土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在土木工程中的應(yīng)用

1、<p>　　土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在土木工程中的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是土木工程中極其重要的部分之一，一直以來有很多國內(nèi)外學(xué)者從事著對(duì)土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究實(shí)踐工作。本文簡析了土釘支護(hù)的概念、土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的內(nèi)容，探討了在土木工程中土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常用方案，并結(jié)合這些方案指出土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不足。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】土釘支護(hù)，設(shè)計(jì)，

2、概念，土木工程，方案，應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，大量的土木工程需要被建設(shè)，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是土木工程中重要的環(huán)節(jié)之一。好的土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠增加土木工程的穩(wěn)定性，保障了工程的安全性，對(duì)于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、如何適應(yīng)與復(fù)雜環(huán)境、軟土地層深基坑等不利條件下的土木工程施工，采取怎樣的措施來優(yōu)化土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案等問題一直困擾著國內(nèi)外學(xué)者。本文從土釘支護(hù)概念、工程應(yīng)用方案等方面進(jìn)行了以下綜述研究。 </p><p>　　土釘支護(hù)的概念及土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 </p><p>　　土釘支護(hù)是指在原位土中敷設(shè)較為密集的土釘，并在土邊坡表面構(gòu)筑鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面層，通過土釘、面層和原位土體三者的共同作

4、用而支護(hù)邊坡。其特點(diǎn)是在發(fā)生變形的條件下，通過與土體接觸界面上的粘結(jié)力和摩擦力，使土釘被動(dòng)受拉，給土體以約束加固，使土體穩(wěn)定[1]。在土木工程中使支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠在極端環(huán)境中保證安全性，并且在使用條件中能滿足變形限制條件是土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的主要目的及任務(wù)。支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則包括：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理以及便于施工等。土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析主要涉及以下主要內(nèi)容：（一）內(nèi)部的穩(wěn)定性分析；（二）外部的穩(wěn)定性分析；（三）支護(hù)面層的內(nèi)力分析和有關(guān)強(qiáng)度的

5、驗(yàn)算。 </p><p>　　在土木工程中土釘支護(hù)的分析方法一般被分為四類： </p><p>　　工程簡化分析方法；直接給定不同部位的土釘?shù)淖畲罄Γ苯咏o定臨界滑移面的正確位置是工程簡化分析的實(shí)質(zhì)。雖然工程簡化方法在很多方面依然存在不足，但是它在土木工程中依然被應(yīng)用廣泛。正確確定破裂面的具體形狀是工程簡化計(jì)算方法中最重要的一點(diǎn)，它有利于優(yōu)化穩(wěn)固土釘支護(hù)設(shè)計(jì)方案。 </p>

6、<p>　　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；憑經(jīng)驗(yàn)直接給定土釘?shù)拈g距、直徑、長度以及傾角等是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最大的特點(diǎn)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是從事土木工程行業(yè)多年，并對(duì)土釘設(shè)計(jì)有過很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)后而總結(jié)出來的方法，它為土釘設(shè)計(jì)分析工作提供了大量重要的參考文獻(xiàn)。 </p><p>　　3.有限元分析法；有限元分析法的理論研究非常完善，是目前應(yīng)用非常廣泛的土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析方法之一。它具有以下幾點(diǎn)突出的優(yōu)點(diǎn)：（一）考慮釘、土相互作用，協(xié)調(diào)兩

7、者的變形；（二）可以模擬基坑開挖過程；（四）可以求得支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移，從而對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。它能彌補(bǔ)很多其他設(shè)計(jì)方法的誤區(qū)，能給出體系的變形數(shù)據(jù)，而且還能夠分析體系的穩(wěn)定性。 </p><p>　　4.極限平衡法；它是我國目前土木工程中土釘支護(hù)運(yùn)用最廣的方法之一，也是基坑支護(hù)和土坡穩(wěn)定理論中較早采用的方法。國外國內(nèi)有很多專家對(duì)此理論進(jìn)行過研究，并且理論研究成果顯著。例如德國的stocker在1979年提

8、出了有關(guān)土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限平衡法的德國方法，bride在1989年提出的bride的方法，以及由juran等人在1990年提出的機(jī)動(dòng)法等。 </p><p>　　在土木工程中土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用方案舉例 </p><p>　　土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)通過對(duì)基坑邊壁土體強(qiáng)度的加強(qiáng)和提高，使基坑邊壁產(chǎn)生荷載的土體成為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，基坑開挖支護(hù)過程中，隨著邊壁鄰空高度增加，土體側(cè)壓力的增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)

9、的抗力水平相應(yīng)提高，從而使邊壁土體強(qiáng)度得到最大限度的利用[2]。在土木工程中有很多有關(guān)土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的案例：下面我們將結(jié)合一些案例來分析： </p><p>　　有關(guān)土釘墻支護(hù)的案例； </p><p>　　土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　?。ㄒ唬┠芎侠砝猛馏w的自身承載能力，將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)不可分割的部分。結(jié)構(gòu)輕型，柔性大，有良好的抗震性和延性。 &

10、lt;/p><p>　?。ǘ┦┕ぴO(shè)備簡單，土釘?shù)闹谱髋c成孔不需要復(fù)雜的技術(shù)和大型機(jī)具，土釘施工的所有作業(yè)對(duì)周圍環(huán)境干擾小。 </p><p>　?。ㄈ┦┕げ恍枰獑为?dú)占用場(chǎng)地，施工場(chǎng)地狹小，基坑深度不大，大型護(hù)坡施工設(shè)備不能進(jìn)場(chǎng)等情況下，該技術(shù)顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。 </p><p>　　（四）在基坑開挖過程中有利于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的變形數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整土釘長度和間距。 &l

11、t;/p><p>　　（五）防腐性能好，造價(jià)較低。 </p><p>　　土釘墻土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要與基坑開挖緊密的配合，各道工序應(yīng)該實(shí)行平行作業(yè)，依次有序地進(jìn)行。土釘墻施工流程包括以下幾方面：（一）人工修坡、清面；（二）土釘錨桿定位、成孔；（三）土釘錨桿制作、安裝；（四）注漿；（五）掛鋼筋網(wǎng)；（六）焊加強(qiáng)筋；（七）噴射砼；（八）預(yù)應(yīng)力錨桿齡期等待；（九）張拉鎖定。對(duì)于土釘墻土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

12、實(shí)施要做好詳細(xì)的規(guī)劃工作，包括施工前的準(zhǔn)備，施工中標(biāo)準(zhǔn)化的要求等等。 </p><p>　　2.在軟土層中或者是基坑開挖支護(hù)過程中涉及到的有關(guān)土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)即是樁體與土釘聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，它通常包括土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)和前置排樁支護(hù)。在這種應(yīng)用環(huán)境中，土釘墻支護(hù)和前置排樁支護(hù)是一個(gè)密切聯(lián)系的整體結(jié)構(gòu)，只有它們成為一個(gè)整體，才能共同抵抗土的側(cè)面壓力，防止基坑的變形。一般復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析會(huì)從面

13、層設(shè)計(jì)、土釘設(shè)計(jì)、樁體嵌入深度、以及穩(wěn)定性驗(yàn)算等四個(gè)方面來入手。其中內(nèi)部穩(wěn)定性和外部穩(wěn)定性驗(yàn)算、整體穩(wěn)定性和底部穩(wěn)定性驗(yàn)算是穩(wěn)定性驗(yàn)算的重要組成部分。 </p><p>　　總之，目前我國對(duì)于土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案應(yīng)用成功案例有很多，以上只是小小的兩個(gè)案例，對(duì)于案例的分析與總結(jié)有助于我們?cè)鲩L土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，使其能更好的適應(yīng)更復(fù)雜的施工環(huán)境。 </p><p>　　土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不

14、足及對(duì)此的建議 </p><p>　　我國對(duì)于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的研究存在很多不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　對(duì)于土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的研究往往考慮到的條件不全面，一些研究只重視了釘―土之間的抗拉作用，而對(duì)于土釘擋墻外部整體的穩(wěn)定性有所忽視。 </p><p>　　現(xiàn)在的土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方案往往只能適應(yīng)條件好的環(huán)境的土木工程的施工，

15、而不能適用于一些地質(zhì)、自然環(huán)境、天氣條件復(fù)雜的地區(qū)。這就不符合我國發(fā)展偏遠(yuǎn)地區(qū)的目標(biāo)要求。 </p><p>　　一些土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中采用的力的計(jì)算方法，穩(wěn)定性計(jì)算方法，假定條件等存在不當(dāng)，造成誤差較大，影響工程的穩(wěn)定性與質(zhì)量。例如Juran的機(jī)動(dòng)法關(guān)于土釘內(nèi)力剪力計(jì)算的假定不嚴(yán)格。Brude方法計(jì)算土釘剪力過程中引用了樁基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式有一定的欠缺。這些都在一定程度上影響了土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精確度。 </p&

16、gt;<p>　　我國對(duì)于土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的人才的缺失也是土釘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滯足不前的重要原因之一。 </p><p>　　另外，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不能因地制宜，盲目的照搬應(yīng)用也是造成我國土木工程建設(shè)存在重大安全隱患的原因之一。所以在具體的工程施工中，要把質(zhì)量安全放在首要位置，綜合全面考慮土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因地制宜，合理施工。 </p><p><b>　　總結(jié) <

17、;/b></p><p>　　總之，在具體的工程實(shí)踐中土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)要科學(xué)的設(shè)計(jì)，在施工中采用安全合理的支護(hù)技術(shù)措施是保證施工質(zhì)量安全的重要保障。工程土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用是保證基坑挖土期間擋土又擋水，以保證基坑開挖與施工的安全進(jìn)行，并不對(duì)周圍的道路建筑物產(chǎn)生威脅。因此土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既要確?；A(chǔ)安全順利的施工，又要考慮方便施工安全合理。我國在土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在很多不足，我們要注重對(duì)這方面的研究與實(shí)踐應(yīng)