土钉墙与锚拉桩

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1、土钉墙与锚拉桩土钉墙与锚拉桩回答昨日土老帽之 20 问！1. 复合土钉墙是什么理念？2. 桩发挥什么工作？3. 桩是绝刚性的还是柔性的？4. 什么是土钉墙？5. 其作用机理是何？6. 哪些构件参与？7. 如何工作？8. 如何计算？9. 计算哪些项目？10. 什么是复合土钉墙？11. 土钉墙与哪些构件联系在一起？12. 如何工况下设计？13. 锚拉桩支挡是何？14. 地连墙是何？15. 复合土钉墙中的复合构件如何参与工作？16. 何时参与工作？17. 分担多少功能？18. 复合的目的是何？19. 为什么要复合？20. 复合土钉支护的应用范围？回答如下：1. 复合型土钉墙的诞生，给高水位、软地层中

2、的基坑支护提供了一种全新支护概念。与传统的基坑支护形式相比，最大的特点是：造价低廉，施工工期短，无噪音。理念就是：打造软土地层或者复杂地层中的土丁墙支护!2. 复合土钉墙中的止水帷幕，除作止水功能外，常有加固地层和稳定开挖面的作用。3.如果是柔性的就等价于土钉墙，如果是刚性的就属于单搅拌桩，复合土钉墙结构属于半柔半刚性结构。没有绝对的说法，柔何为柔？刚何为刚？有界限可分？4. 土钉墙则是一种能够自稳的重力式挡土墙结构，是一种主动支护技术，形成于 70 年代，发展于 80 年代，在西方国家有较多的研究和工程应用。其主要特点是：属于一种轻型支护形式，通过土钉、喷射混凝土面层和原位土体三者的共同作用

3、来支护边坡，将原来仅视为荷载的土体看作为一种共同作用体；支护工作与基坑开挖同步进行，自上而下分层施工，总体进度快，不单独占用施工工期；占据空间小，可适用较复杂环境地质条件；施作容易，设备简单，较稳定可靠，而又造价不高，与传统支护结构相比，仅为 5070，因而具有广泛的应用前景。近十多年来，我国在不少工程进行尝试，效果良好土钉支挡体系由土钉、被加筋土体和面层结构组成。5. 土钉墙受力机理在土钉墙体系中，土钉是重要的受力构件，土钉的作用可以分为将作用于面层或水泥土桩上水土压力，通过土钉与土体的摩阻力传递到稳定地层中去，类似于土层锚杆。通过密而短的土钉将墙后土体的变形约束起来，形成由土体、注浆体及土

4、钉组成的复合土体，复合土体类似于重力式坝受力。这种作用类似于加筋土挡墙。不管用什么形式施工的土钉钻孔法、打人法和顶人法，土钉通道同时也是注浆孔，该注浆不仅形成土钉挡墙与地层之间的摩擦带，同时以劈裂、渗透及压密注浆的形式加固墙后土体。这种作用类似于压密注浆机理。6. 土钉墙结构由土钉和面层两部分组成，土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。面层是土钉墙的重要组成部分。土钉结构的面层虽不是结构的主要受力构件，但它是传力体系的一个重要部分，也起着保证各土钉之间土体的局部稳定性、防止场地土体被侵蚀风化的作用。面层应在每一阶段开挖后立即设置，以限制原位土体的减少并阻止原土的力学性质(特别是抗剪强度

5、)的降低。在永久性的土钉工程中，已大量应用预制和现浇混凝土板、钢面板作为面层，以满足美观和耐久性的要求。目前，常采用的面层由钢筋网和喷射混凝土组成，钢筋为6mm10mm，间距在 150300mm,混凝土强度等级C20，面层厚度为 80150mm。7. 量测表明，土钉的受力过程可分为三个阶段：第一阶段，土钉安设的初期，完成注浆但注浆体与土层之间的粘结尚未形成，这时该土钉基本不受力。第二阶段，注浆体将土钉粘结于地层中，随着开挖深度的增加，土钉逐渐产生拉力，这时土钉将拉力集中在与面层粘结的部位，这时内力分布类似于无自由变形段的土层锚杆靠近面层处拉力最大,往后逐渐减小。第三阶段，开挖足够深度，土钉的大

6、部份处于滑裂范围之内。这时土钉内力表现为中间部位近滑裂面最大，两端最小。力的分布类似于加筋土挡墙中的拉筋。8.9. 规范上自有10. 所谓的复合型土钉墙支护就是以水泥土搅拌桩帷幕等超前支护措施解决土体的自立性、隔水性以及喷射面层与土体的粘结问题,以水平向压密注浆及二次压力灌浆解决土体加固及土钉抗拔力问题,以相对较长的插人深度解决坑底的抗隆起、管涌和渗流等问题,组成防渗帷幕、超前支护及土钉等组成的复合型土钉支护。11. 与问题 6 类同。12 设计问题查规范13.土钉支护结构受力特点：先变形，由于变形导致引起摩擦力从而土钉受力。锚索结构的锚固段锚固在稳定地层，是先受力再变形。锚拉桩支挡是何？看看

7、名字？锚索结构+桩?实在无奈。14. 地下连续墙（diaphragm wall panel trench，slurry trench，slurry wall，continuous diaphragm wall，cut-off wall 等）开挖技术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950 年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工，20 世纪 5060 年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。由于目前挖槽机械发展很快，与之相适应的挖槽工法层出不穷；有不少新的工法已经不再使用膨润土泥浆；墙体材料已经由过去

8、以混凝土为主而向多样化发展；不再单纯用于防渗或挡土支护，越来越多地作为建筑物的基础，所以很难给地下连续墙一个确切的定义。一般地下连续墙可以定义为：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水） 、挡土和承重功能的连续的地下墙体。 经过几十年的发展，地下连续墙技术已经相当成熟，其中以日本在此技术上最为发达，已经累计建成了 1500 万平方米以上，目前地下连续墙的最大开挖深度为 140 m，最薄的地下连续墙厚度为 20cm。1958年，我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙，到目前为止，全国绝大多数省份都先后应用了此

9、项技术，估计已建成地下连续墙 120 万140 万平方米。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。在它的初期阶段，基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发使用许多新技术、新设备和新材料，现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作主体结构，最近十年更被用于大型的深基坑工程中。通常地下连续墙主要被用于：1.水利水电、露天矿山和尾矿坝（池）和环保工程的防渗墙2.建筑物地下室（基坑）3.地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站等）4.市政管沟和涵洞5.盾构等工程的竖井6.泵站、水池7.码头、护案和干船坞8.地下油库和仓库9.各种深基

10、础和桩基地下连续墙之所以能得到如此广泛的应用和其具有的优点是分不开的，地下连续墙具有以下一些优点：1.施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。2.墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。3.防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。4.可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙。5.可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋设件，很适合于逆做法施工。6.适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各

11、种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。7.可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑维护墙，而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础，承受更大荷载。8.用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构，是非常安全和经济的。9.占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。10.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。 但地下连续墙也存在一些不足：1.在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等） ，施工难度很大。2.如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题。3.地下连续墙

12、如果用作临时的挡土结构，比其它方法所用的费用要高些。4.在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。地下连续墙分类：（1）按成墙方式可分为：桩排式；槽板式；组合式。 （2）按墙的用途可分为：防渗墙；临时挡土墙；永久挡土（承重）墙；作为基础用的地下连续墙。（3）按强体材料可分为：钢筋混凝土墙；塑性混凝土墙；固化灰浆墙；自硬泥浆墙；预制墙；泥浆槽墙（回填砾石、粘土和水泥三合土） ；后张预应力地下连续墙；钢制地下连续墙。（4）按开挖情况可分为：地下连续墙（开挖） ；地下防渗墙（不开挖） 。15.16.17. 复合土钉墙中的复合构件如何参与工作？何时参与工作？分担多少功能？如何参与工作？何时参与工作？以上问题

13、与 7 类同。分担多少功能？无法回答（给个百分之几有何意义？）18.19. 我国经济建设最活跃的地区多集中在东部沿海，东部、南部沿海地区除少数城市地层条件较好外,主要是海相沉积的软地层。如天津、上海、福州等城市的地层以淤泥及淤泥质土为主,且地下水位很高。以上海为例，地下水位距地表仅 0.51.0m。地层为饱和的粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土等。这样的地质条件肯定属于土钉规程排斥范围之外。但上海每年差不多有 200 个以上的基坑在施工，每年花在基坑工程上的投资相当大，可能多达个 20 亿以上。用什么方法节省这方面的投资一直是土木工程界的工程师们苦苦探索的课题之一。没有可能将土钉技术扩展应用于上海

14、这样的软土地层中？本课题的研究就是针对以下方面展开的：(1) 有没有可能采取一定的措施，使土钉墙支护应用于软地层中如果应用于软地层中?(2) 如果应用于软土地层中，土钉墙的受力、变形机理有什么变化该如何设计软土地层土钉墙采用什么样的施工措施与软土地层相适应软土地层中的土钉支护产生怎样的经济效益和社会效益？针对软土地层中土钉支护牵涉到的一系列问题，课题组于 1997 年提出了复合型土钉墙支护的概念，并于同年应用于实际的工程中去。20. 复合土钉支护适用于不良土层(如松散砂土、软粘上及地下水丰富的地层)，或对变形有更严格限制的情况下(如坑边附近有建筑物或构筑物)。另外，复合土钉支护技术在超深基坑(深度大于 12m)和软土基坑(淤泥质土)中也进行了有益的尝试，取得了初步经验。与其他岩土工程问题一样，复合土钉支护也存在着实践超前理论的现象，对其性状、稳定性、变形问题还需进一步的研究。