【复合土钉墙工程事故与对策】-行业资讯-上海市地矿工程勘察院

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复合土钉墙工程事故与对策

发布时间:2014-04-02 信息来源:工勘院网站

刚看到心得贴有同志提到复合土钉墙经常出现工程事故,因此,局部地区已明确规定5米以上基坑禁止采用复合土钉支护。
本人就此谈谈自己对复合土钉的看法:
  1. 复合土钉看似一种很经济很实用的支护方法,这里以最常见的土钉+锚杆复合土钉为例,但存在一大弊病,就是支护机理混乱不清。理由是:土钉是被动支护,就是只有土体发生变形了,土钉才起作用,换句话说,如果土钉打在土中,土体不变形,则土钉就是白打,退一步讲,如果以一根土钉设计承载力为100kN分析,设计验算时采用100kN,但是实际情况是,如果土钉充分发挥100kN的力,则安全系数能达到设计要求,问题是,土钉为被动支护结构,如果要实现100kN的支护力,则需要对应的较大的基坑边线,便于说明,假设需要20mm位移,如果位移达不到20mm,则土钉内力就不会达到100kN,理论上,基坑安全系数达不到你计算的结果。但是,由于基坑变形较小,如果不考虑变形的继续发展,实际上是安全的。回过头来,按照土压力理论,主动变形越小,土压力越大;而对于土钉,变形越大,拉力才越大。二则结合起来似乎是矛盾的结果。答案就是,土钉内力的发挥是以牺牲基坑变形为代价。
  2. 这个比较关键,土钉和锚杆复合,理论上往往是比较危险的,原因是,土钉为被动支护,位移越大,此时土钉和土体的相对位移越大,故土钉内力越大。而锚杆则相反,锚杆是主动支护,且一般施加预应力,使得土体的位移要小于纯土钉支护。这样也会出现一个怪现象:锚杆施加预应力,导致基坑变形较小,基坑位移小,则土钉内力小,也就是土钉没有充分发挥作用。而计算基坑稳定时,却按照锚杆和土钉的设计内力来考虑,那么出现的结果是:(1)锚杆充分发挥作用,位移较小,而土钉没能充分发挥,安全系肯定低于计算值;(2)在(1)的基础上,由于小变形情况下土钉提供的拉力较小,变形加剧,土钉内力开始发挥,问题是,基坑变形大了之后,按理论,土压力要变小,但是作用给锚杆的力却要变大,因为变形大,锚杆的伸长量就大,锚索的拉力自然变大,虽然锚索一般不会断裂,但是在锚固段上,可能已经发生锚固体和土体间的滑移,一旦滑移形成,锚索的伸长变形能力就变大了,回过头来,锚索可能又提供不了设计的那个拉力,安全系数同样降低。一句话,锚杆和土钉作为复合土钉支护结构的最大弊病是 土钉和锚杆不能同时或都较好的发挥作用,也就是内力发挥不同步,原因就是作用机制不同,土钉为被动支护,而锚杆为主动支护。
复合土钉尤其是锚杆+土钉复合要尤其引起注意,个人之见。欢迎探讨。