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《土釘墻的變形及土釘內(nèi)力特征分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、土釘墻的變形及土釘內(nèi)力特征分析 引言 土釘支護是土體加筋技術(shù)的一種，其發(fā)展始于20世紀70年代，80年代引入我國，90年代逐漸應(yīng)用于基坑支護工程。它具有成本低、速度快、設(shè)備簡單、對場地土層的適應(yīng)性強、易于推廣等特點，因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用，積累了豐富的經(jīng)驗，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，以至于成為了一些土質(zhì)較好地區(qū)深度不大的基坑的主要支護形式。目前，土釘?shù)膽?yīng)用范圍越來越廣，應(yīng)用土釘?shù)幕釉絹碓缴睿玲斉c其他支護形式聯(lián)合使用越來越多?！ ∠鄬τ谕玲攭Φ膹V泛應(yīng)用而言，對土釘墻的理論研究相對滯后，尤其是對其破壞機理的研究還很不充分，土釘墻的破壞機理及破壞形
2、態(tài)尚不清楚，尤其是基坑超過一定深度后普通土釘墻變形較大，坡體出現(xiàn)裂縫后變形發(fā)展及滑動面轉(zhuǎn)移較快，且有些不適合用土釘墻的基坑工程也在盲目使用土釘墻，導致目前土釘墻的事故率較高，造成大量的經(jīng)濟損失和人身傷亡。 以往對土釘墻的研究大多采用模型試驗或工程現(xiàn)場實測，缺少大規(guī)模的足尺實驗研究。工程現(xiàn)場測試研究只能反映土釘墻工作狀態(tài)的各種參數(shù)，無法做破壞性實驗，實驗室的模型實驗又受到實驗?zāi)Ｐ偷某叽绲确矫娴挠绊?，與實際工程存在一定的差距，現(xiàn)場足尺實驗很少見到。中國建筑科學研究院地基基礎(chǔ)研究所完成了模擬實際施工過程的土釘墻足尺實驗[1],對土釘墻的土釘軸力、位移等進行了實測，并
3、進行了堆載試驗。通過對足尺實驗的現(xiàn)場實測，對土釘內(nèi)力隨基坑開挖的變化規(guī)律以及土釘墻后土體變形隨基坑開挖的變化規(guī)律進行了研究。本文介紹了足尺實驗的土釘墻變形及土釘內(nèi)力，并通過數(shù)值分析進一步對土釘墻的變形及土釘內(nèi)力特征進行了研究。1足尺實驗足尺實驗在地基所的順義基地進行。場地內(nèi)的土層，按地層巖性及工程特性劃分為8個大層，自上而下分別為：人工堆積層：①層雜填土；第四紀沉積層：②層砂質(zhì)粉土，③層粉質(zhì)黏土，④層粉砂層，⑤層細砂層，⑥層卵石層，⑦層粉質(zhì)黏土，⑧層卵石層。土性指標見表1,表中帶*的值為經(jīng)驗值?！?】 試驗基坑長約34m,寬約20m,深度為10m,基底位于
4、細砂⑤底部和卵石⑥頂部。支護結(jié)構(gòu)采用土釘墻，土釘墻坡度為1∶0.2,設(shè)置6排土釘，土釘長度分別為12m、9m、9m、9m、6m、4.5m,土釘采用梅花形布置，垂直間距和水平間距皆為1.5m,土釘采用人工洛陽鏟成孔，孔徑110mm,土釘傾角10°，注漿采用水灰比為0.5的水泥凈漿，水泥采用P.S.A32.5水泥，面層厚度80mm,采用C20的噴射混凝土，面層配筋采用鋼筋X片和縱橫兩個方向的加強筋，鋼筋X片采用6.[email protected]200200mm,加強鋼筋采用[email protected]1500. 本次試驗的測
5、試內(nèi)容主要是變形測試和鋼筋內(nèi)力測試。變形測試主要是在土釘墻返坡設(shè)置變形觀測點，實測基坑的坑頂水平位移。鋼筋內(nèi)力測試采用鋼筋測力計來測試，本次試驗采用兩種鋼筋測力計，量程分別為150kN和100kN,其中量程為150kN的鋼筋測力計用于9m和12m的土釘，量程為100kN的鋼筋測力計用于4.5m和6m的土釘。支護剖面及土釘鋼筋計布置見圖1. 本次實驗嚴格模擬土釘墻的施工過程進行挖土、土釘墻施工以及面層噴射混凝土施工，并進行各項測試，然后采用地面堆載的方式考察土釘墻位移較大時的性狀。加載的方式為堆土，堆土范圍為從坡頂1m處向后延伸約15m,每級堆土的高度約為1m,
6、每級堆載約15kPa,每級堆載位移觀測穩(wěn)定后再進行下一級堆載。綜合國內(nèi)外的工程實測資料確定，本次實驗中，當基坑水平位移大于5cm、水平位移速率達到5mm/天時終止加載?！ ?土釘墻的變形特征 本次實驗中基坑頂部水平位移隨不同工況的變化曲線見圖2所示。隨著基坑的開挖，基坑頂部水平位移逐步增大，基坑開挖到底時，測試點1的基坑頂部水平位移為19mm,測試點2的基坑頂部水平位移為20mm.在最后兩級加載的作用下，基坑頂部水平位移增長較快，第七步加載后，測試點1的基坑頂部水平位移為52mm,測試點2的基坑頂部水平位移為49mm,第七步加載后的位移速率達到5mm/
7、天，達到本實驗終止加載的標準。對測試剖面的實驗過程采用Plaxis軟件進行數(shù)值分析，由圖2可見計算值與實測值的變化趨勢是一致的，且變形量吻合較好。從數(shù)值分析可以看出，基坑開挖產(chǎn)生的坡體水平位移的主要影響范圍約為1倍基坑深度。在基坑開挖、加載過程中，基坑后部的坡體的水平位移逐步增大?；娱_挖過程中水平位移最大點位于基坑面層的頂部，水平位移等值線過坡底，向坡頂后方發(fā)散，土釘墻坡體的水平位移近似為繞坡底向基坑方向的轉(zhuǎn)動。在基坑加載的過程中，基坑最大水平位移點沿著坡面向下轉(zhuǎn)移。隨著與基坑上口的距離的增大，地表的水平位移減小，基坑開挖引起的水平位移的影響深度降低?；娱_挖
8、和堆載過程中，土體的沉降
