水泥土土钉土墙制造技术

水泥土土钉土墙是建筑地基、铁路公路路基、水利矿山应用的结构，属于土工建筑领域。主要解决深挖直立边坡土方的整体滑移、倾覆、局部滑移、基础隆起等稳定性和抗拉、抗压等承载力问题。本发明专利技术是利用水泥土墙和土钉土复合承担土压力等荷载作用，将水泥土墙、土钉和土钉土连成一体共同作用；把重力式水泥土墙变为多道分离墙，增大计算抗弯模量，提高强度。以水泥土墙面替代喷射混凝土或其他结构层，保持土方在挡墙下开挖，绝对确保安全。水泥土土钉土墙整体稳定性计算时，水泥土墙作为安全储备，仅计算土钉土。水泥土土钉土墙截面拉力按以下公式计算：P’ak，i＝πdtΣqsk，iljcosαj/KtηjSzSxP″ak，i＝Pak，i‑P’ak，i

【技术实现步骤摘要】
水泥土土钉土墙一、
水泥土土钉土墙是由水泥土墙和土钉墙组成的地下工程复合支护结构。水泥土桩是以水泥作为固化剂通过钻孔搅拌机与原地基土强制搅拌形成竖向增强的水泥土桩，再将水泥土桩相互搭接形成实体支护墙。土钉是将钢筋杆水平向置入原状土的孔中并注入水泥砂浆形成可承受土压力等作用的钢筋砂浆杆件。水泥土支护墙和钢筋砂浆杆件组合在一起就成为水泥土土钉土墙。铁路中的土钉墙，公路中的土钉支护，建筑基坑支护中土钉墙和重力式水泥土墙与本专利技术水泥土土钉土墙完全相近，因此本专利
属于土建工程领域。二、
技术介绍
现行“铁路路基支挡结构设计规范”、“公路路基设计规范”、“公路土钉支护技术指南”及“建筑基坑支护技术规程”中对土钉墙或土钉支护和重力式水泥土墙都提出了较严格的条件要求。1、原状土质要求“铁规”土钉墙适用于一般地区土质及破碎软弱岩质路堑地段。在腐鉵性地层、膨胀土地段及地下水较发育或边坡土质松散时，不宜采用土钉墙。“公规”土钉支护可用于硬塑或坚硬的粘质土、胶结或弱胶结的粉土、砂土、砾石、软岩和风化破碎岩层等路堑边坡支护。在腐鉵性地层、膨胀土、软粘土，土质松散、地下水较发育及存在不利结构面的边坡，不宜采用土钉支护。2、土钉墙高度“铁规”土质边坡土钉墙总高度不应大于10m，岩质边坡土钉墙总高度不应大于18m，单级土钉墙高度宜控制在10m以内。“公规”边坡土钉支护与“铁规”相同。3、土钉设置“铁规”土钉长度应为墙高的0.5-1.0倍，间距宜为0.75-2.0m，与水平面夹角宜为5°-20°。土钉墙分层开挖高度，土层宜为0.5-2.0m，岩层宜为1.0-4.0m。“公规”土钉长度宜为边坡坡面高度的0.5-1.2倍。土钉间距宜为0.75-3.0m，与水平面夹角宜为5°-25°。“建规”土钉长度应按各层土钉受力均匀，各土钉拉力与相应土钉极限承载力的比值相近的原则确定。土钉间距宜为1.0-2.0m，当基坑较深，土质强度较低时，土钉间距应取小值。土钉倾角宜为5°-20°。4、重力式水泥土墙嵌固深度、墙宽“建规”中要求对淤泥质土嵌固深度不宜小于基坑的1.2倍，对淤泥不宜小于基坑深度的1.3倍。重力式水泥土墙宽度，对淤泥质土不宜小于0.7倍基坑深度，对淤泥不宜小于0.8倍基坑深度。5、临时性建筑“建规”规定土钉墙、水泥土墙适用于一般地质条件下临时性建筑基坑支护。虽然土钉墙、水泥土墙研究应用已有二十余年历史，但应用不够广泛，反有倒退，“建规”适用性由“永久”修改为“临时”。水泥土结构多用于地基处理或建筑工程地形地物受到限制的困难条件下被迫利用。究其原因：一是关键性技术没能突破，结构承载能力没能提高，稳定性和耐久性没有保证；二是对土钉墙、水泥土墙结构的应用重要意义认识不足，缺乏创新动力。三、
技术实现思路
1、水泥土土钉土墙解决了水泥土墙和土钉墙分别作用的不足问题，发挥土钉墙和水泥土墙复合作用的效果，大大提高其承载力，增加各种稳定性，改善其耐久性。采用水泥土墙与土钉墙联合受力、共同承担荷载方案；变重力式水泥土墙为多道分离设置的水泥土墙，中间所夹的土钉土和墙背土钉土共同受力；多道水泥土墙比一道水泥土墙的抗弯模量增加很大；以开挖土方露出的水泥土墙代替土钉墙的喷射混凝土面层，这样不仅可省掉喷射混凝土，还可使挖后喷射混凝土面变挖前作水泥土墙，始终确保土方开挖作业安全，对土质较差地基可根据具体状况采取改善处理后再作水泥土土钉土墙。通过前述所采取的技术措施，解决了水泥土墙和土钉土墙单独作用之不足，使当前技术规范中的问题逐一得以改进提高：一般原状土质可以应用或改善处理后应用；公路、铁路挖方高度可加倍，提高为20m或更高；土钉间距由密排可变为疏排，长度可大为缩减；土方每次挖掘深度可上倍增加；水泥土墙嵌固深度和墙的总体厚度，因为各种稳定性的提高，可大量减少。这一技术采用直立边坡水泥土土钉土墙结构能大量节省工程量，大量节约资源、土地，减少对耕地、林地的占用，尤其是铁路、公路、引水等线性工程，可节省挖方高度的2-3倍用地，例如：某工程平均挖深3m，边坡常规设计为：1∶1.5，占地每公里就有9000m2，合为0.9公顷，10公里就是9公顷，100公里、1000公里、……，全国要占多少土地，每年要减少多少吨粮食产量！还有边坡1∶1.5时，边坡长度为高度的1.8倍，如为直立坡度，工程量会减少多少，物质资源会节省多少！并且直立边坡水泥土土钉土墙原状土质充分利用，无须反复倒运，施工简便，缩短工期。2、直立边坡水泥土土钉土墙构造设计附图1和附图2所示。(1)、水泥土土钉土墙边坡可建90°坡度；(2)水泥土桩墙厚度可用直径为400-850mm桩搭接150-250mm组成。墙与墙之间距离可为2-2.5m，水泥土桩墙纵向每隔3-5m设一道横墙；(3)、水泥土墙体28d无侧限抗压强度不小于1.5Mpa或设计强度的75％；(4)、土钉墙的土钉水平向和竖向间距为1.5-2.5m，土钉倾角可为5°-20°，土钉长度按各层土钉受力均匀，各土钉拉力与相应土钉极限承载力比值相近的原则确定；土钉孔直径取70-120mm；(5)、土钉钢筋宜选用HRB400、HRB500，直径取22-32mm；(6)、土钉孔所注水泥砂浆或水泥浆强度不低于20Mpa；(7)、水泥土土钉土墙可直接应用于粘性土、弱胶结砂土、软弱岩质土及普通砂性土，对不宜直接使用的土可用石灰、水泥或其他材料改善处理后应用，还可以重夯、重压等物理性处理后应用。3、水泥土土钉土墙设计验算(1)、土压力标准值按下式计算：式中：Pak，i为第i层土中计算处主动土压力强度标准值(kPa)；γ1为土体重度(kN/m3)，当浸水时，按最不利水位上下的不同而分别计入；Zi为第i层土钉至顶面垂直距离(m)；q0为均布附加荷载标准值(kPa)；Ci、分别为相应土层的粘聚力和内摩擦角(kPa)、(°)。(2)、单根土钉的轴向拉力标准值按下式计算：Nk，j＝ηjPak，iSxjSzjcos-1αj(2.1)式中：Nk，j为第i层土钉的轴向拉力标准值(kN)；αj为第i层土钉与水平面的夹角(°)；ηj为第i层土钉轴向拉力调整系数，按下式计算。Sx，y、Sz，j为土钉的水平、垂直间距。式中：h为土的深度(m)；ΔEaj为作用在以Sx，j、Sz，j为边长的面积内的主动土压力标准值(kN)；ηa为计算系数；ηb为经验系数，可取0.6～1.0；n为土钉层数。(3)、单层土钉极限抗拔承载力标准值计算，应经过抗拔力试验验证：Rk，j＝πdj∑qsk，ili(3.1)式中：dj为第i层土钉的锚固体直径(m)；qsk，i为第i层土钉与第i层的极限粘结强度标准值(kPa)，根据经验并结合表3.2取值；li为第i层土钉滑动面外的锚固长度(m)，直线滑动面与水平面夹角(β+φi)/2。表3.2土钉(浆杆)的极限粘结强度标准值(4)、单根土钉的极限抗拔承载力安全系数应满足下式规定：并且式中：Kt为土钉抗拔安全系数，安全等级一级，Kt取1.8；fy为土钉的抗拉强度设计值(kPa)；As为土钉的截面面积(m2)；γ0为结构重要性系数取一级1.1；γF为作用基本组合综合分项系数取1.25；其他符号同前式。(5)、水泥土土钉(浆杆)土墙路堑整体滑动稳定性可采用圆弧滑动条分法按下式进行验算本文档来自技高网...

【技术保护点】
水泥土土钉土墙是将水泥土墙和土钉土墙相结合的结构，其特征是：水泥土墙与土钉土同时共同作用，二者按整体考虑。

【技术特征摘要】
1.水泥土土钉土墙是将水泥土墙和土钉土墙相结合的结构，其特征是：水泥土墙与土钉土同时共同作用，二者按整体考虑。2.水泥土土钉土墙，其特征是：水泥土墙替代喷射混凝土或其他面层结构。3.水泥土土钉土墙，其特征是：根据墙...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛德刚，
申请(专利权)人：辛德刚，
类型：发明
国别省市：吉林,22