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土钉支护的结构设计一般内容

356 2022-05-23 10:05:07

1.土钉支护的结构设计与计算内容

(1)根据工程类比和工程经验,初选结构各部分的尺寸;

(2)土钉强度与抗拔力的验算,即支护的局部稳定性分析;

(3)支护的外部与内部整体稳定性分析;

(4)喷混凝土面层的强度验算,以及土钉与面层的连接验算等。


必要时还应采用有限元分析方法对支护的内力与变形作出估计。土钉支护结构的设计计算分析可采用不同的方法,允许设计人员凭其对土钉支护工作性能的理解与工程经验,选用有一定依据(如公开发表的手册、资料中推荐的)并经过实践检验的某种方法进行分析,或参照本章第四节至第六节的规定作出分析。


土钉支护的内力和变形与施工分步开挖的支护顺序和时间过程有很大关系,设计人员应注意到土钉支护的现有设计计算方法因未能充分反映这些因素的影响而带来的偏差.并通过正确的工程判断,必要时对计算分析结果作出偏于安全的调整。土钉支护设计计算采用的土体物理力学性能参数以及土钉周围土体之间的界面粘结力参数均应有现场分层土的测试数据作为依据。


计算时应充分考虑施工及使用过程中地下水对上述参数的影响。土钉支护设计计算时应考虑的荷载作用除土体自重外,还包括地表荷载如车辆、材料堆放利起重运输造成的荷蒙,以及附近地面建筑物和地下构筑物产生的荷截,并按荷载的实际作用值作为计算值(对临时支护,取荷载分项安全系数为1.0;永久支护,取1.2)。当地面荷载小于 10 kN/m²时,则按10kN/m²取值。此外,当施工及使用过程中有地下水时,还应计入水压对支护稳定性的影响,以及水压对土钉受力和对面层的作用。


2.土体力学性能参教的计算


土体力学性能参数的计算值以及与此相应的用于支护稳定性分析的安全系数取为∶

(1)土体粘聚力的计算值c取标准值 c,;土体摩擦角 tang 的计算值取标准值 tanos。土钉与土体界面的粘结强度计算值了取标准值T..一般情况下可取标准值T;现场实测平均值的 0.8倍。


以上参数应按不同土层分别确定。进行初步设计时,T∶可参照土层锚杆的粘结强度取值,具体见《土层锚杆设计与施工规范(CECS22∶90)》或表11-1。


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土钉支护尚应验算施工阶段过程即开挖到不同深度时的整体稳定性,此时取破坏面的稳定性安全系数K为1.3。杂填土、饱和粉细砂和软土中支护的稳定性安全系数值再加大0.4。


重要工程的内部整体稳定性验算应取两个以上的不同分析方法作相互校核和补充。当基坑附近有重要设施并对支护变形提出严格限制时,尚宜采用有限元方法进行变形分析,并采取以下措施限制变形∶

①尽量缩短开挖到支护的施工间隔;


②加大土钉长度,并使土部钉穿过土体失稳的临界破坏面,且有足够的抗拔粘结长度;③在上部的土钉需施加一定的预应力,即采用端部做出螺纹的土钉,能用扳手拧紧嫖母或张拉,使在钉中产生预应力,大小可为土钉拉力设计值10%~30%。