挡土墙设计参考资料.doc

第一章 设计基本原则 第一节 概 述 为保持结构物两侧的土体、物料有一定高差的结构称为支挡结构。如以刚性较大的墙体支承填土和物料并保证其稳定的为挡土墙；而对于具有一定柔性的结构，如板桩墙、开挖支撑称为柔性挡土墙或支护结构。 支挡结构在各种土建工程中得到广泛的应用，如公路、铁路的挡土墙，桥台，水利、港湾工程的河岸及水闸的岸墙，民用与工业建筑的地下连续墙，开挖支撑等。随着大量土木工程在地形复杂地区的兴建，支挡结构愈加显得重要，支挡结构的设计，将直接影响到工程的经济效益和安全。 支挡结构类型很多，现以最常用的重力式挡土墙为例，说明一下它的各部名称(图11)。 靠近回填土一侧称为墙背；而回填土墙的另一侧大部分暴露在外面的为墙面；墙的底面称为墙底；墙背与基底交线为墙踵；墙面与基底的交线为墙趾。墙面、墙背的倾斜度是指两者与竖直面之间的夹角。通常，工程中常用单位竖直高度及斜面相应水平投影长度之比，如墙背斜度为1：n。 墙背一侧较高的土体称为回填土。墙背后不论是回填土，还是未经扰动的土体或其他物料均称为回填土。墙背填土表面的荷载称为超载。 第二节 支挡结构分类及适用范围 支挡结构类型的划分方法较多，按结构形式、建筑材料、施工方法及所处环境条件等进行划分。按断面的几何形状及其受力特点，常见的挡土墙形式可分为：重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、锚定板式、加筋土挡土墙，作为基坑的支护结构有排桩式支护结构、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙及逆作拱等；如按材料区分可分成：木质、砖砌、石砌、混凝土及钢筋混凝土、钢制的支挡结构。 支挡结构作为一种结构物，其类型是各种各样的，其适用范围，将取决于结构物所处地形，工程地质，水文地质，水文资料，建筑材料，结构用途，结构本身的特性，施工方第1页 法，技术经济条件及当地的经验等因素。表11仅供参考。第二章 常用设计资料 第一节 设计应具备资料 支挡结构设计的必备的资料，应根据设计阶段及工程的要求，收集不同的设计资料。 初步设计是在设计任务书中所确定的设计主要条件下，确定支挡结构的平面布置及其类型的选择，经过一定的方案比较，对选定的方案应给出工程数量的计算和造价的概算。 施工设计是根据初步设计，最后确定支挡结构的平面布置、结构类型、断面形状及全部尺寸、工程数量及造价，对于重要的独立支挡结构，如高墙应作出个别施工设计。 般情况下，各设计阶段应收集与其相应的设计资料，表21中概要列出，仅供参考。第23页第三章 土压力计算公式及图表 第一节 土压力概论 作用在支挡结构上的土压力，即填土(填土和填土表面上荷载)或挖土坑壁原位土对支挡结构产生的侧向土压力，它是支挡结构物所承受的主要荷载。因此，设汁支挡结构物时，首先要确定土压力的大小、方向和作用点。这是一个复杂的问题，它与支挡结构物的形状、刚度、位移，背后填土的物理力学性质，墙背和填土表面的倾斜程度等有关。 作用在支挡结构上的土压力，根据结构的位移方向、大小及背后填土所处的状态，可分为三种： 1静止土压力 如果支挡结构在土压力作用下，结构不发生变形和任何位移(移动或转动)，背后填土处于弹性平衡状态，如图31(b)所示。则作用在结构上的土压力称为静止土压力，并以E o表示。 2主动土压力 若挡土墙(由于支挡结构本身无变形，则取重力式挡土墙为代表，以后简称挡土墙)在填土产生的土压力作用下离开填土方向向墙前发生位移时，则随着位移的增大，墙后土压力将逐渐减小。当位移达到表31中所列数值时，土体出现滑裂面，墙后填土处于主动极限平衡状态。此时，作用于挡土墙上的土压力称为主动土压力，用E a表示，如图31(a)所示。第43页 3被动土压力 如挡土墙在外荷载作用下，使墙向填土方向位移，随着位移增大，墙受到填土的反作用力逐渐增大，当位移达到表31所需的位移量，土体出现滑裂面，墙背后填土就处于被动极限平衡状态，如图31(c)所示。这时作用于墙背上的土压力称为被动土压力，以Jp表示。 由图32可以看出填土所处平衡状态，土压力与挡土墙位移的关系。 土压力计算，实质是土的抗剪强度理论的一种应用。静止土压力计算，主要是应用弹性理论方法和经验方法。计算主、被动土压力，主要是应用极限平衡理论(处于塑性状态)的库仑理论和朗金理论及依上述理论为基础发展的近似方法和图解法。一般挡土墙均属平面问题，故在以后研究中均取沿墙长度方向每延长米计算。 第二节 静止土压力计算 当建筑在坚实地基上的挡土墙具有足够大的断面，墙在墙后的填土的推力作用下，不产生任何位移和变形时，即挡土墙绝对不动时，墙后土体同墙背的侧限作用而处于弹性平衡状态。此时，作用于墙背上的土压力就是静止土压力。 静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态求解。图33中，在填土表面以下任意深度z处M点取一单元体(在M点附近一微小正六面体)，作用于单元体上力有二：一为竖直向的土的自重应力O c，其值等于土柱的重量：二是侧向压应力，是由于侧向不能产生变形而产生的，也就是填土受到挡土墙的静止压力。它的反作用力就是我们要求的静止土压力。由半无限弹性体在无侧移的条件下，其侧向压力与竖直方向压力之间的关系为： 静止土压力系数K o，与土的种类有关，而同一种土的K o，还与其孔隙比、含水量、加压条件、压缩程度有关。常见土的静止土压力系数K o如表32所示。第44页第四章 特殊情况下土压力计算 第一节 折线型墙背土压力计算 为了减小主动土压力的作用，或提高挡土墙的稳定性，常采用各种折线形的挡土墙背，如图41所示。 一、延长墙背法 对于图41所示之挡土墙背的土压力计算，常采用延长墙背法。将各段直线段延长，依次按库仑理论公式计算各段墙背的土压力。计算时，首先将AB段墙背视为挡土墙单斜向墙背，按 1与角算出沿墙ab的主动土压力强度分布，如图41中abd。再延长下部墙背BC与填土表面交于c点cC为新的假想墙背，按 2和角计算出沿墙ce的主动土压力强度分布图，如图41中cef三角形。在墙背倾角为负值的情况下，BC段墙背上主动土压力作用方向取水平方向。最后取土压力分布图aefgda宋表示沿折线墙背作用的主动土压力强度分布图。 用延长墙背法有一定误差。实践证明，如果上、下墙背的倾角相差超过10以上时，有必要进行修正。这主要是忽略了延长墙背与实际墙背之间的土体及作用其上荷载的重量，多考虑了由于延长墙背和实际墙背土压力方向不同而引起的竖向分量之差。但由于本方法计算简便，一直为工程设计人员广泛采用。文献44指出延长墙背法，有时偏于安全，但也有时偏于不安全，在重要设计中最好采用力多边形法。 当上部与下部墙背形成凹形或墙背过缓，土体将会出现第二破裂面，则应按第二破裂面土压力公式计算。 二、力多边形法 根据作用在破裂楔体上各力所构成的力多边形如图42所示。由此图可求得作用于下部墙背的土压力正E a 2： W下部分墙延长墙背与破裂面之间的土体及其上荷载的重量； 第63页 下部分墙后土体破裂角； A o、B o-与边界条件有关的系数，可以从破裂棱体几何关系中求得，如图4-2中。 其中 只R 1墙后填土对上部分墙的破裂面的反力， E l x作用在上墙背上的水平土压力。 为求得E 2和破裂角，取。 由于力多边形能满足破裂楔体静力平衡矢量闭合条件，因而消除了延长墙背法的误差。第五章 土压力图解法及电算 第一节 库尔曼图解法 挡土墙后填土表面是不规则形状，或者有集中力、不连续等较复杂的荷载，这时就不能直接应用朗金或库仑理论的已有计算土压力的公式及图表。即使应用以上两种理论去求解，也是比较繁琐的。但应用图解法求解土压力则很方便。 土压力图解法是数解法的一种辅助手段，有时比数值解法还要简便，图解法的方法很多，各有优缺点，本手册介绍一种简便而又应用广泛的库尔曼法。 一、填土表面无超载 库尔曼法是基于库仑理论，应用楔体平衡的试算法求主动土压力的一种图解法。按库仑理论土压力计算的原理，当墙后填土达到极限平衡状态时，填土将沿破裂面滑动，而形成滑动楔体。作用在滑动楔体上的力有三个：土楔体的自重大小、方向均已知；E、R方向已知、大小未知。利用平衡力的封闭三角形，即可求得填土推力正。若假定多个不同的滑动面，可按不同滑动楔体的G、R、正，连续画出多个平衡力的封闭三角形，得出沿不同滑动面滑动时产生的不同推力E 1、E 2、E n。将不同推力连成曲线，并作此曲线的铅垂线(平行于G)，得切点m，自m点作平行丑的直线，交OG线于n点，则mn为E的最大值，就是主动土压力值E a(图51)。 库尔曼图解法具体步骤： 1如图52所示，按比例绘出挡土墙和土坡的剖面图，取单位延长米的墙体计算； 第80页2过墙踵B点作自然坡面BF，与水平线成角，作BL与BF成=90角； 3任意假定BC l为滑动面，算出滑动楔体ABC l的重量G l，并按一定比例在BF线上取Bn lG l，自n 1点引BL的平行线，与BC l线交于m l点，则m ln l即为滑动面BC l的主动土压力E l； 4同理，再假定若干个滑动面(最少五个)BC 2、BC 3、BC n等，重复上述步骤，可得出相应的n 2、n 3n n及m 2、m 3、m n等诸点； 5将m 1、m 2、mn各点连成曲线，作该曲线平行于BF线的切线，得切点m，再从m点作与BL平行线，交BF于n点，则mn为所求的主动土压力E a值； 6过m点作BC线，即为相应于正。的滑裂面。 以上作图仅能求得主动土压力正。大小和方向，其作用点可用下法近似求得(图53)： a求出滑动楔体ABC的重心O点； b自O点引BC的平行线，交于墙背O点，该点可视为E a的作用点。 二、填土表面有任意荷载 当填土表面有任意荷载时，求主动土压力图解法基本作法同无荷载时作法。仅需将假定的滑动楔体宽度AC i内的荷载(集中力或分布荷载的合力)和滑动楔体的土重G叠加，进行作图即可。 如滑动楔体内有集中力或分布荷载，其主动土压力作用点可以下列步骤； 1作VC/BF，VC f/BC； 2由C取CCf/3距离点为E a作用点。(如图54a所示) 如滑动楔体外填土表面有超载y，从集中力y画一线到月(VB线)，画VC/BF，从C取CB的1/3作为主动土压力E a作用点。如集中力位于ABC区域以外，应按无荷载处理。 三、库尔曼法求被动土压力 用库尔曼法求被动土压力E p时，只需将BL线画于水平线以下，并与水平线之间夹角为。其他步骤与求主动土压力步骤相同，不同点仅在于不是求E最大值，而是求E 第六章 重力式挡土墙设计 第一节 概 述重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前常用的一种挡土墙。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形，如图61。它的优点是就地取材，施工方便，经济效果好。所以，重力式挡土墙在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。 由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定，因此，体积、重量都大，在软弱地基上修建往往受到承载力的限制。如果墙太高，它耗费材料多，也不经济。当地基较好，挡土墙高度不大，本地又有可用石料时，应当首先选用重力式挡土墙。重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋，墙高在6m以下，地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段，其经济效益明显。 重力式挡土墙可根据其墙背的坡度分为仰斜(图6la)、垂直(图6lb)和俯斜(图61c)三种类型。 1按土压力理论，仰斜墙背的主动土压力最小，而俯斜墙背的主动土压力最大，垂直墙背位于两者之间。 2如挡土墙修建时需要开挖，因仰斜墙背可与开挖的临时边坡相结合，而俯斜墙背后需要回填土，因此，对于支挡挖方工程的边坡，以仰斜墙背为好。反之，如果是填方工程，则宜用俯斜墙背或垂直墙背，以便填土易夯实。在个别情况下，为减小土压力，采用仰斜墙也是可行的，但应注意墙背附近的回填土质量。 3当墙前原有地形比较平坦，用仰斜墙比较合理；若原有地形较陡，用仰斜墙会使墙身增高很多，此时宜采用垂直墙或俯斜墙(如图62)。 第85页 综上所述：边坡需要开挖时，仰斜墙施工方便，土压力小，墙身截面经济，故设计时应优先选用仰斜墙。 第二节 重力式挡土墙构造 重力式挡土墙的尺寸随墙型和墙高而变。重力式挡土墙墙面胸坡和墙背的背坡一般选用1：0.21：0.3，仰斜墙背坡度愈缓，土压力愈小。但为避免施工困难及本身的稳定，墙背坡不小于1：0.25，墙面尽量与墙背平行。 对于垂直墙，如地面坡度较陡时，墙面坡度可有1：0.051：0.2，对于中、高挡土墙，地形平坦时，墙面坡度可较缓，但不宜缓于1：0.4。 采用混凝土块和石砌体的挡土墙，墙顶宽不宜小于04m；整体灌注的混凝土挡土墙，墙顶宽不应小于0.2m；钢筋混凝土挡土墙，墙顶不应小于02m。通常顶宽约为H12，而墙底宽约为(0.50.7)H，应根据计算最后决定墙底宽。 当墙身高度超过一定限度时，基底压应力往往是控制截面尺寸的重要因素。为了使地基压应力不超过地基承载力，可在墙底加设墙趾台阶。加设墙趾台阶时挡土墙抗倾覆稳定也有利。墙趾的高度与宽度比，应按圬工(砌体)的刚性角确定，要求墙趾台阶连线与竖直线之间的夹角(图63)，对于石砌圬工不大于35，对于混凝土圬工不大于45。一般墙趾的宽度不大于墙高的二十分之一，也不应小于0.1m。墙趾高应按刚性角定，但不宜小于0.4m。 墙体材料：挡土墙墙身及基础，采用混凝土不低于C15，采用砌石、石料的抗压强度一般不小于MU30，寒冷及地震区，石料的重度不小于20kN/m 3，经25次冻融循环，应无明显破损。挡土墙高小于6m砂浆采用M5；超过6m高时宜采用M7.5，在寒冷及地震地区应选用M10。 其他一些具体规定，见第一章有关论述。 第三节 重力式挡土墙设计 挡土墙在墙后填土土压力作用下，必须具有足够的整体稳定性和结构的强度。设计时应验算挡土墙在荷载作用下，沿基底的滑动稳定性，绕墙趾转动的倾覆稳定性和地基的承载力。当基底下存在软弱土层时，应当验算该土层的滑动稳定性。在地基承载力较小时，应考虑采用工程措施，以保证挡土墙的稳定性。 一、作用于挡土墙上的力系计算 作用于挡土墙力系，即一般的荷载和约束反力，如表61所示。第七章 悬臂式与扶壁式挡土墙设计 第一节 概 述 悬臂式与扶壁式挡土墙，如图71所示，是钢筋混凝土挡土墙主要的形式，是一种轻型支挡结构物。它是依靠墙身的重量及底板以上的填土(含表面超载)的重量来维持其平衡，其主要特点是厚度小，自重轻，挡土高度可以很高，而且经济指标也比较好。6m左右用悬臂式；6m以上多用扶壁式。它们适用于缺乏石料、地基承载力低及地震地区。 近年来，悬臂式、扶壁式挡土墙在国内已开始大量应用。为论述方便，分为悬臂式、扶壁式两种类型挡土墙分别讨论。 第二节 悬臂式挡土墙构造 一、立板 悬臂式挡土墙是由立板和底板两部分组成。为便于施工，立板内侧(即墙背)做成竖直面，外侧(即墙面)可做成1：0.021：0.05的斜坡，具体坡度值将根据立板的强度和刚度要求确定。当挡土墙墙高不大时，立板可做成等厚度。墙顶的最小厚度通常采用2025cm。当墙高较高时，宜在立板下部将截面加厚。 二、墙底板 墙底板一般水平设置。通常做成变厚度，底面水平，顶面则自与立板连接处向两侧倾斜。 墙底板是由墙踵板和墙趾板两部分组成。墙踵板顶面倾斜，底面水平，其长度由全墙抗滑稳定验算确定，并具有一定的刚度。靠立板处厚度一般取为墙高的1/121/10，且不应小于20-30cm。 墙趾板的长度应根据全墙的倾覆稳定、基底应力(即地基承载力)和偏心距等条件来确定，一般可取为0.1503B，其厚度与墙踵相同。通常底板的宽度月由墙的整体稳定来决定，一般可取墙高度H的0.60.8倍。当墙后为地下水位较高，且地基承载力很小 第119页 的软弱地基时，月值可能会增大到1倍墙高或者更大。 三、凸榫 为提高挡土墙抗滑稳定的能力，底板设置凸榫，如图624。为使凸榫前的土体产生最大的被动土压力，墙后的主动土压力不因设凸榫而增大，凸榫应设在正确位置上。具体设置位置及强度计算参见第六章第三节。 第三节 悬臂式挡土墙设计 悬臂式挡土墙设计，分为墙身截面尺寸拟定及钢筋混凝土结构设计两部分。 确定墙身的断面尺寸，是通过试算法进行的。其作法是先拟定截面的试算尺寸，计算作用其上的土压力，通过全部稳定验算来确定墙踵板和墙趾板的长度。 钢筋混凝土结构设计，则是对已确定的墙身截面尺寸，进行内力计算和设计钢筋。在配筋设计时，可能会调整截面尺寸，特别是墙身的厚度。一般情况下这种墙身厚度的调整对整体稳定影响不大，可不再进行全墙的稳定验算。 悬臂式挡土墙，一般也以墙长方向取一延长米计算。 一、墙身截面尺寸的拟定 根据上节的构造要求，也可以参考以往成功的设计，初步拟定出试算的墙身截面尺寸：墙高是根据工程需要确定的；墙顶宽可选用2025cm；墙背取竖直面；墙面取1：0.021：0.05的斜度的倾斜面，从而定出立板的截面尺寸。 底板在与立板相接处厚度为1/121/10H，而墙趾板及墙踵板端部厚度不小于2030cm；其宽度B可近似取0.60.8H，当地下水位高或软弱地基时，月值应增大。墙踵板、墙趾板的具体长度将由全墙的稳定条件试算确定： 1墙踵板长度 墙踵板长可按下式确定： 一般情况下 有凸榫时 2墙趾板长度 墙趾板的长度，根据全墙抗倾覆稳定系数公式，基戍合力偏心距e限制和基底地基承第八章 锚杆挡土墙设计 第一节 概述 锚杆挡土墙是由钢筋混凝土肋柱、挡土板和锚杆组成或者是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的支挡结构物。一般挡土墙是靠自重来保持挡土墙的稳定性。而锚杆挡土墙是靠锚固于稳定土层中锚杆所提供的拉力，以承受结构物的挡土墙的土压力、水压力来保证挡土墙的稳定。这是一种有效的方法。 锚杆挡土墙可作为山边的支挡结构物，也可用于地下工程的临时支撑。在墙较高时，它可以自上而下分级施工，避免坑壁及填土的坍塌。对于开挖工程它可避免内支撑，以扩大工作面而有利于施工。同时由于其施工占地少，可缩小基础开挖面积，加快施工速度。这种挡墙对于岩石陡坡地区及挖方地区有利。目前，在我国已得到广泛应用，在国外应用得更早而且广泛。 目前我国常见的锚杆式挡土墙有两种主要形式：柱板式和板壁式。柱板式挡土墙是锚杆连接在肋柱上，肋柱间加挡土板；而板壁式是由钢筋混凝土面板和锚杆组成。 第二节 柱板式锚杆挡土墙设计 一、柱板式锚杆挡土墙的构造 柱板式锚杆挡土墙，如图81所示。由肋柱、挡土板和锚杆组成。可以为预制拼装式，也可就地灌注。根据需要可以是直立式或倾斜式，直立式便于施工。也可以根据地形地质条件，把挡土墙设计为单级的或多级的。上、下级之间一般应设置平台，平台宽度不小于1.5m，每级墙高一般不大于6m。锚杆应根据墙高、墙后填土性质等条件确定用单排锚杆或多排锚杆。 1锚杆 一般锚杆挡土墙应用的锚杆，多采用钻机钻孔，插入钢筋后，灌浆形成锚固体，也可第135页 采用直接打入法。根据锚固的形态可将锚杆分为三类： (1)圆柱形孔洞锚杆。由钻孔机一般钻孔为圆形孔洞。孔洞内采用水泥砂浆灌注或其他固定剂充填，如图82。 (2)扩大圆柱体锚杆。将孔由钻机钻出圆柱孔后，在其一定部位采用控制的高压下的灌注浆注入，使孔壁受压扩大而形成部分扩大的圆柱体，如图83。 (3)多段扩大圆柱体锚杆。是采用一种特殊插凿装置在孔洞中多处扩大圆柱体，如图84。 对于岩石地区采用第一类锚杆；对黏性土和非黏性土的土层地区采用第二、三类；对淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆，可进行高压灌浆处理，对锚固体进行二次或多次高压灌浆使锚固段形成一连串球状体，使之与周围土体有更高的嵌固强度。 对于锚杆布置应遵守以下规定： (1)锚杆上下排间距不宜小于2.Om；锚杆水平间距不宜小于1.5m。 (2)锚杆锚固体上覆土厚度不应小于4.Om；锚杆锚固段长度不应小于4.Om。 (3)倾斜锚杆的倾角不应小于13，并不得大于45，以1535为宜。 (4)锚杆自由段长度不宜小于5.Om，并应超过潜在滑裂面1.5m。 锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10。 预应力锚杆体宜选用钢铰线，高强度钢丝或高强度螺纹钢筋。当锚杆抗拔极限承载力小于500kN或锚杆长度小于20m时，采用级或级钢筋。 2肋柱 肋柱截面多为矩形，也可设计为“T”形。混凝土强度等级不低于C20。为安放挡土板和锚杆，截面宽度不宜小于30cm。肋柱的间距视工地的起吊能力和锚杆的抗拔力而定。一般可选用23m。每根肋柱根据其高度可布置23层锚杆，其位置应尽量使肋柱受力合理，即最大正、负弯矩值相近。 肋柱的底端视地基承载力的大小和埋置深度不同，一般可设计为铰支端或自由端。如基础埋置较深，且为坚硬岩石，也可设计为固定端。 3挡土板 挡土板多采用钢筋混凝土槽形板，矩形板和空心板。一般采用混凝土强度等级C20。挡土板的厚度应由肋柱间距及土压力大小计算确定，对于矩形板最薄不得小于15cm。挡土板与肋柱搭接长度不宜小于10cm。 4锚杆与肋柱的连接 当肋柱就地灌注时，锚杆必须插入肋柱，并保证其锚固长度符合规范要求。当肋柱为预制拼装时，锚杆与肋柱之间一般采用螺栓连接。 如图85(d)，它是由螺钉端杆、螺母、垫板和砂浆包头所组成，也可采用焊短钢筋 第九章 锚定板挡土墙设计 第一节 概述 锚定板挡土墙，是由墙面板、钢拉杆及锚定板和填料组成。钢拉杆外端与墙面板连接，面内端与锚定板连接，通过钢拉杆，依靠埋置在填料中的锚定板所提供的抗拔力来维持挡土墙的稳定，是一种适用于填土的轻型支挡结构。它与锚杆挡土墙的区别是它不是靠钢杆与填料的摩阻力来提供抗拔力的。而是由锚定板提供。 锚定板挡土墙的主要优点是：结构轻，柔性大，占地少，圬工省，造价低。由于其优点很多，因此，在我国铁路、煤矿、轻工等工程中得到广泛地应用，也可作挡土墙、桥台、港湾护岸工程。 锚定板挡土墙主要有两种类型：肋柱式和壁板式两种。肋柱式锚定板挡土墙的墙面系由肋柱和挡土板组成。一般为双层拉杆，锚定板的面积较大，拉杆较长，挡土墙变形较小。壁板式锚定板挡土墙系由钢筋混凝土面板做成。外观美观，整齐，施工简便，多用于城市交通支挡结构物工程。 第二节 肋柱式锚定板挡土墙构造 锚定板挡土墙由肋柱、挡土板、锚定板、钢拉杆、连接件及填料组成，一般情况下应设有基础。如图91。根据地形可以设计为单级或双级墙。单级墙高不宜大于6m；双级墙间宜设一平台，平台宽度不宜小于1.5m，上、下两级墙肋相互错开。 一、肋柱 肋柱的间距视工地的起吊能力和锚定板的抗拔力而定，一般为1.52.m。肋柱截面多为矩形，也可设计成T形、工字形。为安放挡土板及设置钢拉杆孔，截面宽度不小于24cm。高度不宜小于30cm，每级肋柱高采用35m左右。上下两级肋柱接头宜用榫接，也可以做成平台并相互错开。每根肋柱按其高度可布置23层拉杆，其位置尽量使肋柱受力均匀。 肋柱底端视地基承载力，地基的坚硬情况及埋深，一般可设计为自由端，铰支端，如埋置较深，且岩性坚硬，也可视为固定端。如地基承载力低时，可设基础。 肋柱设置钢拉杆穿过的孔道。孔道可做成椭圆孔或圆孔，直径大于钢拉杆直径，空隙将填塞防锈砂浆。 第150页 二、挡土板 挡土板可采用钢筋混凝土槽形板、矩形板或空心板。矩形板厚度不小于15cm，挡土板与两肋柱塔接长度不小于10cm，挡土板高一般用50cm。挡土板上应留有泄水孔，在板后应设置反滤层。 三、钢拉杆 拉杆宜选用螺纹钢筋，其直径不小于22cm，亦不大于32mm。通常，钢拉杆选用单根钢筋，必要时，可用两根钢筋组成一钢拉杆。 拉杆的螺丝端杆选用可焊性和延伸性良好的钢材，便于与钢筋焊接组成拉杆。采用精轧钢筋时，不必焊接螺钉端杆。 四、锚定板 锚定板通常采用方形钢筋混凝土板，也可采用矩形板，其面积不小于0.5m 2，一般选用1mx1m。锚定板预制时应预留拉杆孔，其要求同肋柱的预留孔道。 五、拉杆与肋柱、锚定板的连接 拉杆前端与肋柱的连接与锚杆挡土墙相同。拉杆后端用螺帽、钢垫板与锚定板相连。锚定板与钢拉杆组装后，孔道空隙应当填满水泥砂浆。 六、填料 填料应采用碎石类，砾石类土及细粒土填料。不得应用膨胀土、盐渍土，有机质土或块石类土。 七、基础 肋柱下面根据地基承载力确定是否需要设置基础。肋柱式挡土墙的基础可用条形基础或杯座式基础，厚度不小于50cm，襟边不小于10cra，基础埋深大于05m及冻结线以下025m。为了减少肋柱吊起时的支撑工作量，肋柱下的基础设计如图9-2的杯座基础。它应符合以下要求：当h1Om时，H 1h或H i0.05倍肋柱长(指吊装时肋柱长)；当h1.Om时，H10.8h并H 11.Om；当b/h0.65时，杯口一般不配钢筋。第十章 加筋土挡土墙 第一节 概述 加筋土挡土墙是由墙面板，拉筋和填料三部分组成。其工作原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力，来平衡墙面所承受的水平土压力(即加筋土挡土墙的内部稳定)；并以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力(即加筋土挡土墙的外部稳定)，从而保证了挡土墙的稳定。 加筋土挡土墙的优点是墙可以做得很高。它对地基承载力要求低，适合于软弱地基上建造。由于施工简便，可保证质量，施工速度快，造价低。有例可证明减少圬工量90以上，节省投资2065，少占地，外形也美观。 加筋土挡土墙，一般应用于支挡填土工程，在公路、铁路、煤矿工程中应用较多。由于加筋土挡土墙所具有的特点，必然会在我国得到广泛应用。对于八度以上地区和具有强烈腐蚀环境中不宜使用。对于浸水条件下应慎重应用。 第二节 加筋土挡土墙构造 加筋土挡土墙主要由竖立的墙面板、其后的填料及埋在经碾压密实填料内的具有一定抗拉强度的并与面板相连接的拉筋所组成。 一、面板 面板的主要作用是防止拉筋间填土从侧向挤出，并保证拉筋、填料、墙面板构成一个具有一定形状的整体。面板应具有足够的强度，保证拉筋端部土体的稳定。目前采用的面板有金属面板、混凝土面板和钢筋混凝土面板。 金属面板可用钢板、镀锌钢板、不锈钢板，通常外形多做成半圆形、半椭圆形，用钢板制作的拉筋焊在其翼缘上。因国内钢材缺少，很少应用金属面板，一般都采用混凝土或钢筋混凝土面板。其形状可用十字形、六角形、矩形、槽形、L形等，具体尺寸可参见表101。板边一般应有楔口和小孔，安装时使楔口相互衔接，并用短钢筋插入小孔，将每块墙面板从上、下、左、右串成整体墙面。墙面板应预留泄水孔。当墙面板后填筑细粒土时，应设置反滤层。 二、拉筋 拉筋对于加筋土挡土墙至关重要。应有较高抗拉强度， 第172页 有韧性，变形小，有较好的柔性，与填土间有较大摩阻力，抗腐蚀，便于制作，价格低廉。 国内目前采用扁钢，钢筋混凝土，聚丙烯土工带等。 采用扁钢宜用3号钢轧制，宽不小于30mm，厚不小于3mm。表面应采用镀锌或其他措施防锈，镀锌量不小于0.05g/em2。应留有足够的锈蚀厚度，如表102。 钢筋混凝土拉筋板，混凝土强度等级不低于C20，钢筋直径不宜小于8mm。断面采用矩形，宽约1025cm，厚6lOcm。可在拉筋纵向配置一定构造筋(保证起吊搬移的安全)和箍筋。我国目前有两种型式：整板式拉筋和串联式拉筋。它表面粗糙，与填料间有较大的摩阻力，加之，板带较宽，故拉筋长度可以缩短，而且造价也低。lOm以下挡土墙，每平方米墙面内拉筋使用钢筋混凝土0.150.2m3。一般水平间距为0.5第十一章 排桩支护结构 第一节 概述 排桩支护结构，主要用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、钢板桩及预制钢筋混凝土板桩为主要受力构件。可以是桩与桩连接起来，也可以在钻孔灌注桩间加一根素混凝土树根桩把钻孔灌注桩连接起来；或用挡土板置于钢板桩及钢筋混凝土板桩之间形成的围护结构。为保证结构的稳定和具有一定的刚度，可设置内支撑或锚杆。 一、排桩式支护结构可分为： 1柱列式排桩支护 当边坡土质较好，地下水位较低，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土体。 2连续排桩支护 在软土中不能形成土拱，支挡桩应该连续密排。密排的钻孔桩可以互相搭接，或在桩身强度尚未形成时，在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩连起来。钢板桩，钢筋混凝土板桩可以直接连接，也可在桩中置入挡土板。 3组合式排桩支护 在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的形式。 二、按基坑开挖深度及支挡结构支撑情况，排桩支护可分为： 1悬臂(无支撑)支护结构 当基坑开挖深度不大，可利用悬臂作用挡住墙后土体。 2单支撑支护结构 当基坑开挖深度较大时，为支护结构安全和减小变形，在支护结构顶部附近设置一道支撑(或拉锚)。 3多支撑支护结构 当基坑开挖深度较深时，可设置多道支撑(或拉锚)。 桩板式支挡结构是比较传统式的支挡结构。它靠桩体插入土中和支撑体系(或拉锚)抵抗墙后的水、土压力，保证支护结构安全。 利用并列的钻孔灌注桩组成的围护墙体由于施工简单，墙体刚度较大，造价比较低，因此在工程中应用较多。根据上海地区的经验：对于开挖深度6m的基坑可选用600mm密排悬臂钻孔桩，桩与桩之间可用树根桩密封，也可在灌注桩后注浆或用水泥搅拌桩作防水帷幕；对于开挖深度在46m的基坑，根据场地条件和周围环境可选用预制钢筋混凝土板桩或钢板桩，其后注浆或加搅拌桩防渗，设一道围檩和支撑，也可采用600mm钻孔桩，后面 第185页 用搅拌桩防渗，顶部设一道圈梁和支撑；对于开挖深度6lOm的基坑，常采用8001000mm的钻孔桩，后面加深层搅拌桩或注浆防水，并设23道支撑，支撑道数视土质情况，周围环境及对围护结构变形要求而定；对于开挖深度大于lorn的基坑，上海地区采用8001000mm钻孔桩，采用深层搅拌桩防水，多道支撑或中心岛施工方法。 同样，板桩式挡土墙也在公路，铁路工程中得到广泛应用。一般悬臂式板桩挡土墙，应用于墙高较低的情况。而拉锚式板桩应用比较广泛。 第二节 排桩支护结构构造 一、柱列式钻孔灌注桩构造 钻孔灌注桩一般直径不宜小于400500mm，悬臂式桩直径不宜小于600mm，人工挖孔桩的直径不应小于800mm。桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定，一般不大于桩径的1.5倍。在地下水位较低地区，当墙体没有隔水要求时，中心距还可大些，但不宜超过桩径2倍。为防止桩间土塌落，可采用在桩间土表面抹水泥砂浆钢丝网混凝土护面，或对桩间土注浆加固等措施予以保护。 在地下水位较高地区采用钻孔灌注桩围护墙时，必须在墙后设置隔水帷幕。图111为采用不同隔水方法的钻孔灌注桩墙体构造。图111(d)由于施工偏差，桩间树根桩或注浆体往往难以封堵钻孔桩的间隙而导致地下水流入基坑。因此开挖深度超过5m时，必须慎重使用。其余几种形式隔水帷幕效果相对比较可靠。隔水帷幕下端深度应满足地基土抗渗流稳定的要求。 墙体顶部必设圈梁(冠梁)与桩相连，冠梁为钢筋混凝土矩形梁，宽度(水平方向)不宜小于桩径，梁高(竖直方向)不宜小于400mm。桩与冠梁的混凝土等级宜大于C20；当冠梁作为连系梁时可按构造配筋，如图112。 二、钢板桩构造 钢板桩围护墙一般采用U形或Z形截面形状，当基坑较浅时也可采用正反扣的槽钢；当基坑较深时也可采用钢管、H钢及其他组合截面钢桩。第十二章 地下连续墙设计 第一节 概述 地下连续墙(简称地连墙)是在地下挖一段狭长的深槽内充满泥浆以保护槽壁的稳定，在槽内吊入钢筋笼，水下浇灌混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙段，最后这些墙段连接起来形成一道连续的地下墙壁。 过去大型地下工程多采用明挖。后来由挡土板发展到钢板桩作支撑，有时也采用I字型钢桩加横木板来挡土。由于在市区，打桩的噪声和振动是一大害，而地连墙的施工则无此害，加之地连墙的防渗性能的优越性，地连墙在欧洲和日本等国得到广泛应用。近年来我国东部地区如上海和天津等地也将地连墙应用于大型的地下工程，如地铁、大厦的基础等，仅上海市基础工程公司已修建地连墙40多座以上。 地下连续墙按其成墙方式可分为：排桩式、壁板式和组合式，按挖槽方式可分为：抓斗式、冲击式和回转式。按墙的用途可分为：挡土墙、用作主体结构的一部分兼作临时挡土墙的连续墙、用作多边形基础兼作墙体的地下连续墙。 地连墙用途非常广，主要用作建筑物地下室，地下街道，地下停车场，市政沟道及涵洞，盾构工程的竖井，污水处理厂，水厂，泵站，防渗墙，挡土墙，干船坞，地下油库，各种结构物基础等。 地连墙的主要优点： 1施工时振动小，噪声低，工期短，经济效果好，可昼夜施工。适合于环境要求严格地区施工。 2墙体刚度大，地连墙可构筑厚度40120cm的钢筋混凝土墙，墙体刚度大于一般挡土墙，能承受较大的土压力，在开挖基坑时，不会产生地基的沉降或塌方。适合于相邻建筑物较近工程。 3防渗性能好。 4对周边地基无扰动。 5适用于多种地基，从软弱的冲积层到中硬的地层，密实的砂卵石、软质岩石、硬质岩石等所有的地基施工。 缺点： 1对地质条件及施工的适应性要求较高。 2槽壁塌落问题，加之在地下修复极困难。 3在我国地连墙造价一般比较高些。 4到目前为止，设计理论不成熟。 5弃土和废泥浆的处理问题。 第212页 用作挡土墙的地连墙，可分为：自立式和横撑式。自立式地连墙不设支撑，仅依靠插入部分的地基水平抗力和墙体的抗弯刚度来承受土压力和水压等荷载。由于自立式挡土地连墙易产生较大的弯矩，而且往往需要增大地连墙插入土中的深度，所以不宜用较深的地连挡土墙。由于不设支撑，它有利于基坑可挖的内部作业，并有利于开挖空间的长期使用。这种地连墙的刚度大于钢板桩挡土墙刚度。所以其顶端在荷载作用下的水平位移一般比较小。 横撑式挡土地连墙由水平导梁(支承挡土墙)、横撑(支承导梁)等组成。因其刚度大，可以减少墙体外侧土体的位移。 横撑的内力通常取决于非开挖侧土压力，但当开挖深度较小而开挖平面较大时，可采用设置斜撑支承在开挖底面或主体结构上。 另外，在开挖平面较大或需要较大的作业空间时，可采用在土中设置锚杆方法，由周围土体支撑地连墙，而不使用内支撑。 地连墙的发展与施工机械、泥浆及施工管理有密切的关系。目前国内多应用壁板式地连墙。 第二节 地下连续墙的构造 地下连续墙的形式与施工方法及施工机械密切相关。一般用作挡土的地连墙都是采用壁板式地下连续墙。此种地连墙可以通过支撑或横梁等支撑构件来调整地连墙的内力。如果支撑没有什么限制，地连墙的厚度将根据挖槽机械的能力和经济效益而定，无需特意采用厚而强大的地连墙。一般地连墙的厚度不宜小于600mm；水下灌注混凝土不宜低于C20；受力钢筋应采用级或级钢筋，直径不宜小于尘20；构造钢筋宜采用I级钢筋或级钢筋，直径不宜小于14；竖向钢筋间距不宜小于70mm；构造钢筋间距宜为200-300mm 净保护层不宜小于70mm。预制拼装式地下连续墙厚不宜小于500mm；预制的钢筋混凝土地连墙的强度等级不宜低于C30。墙顶均应设钢筋混凝土冠梁，高度不宜小于400mm。 第三节 地下连续墙的设计 一、设计内容 地下连续墙及其构筑物应根据自身和影响范围内建筑物的安全等级，按承载力极限状态与正常使用极限状态的要求，分别进行下列计算： (一)按承载力极限状态设计 1水平承载力计算； 2地基竖向承载力； 3地下连续墙及其承力圈梁、支撑、土锚、基坑底板等均应进行强度计算；对于预制拼装的地下连续墙墙板还应进行吊运阶段的强度、刚度和抗裂度验算； 4整体稳定性及基底稳定计算；第十三章 撑锚结构设计 第一节 概述 深基坑支护体系一般情况下由两部分组成：一是围护墙；另一是内支撑或土层锚杆。内支撑或土层锚杆(简称撑锚结构)与挡土桩墙一起，以增强支护结构的整体稳定性。它不仅直接关系到土方开挖和基坑的安全，而且对基坑的工程造价和施工进度影响很大。因此，内支撑或土层锚杆也是基坑支护设计中的重要部分。 作用在围护墙上的水、土压力，可由内支撑有效地传递和平衡，也可由坑外设置的土锚维持平衡，它们还可减少围护墙的变形。 内支撑应当构造简单、体系稳定、连接可靠、受力明确、具有足够的刚度、施工方便。土锚设置在围护墙的背后，为挖土、结构施工创造空间；有利丁提高施工效率。在软土地区，特别在建筑物密集地区，多用内支撑。 撑锚结构设计包括以下内容：材料的选择和结构体系的布置；结构的内力和变形的计算；构件的强度和稳定验算；构件的节点设计；结构的安装和拆除设计。 撑锚结构一般只适用于由钢和混凝土材料组成的墙式和桩式围护结构，如钢板桩、混凝土板桩、柱列式钻孔灌注桩和地下连续墙。对于水泥土墙，其墙身材料强度较低，不宜加设撑锚结构；如工程要求必须加撑锚结构，则必须对水泥土墙体加以特殊的装置。 第二节 内支撑结构设计 一、材料选择 目前在深基坑的内支撑中都是采用钢结构和钢筋混凝土结构体系。有时也有两者混用的情况。钢结构支撑与钢筋混凝土结构支撑的优缺点如表131所示。 第228页 二、内支撑体系的选型和布置 内支撑体系的选型和布置应根据下列因素综合考虑确定： (1)基坑平面的形状、尺寸和开挖深度； (2)基坑周围环境保护和临近地下工程的施工情况； (3)场地的工程地质和水文地质条件； (4)主体工程地下结构的布置，土方工程和地下结构工程的施工顺序和施工方法； (5)地区工程经验和材料供应情况。 (一)内支撑结构形式 支撑结构的基本形式有平面支撑体系和竖向斜撑体系。 1平面支撑体系由腰梁(或围檩)、水平支撑和立柱组成，如图131所示。水平支撑可分为：贯通基坑全长或全宽的对撑或对撑桁架；位于基坑角部两邻边之间的斜角撑或斜撑桁架；位于对撑或对撑桁架端部的八字撑；由腰梁和靠近基坑边的对撑为弦杆的边桁架；支撑之间的连系杆。 平面支撑体系可以直接平衡两端围护墙上所受到的部分侧压力。当构件长度较长时，应考虑弹性压缩，温度伸缩对基坑位移的影响。平面支撑体系整体性好，水平力传递可靠，平面刚度大，适合于大小深浅不同的各种基坑。 2竖向斜撑体系由腰梁、竖向斜撑、斜撑基础、水平连系杆以及立柱等组成。如图132所示。 竖向斜撑体系要求土方采取“盆形”开挖，即先开挖基坑中部土方，沿四周围护墙边预留土坡(即放坡开挖)，待斜撑安装后再挖除四周土坡。基坑变形受到土坡和斜撑基础变形的影响，一般适用于环境保护要求不高，开挖深度不大的基坑。对于平面尺寸较大，形状复杂的基坑，采用竖向斜撑方案可以获得较好的经济效益。 (二)内支撑结构布置 1平面支撑体系 (1)平面布置 支撑的平面布置应不妨碍主体工程施工，支撑轴线平面位置应避开主体工程的柱网轴第十四章 水泥土墙设计 第一节 概述 水泥土墙是利用水泥材料为固化剂，采用特殊的拌合机械(如深层搅拌和高压旋喷机)在地基土中就地将原状土和固化剂强制拌合，经过一系列的物理化学反应，而形成具有一定强度、整体性和水稳定性的加固土圆柱体，将其相互搭接，连续成桩形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙，用以保证基坑边坡的稳定。 水泥土墙，由于其材料强度比较低，主要是靠墙体的自重平衡墙后的土压力。因此，常视其为重力式挡土支护。 水泥土墙的特点是施工时振动小，无侧向挤压，对周围影响小。最大限度利用原状土，节省材料。由于水泥土墙采用自立式，不需加支撑，所以开挖较方便。水泥土加固体渗透系数比较小，墙体有良好的隔水性能。水泥土墙工程造价较低，当基坑开挖深度不大时，其经济效益更为显著。 水泥土墙的缺点是：水泥土墙体的材料强度比较低，不适于支撑作用，所以其位移量比较大。而墙体材料强度受施工因素影响导致墙体质量离散性比较大。 水泥土墙较适用于软土地区，如淤泥质土、含水量较高的黏土、粉质黏土、粉质土等。对以上各类土基坑深度不宜超过6m；对于非软土基坑挖深可达10m，最深可达18m。 水泥土墙的强度取决于水泥土的强度，它与水泥掺入比、水泥强度、龄期、土中有机质及外加剂和加粉煤灰等均有密切关系： 水泥土的强度随水泥掺入比的增加呈增强的趋势，当掺入比小于5，水泥土固化程度低，强度离散性大。在实际工程中掺入比应大于7，对于深层搅拌法掺入比为715，粉喷深层搅拌的水泥掺入比宜为1316。 水泥土的强度随龄期的增长而增大，超过28d后仍有明显增加。当龄期超过3个月后，水泥土的强度增长才减缓。 水泥土强度随水泥强度等级的提高而增加，水泥强度等级每提高10，水泥土无侧限抗压强度f cn，约增加2030。 水泥土中的有机质可使土具有较大水容量、塑性、膨胀性和低渗透性，并使酸性增加，使水泥的水化反应受到抑制。有机质含量少的水泥土强度比有机质含量高的水泥土的强度高。如地基土有机质含量大于1时加固效果较差，对这类土不宜采用水泥作为固化剂进行加固。 外加剂对水泥土强度有着不同影响，如木质素磺酸钙主要起减水作用。石膏、三乙醇胺对水泥土强度有一定的增强作用。加入适量的粉煤灰使水泥土的强度有一定增长。第238页 第二节 水泥土墙构造 根据土质情况，基坑开挖深度及已往的经验，墙高L=(1.82.2)H，墙宽B=(0.70.95)H，H为基坑开挖深度。 为了充分利用水泥土桩组成宽厚的重力式挡墙，常将水泥土墙布置成格栅式。为保证墙体的整体性，特规定了各种土类的置换率，即水泥土面积与水泥土墙挡土结构面积的比值。淤泥呈软流塑状，土的指标比较差，不宜小于0.8；淤泥质土次之，置换率不宜小于0.7；其他土质如黏土、砂土置换率不宜小于0.6。计算面积时以桩中心计算面积。同时，为了保证格栅的空腔不至于过于稀疏，规定格栅的格子长宽比不宜大于2。 水泥土墙，根据大多数国产设备规格，双钻头的搅拌桩机一次成型直径700mm的8字形柱状体。喷粉桩钻机一般每次成型直径为500mm圆柱体。组成墙体时，邻桩的搭接长度应根据挡土及截水要求而定：当考虑防渗时有效搭接长度不宜小于150mm；当不考虑截水时有效搭接长度不宜小于lOOmm。 为增强墙体的整体性，在墙顶浇筑厚度不小于150mm的混凝土压顶。一般在压顶内配8150x150mm的钢筋网。同时，在每根桩的桩顶予留一根直径为lOmm的插筋插入压顶。墙体的厚度及嵌入深度应根据工程地质条件由计算确定。当基坑开挖深度小于5m时，一般可按经验选取墙厚等于(0.60.8)H，在开挖面以下嵌入深度为(0.81.2)H，H为基坑开挖深度。 当墙体变形不能满足要求时，宜采用基坑土体加固或水泥土墙顶插筋加混凝土面板等措施。 根据使用要求和受力特性，搅拌桩的水泥土墙挡土结构的断面型式如图141。 第三节 水泥土墙设计 水泥土墙的设计步骤如下： (1)根据管涌或土体整体稳定性安全系数条件确定水泥土墙的嵌固深度，据分析表明，根据整体稳定求得的嵌固深度已满足了抗隆起条件； (2)根据抗倾覆条件确定水泥土墙的宽度，此宽度在一般情况也将满足抗滑稳定条件； (3)特殊条件下(如各土层性质变化较大)进一步验算抗隆起及抗滑移安全条件； (4)验算水泥土墙强度(可按弹性支点法计算弯矩)；第十五章 土钉墙设计 第一节 概述 土钉墙(土钉支护、喷锚支护)是由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层及必要的防水系统组成的。土钉则是采用土中钻孔，置入变形钢筋(即带助钢筋)并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠与土体之间的界面粘结力或摩擦力，使土钉沿全长与周围土体紧密连结成为一个整体，形成一个类似于重力挡土墙结构，抵抗墙后传来的土压力和其他荷载，从而保证开挖面的安全。 土钉主要作用是约束和加固土体，从而使土体保持稳定和整体性。土钉也可用钢管、角钢等采用直接击入的方法置入土中。 土钉墙是用于基坑开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。由于其经济可靠且施工简便快捷，已在我国得到广泛应用。 土钉与锚杆从表面上有相似之处，但二者有着不同的工作机理。锚杆全长分为自由段和锚固段，锚杆受到桩板墙传来的轴力，通过自由段传递到锚固段。在自由段长度上锚杆承受同样大的轴力；而土钉所受拉力沿其全长是变化的，中间大而两端小。土钉墙是以土钉和它周围被加固的土体一起作为挡土结构。锚杆在设置时可以施加预应力，给土体以主动约束；而土钉一般是不施加预应力，只有土体发生变形后才能使土钉被动受力，它不具备主动约束机制。 土钉墙属于土体加筋技术，与加筋挡土墙相似。但土钉是原位土体的加筋技术；而加筋挡土墙则是填土过程中加筋技术。两者筋体受拉力沿高度变化不一样：加筋土挡墙中受拉力最大筋体位于底部；而土钉墙受力最大的土钉位于中部，底部的土钉受力最小。此外，土体变形曲线也不同如图153所示。 土钉墙是一个复合体，土钉弥补土体强度不足，不仅有效提高土体的整体刚度，又弥补了土体抗拉、抗剪的不足，通过相互作用，提高土体自身结构强度，改变了边坡变 第252页