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土钉支护的应用范围

309 2021-09-06 13:53:31

土钉支护的应用范围甚广,主要有;

1)作为土体开挖的临时支护,用于高层建筑、地下结构等深基坑开挖,土坡开挖等。

2)作为永久性挡土结构,一般与施工开挖时的临时支护相结合。 如隧道洞门的上端挡墙和洞口二侧挡墙,路堑路堤的土坡挡墙、桥台挡墙等(图 1-7a-d)。

3)现有挡土墙的修理加固和各类临时支护发生失稳时的抢险加固(图1-7e)。

4)边坡加固。

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5.土钉支护的优点与局限性

与其它的挡土技术或支护类型相比,土钉技术具有许多独特的优点;

1)材料用量和工程量少,施工速度快。土钉支护的土方开挖量和混凝土工.程量较少,全部土钉连同面层钢筋网的用钢量也甚为有限,材料用量远低于桩支护和连续墙支护。在施工速度上,有的甚至可将工期缩短一半。

2)施工设备轻便,操作方法简单。土钉的制作与成孔不需复杂的技术和大型机械设施,施工方法有较大灵活性,施工时对环境的干扰也很小,特别适合于城市地区施工。

3)对场地十层的适应性强。七钉支护特别活合干有一定粘性的砂土、粉土、和硬塑与干硬粘土,但即使有局部的软塑粘性土层,在采取-定措施后也有可能来用土钉支护。当场地同时存在土层和不同风化程度的岩体时,应用土钉支护特别有利。

4)结构轻巧,柔性大,有很好的延性。土钉支护自重小,不需作专门的基础结构,并具有非常良好的抗地震及抗车辆振动的能力。土钉支护即使破坏,一般也不至于发生彻底倒塌,并在破坏前有一个变形发展过程。1989 年美国加州7.1级地震中,震区内有8 个土钉结构,估计遭到约 0.4g 水平地震加速度的作用,但都没有出现任何损害迹象,其中3个位于震中 33km 范围内。 

5)施工所需的场地较小,能紧贴已有建筑物进行基坑开挖,这是桩、墙等其他支护难以做到的。在广州地铁折返段深基坑开挖中,由于地面场地受限,土钉支护墙面甚至做成向里倾斜。

6)安全可靠。土钉支护施工采用边挖边支护,安全程度较高;由于土钉数量众多并作为群体起作用,即使个别土钉出现质量问题或失效对整体影响不大。土钉技术还有一个非常重要的优点是随时可以根据现场开挖发现的土质情况和现场监测的土体变形数据。修改土钉的间距和长度。万一出现不利情况。也能及时采取措施加固,避免出现大的事故。土钉支护施工在与现场量测监控结合的前提下,比其它支护有更高的安全度。

7)经济。根据欧洲的经验,土钉支护可比一般的背拉锚杆支护节约总造价10%~30%,也有报道说法国应用土钉支护比别的支护方法可节省1/3~1/2。美国修建的第一个土钉工程表明可节约总造价 30%,而工时则为通常支护的 50~70%。我国由于人工费用相对低廉,机械设备的台班费用昂贵,所以土钉支护比起灌注桩等支护约可节约造价 1/3~2/3。

支护的变形性能对城市地区基坑开挖至关重要。现场实测表明。土钉支护的最大位移量仍与撑式桩墙支护相当,但比预应力锚杆支护略大。虽然土钉需要土体发生变形才能被动工作,但土钉支护在施工时甚少扰动土体并能快速给土体以支护。值得指出的是,当复合使用微型桩或提前对土体注浆加固时,土钉支护的最大位移可以控制得很小。

土钉支护也有其缺点和局限性,主要是;

1)现场需有允许设置土钉的地下空间。如为永久性土钉,更需长期占用这些地下空间。 当基坑附近有地下管线或建筑物基础时。则在施工时有相互干扰的可能。

2)在松散砂土、软塑、流塑粘性土、以及有丰富地下水源的情况下不能单独使用土钉支护,必须与其他的土体加固支护方法相结合。尤其在饱和粘性土及软土中设置土钉支护更需特别谨慎,土钉在这些士中的抗拔力低,需要有很长很密的土钉,软土的徐变还可使支护位移量显著增加。在国外,不建议在软土中设置土钉支护。国内已有临时性土钉支护用于软土的一些成功实例,可是也发生了一些失败事故。

3)土钉支护如果作为永久性结构,需要专门考虑锈蚀等耐久性问题。