??????? 摘要:土釘墻支護是通過土釘技術的加固使其成為一個復合擋土結構。盡管該技術應用較為廣泛,但其理論研究卻落后于工程實踐,特別是對于土釘支護軟弱巖質邊坡工程的研究則更少,因此,本文通過分析土釘墻支護的特點,針對邊坡支護的機理,從施工材料及機具的準備,到施工工藝及質量控制的相關技術進行探討,以期充分發揮土體的空間支護作用,使邊坡位移和變形及時得到約束限制。
??????? 關鍵字:土釘墻支護;邊坡;材料;施工工藝、質量控制
??????? 1 土釘墻支護的特點
??????? 土釘墻支護法,以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面,在噴層與土層間產生“嵌固效應”,并隨開挖逐步形成全封閉支護系統;噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土,使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落,以及隔水防滲等作用。土釘的特殊控壓注漿可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體,其內固段深固于滑移面之外的土體內部,其外固端同噴網面層聯為-體,可把邊壁不穩定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網可使噴層具有更好的整體性和柔性,能有效地調整噴層與土釘內應力分布。
??????? 2 土釘墻邊坡支護的機理
??????? 土釘墻加固與傳統的護坡和擋土墻支撐機理不一樣,土釘墻在邊坡的一定范圍內形成了一個加固區,由于很密的土釘錨桿的作用,滑移面不可能出現在加固區,只能產生于非加固區,從而使滑移面遠離邊坡,達到穩定邊坡的目的,加固區的整體穩定,包括加固區抗傾覆與抗滑移問題,用增加加固區的寬度和底排土錨桿打成向下傾斜穿過滑移面等措施來解決,土釘墻通過下述幾個方面的綜合作用使邊坡周邊土體形成加固區。
??????? 2.1 錨固作用
??????? 密布的錨桿與砂漿柱體相結合對周圍土體產生有效的錨固作用,限制了砂漿柱體周圍的土體變形。①土釘不需要施加預應力,而是在土體發生變形后使其承受拉力工作;②土釘支護在邊坡中比較密集,起到了加筋的作用,提高了土的強度,為被動受力機制。由于土釘在全長范圍內與土體接觸,其荷載傳遞沿整個土體進行。
??????? 2.2 土釘漿孔對土體的擠密作用
??????? 由于土釘錨桿的密度比較大,擠密作用的影響也較大,使加固區的土體比非加固區土體密度大。密集的土釘與土釘之間土形成復合土體,其結構類似重力式擋土墻,個別土釘的破壞不會使整個結構的功能完全喪失。
??????? 2.3 護坡作用
??????? 土釘墻的面層不是主要受力結構,其主要作用在于保持土體的局部穩定性。在公路邊坡治理中,土釘墻的面層還起到防止沖刷、防止雨水滲入坡體影響邊坡穩定性的重要作用。
??????? 2.4 土釘受力及規模
??????? 一般錨桿長度在15~45m之間,直徑較大,錨桿所承受的荷載可達400kN以上,某些預應力錨索設計荷載更可達3000kN。其端部的構造較土釘復雜,以防止面層沖切破壞;而土釘長度一般為3~10m,漿體直徑100 mm左右,一般不提供很大的承載力。單根土釘受荷一般在100kN以下,面層結構較簡單,利用小尺寸墊板及掛網噴射混凝土即可滿足要求。
??????? 目前國內土釘支護結構主要用在建筑基坑支護上,用于公路邊坡支護的較少。這主要是因為基坑深度不大,一般不超過20m。但是山區,道路路塹邊坡很高,原來的力學平衡破壞嚴重,產生的滑坡推力每延米可達1000kN以上,采用土釘支護結構則難以滿足要求。對于一些滑坡推力小的土石質路塹邊坡,仍可采用土釘支護,既節省投資,也能縮短工期,具有明顯的優勢。一些缺乏穩定性的高路堤或擋土墻也可以采用土釘支護加固,但還有待于我們改進土釘支護技術,使其優點發揮在整個邊坡支護中。
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