软土地区截水—加强型土钉墙在深基坑支护中的研究与应用
|
摘要
随着城市建设的发展，在北京、上海和广州等城市出现了大量高层建筑，例如上海的金茂大厦，同时还出现了大量的市政工程。这些超大、超高工程的兴建必然出现大量的深基坑工程。而基坑工程是整个工程中的质量、工期和造价重要组成部分。无疑，基坑支护体系决定着整个基坑工程的成败。
从20世纪90年代中期开始，我国北京、厦门、上海、深圳等地先后出现了复合型土钉墙的研究，其中中冶集团建筑科学研究总院（原冶金部建筑科学研究总院）对复合型土钉墙系列专题进行了系统研究和开发，并在深圳等地设计和施工了一批典型工程，建设部及深圳市将复合型土钉墙列入重点技术推广项目，更使复合型土钉墙技术的发展和工程应用进入了一个新阶段。本论文的研究旨在为截水-加强型土钉墙的设计与施工提供一定程度的指导作用，为截水-加强型土钉墙的研究起到抛砖引玉的作用。
本论文主要研究复合型土钉墙中的一种——截水-加强型土钉墙在软土地区的应用。
一、从普通土钉墙的概念入手，简要介绍了土钉支护技术在国内外的发展状况、与加筋墙的区别、土钉与锚杆的区别、截水-加强型土钉墙的优点及其局限性，对比了截水-加强型土钉墙与普通土钉墙的不同。
二、用FLAC软件定量的分析了截水-加强型土钉墙的工作性能。对比分析了截水-加强型土钉墙支护体系、无预应力锚杆的支护体系和无水泥土搅拌桩止水帷幕的支护体系。利用FLAC软件分析结果，从水泥土搅拌桩、锚杆与土钉的联合作用解释截水-加强型土钉墙的作用机理。
三、着重介绍由于水泥土搅拌桩和锚杆的参与，其设计方法与普通土钉墙的不同，对其进行系统的归纳，并补充了墙底地基土承载力的验算。
四、由于截水-加强型土钉墙多用于高水位、软土地区，在其施工过程中有很多突发性事件，对事件的处理措施决定着支护的成败。本论文根据具体工程介绍了相应于特殊情况的具体解决方法。
五、对土钉现场抗拔试验进一步讨论和分析。现有的土钉现场测试方法确定的钉土界面极限粘结力情况不符合土钉正常工作状态下的受力情况，本论文根据土钉正常工作状态下土钉的受力情况和剪应力分布规律提出正常工作状态下粘结力的确定方法，编制相应的程序。对原规范规定的方法进行进一步讨论与分析，在原来的基础上尝试补充：正常工作状况下的界面粘结强度大于或等于设计时所采用的标准值的1.25倍，否则也要进行反馈设计。
In recent years，with the development of city construction，more and more high-rises and municipal projects appear in Beijing, Shanghai and Guangzhou，and so on, such as Jinmao high-rise. Deep foundation Pites are necessary for these super high and great buildings. But foundation pit is the importment parts of the whole project quality, cost and period. Doubtless, foundation pit system decides the success or failure of whole project.
Since 1990's, composite soil nail wall has been studying in Beijing , Shenzhen, Xiamen, Shanghai, and so on. Especially, CENTRAL RESARCH INSTITUTE OF BUILDING & CONSTRUCTION OF MMI proceeded systems research and development on composite soil nail wall series, designed and constructed some type projects in Shenzhen. MINISTRY OF CONSTRUCTION and Government of Shenzhen generalize composite soil nail wall as an important technology, which make composite soil nail wall and project application on a new stage. The paper aims at providing some guidance for cut-off and reinforcing soil nail wall application, and offering a few commonplace remarks by way of introduction so that others may come up with valuable opinions about the study and development of cut-off and reinforcing soil nail wall.
As a kind of composite soil nail wall, this paper mostly studies application of cut-off and reinforcing soil nail wall in deep foundation pit of soft area. Firstly, it enter on the soil nail wall concept, and briefly introduce status of soil nail wall in civil and external, difference between soil nail wall and Soil Reinforcement, difference between soil nail and anchor bar, shortcoming and merit of cut-off and reinforcing soil nail wall. Secondly, analysed by FLAC software cut-off and reinforcing soil nail wall, and explain the difference among cut-off and reinforcing soil nail wall, support system without prestressing and suopport system without cement concrete pile, present action mechanism of cut-off and reinforcing soil nail wall from synthesis action among cement concrete mixing piling, anchor bar and soil nail. Thirdly, focus on difference with design of soil nail wall, because cement concrete mixing piling and anchor bar participate the action. Sum up and supplement design of cut-off and reinforcing soil nail wall. Fourthly there are many paroxysmal incidents during construction, because cut-off and reinforcing soil nail wall mostly apply in high-level and soft area. Measure dealing with these incidents decides success or failure. This paper put forward some measures correspond to instances base on concrete project. Finally, the soil nail force analysis through the present field-stretching test is not true of force analysis under order. This paper attempt to put forward method about bond stress base on force analysis and cohesive stress distributed law of soil nail under order, and program correspond to idea, and supplement the field stretching test.
从20世纪90年代中期开始，我国北京、厦门、上海、深圳等地先后出现了复合型土钉墙的研究，其中中冶集团建筑科学研究总院（原冶金部建筑科学研究总院）对复合型土钉墙系列专题进行了系统研究和开发，并在深圳等地设计和施工了一批典型工程，建设部及深圳市将复合型土钉墙列入重点技术推广项目，更使复合型土钉墙技术的发展和工程应用进入了一个新阶段。本论文的研究旨在为截水-加强型土钉墙的设计与施工提供一定程度的指导作用，为截水-加强型土钉墙的研究起到抛砖引玉的作用。
本论文主要研究复合型土钉墙中的一种——截水-加强型土钉墙在软土地区的应用。
一、从普通土钉墙的概念入手，简要介绍了土钉支护技术在国内外的发展状况、与加筋墙的区别、土钉与锚杆的区别、截水-加强型土钉墙的优点及其局限性，对比了截水-加强型土钉墙与普通土钉墙的不同。
二、用FLAC软件定量的分析了截水-加强型土钉墙的工作性能。对比分析了截水-加强型土钉墙支护体系、无预应力锚杆的支护体系和无水泥土搅拌桩止水帷幕的支护体系。利用FLAC软件分析结果，从水泥土搅拌桩、锚杆与土钉的联合作用解释截水-加强型土钉墙的作用机理。
三、着重介绍由于水泥土搅拌桩和锚杆的参与，其设计方法与普通土钉墙的不同，对其进行系统的归纳，并补充了墙底地基土承载力的验算。
四、由于截水-加强型土钉墙多用于高水位、软土地区，在其施工过程中有很多突发性事件，对事件的处理措施决定着支护的成败。本论文根据具体工程介绍了相应于特殊情况的具体解决方法。
五、对土钉现场抗拔试验进一步讨论和分析。现有的土钉现场测试方法确定的钉土界面极限粘结力情况不符合土钉正常工作状态下的受力情况，本论文根据土钉正常工作状态下土钉的受力情况和剪应力分布规律提出正常工作状态下粘结力的确定方法，编制相应的程序。对原规范规定的方法进行进一步讨论与分析，在原来的基础上尝试补充：正常工作状况下的界面粘结强度大于或等于设计时所采用的标准值的1.25倍，否则也要进行反馈设计。
In recent years，with the development of city construction，more and more high-rises and municipal projects appear in Beijing, Shanghai and Guangzhou，and so on, such as Jinmao high-rise. Deep foundation Pites are necessary for these super high and great buildings. But foundation pit is the importment parts of the whole project quality, cost and period. Doubtless, foundation pit system decides the success or failure of whole project.
Since 1990's, composite soil nail wall has been studying in Beijing , Shenzhen, Xiamen, Shanghai, and so on. Especially, CENTRAL RESARCH INSTITUTE OF BUILDING & CONSTRUCTION OF MMI proceeded systems research and development on composite soil nail wall series, designed and constructed some type projects in Shenzhen. MINISTRY OF CONSTRUCTION and Government of Shenzhen generalize composite soil nail wall as an important technology, which make composite soil nail wall and project application on a new stage. The paper aims at providing some guidance for cut-off and reinforcing soil nail wall application, and offering a few commonplace remarks by way of introduction so that others may come up with valuable opinions about the study and development of cut-off and reinforcing soil nail wall.
As a kind of composite soil nail wall, this paper mostly studies application of cut-off and reinforcing soil nail wall in deep foundation pit of soft area. Firstly, it enter on the soil nail wall concept, and briefly introduce status of soil nail wall in civil and external, difference between soil nail wall and Soil Reinforcement, difference between soil nail and anchor bar, shortcoming and merit of cut-off and reinforcing soil nail wall. Secondly, analysed by FLAC software cut-off and reinforcing soil nail wall, and explain the difference among cut-off and reinforcing soil nail wall, support system without prestressing and suopport system without cement concrete pile, present action mechanism of cut-off and reinforcing soil nail wall from synthesis action among cement concrete mixing piling, anchor bar and soil nail. Thirdly, focus on difference with design of soil nail wall, because cement concrete mixing piling and anchor bar participate the action. Sum up and supplement design of cut-off and reinforcing soil nail wall. Fourthly there are many paroxysmal incidents during construction, because cut-off and reinforcing soil nail wall mostly apply in high-level and soft area. Measure dealing with these incidents decides success or failure. This paper put forward some measures correspond to instances base on concrete project. Finally, the soil nail force analysis through the present field-stretching test is not true of force analysis under order. This paper attempt to put forward method about bond stress base on force analysis and cohesive stress distributed law of soil nail under order, and program correspond to idea, and supplement the field stretching test.
引文
[1] 陈肇元，崔京浩. 土钉支护在基坑工程中的应用. 北京：中国建筑工业出版社，2000
[2] 黄强编著. 深基坑支护工程设计技术. 北京：中国建筑工业出版社，1995
[3] 上海市土木工程学会岩石力学与基础工程学术委员会. 深基坑施工技术交流会论文集.上海，1991，12
[4] 万金山. 土钉墙技术及其应用前景. 江苏地矿信息，1997，（2 ）：87～ 95
[5] 徐祯详，闫莫明，苏自约主编. 岩土锚固技术与西部开发. 北京：人民交通出版社，2002
[6] Schlosser, F. and Segrestin, P. Dimensionnement des Ouvrages en Terre Armee par la Methode de l'Equilibre Local, International Conference on Soil Reinforcement: Reinforced Earth and Other Techniques, Paris. 1979
[7] 王步云. 土钉墙设计. 岩土工程技术，1999，（4）：29-41
[8] 程良奎，杨志银主编. 喷射混凝土与土钉墙. 北京：中国建筑工业出版社，1998
[9] 中华人民共和国国家标准. 锚杆喷射砼支护技术规范（GB50086-2001）
[10] 宋二祥主编. 基坑支护技术进展，建筑技术（增刊）. 济南：建筑技术杂志出版社，1998
[11] Schlosser F, et al. Soil Nailing in France-research and practice, Transportation Research Record 1330, Transportation Research Board, Washington, D. C
[12] 苏宏阳，郦锁林. 基础工程施工手册. 北京：中国计划出版社，1996
[13] 陈利洲，庄平辉，何之民等. 复合型土钉墙支护与土钉墙的变形比较. 施工技术，2001，30,（4）：26-28
[14] 王廷镛. 土钉墙护在深基坑开挖中的应用. 军工勘察，1996，（1）：10-12
[15] Choukeir, M.H. Seismic Analysis of Reinforced Earth and Soil Nailed Structures, Dissertation for PhD, Polytechnic Univeristy, New York. 1996
[16] 唐业清，李启民，崔江余. 基坑工程事故分析与处理. 北京：中国建筑工业出版社，1999
[17] 黄立平，何汉金. 挡土挡水复合型土钉墙支护技术. 岩土工程技术，1999，（1）：17-21
[18] 龚晓南主编. 深基坑工程设计施工手册. 北京：中国建筑工业出版社，1998
[19] 曾宪明，林润德. 土钉支护软土作用机理相似模型试验研究. 岩土力学与工程学报. 2000，19,（3）
[20] Cartier, G. and Gigan, J.P. Experiments and observations on soil nailing structures, Proceedings of the 7th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Helsinki, Finland. 1983
[21] Thompsom S R. Design, Construction and Performance of a Soil Nail in Seattle Washington,Geotechnical Special Publication No. 25 ASCE, 1990
[22] 徐正来. 复合型土钉墙稳定性分析. 水文地质工程地质，2001，（4）：9-13
[23] 中国工程建设标准化协会标准. 土层锚杆设计与施工规程（CECS22-90）
[24] 中华人民共和国国家标准. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）
[25] 张旭芝，潘宏春. 深层搅拌水泥土墙与土钉墙在基坑围护中的组合应用. 建筑技术，2003，32,（2）：120-121
[26] Tabrizi S K. 3-D finite Element Modeling of Soil-nailed Walls （a doctor dissertetion）, The State University of New Brunswick, New Jersey, 1996
[27] Jewell R A, Pedley M L . Soil Nail Design：The Role of Bending Stiffness , Discussion by F.Schlosser, Ground Engineering, March 1990, Nov.1991
[28] 余志成，施文华编著. 深基坑支护设计与施工. 北京：中国建筑工业出版社，1997
[29] 中华人民共和国国家标准. 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
[30] 中国工程建设标准化协会标准. 基坑土钉支护技术规程（CECS96:97）
[31] 中华人民共和国国家标准. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）
[32] 韩永强，冯志焱. 土钉墙稳定性分析. 西安工业院学报，1999，19,（2 ）：155-158
[33] 叶心武，罗力勤，潘蔚，于劲波. 复合土钉墙在深基坑中的应用. 施工技术，2002，31,（6）：25-27
[34] 钱加欢，殷宗泽. 土工原理与计算（第二版）北京，中国水利水电出版社
[35] 雍景荣，朱凡，胡岱文主编. 土力学与基础工程. 成都：成都科技大学出版社, 1995
[36] 东南大学 浙江大学、湖南大学、苏州城建环保学院编. 土力学. 北京：中国建筑工业出版社，2002
[37] 刘建航，候学渊主编. 基坑工程手册. 北京：中国建筑工业出版社，1997
[38] 高大钊主编. 深基坑工程. 北京：机械工业出版社.2002
[39] 悉尼·明德斯, J·弗朗西斯 著. 方秋清，杜如楼，吴科如，沈曼蛮等译. 混凝土. 北京：机械工业出版社，1989
[40] 杨嗣信主编. 高层建筑施工手册. 北京：中国建筑工业出版社，1994
[41] 武星. 土注浆锚杆土钉墙支护技术应用实例. 山西建筑，20026，28,（4）：26-27
[42] Porterfield J A, et al. Soil Nailing Field Inspectors Manual：Soil Nail Wall. FHWA/sa-93/068
[43] Bruce, D.A. and R.A. Jewell . "Soil Nailing: Application and Practice - 2 Parts," Ground Engineering, 1987, 20,(1)., pp: 21-28 .Jan
[44] 王建党，贾立宏，秦四清等. 深基坑支护抗拔机理. 东北大学学报（自然科学版），
1999，20,（1）：71-74
[45] 刘忠臣，张飞，肖成志，陈国刚. 预应力锚杆与土钉墙联合支护技术在某深基坑支护中的应用. 包头钢铁学院学报，2001，20,（1）：82-85
[46] 周舟，黄运飞. 土钉墙施工监测. 军工勘察，1996,（1）：6-9
[47] 王建龙，徐桂平，刘树亚. 某工程土钉墙支护结构信息化施工. 施工技术，2001，30,
（4）：28-30
[48] 刘治安. 深基坑土钉墙支护现场测试及优化设计. 港工技术，1999，（3）：46-52
[49] 龚晓南著. 高等土力学. 杭州：浙江大学出版社，2001
[2] 黄强编著. 深基坑支护工程设计技术. 北京：中国建筑工业出版社，1995
[3] 上海市土木工程学会岩石力学与基础工程学术委员会. 深基坑施工技术交流会论文集.上海，1991，12
[4] 万金山. 土钉墙技术及其应用前景. 江苏地矿信息，1997，（2 ）：87～ 95
[5] 徐祯详，闫莫明，苏自约主编. 岩土锚固技术与西部开发. 北京：人民交通出版社，2002
[6] Schlosser, F. and Segrestin, P. Dimensionnement des Ouvrages en Terre Armee par la Methode de l'Equilibre Local, International Conference on Soil Reinforcement: Reinforced Earth and Other Techniques, Paris. 1979
[7] 王步云. 土钉墙设计. 岩土工程技术，1999，（4）：29-41
[8] 程良奎，杨志银主编. 喷射混凝土与土钉墙. 北京：中国建筑工业出版社，1998
[9] 中华人民共和国国家标准. 锚杆喷射砼支护技术规范（GB50086-2001）
[10] 宋二祥主编. 基坑支护技术进展，建筑技术（增刊）. 济南：建筑技术杂志出版社，1998
[11] Schlosser F, et al. Soil Nailing in France-research and practice, Transportation Research Record 1330, Transportation Research Board, Washington, D. C
[12] 苏宏阳，郦锁林. 基础工程施工手册. 北京：中国计划出版社，1996
[13] 陈利洲，庄平辉，何之民等. 复合型土钉墙支护与土钉墙的变形比较. 施工技术，2001，30,（4）：26-28
[14] 王廷镛. 土钉墙护在深基坑开挖中的应用. 军工勘察，1996，（1）：10-12
[15] Choukeir, M.H. Seismic Analysis of Reinforced Earth and Soil Nailed Structures, Dissertation for PhD, Polytechnic Univeristy, New York. 1996
[16] 唐业清，李启民，崔江余. 基坑工程事故分析与处理. 北京：中国建筑工业出版社，1999
[17] 黄立平，何汉金. 挡土挡水复合型土钉墙支护技术. 岩土工程技术，1999，（1）：17-21
[18] 龚晓南主编. 深基坑工程设计施工手册. 北京：中国建筑工业出版社，1998
[19] 曾宪明，林润德. 土钉支护软土作用机理相似模型试验研究. 岩土力学与工程学报. 2000，19,（3）
[20] Cartier, G. and Gigan, J.P. Experiments and observations on soil nailing structures, Proceedings of the 7th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Helsinki, Finland. 1983
[21] Thompsom S R. Design, Construction and Performance of a Soil Nail in Seattle Washington,Geotechnical Special Publication No. 25 ASCE, 1990
[22] 徐正来. 复合型土钉墙稳定性分析. 水文地质工程地质，2001，（4）：9-13
[23] 中国工程建设标准化协会标准. 土层锚杆设计与施工规程（CECS22-90）
[24] 中华人民共和国国家标准. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）
[25] 张旭芝，潘宏春. 深层搅拌水泥土墙与土钉墙在基坑围护中的组合应用. 建筑技术，2003，32,（2）：120-121
[26] Tabrizi S K. 3-D finite Element Modeling of Soil-nailed Walls （a doctor dissertetion）, The State University of New Brunswick, New Jersey, 1996
[27] Jewell R A, Pedley M L . Soil Nail Design：The Role of Bending Stiffness , Discussion by F.Schlosser, Ground Engineering, March 1990, Nov.1991
[28] 余志成，施文华编著. 深基坑支护设计与施工. 北京：中国建筑工业出版社，1997
[29] 中华人民共和国国家标准. 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
[30] 中国工程建设标准化协会标准. 基坑土钉支护技术规程（CECS96:97）
[31] 中华人民共和国国家标准. 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）
[32] 韩永强，冯志焱. 土钉墙稳定性分析. 西安工业院学报，1999，19,（2 ）：155-158
[33] 叶心武，罗力勤，潘蔚，于劲波. 复合土钉墙在深基坑中的应用. 施工技术，2002，31,（6）：25-27
[34] 钱加欢，殷宗泽. 土工原理与计算（第二版）北京，中国水利水电出版社
[35] 雍景荣，朱凡，胡岱文主编. 土力学与基础工程. 成都：成都科技大学出版社, 1995
[36] 东南大学 浙江大学、湖南大学、苏州城建环保学院编. 土力学. 北京：中国建筑工业出版社，2002
[37] 刘建航，候学渊主编. 基坑工程手册. 北京：中国建筑工业出版社，1997
[38] 高大钊主编. 深基坑工程. 北京：机械工业出版社.2002
[39] 悉尼·明德斯, J·弗朗西斯 著. 方秋清，杜如楼，吴科如，沈曼蛮等译. 混凝土. 北京：机械工业出版社，1989
[40] 杨嗣信主编. 高层建筑施工手册. 北京：中国建筑工业出版社，1994
[41] 武星. 土注浆锚杆土钉墙支护技术应用实例. 山西建筑，20026，28,（4）：26-27
[42] Porterfield J A, et al. Soil Nailing Field Inspectors Manual：Soil Nail Wall. FHWA/sa-93/068
[43] Bruce, D.A. and R.A. Jewell . "Soil Nailing: Application and Practice - 2 Parts," Ground Engineering, 1987, 20,(1)., pp: 21-28 .Jan
[44] 王建党，贾立宏，秦四清等. 深基坑支护抗拔机理. 东北大学学报（自然科学版），
1999，20,（1）：71-74
[45] 刘忠臣，张飞，肖成志，陈国刚. 预应力锚杆与土钉墙联合支护技术在某深基坑支护中的应用. 包头钢铁学院学报，2001，20,（1）：82-85
[46] 周舟，黄运飞. 土钉墙施工监测. 军工勘察，1996,（1）：6-9
[47] 王建龙，徐桂平，刘树亚. 某工程土钉墙支护结构信息化施工. 施工技术，2001，30,
（4）：28-30
[48] 刘治安. 深基坑土钉墙支护现场测试及优化设计. 港工技术，1999，（3）：46-52
[49] 龚晓南著. 高等土力学. 杭州：浙江大学出版社，2001
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |