路基挡土墙.pptx

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第四节土钉式挡土墙——(一)概述
土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和护面板组成。 土钉是一种在原位土体中安置拉筋而使土体的力学性能得以改善,从而提高挖方边坡稳定性的新型支挡技术。
土钉技术的应用于1972年始于法国,德国、美国等在70年代中期开始应用此项技术。
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(1) 能合理利用土体的自身能力,将土体作为墙体的不可分割的一部分; (2) 施工设备轻便、操作方法简单; (3) 结构轻巧,柔性大、有非常好的抗震性能和延性; (4) 施工不需单独占用场地; (5) 材料用量和工程数量少,工程造价低; (6) 施工速度快,基本不占用施工工期; (7) 防腐性能好。
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土钉墙的缺点
(1) 变形稍微大于预应力锚杆的变形; (2) 在软土、松散砂土中施工难度较大; (3) 土钉在软土中的抗拔力低,需设置得很长很密或事先对软土加固,变形量较大,造价较高。
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土钉墙的实用范围
土钉墙可用于边坡的稳定,适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土,特别适合于有一定粘性的砂土和硬粘土,不宜用于含水丰富的粉细砂层、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。
作为土体开挖的临时支护和永久性挡土结构,高度一般不大于15m,当土钉墙与有限放坡、预应力锚杆联合使用时,高度可增加;
也可用于挡土结构的维修、改建与加固。
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二、土钉墙与锚杆挡土墙、加筋土挡土墙的异同
土钉是一种原位加筋技术,即在土中敷设拉筋而使土体的力学性能得以改善的土工加固方法,它与锚杆、加筋土在形式上有一定的类似,但也有着本质的差异。
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. 土钉墙与锚杆挡土墙的异同
(1) 土钉墙由上而下边开挖边分段施工,而锚杆挡土墙是自下而上整体施工的; (2) 锚杆挡土墙应设法防止产生变位;而土钉一般要求土体产生小量位移,从而使土钉与土体之间的摩阻力得以充分发展。
(3) 锚杆只在锚固段内受力,自由段只起传力作用;土钉则是全长范围内受力。 (4) 锚杆的密度小,每个杆件都是重要的受力部件;而土钉密度大,靠土钉的相互作用形成复合整体,因而即使个别土钉失效,对整个结构物影响也不大。
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. 土钉墙与锚杆挡土墙的异同
(5) 锚杆挡土墙将库仑破裂面前的主动区作为荷载,通过锚杆传至破裂面后的稳定区内;土钉墙是在土钉的作用下把潜在破裂面前的主动区的复合土体视为具有自撑能力的稳定土体。(6) 锚杆可承受的荷载较大,为防止墙面冲切破坏,其端部的构造较复杂;土钉一般不需要很大的承载力,单根土钉受荷较小,护面板结构较简单,利用喷射混凝土及小尺寸垫板即可满足要求。 (7) 锚杆长度一般较长,需用大型机械进行施工;土钉长度一般较短,直径较小,相对而言施工规模较小,所需机具也比较灵便。
由上述可以看出,如果仅加固挖方边坡,则土钉墙是合适的;如果墙后土体和深部土体稳定性有问题时,则用锚杆挡土墙比较合适。
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土钉墙与加筋土挡土墙的异同
土钉墙与加筋土墙均是通过土体的微小变形使拉筋受力而工作;通过土体与拉筋之间的粘结、摩擦作用提供抗拔力,从而使加筋区的土体稳定,并承受其后的侧向土压力,起重力式挡土墙的作用。
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土钉墙与加筋土挡土墙的异同
(1) 施工顺序不同,加筋土挡土墙自下而上依次安装墙面板、铺设拉筋、回填压实逐层施工,而土钉墙则是随着边坡的开挖自上而下分级施工。 (2) 土钉用于原状土中的挖方工程,所以对土体的性质无法选择,也不能控制;而加筋土用于填方工程中,在一般情况下,对填土的类型是可以选择的,对填土的工程性质也是可以控制的。
(3) 加筋筋材多用土工合成材料或钢筋混凝土,筋材直接同土接触而起作用;而土钉多用金属杆件,通过砂浆同土接触而起作用(有时采用直接打入钢筋或角钢到土中而起作用)。 (4) 设置形式不同,土钉垂直于潜在破裂面时将会较充分地发挥其抗剪强度,因而应尽可能地垂直于潜在破裂面设置;而加筋条一般水平设置。
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(三)土钉墙的基本原理
土钉依靠与土体接触界面上的粘结力、摩擦力和周围土体形成复合土体,土钉在土体发生变形的条件下被动受力,通过其受拉作用对土体进行加固。而土钉间土体的变形则由护面板予以约束。
土钉在复合土体内的作用可概括为四个方面:
(1)箍束骨架作用;(2)分担作用;(3)应力传递与扩散作用;
(4)坡面变形的约束作用。