主要内容 1、研究背景及问题的提出 2、砂土边坡的稳定性分析  3、非饱和砂土的似粘聚力 4、超前花管或超前微型桩等方法在砂土基坑支护中应用  5、砂土基坑边坡摩擦力自锁条件的利用  6、击入式土钉的侧摩阻力 7、基坑侧壁土层上部为粘性土下部为砂层的基坑边坡潜在滑动面形状  结论 1 研究背景及问题的提出             土钉支护是近二、三十年发展起来的一种用于土体开挖和边坡稳定的新型挡土结构，由于有造价低、施工迅捷、施工现场文明、能够适用多种环境条件和地质条件等优点而在基坑支护和边坡加固中得到了广泛的应用。土钉支护一般适用有一定自稳能力（如黄土、一般粘性土等）的土类基坑支护工程。但对砂类土的基坑边坡，由于其粘聚力c=0，其自立高度几乎为0，这使得土钉在砂土基坑边坡支护中的应用受到了很大的限制。            本文将从砂土基坑侧壁的稳定性计算及潜在滑动面的形状、非饱和砂土的似粘聚力的利用、超前花管或超前微型桩等方法在砂土基坑支护中应用、砂土基坑边坡摩擦力自锁条件的利用、击入式土钉的侧摩阻力等方面，对砂土基坑土钉支护进行了系统地研究与阐述。  1.1土钉支护技术的主要机理 1.2 土钉支护应用 西安市骡马市商业步行街基坑支护              西安市骡马市步旧城改造工程场地位于西安市东大街与东木头市之间，基坑南北长360m，南侧宽110m，北侧宽130m，占地面积约为45000m2。基坑深度为11.40～13.70m 。   西安市东郊陕西电力银河大厦基坑              基坑平面尺寸80.4m×56.0m，基坑深度14.50m，地下水位埋深9.0m，基坑北、西、南三侧均采用土钉支护方案。 2 砂土边坡的稳定性分析 3 非饱和砂土的“似粘聚力”的利用  4 超前微型桩等方法在砂土基坑支护中应用  5 砂土基坑边坡摩擦力自锁条件的利用 6击入式土钉的侧摩阻力 7 基坑侧壁土层上部为粘性土下部为砂层的基坑边坡潜在滑动面形状  结论  （1）砂土基坑采用土钉支护方法也是可行的，在某些特定条件下有着很广阔的应用前景。 （2）砂土基坑土钉支护常常采用超前花管或超前微型排桩等方法相结合使用，克服了砂土不能自立的缺点。 （3）砂土基坑侧壁采用土钉支护方法既可直立开挖，也可做成多阶直立开挖的边坡型式。 （4）非饱和砂土具有似粘聚力、砂土边坡能够出现摩擦力自锁现象、砂土中土钉侧阻力随土钉埋深及土钉周边应力状态线性增大等特性均可在砂土基坑土钉支护实践中能够进行充分利用的。 请各位同仁和专家指正!       谢  谢!   图片1-22：西安市西一路某基坑土钉墙发生滑塌B 图片1-23：西安市小寨东路某基坑土钉墙发生滑塌 图片1-24：西安市某医院基坑土钉墙发生坍塌A 图片1-25：西安市某医院基坑土钉墙发生坍塌B 图片1-26：西安某大学高层住宅基坑土钉墙发生坍塌A 图片1-27：西安某大学高层住宅基坑土钉墙发生坍塌B 2.1 砂土的天然休止角  表 1              某粉细砂土天然休止角测试结果   33.0 高56.0cm，底面直径172cm 圆锥 29.8 高40.0cm，底面直径140cm 圆锥 27.2 高39.0cm，底面直径152cm 圆锥 31.3 32.0 高41.0cm，底面直径131cm 圆锥 粉细砂（干） 36.7 高51.0cm，底面直径137cm 圆锥 32.6 高42.0cm，底面直径131cm 圆锥 37.5 max.book118.com，底面直径136cm 圆锥 34.2 高47.0cm，底面直径138cm 圆锥 39.9 高54.0cm，底面直径129cm 圆锥 31.7 高37.0cm，底面直径119cm 圆锥 31.0 高52.0cm，底面直径173cm 圆锥 32.0 高45.0cm，底面直径144cm 圆锥 33.1 高48.0cm，底面直径147cm 圆锥 33.9 30.0 高35.0cm，底面直径121cm 圆锥 粉细砂（湿） 平均值 实测值 尺   寸 形态 休止角（°） 试验形态及尺寸  统计指标 地层 22.8 高21.0cm，底面直径100cm 圆锥 23.5 高19.0cm，底面直径87cm 圆锥 26.2 高17.0cm，底面直径69cm 圆锥 24.6 高18.0cm，底面直径79cm 圆锥 23.5 高15.0cm，底面直径69cm 圆锥 27.0 高18.0cm，底面直径71cm 圆锥 24.2 高16.0cm，底面直径71cm 圆锥 24.7 26.0 高20.0cm，底面直径82cm 圆锥 粉细砂（水下） 33.4 高26.0cm，底面直径79cm 圆锥 32.5 高40.0cm，底面直径126cm 圆锥 33.0 高50.0cm，底面直径154cm 圆锥 32.4 高42.0cm，底面直径132.cm 圆锥 29.5 高39.0cm，底面直径138cm 圆锥 30.0 高38.0cm，底面直径132cm 圆锥 33.0 高56.0cm，底面直径172cm 圆锥 31.3  粉细砂（干） 平均值 实测值 尺   寸 形态 休止角（°） 试验形态及尺寸 统计指标 地层  续表 1              某砂粉细砂土天然休止角测试结果   2.2 坡面质点极限平衡分析  2.3 契形体平面滑动假定分析  2.3 考虑土钉抗拔作用的契形体平面滑动分析     干燥的砂土是松散的，颗粒之间没有粘结力，水下的饱和砂土也是这样。但非饱和湿砂的颗粒之间却往往存在一定粘结力，如湿砂可捏成砂团，在湿砂中开挖的直立坡壁在短期内不会坍塌等。该粘结力是由于土粒间接触面上存在着的毛细压力所形成的，通常也称为“似粘聚力”或“假粘聚力”现象。在砂土基坑开挖与支护过程中也可充分利用这一特性及时对其采取喷面封闭坡面等措施，避免表面砂土失水风干，保证砂土处于暂时稳定状态。    采用土钉支护方法需要被加固土层应具有一定的自稳能力，当仅依靠潮湿砂土中存在的似粘聚力达到土的暂时自稳，使土钉支护施工存大很大的风险。为了使土钉设置能顺利进行，提高或保障砂土具有一定的自稳能力，常采用竖向超前花管、超前微型排桩、水泥土搅拌桩或水泥土旋喷桩等加固措施，使砂土具有可以估计准确的自立高度，使土钉支护结构能够顺利完成。从而使土钉支护的应用范围得到了很大地拓宽。   当边坡角度小于内摩擦角时，边坡的稳定系数Fs大于1，边坡是稳定的。由于边坡稳定系数与边坡的高度没有关系，利用这一点，我们可以在稳定的砂土边坡（坡度小于砂土的内摩擦角的边坡）上加超载，理论上讲无论超载多大都不能使砂土边坡失稳，而只能发生压缩变形或其本身地基失效，如果取一小块土体进行受力分析，就会发现在这一砂土边坡中出现了摩擦力自锁的现象。    在砂土中进行土钉成孔也是一个难题。目前除了采用机械跟管钻进，或采用人工跟管钻进外，没有更好的方法。跟管钻进的施工成本是非常高的，对一个临时性的基坑支护工程来讲，土钉支护成本将会很高，也会使土钉的应用受到很大限制。为此人们也创造性的应用了很多不用先成孔的沉入式钢管土钉，并在钢管的端部设置了注浆孔。         建议采用τ=σtanφ的抗剪强度准则作为无粘性土与刚度较大结构物界面抗剪强度准则  采用有限差分方法对这类地层组合条件下基坑侧壁滑裂面形状进行了模拟计算，计算条件为基坑

砂土基坑土钉支护研究20100814.ppt