土釘墻在城市道路路基中的應(yīng)用

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇土釘墻在城市道路路基中的應(yīng)用，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

1引言

土釘墻支護具有占地少、施工靈活、工藝簡單和費用低等優(yōu)勢，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于基坑支護、邊坡加固等工程項目中。但由于土釘墻部分理論尚有爭議，且在基坑支護工程應(yīng)用中的事故也時有發(fā)生，因此，該技術(shù)在道路路基永久支擋結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較少，相關(guān)規(guī)范中也并未將其作為推薦的擋土墻結(jié)構(gòu)。本文將在理論分析的基礎(chǔ)上結(jié)合工程實例，探討土釘墻在城市道路路基支擋中的應(yīng)用。

2土釘墻相關(guān)特性

2.1土釘墻作用機理

土釘墻的作用機理：（1）土釘墻通過在土體內(nèi)設(shè)置一定長度和密度的土釘，與土共同作用，將最危險滑移面內(nèi)的主動區(qū)的土體改良為具有一定穩(wěn)定性的復(fù)合土體。土釘可視為改良土體的拉筋，使得復(fù)合土體的抗拉和抗剪強度較原狀土均大幅提高，增強邊坡穩(wěn)定能力。（2）將主動區(qū)內(nèi)的復(fù)合土體作為荷載，通過土釘傳遞到最危險滑移面后的穩(wěn)定土層內(nèi)以獲得安全儲備，使土釘長度范圍內(nèi)的復(fù)合土體具有足夠的自穩(wěn)能力及抵抗附加荷載的能力[1]。當(dāng)土釘墻外部荷載或者由土體自重產(chǎn)生的荷載造成主動區(qū)內(nèi)的復(fù)合土體產(chǎn)生滑移時，土體與土釘之間就產(chǎn)生相對位移，土釘將產(chǎn)生阻止其位移的界面剪力；界面剪力的方向向著土體內(nèi)部，使土釘?shù)睦亩瞬科鹬饾u增加，并在滑移面處達到最大值。由于土體進入塑性狀態(tài)后，應(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移，延緩了復(fù)合土體塑性區(qū)的開展及漸近開裂面的出現(xiàn)；當(dāng)土體開裂時，土釘分擔(dān)作用更加突出，此時土釘內(nèi)會出現(xiàn)彎剪、拉剪等復(fù)合應(yīng)力，從而導(dǎo)致土釘體內(nèi)的漿體碎裂、鋼筋屈服，造成最終的破壞。

2.2土釘墻三要素及其作用

土釘墻三要素包括：（1）“土”：土釘墻適用于一般地區(qū)土質(zhì)及破碎軟弱巖質(zhì)地段，不宜用于腐蝕性地層、膨脹土及地下水較發(fā)育或土質(zhì)松散地段；（2）“釘”：即土釘，是土釘墻最重要的組成部分，主要起到加固土體、承擔(dān)荷載、傳遞應(yīng)力的作用；（3）“墻”：即面層，主要起到連接土釘加強整體性、約束坡面變形和防止雨水沖刷的作用。

2.3土釘墻與錨桿墻的區(qū)別

土釘墻與錨桿墻有一定的相似性，但兩者的工作機理不同，造成了受力形式、構(gòu)造尺寸及施工工藝等方面的差異。

3土釘墻結(jié)構(gòu)設(shè)計驗算內(nèi)容及其構(gòu)造要求

3.1相關(guān)規(guī)范綜述

3.1.1道路相關(guān)規(guī)范

CJJ194—2013《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》中并未對路基支擋形式提出明確要求，其中6.4.4條提出結(jié)合多方面要素合理選擇路基邊坡支擋與加固措施，6.4.8條明確支擋結(jié)構(gòu)和加固結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算及構(gòu)造要求應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTGD30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》。JTGD30—2015《公路路基設(shè)計規(guī)范》中5.6“土釘支護”的內(nèi)容延續(xù)了JTGD30—2004《公路路基設(shè)計規(guī)范》，并未做太多修訂。該土釘支護主要針對道路邊坡防護，規(guī)定其結(jié)構(gòu)計算內(nèi)容包括以下幾個方面：內(nèi)部整體穩(wěn)定性驗算、外部整體穩(wěn)定性驗算和坡面構(gòu)件以及坡面構(gòu)件與土釘?shù)倪B接計算。該規(guī)范僅列出需計算驗算的內(nèi)容，并沒有詳細的計算過程，尤其是對土釘承載力計算交待不是很清楚。

3.1.2建筑相關(guān)規(guī)范

JGJ120—2012《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》第5章“土釘墻”與GB50793—2011《復(fù)合土釘墻基坑支護技術(shù)規(guī)程》相關(guān)內(nèi)容基本一致，其計算內(nèi)容主要包括穩(wěn)定性驗算和土釘承載力驗算2個方面，并對其構(gòu)造、施工和檢測等方面做了詳細的規(guī)定。

3.1.3鐵路相關(guān)規(guī)范

TB10025—2006《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第9章“土釘墻”，內(nèi)部穩(wěn)定性計算即土釘承載力計算與建筑相關(guān)規(guī)范基本一致，9.2.8中明確了外部穩(wěn)定性驗算時可將土釘及其加固土體視為重力式擋土墻，進行抗傾覆、抗滑動及基底承載力驗算；對于土質(zhì)邊坡、碎石土狀軟巖邊坡，還應(yīng)進行圓弧穩(wěn)定性驗算。

3.2土釘墻結(jié)構(gòu)設(shè)計驗算內(nèi)容

綜上所述，各規(guī)范中土釘墻結(jié)構(gòu)計算主要有以下2個內(nèi)容：內(nèi)部穩(wěn)定性計算即土釘承載力計算，包括土釘釘材抗拉力計算、土釘釘材與砂漿黏結(jié)強度計算、土釘與土體抗剪強度計算等；外部穩(wěn)定性計算即邊坡穩(wěn)定計算，包括按照常規(guī)的圓弧滑動法進行邊坡穩(wěn)定計算和將土釘墻及其加固土體視為重力式擋土墻，進行抗傾覆、抗滑動及基底承載力等驗算。關(guān)于面層結(jié)構(gòu)以及與土釘連接等計算，道路規(guī)范中有明確規(guī)定，而建筑、鐵路相關(guān)規(guī)范中并未要求，僅給出了一般構(gòu)造規(guī)定。根據(jù)土釘拉力中間大、兩頭小的特征，以及面層受力理論尚不清晰等因素考慮，筆者認為一般情況下面層結(jié)構(gòu)滿足構(gòu)造規(guī)定即可。

3.3土釘墻構(gòu)造要求

從表1可以看出，除面層構(gòu)造以外，其余各項規(guī)定基本接近，可根據(jù)實際情況選用。道路及建筑相關(guān)規(guī)范中土釘墻主要用于邊坡防護以及基坑支護等；當(dāng)土釘墻作為城市道路路基擋土結(jié)構(gòu)時，構(gòu)造尺寸等可適當(dāng)參照鐵路相關(guān)規(guī)范。

4工程案例

4.1工程概況

某城市道路東側(cè)為現(xiàn)狀小區(qū)，小區(qū)與道路高程約2~2.5m，小區(qū)圍墻內(nèi)為內(nèi)部道路，圍墻距小區(qū)建筑約6.5m。若采用重力式擋墻或懸臂擋墻等，勢必會破壞小區(qū)內(nèi)道路、綠化等，社會影響較大。綜合考慮各方面因素，最終選用了土釘墻方案，不僅避免了用地限制的矛盾，而且也節(jié)約了工程造價。

4.2土釘墻構(gòu)造與設(shè)計

土釘墻擬定構(gòu)造尺寸：土釘直徑10cm，土釘鋼筋C20，土釘間距1m，傾斜角度20°，長度6.0m，土釘砂漿強度M20；面層分2次澆筑，內(nèi)層為噴射10cmC30混凝土，外層為后澆20cmC30混凝土，設(shè)雙層雙向鋼筋網(wǎng)片準(zhǔn)10mm@150mm。對該土釘墻分別進行內(nèi)部穩(wěn)定性和外部穩(wěn)定性計算，計算結(jié)果均滿足規(guī)范要求，設(shè)計方案可行。

4.3案例評價

經(jīng)過幾年的運營使用和觀測，該工程土釘墻墻面未發(fā)現(xiàn)明顯變形，小區(qū)內(nèi)道路也未發(fā)生沉降、路面沒有新增裂縫，路基支擋效果良好，取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益。本工程實例城市道路建設(shè)中具有一定的代表性，類似情況下，土釘墻則可作為推薦擋土墻方案實施。

【參考文獻】

【1】劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊[K].北京:中國工業(yè)出版社,2013.

作者:成鑫 單位:鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計研究院