疏排樁-土釘墻組合支護技術(shù)研究與應(yīng)用

本書分析了疏排樁-土釘墻組合支護技術(shù)的作用機理，推導(dǎo)出了相應(yīng)的計算方法，通過工程實踐、數(shù)值模擬和理論計算的分析對比，形成了一套從設(shè)計、施工到檢測監(jiān)測的完整支護新工法。全書共分為7章，內(nèi)容包括緒論，疏排樁-土釘墻組合支護技術(shù)機理及影響因素、理論分析與計算、原位測試、數(shù)值計算、支護工法，結(jié)論等。

書名：疏排樁-土釘墻組合支護技術(shù)研究與應(yīng)用

作者：吳忠誠

出版社：中國建筑工業(yè)出版社

CIP核字號：2016033925 2100433B

將疏排樁與土釘墻組合，形成的疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)已在工程中應(yīng)用， 為了更清楚地認識疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)的荷載傳遞路徑和破壞模式的機理，為疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計提供理論依據(jù)，本項目結(jié)合理論分析與20組離心機模型試驗詳細探討了疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)的荷載傳遞機理、土拱效應(yīng)動態(tài)發(fā)展過程、支護結(jié)構(gòu)破壞模式以及土釘墻與排樁的支護性能，基于以上研究提出了疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法并編制了相應(yīng)的計算程序。研究結(jié)果表明：疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)是介于疏排樁和土釘墻之間的一種支護體系，當基坑開挖深度較小時支護結(jié)構(gòu)荷載主要由土釘墻承擔(dān)，隨著開挖深度的不斷增加，本由土釘墻承擔(dān)的樁間土壓力借由樁間土拱效應(yīng)不斷傳遞給樁身，疏排樁的支護特性不斷得到增強，形成以疏排樁支護特性為主導(dǎo)的疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)；疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)中的樁間土拱效應(yīng)是動態(tài)變化的，基坑開挖深度較小時，排樁只承擔(dān)樁身截面寬度范圍內(nèi)的土壓力，隨著開挖深度的不斷增加，由于排樁與樁間土體的位移差不斷增加，形成以排樁和樁間土釘為拱腳的土拱，并且土拱效應(yīng)不斷向周邊發(fā)展，直至形成以相鄰兩根排樁為拱腳的大土拱，樁間土拱效應(yīng)隨著土釘剛度和土釘長度的減小以及土釘間距的增大而變得越來越明顯；疏排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞模式主要包括拱前土體的失穩(wěn)破壞、土拱自身強度破壞和整體失穩(wěn)破壞三種類型，當樁間土釘長度較短時，樁間土體滑裂面形態(tài)與疏排樁支護結(jié)構(gòu)形似，但由于土釘墻的存在，土體穩(wěn)定性提高，土體差異變形減小，與疏排樁支護結(jié)構(gòu)相比，在樁間距相等的情況下，土拱直立深度變深，土拱矢高變??；隨著土釘長度的增加，滑裂面形態(tài)逐漸由土釘墻支護主導(dǎo)，滑裂面為圓弧滑裂面，但由于疏排樁的存在，在接近基坑底部的范圍，樁后土體將被遮攔留存；豎排樁-土釘墻組合支護結(jié)構(gòu)，由于其結(jié)合了水平向土釘主動支護和豎向排樁被動支護的特性，可同時調(diào)動遠處和深處的土體共同抗滑，并借助土拱效應(yīng)，形成了疏排樁-土釘-土拱的多重抗失穩(wěn)體系，穩(wěn)定性明顯高于單獨的疏排樁支護結(jié)構(gòu)和土釘墻支護結(jié)構(gòu)。 2100433B

疏排樁-土釘墻作為一種新型組合擋土支護體系，構(gòu)造上具有水平與豎向支護相結(jié)合的特點，支護原理上具有主動與被動支護相結(jié)合的特征。在土壓力作用下，疏排樁籍由遮攔效應(yīng)使土顆粒在相互楔緊區(qū)域內(nèi)形成一種類似拱形且具有一定厚度和強度的土拱結(jié)構(gòu)，并借此將土壓力分配傳遞到排樁和土釘墻，形成排樁-土釘-土拱相互作用體系。土拱效應(yīng)動態(tài)發(fā)展、土拱實體形態(tài)變化及對土壓力分配傳遞過程的影響，排樁-土釘-土拱共同作用下的破壞模式是其中的兩個關(guān)鍵科學(xué)問題。本項目擬圍繞上述科學(xué)問題開展四個方面的研究：1.土拱效應(yīng)及荷載分配傳遞路徑；2.支護結(jié)構(gòu)破壞模式；3.拱前土釘墻支護性能；4.拱腳排樁支護性能。本項目擬采用結(jié)構(gòu)-土體理論分析、土工離心模型試驗和現(xiàn)場測試的研究路線，達到闡述疏排樁-土釘墻組合擋土支護體系中基于土拱效應(yīng)的荷載分配傳遞路徑及其破壞模式的研究目標。研究成果具有理論和應(yīng)用價值。

土釘墻不僅應(yīng)用于臨時支護結(jié)構(gòu)，而且也應(yīng)用于永久性構(gòu)筑物，當應(yīng)用于永久性構(gòu)筑物時，宜增加噴射砼面層的厚度并適當考慮其美觀，土釘墻的應(yīng)用領(lǐng)域主要有：

（1） 托換基礎(chǔ)

（2） 基坑支擋或豎井

（3） 斜坡面的擋土墻

（4） 斜坡面的穩(wěn)定

（5） 與錨桿擋墻結(jié)合作斜面的防護

鉆孔注漿型土釘墻系逐層向下開挖方式，每一臺階高度為1～2米，在施工土釘桿、面層噴射砼期間，坡段處無支撐狀態(tài)下需能保持自立穩(wěn)定，因此主要適用于：

（1） 有一定粘結(jié)性的雜填土、粘性土、粉土、黃土與弱膠結(jié)的砂土邊坡。

（2） 適用于地下水位低于開挖層或經(jīng)過降水使地下水位低于開挖標高的情況。

（3） 對于標準貫入擊數(shù)（N）低于10擊的砂土邊坡采用土釘法一般不經(jīng)濟。

（4） 對于朔性指數(shù)Ip>20的土，必須注意仔細評價其蠕變特性后方可采用。

（5） 對于含水豐富的粉細砂層，砂卵石層土釘法是不行的。

（6） 不適用于沒有臨時自穩(wěn)能力的淤泥土層，流朔狀態(tài)的軟粘土保持成孔時的孔壁的穩(wěn)定比較困難且界面摩阻力很低，技術(shù)經(jīng)濟效益不理想，因此也不宜采用。

（7） 土釘不適宜在腐蝕性土如煤渣、煤灰、爐渣、酸性礦物廢料等土質(zhì)作永久性支擋結(jié)構(gòu)。