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土钉墙支护的概述与优缺点分析

798 2021-04-12 10:24:26

一、土钉墙的概述


(一)土钉墙的概念


土钉墙(Soil Nail Wall)是一种原位土体加筋技术。它是利用细长的金属构件(如钢筋或钢管等杆状或管状)置于地层之中,并通过全长注浆的方式使之与土层结合成为整体,并在表面铺设一道钢筋网后再喷射一层混凝土面层和土方边坡相结合的加固型支护施工方法,以起到约束土层变形、加固边坡的作用。


(二)土钉墙的优点


与其他支护类型相比,土钉墙具有以下优点∶


(1)利用土体的自稳能力,与土体形成复合体,将土体作为支护结构的一部分,显著提高了边坡整体稳定性。当基坑边坡的高度达到临界高度,或者外界因素的作用,都会影响基坑边坡的安全,这是因为土体自身的抗剪强度较低、抗拉强度较小,而土钉墙相当于在土体中增加了一定长度及分布密度的锚固体,起到了"约束骨架"和"群体效应"的作用,弥补了土体自身强度的不足,大大提高了坡体的整体刚度和稳定性。


岩土工程


(2)结构轻型,柔性大,增强土体破坏时的延性,这一点与桩墙等支挡结构明显不同。桩墙等支护体系属于被动制约机制的支挡结构,这类支挡结构可承受侧压力并限制土体的变形发展,但当位移增加到一定程度后可能产生脆性破坏,所以一旦桩体倾斜破坏,很难及时采取有效措施,对工程安全产生很大的影响。而土钉墙属于主动制约机制的支挡体系,变形特性主要表现为渐进性的柔性破坏,即使土体内已出现局部剪切面和张拉裂缝,它仍可持续很长时间而不发生整体塌滑,仍具有一定的强度。这使得它具有良好的抗震性。


(3)设备简单,施工所需的场地较小,移动灵活,工艺成熟。土钉施工一般采用的钻孔机械、注浆机械及喷射混凝土设备都属于可移动的小型机械,振动小、噪声低,在城市地区施工具有明显的优越性。且钻孔、注浆及喷射混凝土都是成熟的施工工艺,易于掌握,普及型较强。


(4)施工速度快,效率高,及时性强,避免了开挖面的长期暴露。由于土钉墙与土方开挖同步施工,分层分段进行,且由于孔径较小,穿透土层能力强,单根十钉从成孔到注浆完成所需时间较小,基本能做到与土方开挖同步跟进,不需要单独占用施工工期。


(5)工程造价较低,经济性强。根据资料分析,土钉墙的造价比其他类型支挡结构一般低 1/3~1/5。


(三)土钉墙的缺点


(1)对开挖深度有一定的要求。土钉墙一般适用于开挖深度在 12m 范围内的基坑,当基坑深度较深时,需要采用其他的支护形式与土钉墙相结合,形成复合土钉墙以保证基坑的安全。部分区域规定当深度超过一定范围不得采用土钉支护的形式。


(2)变形较大。土钉属柔性支护,其变形大于预应力锚撑支护,当对基坑变形要求严格时,不宜采用土钉支护。


(3)土钉支护一般作为临时性工程,如果作为永久性结构,需要专门考虑锈蚀等耐久性问题。