复合式土钉墙的稳定性及作用机理研究-岩土工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 PAGE PAGE 20 PAGE PAGE 13 工业总部的基坑工程采用了土钉墙技术挡土[I J ，1979 年，德国在 Stu吨创建造了第 一个永久土钉墙工程。稍后来用土钉墙技术的国家还有英国、西班牙、巴西、匈牙 利、印度、新加坡、南非和日本等。 1986 年，法国发表的报告 (9J表明，该国每年约有 50 个工程采用土钉墙技术， 其中约有 10%用作永久支护设施:法国 1992 年的调查结果为 z 每年使用土钉支护 的公共工程己达 10 万 m2 ，且不包括私人小型建筑工程。到1981 年，原西德已成功 地采用土钉墙技术建成了 20 个以上的工程，每年的平均数约为法国的 1/4; 1992 年则己建成 500 个土钉墙，且土钉墙技术在德国已成为一种常见技术，应用范围并 己推广到用于为铁路和公路的边坡形成永久挡墙。对新技术较为敏感的日本，土钉 墙技术的应用也很快发展，仅 1989 年的施工土钉长度估计己约有 10 万 m 。 我国首例土钉支护技术应用是 1980 年的山西柳湾煤矿的边坡工程。 90 年代随 着城市建设的加快，大量的边坡、路堤和基坑围护都需要支护加固，使土钉墙技术 在我国开始得以迅速的推广，北京、广州、武汉和深圳等许多城市都有许多成功的 事例见诸报端。其中中国人民解放军 89002 部队自 1992 年 10 月在深圳文锦广场大 厦基坑首次采用土钉墙技术获得成功以来 ，至 1997 年由该单位施工的土钉墙工程 已超过 300 多项(11) 。目前我国已成功地在承压水地区(12)和软土地区(13)采用了土钉墙 技术，由此说明我国在土钉墙技术推广及应用方面已有新的突破 ，也标志着我国应 用这项技术己日趋成熟。 随着土钉墙技术在大量工程中应用和实践，土钉墙技术用于基坑支护和边坡支 护中，有以下优点 (12J: (1)施工设备简单，操作方法灵活、作业空间不大，因而各种施 工场地都可选用。 ρ)材料用量少，工程量小、施工速度快。土钉墙支护替代传统的混凝土和钢支撑 支护，不仅可以节省钢筋和混凝土的用量，而且能改善施工条件和缩短工期。 (3)土钉制作、成孔和安置均不需要复杂技术和大型机械，施工时噪音和震动均 很小，故可减少对环境的 干扰，特别适合于城市内施工。 (4)土钉墙结构轻巧，柔性大，抗振动能力强，且即使破坏， 一般也不彻底倒塌. (5)土钉墙施工采用边开挖边支护工艺，安全性易于保证，且个别土钉出现问题 对整体稳定影响很小。此外土钉墙技术的另 一重要优点是可根据需要随时修改土钉 的间距和长度，以免出现事故。 (6)工程造价低、经济效益好.国内统计资料表明，土钉墙支护可比排桩法、钢 板桩节省投资 25%-40%，比灌注桩可节约造价113-1尼。国外资料表明对开挖深 度在 10m 以内的基坑，土钉比锚杆支护可节约投资 10%-30% ，经济效益较好。 鉴于土钉墙技术具有许多优点，这项技术己迅速得到推 广应用，然而这类支护自 身也有局限性，主要表现为对地层性质的依赖性较大，一般来说 ，宜采用土钉墙支护 的土层为有一定胶结能力和密实程度的砂土、粉土、砾石土、素填土及坚硬或硬塑性 粘性土等，而在松散砂土、软粘土及地下水丰富的地层中，采用土钉墙技术时则常因 土钉不能提供足够的抗拔力，土体含水便地层进 一步软化，及基坑表面喷射面层难以 成形等原因而失效，使土钉墙技术在土层软弱地区难以采用。 在南方及东南沿海地区，如 上海、深圳等地区，基坑工程涉及的地层主要使饱 和含水的淤泥质地层，井伴有水平成层的薄层粉砂、细砂，开挖过程中易产生流砂 垮塌现象，在这些地区对基坑支护采用一般的土钉墙技术进行支护遇到了较大的技 术和安全难题，大大限制了其应用范围。提高和完善土钉墙支护技术，扩大其应用 范围，以获取更大的经济和社会效益使研究新型土钉墙技术的客观要求。从 20 世 纪 90 年代中期开始，我国北京、深圳、厦门和上海先后开展了复合式土钉墙的研 究.其中冶金建筑研究总院及同济大学对复合式土钉墙技术进行了系统的研究和开 发，并在深圳、上海等地区设计了一批典型工程。 2001 年，建设部和深圳市将复合 式土钉墙技术列入重点技术推广 ，使土钉墙支护技术进入一个全新的发展阶段 。这 类技术的特点是在基坑开挖前先沿坑周围施作水泥土搅拌墙形成止水帷幕，并通过 土钉对地层注浆使软土固化改性，由此使土层在开挖过程中可免于渗水和软土可有 较大的自支承能力。尽管复合式土钉墙技术己取得了成功，但复合式土钉墙无论设 计理念还是施工工艺都还没有达到完善的地步。 1.1.1土钉墙与加筋土端的比较阳 l a、两者的相似