课程作业 (第8次)

《深基坑工程技术》课程作业

第7章土钉墙

1、土钉墙有哪些特点？土钉墙与土层锚杆有哪些相似和不同？

1土钉墙有哪些特点？土钉墙与土层锚杆有哪些相似和不同？

答：

1.土钉墙有以下特点：

（1）土钉墙尽可能的保持并提高基坑侧壁土体的自稳定，土钉与土体形成一个密不可分的整体，共同作用，同时混凝土护面的协同作用也强化了土体的自稳定。

（2）土钉长度范围内形成类似于重力式的挡土墙，用于支撑墙后土体传来的水平荷载。（3）土钉墙提高了边坡整体稳定和承受坡顶超载能力，增强土体破坏延性，土钉墙破坏一般是从一个土钉处开始，随后周围土体破坏，最后导致基坑失稳，一次它改变了边坡突然塌方性质，有利于安全施工。

（4）土钉墙体位移很小，一般测试约为20mm，对相邻建筑影响小。但由于施工是分段分层进行，易产生施工阶段的不稳定，因此必须在施工开始就进行土钉墙位移监测，以便于采取必要的措施。

（5）设备简单，施工方便，噪音小，与土方开挖实行平行流水作业是，可缩短工期；一般来说，成本低于排桩及地下连续墙支护，经济效果好。

2.土钉墙与锚杆的异同

土钉可视为小尺寸的被动式锚杆，两者的差异主要表现在以下几个方面：(1) 土钉墙由上而下边开挖边分段施工，而锚杆是自下而上整体施工的；

(2) 锚杆应设法防止产生变位；而土钉一般要求土体产生小量位移，从而使土钉与土体之间的摩阻力得以充分发展。

(3) 锚杆只在锚固段内受力，自由段只起传力作用；土钉则是全长范围内受力。

(4) 锚杆的密度小，每个杆件都是重要的受力部件；而土钉密度大，靠土钉的相互作用形成复合整体，因而即使个别土钉失效，对整个结构物影响也不大。

(5) 锚杆将库仑破裂面前的主动区作为荷载，通过锚杆传至破裂面后的稳定区内；土钉墙是在土钉的作用下把潜在破裂面前的主动区的复合土体视为具有自撑能力的稳定土体。

(6) 锚杆可承受的荷载较大，为防止墙面冲切破坏，其端部的构造较复杂；土钉一般不需要很大的承载力，单根土钉受荷较小，

护面板结构较简单，利用喷射混凝土及小尺寸垫板即可满足要

求。

(7) 锚杆长度一般较长，需用大型机械进行施工；土钉长度一般较短，直径较小，相对而言施工规模较小，所需机具也比较灵便。

由上述可以看出，如果仅加固挖方边坡，则土钉墙是合适的；如果墙后土体和深部土体稳定性有问题时，则用锚杆挡土墙比较合适。

2、土钉墙支护结构与传统的重力式挡土墙及加筋土墙有何异同？

土钉墙与加筋土墙均是通过土体的微小变形使拉筋受力而工作；通过土体与拉筋之间的粘结、摩擦作用提供抗拔力，从而使加筋区的土体稳定，并承受其后的侧向土压力，起重力式挡土墙的作用。两者的主要差异有： (1) 施工顺序不同，加筋土挡土墙自下而上依次安装墙面板、铺设拉筋、回填压实逐层施工，而土钉墙则是随着边坡的开挖自上而下分级施工。

(2) 土钉用于原状土中的挖方工程，所以对土体的性质无法选择，也不能控制；而加筋土用于填方工程中，在一般情况下，对填土的类型是可以选择的，对填土的工程性质也是可以控制的。

(3) 加筋筋材多用土工合成材料或钢筋混凝土，筋材直接同土接触而起作用；而土钉多用金属杆件，通过砂浆同土接触而起作用（有时采用直接打入钢筋或角钢到土中而起作用）。 (4) 设置形式不同，土钉垂直于潜在破裂面时将会较充分地发挥其抗剪强度，因而应尽可能地垂直于潜在破裂面设置；而加筋条一般水平设置。

总之，土钉墙是由设置于天然边坡或开挖形成的边坡中的加筋杆件及护面板形成的挡土体系，用以改良原位土体的性能，并与原位土体共同工作形成一重力挡土墙式的轻型支挡结构，从而提高整个边坡的稳定性。

3、土钉墙的作用机理是什么？进行土钉墙设计时应进行什么验算？

1.作用机理

（1）土钉对复合体起骨架作用。

（2）土钉对复合体起分担作用。

（3）土钉起着应力传递与扩散作用。

（4）坡面变形的约束作用。

2.应进行的验算

（1）土钉抗拉承载力验算。

（2）土钉墙整体稳定性分析。

（3）喷射混凝土面板的抗弯、抗冲切验算。

4、在进行土钉墙施工时，可以采用什么措施来提高土钉的抗拔力？土钉墙检测应满足什么要求？

1.提高抗拔力的措施

（1）在土钉前端加扩大头、倒刺。

（2）增大土钉在直线破裂面外穿越土体内的长度。

（3）提高土体的粘结强度。

2.满足的要求

（1）土钉采用抗拉实验检测承载力，同一条件下，实验数量不宜少于土钉总数的1%，且不少于3根。

（2）墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜美100㎡墙面积一组，每组不应少于3点。