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土钉的选型及几何参数解析

438 2021-09-29 10:19:53

在条件允许的条件下,土钉墙宜优先采用洛阳铲成孔的钢筋土钉。对易塌孔的松散或稍密的砂土、稍密的粉土、填土,或易缩径的软土,则应采用打入式钢管土钉;对于洛阳铲成孔或钢管土钉打入困难的土层中,则应采用机械成孔的钢筋土钉。土钉的几何参数主要包括土钉长度、间距、空间布置、倾角、孔径等。

(1)长度∶土钉长度应按各层土钉受力均匀、各土钉拉力与相应土钉极限承载力的比值相近的原则确定。工程实践中,土钉的长度一般为 3~12m,软弱土层中可适当加长。土钉太长,施工难度加大,效率降低,单位长度的工程造价增加,并且对承载力的提高也并不明显;土钉太短,基坑的稳定性差,且很短的土钉不便于注浆施工。

(2)间距∶ 土钉的间距包括水平间距和竖向间距,一般在两个方向上分别等间距布置,间距宜为1~2m。当基坑较深、土的抗剪强度较低时,土钉间距较小;当士钉较长时,间距通常较大。十气的间距还应考虑施工的便和,在保证十钉密度 (单位面积士钉T的根数)不变时,竖向间距增大、水平间距减小会有利于提高施工效率,但应注意太大的竖向间距会因开挖面临界自稳高度的限制而降低基坑边坡的稳定性,而间距过小则可能会因群钉效应降低单根土钉的功效。

(3)空间布置∶为了土钉测量定位及施工的便利,同一排土钉一般在同一标高上布置,即使地表倾斜时同一排土钉也不应随之倾斜。上下排土钉在立面上可错开布置,即梅花形布置,也可上下对齐,即矩形布置。

对于第一排土钉,由于其上的边坡处于悬臂状态,不存在土拱效应及荷载的重分配,因此,第一排土钉距地表的垂直距离不能太大,但太小时注浆容易造成浆液从地表冒出,合适的距离宜为0.5~2m。最下一排土钉距离坡脚不能太远,有资料建议不超过土钉竖向间距的 2/3;但也不能太近,要满足土钉施工机械设备的最低工作面要求,一般不小于0.5m。

(4)倾角;当土钉轴线与破裂面垂直时。最有利于土钉抗力的发挥。但十钉的破裂面位置和形状是假定的,与实际情况存在差异;且靠近地表的破裂面近似垂直,近于水平打设的土钉对土钉墙的变形控制非常有利,但却施工非常困难,尤其对于靠重力作用注浆的钻孔型土钉。因此,土钉倾角宜为 5°~20°,钻孔注浆型土钉倾角为15°~20°效果最佳,钢管土钉倾角为 10°~15°效果最佳。从设计和施工便利角度而言,每排宜采用统一的倾角。

(5)孔径∶钻孔注浆型土钉直径一般由施工方法确定,人工使用洛阳铲成孔时,孔径一般为60~80mm;机械成孔时,孔径可为 70~150mm,一般为100~130mm。