管钉技术在工程中的运用.doc
管钉技术在边坡支护工程中的运用主题土钉 加固 稳定提要 本文介绍一种新支护工艺管钉技术，并对其受力及作用机理进行分析，实践证明。在复合地质条件、复杂围边环境的边坡支护治理中，管钉技术不但安全可靠且节省投资、缩短工期。01、工程概况中轧综合楼边坡支护工程位于杭钢厂道附近，主要对其上部架空管道支架基础进行边坡支护。为综合楼兴建提供安全的场地。其中综合楼长为105m。01.1 工程地质情况根据甲方提供的资料与现场勘察，基表层至临时管道处的土层为粉质粘土，土层较稳定。01.2 水文情况根据现场勘察其水位埋深较深，施工时可不考虑地下水位时施工的影响。02、方案选择02.1 根据甲方提供的资料，本工程支护方案具有如下特点： 基坑边坡支护平均深度5m。 支护土体离架空管道与厂道较近，距离为3m。 场地狭长，两边有建筑物。 根据待建综合楼的场方要求，其边坡支护采用直立边坡支护。02.2 方案选择 根据以上综合特点，并考虑安全、进度、质量控制与成本等因数，对此边坡支护工程的方案考虑如下：第一方案：管钉墙永久支护。第二方案：支架基础部位用预应力锚杆处理边坡稳定，无支架基础部位选用管钉墙处理边坡稳定，并全断面进行砼挡土墙支护。第三方案；浆砌块石挡墙。 方案分析：序号方案适用范围缺点优良1管钉墙永久支护土层具有一定临时自稳性能。不永久工艺简单，省时2管钉墙与预应力锚杆相结合处理边坡稳定，并做砼挡墙支护土层具有一定临时自稳性能，并能承重附近的建筑荷载。工期较长工艺简单、安全、直立、可靠3浆砌块石挡墙能承重附近的建筑一定荷载，属于重型类型。工期长工艺简单安全可靠 方案确定根据甲方的边坡外形直立要求，并考虑质量、安全、进度与成本等因素，我公司选择第二方案。03、 计算书5m直立边坡支护：内部稳定计算简图- 原 始 数 据 - 基本信息：开挖深度(m) 地下水位(m) 地面荷载(kPa) 放坡阶数 5 0.5 20 1 局部超载：局部超载(kPa) 局部超载距坑边距离(m) 超载宽度(m) 0 0 0 土层信息：土层号厚度(m)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)重度(kN/m3)粘结强度(kPa)1272124.519.43021.7131320.53533.95821.4204046.54721.519.940 放坡信息：阶数 高度(m) 坡率 平台宽(m) 1 5 0.0001 0 土钉信息：道数水平间距(m)重直间距(m)长度(m)下倾角(度)孔径(mm)钢筋直径(mm)钢筋抗拉强度(MPa)超挖深度(m)110.73580223100.4211.891580223100.431191580223100.441191580223100.4- 计 算 结 果 - 土钉强度与长度验算结果： 第1道土钉： 土钉强度安全系数Ks=300 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=3m > 要求值=2.69m，长度验算满足要求！ 第2道土钉： 土钉强度安全系数Ks=9.26 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=9m > 要求值=3.68m，长度验算满足要求！ 第3道土钉： 土钉强度安全系数Ks=5.29 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=9m > 要求值=4.77m，长度验算满足要求！ 第4道土钉： 土钉强度安全系数Ks=3.70 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=9m > 要求值=5.87m，长度验算满足要求！待添加的隐藏文字内容1 土钉墙内部整体稳定性分析结果：计算步数安全系数滑弧圆心X坐标(m)滑弧圆心Y坐标(m)滑弧半径(m)12.310.72-1.212.3121.751.81-1.304.2031.912.27-2.426.3341.872.20-2.367.2651.882.87-3.528.52 土钉墙外部整体稳定性分析结果： 抗倾覆稳定安全系数Kq=28.74>1.3，满足要求！ 抗滑移稳定安全系数Kh=4.61>1.2，满足要求！ 基底平均压力P=97.00kPa <= 地基承载力f=250kPa，满足要求！ 基底最大压应力Pmax=107.13kPa <= 1.2f=300kPa，满足要求！ 圆弧划动面的圆心位置坐标X=0.22,Y=-4.39,半径R=12.83 深部土体圆弧滑动安全系数Ks=2.62>1.2，满足要求！7m直立边坡支护：内部稳定计算简图- 原 始 数 据 - 基本信息：开挖深度(m) 地下水位(m) 地面荷载(kPa) 放坡阶数 7 0.5 20 1 局部超载：局部超载(kPa) 局部超载距坑边距离(m) 超载宽度(m) 0 0 0 土层信息：土层号厚度(m)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)重度(kN/m3)粘结强度(kPa)1272124.519.43021.7131320.53533.95821.4204046.54721.519.940 放坡信息：阶数 高度(m) 坡率 平台宽(m) 1 7 0 0 土钉信息：道数水平间距(m)重直间距(m)长度(m)下倾角(度)孔径(mm)钢筋直径(mm)钢筋抗拉强度(MPa)超挖深度(m)110.73580223100.4211.8121580223100.4311121580223100.4411121580223100.4511121580223100.461191580223100.4- 计 算 结 果 - 土钉强度与长度验算结果： 第1道土钉： 土钉强度安全系数Ks=300 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=3m < 要求值=3.94m，长度验算不满足要求，请重新选择土钉参数！ 第2道土钉： 土钉强度安全系数Ks=7.83 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=12m > 要求值=5.24m，长度验算满足要求！ 第3道土钉： 土钉强度安全系数Ks=4.95 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=12m > 要求值=6.20m，长度验算满足要求！ 第4道土钉： 土钉强度安全系数Ks=3.62 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=12m > 要求值=7.15m，长度验算满足要求！ 第5道土钉： 土钉强度安全系数Ks=2.85 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=12m > 要求值=8.11m，长度验算满足要求！ 第6道土钉： 土钉强度安全系数Ks=2.52 > 1.2强度验算满足要求！ 土钉长度设计值=9m > 要求值=8.47m，长度验算满足要求！ 土钉墙内部整体稳定性分析结果：计算步数安全系数滑弧圆心X坐标(m)滑弧圆心Y坐标(m)滑弧半径(m)12.300.90-1.192.2921.731.81-1.304.2031.933.65-2.386.0942.071.54-2.367.2652.012.25-1.737.6361.942.61-3.4210.3071.922.90-1.668.66 土钉墙外部整体稳定性分析结果： 抗倾覆稳定安全系数Kq=20.78>1.3，满足要求！ 抗滑移稳定安全系数Kh=3.51>1.2，满足要求！ 基底平均压力P=135.80kPa <= 地基承载力f=250kPa，满足要求！ 基底最大压应力Pmax=155.40kPa <= 1.2f=300kPa，满足要求！ 圆弧划动面的圆心位置坐标X=0.55,Y=-5.98,半径R=17.62 深部土体圆弧滑动安全系数Ks=2.36>1.2，满足要求！04、方案设计041、边坡剖面设计： 预应力锚杆12米 管钉9米2200 1000 1000支架基础部位预应力锚杆布置图 管钉9米无支架基础部位预应力锚杆布置图04.2、边坡立面设计：预应力锚杆7根043、管钉的布置方式和间距： 管钉的布置方式：梅花形布置， 管钉的间距：间距为1m，形式如下：1000 1000 500 500044、管钉的直径、长度、倾角及空间方向 管钉的规格镀锌钢管 管钉的直径48mm 管钉的长度9m 管钉的倾角15° 管钉的方向垂直开挖面 镀锌钢管壁上打孔，孔径为8mm。045、管钉构造： 加劲钢筋20，长度15 mm046、管内灌浆：清孔：注浆作业进行前应用清水冲洗管内土尘至干净。注浆时应将导管插至距孔底250500mm，并设置止浆环。注浆压力达到0.3Mpa，确保管筋壁的磨擦力。管内注浆选用素浆。047、预应力锚杆：预应力锚杆采用Ø28的螺纹钢，端部配置螺栓，具体示意如下： 垫板预应力锚杆成孔选用凿岩机造孔，孔径为100mm，成孔深度要求12m。预应力锚杆成孔深度误差不大于+50mm，成孔直径误差不不大于+5mm。预应锚杆灌浆选用1：1的水泥砂浆，其施工要求同管钉灌注要求。锚杆布置位置在支架基础下第一排，具体示意如下：2200 1000 1000048、喷锚砼：喷锚砼用C15的喷射砼进行直立边坡支护。其厚度为80 mm。喷锚砼要求内加直径为6的一级钢筋网，其间距为250mm，并分层喷锚。 砼喷锚由上至下进行施工，并均匀喷射砼。05、结语管钉技术集合了土钉墙、喷锚支护等结构的优点，既可象土钉墙一样用于临时性支护，又可象喷锚支护结构一样用于永久性支护，需要时还可使二种性质的支护结构共同工作，用途广泛。其主动受力、控制变形能力强、节省投资，施工方便、安全可靠等特点，特别适用于周边环境十分复杂的边坡支护工程和滑坡治理工程。
