方法进行了分类，并详细地分析与讨论　了当前土钉墙支护技术中存在的一些主要问题和解决方法，从而促进土钉墙技术的发展。　关键词：土钉，设计，计算方法　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　１　土钉墙技术发展概况　３）１９９０年由Ｊｕｒａｎ等人提出的机动法。其假定滑移面为对　数螺旋形，结合试验中观察的机动许可位移（破坏）与静力极限平　土钉是用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。它　依靠于土体之间的界面粘结力或摩擦力，在土体发生变形的条件　衡进行稳定分析。这种方法不仅考虑了土体的整体平衡，而且认　为土钉墙的失稳是上层土钉被拔出，再逐步发展为整体失稳，为　下被动受力，并主要承受拉力作用，以弥补土体抗拉、抗剪强度不　此，进行了土钉最大内力的局部稳定验算。　足的缺点。以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，由密集的　土钉群、被加固的原位土体、喷混凝土面层和必要的防水系统组　成，如图１所示…。　在国内主要有以下几种：　１）程良奎、杨志银提出的方法。其假定滑移面为圆弧形，稳　定分析中考虑土钉墙外部整体稳定性，但钉一土作用只考虑土钉　的抗拉作用。　土面层　ｌ　’－’－＿－ｌ｜－　＝——～　堕　蚕　－－＿－　图１　土钉墙示意图　！　／－＿　、土＿＿　＼　／Ｖ钉／　＼　２）清华大学张明聚、宋二祥、陈肇元提出类似边坡稳定分析　中的瑞典条分法（或修正条分法）。钉一土间的作用仅考虑土钉　的抗拉作用，其抗拉能力由其拔出、拉断强度的条件决定。　３）王宝安、史维汾、王国俊在条分法分析土钉支护稳定的基　础上，针对条分法的缺点，采用优化理论中复形调优法对滑移面　进行分析，并建立搜索最危险滑移面的计算模式。　土钉墙作为一种挡土技术，是在２０世纪７０年代初期出现　２．２有限元法　的。在国外，较早研究土钉墙技术的是法国。１９７２年，法国承包　有限元法不仅能计算土钉内力，土体的应力应变关系，模拟　商Ｂｏｕｙｇｕｅｓ提出了新奥法原理能够用于土质边坡和软岩的临时　开挖过程等，还可以考虑土体的非均匀性和各向异性的复杂形态。　支护，并在法国Ｖｅｒｓａｉｌｌｅｓ附近的一处铁路边坡开挖工程中进行了　２．３工程简化分析方法　成功的实践。该边坡最大坡高２１，６　ｍ，长９６５　ｒｎ，坡度７０。，总加　简化分析就是直接给定临界滑移面的位置，给定不同部位土　固面积１２　０００　ｍ２，使用了２５　２００根钻孔注浆锚杆，这是土钉墙有　钉的最大拉力。在国内常用的简化分析方法有以下几种：１）我国　详细记载的首次应用ｕ２　Ｊ。德国和美国几乎同时在２０世纪７０年代　有色金属工业长沙勘察院提出１／２分割法。２）假定潜在破坏面　中期也开展了土钉墙技术的应用研究。　方法，包括楔形破坏滑移面和双折线滑移面法。３）王步云方法。　我国开展土钉墙技术和应用的研究起步较晚，应用的首例为　此方法在工程中应用较为普遍。它也假定滑移面为双折线。与　１９８０年山西太原煤矿设计院将土钉技术用于山西柳湾煤矿的边　假定潜在破坏面方法不同的是土钉结构由经验公式确定，其中土　坡工程。至２ｏ世纪９Ｏ年代中期土钉技术在我国边坡和基坑工　钉长度设计公式为：Ｌ＝ｍＨ＋Ｓ。其中，　为经验系数，一般取　程中得到了推广。　０，７～ｌ，２；Ｓ为止浆器长度，一般为０，８　ｍ～１．５　ｍ；Ｈ为基坑深　２土钉墙的分析计算方法　２．１极限平衡法　度。土钉间距设计由下式确定：　≤ｋ１ｄｋｚ。其中，　，ｓ　为行　列距；ｄｋ为土钉直径；ｋ　为注浆系数，取１．５－－２，５。　极限平衡法是土坡稳定和基坑支护理论较早采用的方法。　２．４其他方法　尽管目前土钉墙的机理和设计原理还不甚清楚，但人们通过　由于安全系数的定义不同，土钉墙的破裂面形状假定以及不同的　这些经验为土钉墙的设计提　钉一土相互作用类型和土钉力分布的假定不同，国外产生了许多　长期的工程实践积累了大量的经验，与其相应的试验成果一致的方法。工程中应用较多的并具有代　供了重要的参考价值。在一定程度上进行经验或规程设计法也　是一种较为有效的方法。　表性的有以下几种：　１）１９７９年由Ｓｔｏｃｋｅｒ等人提出的德国方法　其假定滑移面为　３　当前土钉墙支护工程设计与施工中存在的问题　双曲线形，并通过土坡坡角，进行力的极限平衡总体稳定分析，仅　３。１　土钉一土体相互作用的研究　考虑土钉的抗拉作用，土的剪切强度由莫尔一库仑准则确定。　土钉墙结构设计的合理性主要取决于对土钉的工作性能以　２）１９８３年由Ｓｅｈｌｏｓｓｅｒ提出的法国方法。其假定滑移面为圆　及与土体相互作用的认识。１）为了确保护壁的稳定，设计人员往　弧形，根据条分法，并考虑穿过滑移面土钉的抗拉、抗剪和抗弯作　往人为加大土钉长度。据现场观察，土钉的极限抗拔力不一定与　用进行力矩极限平衡总体稳定性分析。　钉长成正比，超过一定长度后，土钉的极限抗拔力提高得很少。２）　收稿日期：２００８—０５—０６　作者简介：张玲玲（１９８１一），女，助教，西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳６２１０１０　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第２８期　２　０　０　８年１　０月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　ｒＩ瓜Ｅ　ＶｏＩ．３４　Ｎｏ．２８　Ｏｃｔ．２００８　・１３９・　文章编号：１００９　６８２５（２００８）２８　０１３９　０３　静动力排水固结法的加固机理和工艺研究　刘伟行摘蒋健华　要：介绍了静动力排水固结法的特点，并从静力作用、能量转换、水性变化、排水固结和部分触变固化五个方面对饱　和软土静动力排水固结加固机理及其工艺特征进行了阐述，从而保证软土地基的处理效果。　关键词：静动力，固结机理，工艺特征　中图分类号：ＴＵ４７３　文献标识码：Ａ　在我国软土分布广泛且具有区域性，软土的沉积形成所需要　夯击瞬间冲击荷载一般是夯锤质量的十几倍甚至几百倍，巨　的地质和地理环境决定了大而平坦的地方，主要是沿海地区，如　大的冲击力无法直接施加于软土之上，否则会出现埋锤或严重隆　滨海平原、河口三角洲、河岸、湖畔等处，往往都有淤泥或淤泥质　起现象。因此，对于静动力排水固结法软基加固，在夯击前，地基　土的存在，而这些地区恰好又是经济发达的地区，设计软土地基　软土顶面必须有一定厚度的静力覆盖垫层，才能保证夯击施工的　的建筑设施越来越多。因此，研究淤泥类软土的工程特性，对软　顺利进行。静力覆盖垫层一般有两种形式：一种是原地基软土层　土地基进行加固处理理所当然地成了工程地质和岩土工程界要　之上有一定厚度的覆盖层，并与中粗砂垫层共同形成静力覆盖　解决的重点问题。　１静动力排水固结法的加固机理　１．１静压作用　层；另一种是原地基软土之上无覆盖层或覆盖层较薄，在中粗砂　垫层施工后往往尚须填一定厚度的土层作为静力覆盖垫层。静　力覆盖垫层的作用主要表现为以下几方面：１）静力（预压）作用。　土钉内力的确定。就注浆钉来说，目前其界面粘结力主要参考无　地区等使用土钉墙技术时，存在以下几个问题：　预应力注浆锚杆。而土钉的工作性能与土层锚杆的受力方式不　同，土钉的抗拔力不仅由稳定区受力状态决定，而且与滑动区土　的土钉在使用状态下其内力相差很大，在一般的黏性土中往往是　１）由于土体松散其抗剪强度低，不能给土钉以足够的抗拔力。　２）由于土体松软和含水量高，土体不仅自承能力差，而且基　要保证基坑的稳定必须采用土体超前加固和与其他辅助支　钉的受力状态以及土钉材料的抗拉能力等有关。不同位置分布　坑或边坡的喷射面层难以形成。　中部大，上部和底部偏小。众所周知，土钉的内力发挥是与土钉　护方法相结合的方法。目前在富水地区及软土地区土钉墙技术　和注浆体（注浆钉）的握裹力、土体和注浆体、土钉问的摩擦力及　研究已取得了一定的进展。对其机理做更深入的研究，必将扩大　界面粘结力有关。因此，有必要通过钉土界面单元模拟土钉与土　其应用范围，促进土钉墙技术在基坑支护中的应用和发展。　体的应力传递、扩散和分担来确定土钉的抗拔力、各土钉的受力　４结语　状态，进而确定土钉与土体的应力一应变关系、各层土钉与面板　土钉墙支护技术是一门综合性、边缘性和实践性均较强的工　土压力的关系、土钉拉力与墙体位移的关系等。此外，在研究土　程技术。本文对土钉墙支护技术的兴起和发展做了简要回顾，对　钉与土体相互作用时，应考虑土钉布置较密时引起的群钉效应和　土钉墙支护技术的分析计算方法进行了分类，重点对土钉墙支护　注浆钉在施工过程中注浆压力对土体的挤压、劈裂和渗透作用而　工程中存在的一些主要问题做了详细的讨论。相信在将来的工　引起的注浆效应。还要考虑基坑或边坡开挖过程中卸荷引起的　程实践中，随着理论的发展和技术的进步，土钉墙支护技术水平　土体应力释放和自身土体的蠕变和松弛时间效应等。　将不断提高和发展，以满足土木工程建设的需要。　３．２破坏形式和破坏判据的研究　参考文献：　１）现有的计算分析方法，均采用整体滑动计算，而实际上土　［１］赵德安．岩土与地下工程错固分析［Ｍ］．兰州：兰州交通大　钉墙的破坏是渐进破坏的。　学出版社，２００４：９．　２）土钉墙的破坏和失稳，目前还没有一个明确的定义，而土　［２］俞敏．土钉墙支护设计与施工［Ｊ］．上海铁道科技学报，　钉墙的破坏往往也只注意土钉墙的拉裂或土钉拉断现象。　２００４（２）：１５—１６．　３、３复杂地层土钉墙的研究　一［３］　王军海．土钉墙支护设计与施工的几点体会［Ｊ］．山西建筑，　２００７，３３（２１）：１０５—１０６．　般来说，土钉墙只适用于有一定粘性的砂土和硬黏土，或　有一定自承能力的土体，对于松散砂土、软黏土以及地下水丰富　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｏｉｌ　ｎａｉｌｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＺＨＡＮＧＬｉｎｇ－ｌｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｏｉｌ　ｎａｉｌｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｅｎｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｔｓ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ　ｅｌａｂｏ—　ｒａｔｓ　ｔｅｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｉｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｌｌ　ｎａｉｌｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌ　ｎａｉｌｉｇ，ｄｅｎｓｉｇｎ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　收稿日期：２００８．０５．０６　作者简介：刘伟行（１９８１．），男，助理工程师，江门市鲁星建筑工程有限公司，广东江门５２９３００　蒋健华（１９８２一），男，硕士，助理工程师，广州市天河区建设工程质量监督检测室，广东广州５１０６５５