土釘墻在城市道路路基中的應用

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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用，希望這些內容能成為您創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勢，該技術被廣泛應用于基坑支護、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用中的事故也時有發生，因此，該技術在道路路基永久支擋結構中應用較少，相關規范中也并未將其作為推薦的擋土墻結構。本文將在理論分析的基礎上結合工程實例，探討土釘墻在城市道路路基支擋中的應用。

2土釘墻相關特性

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設置一定長度和密度的土釘，與土共同作用，將最危險滑移面內的主動區的土體改良為具有一定穩定性的復合土體。土釘可視為改良土體的拉筋，使得復合土體的抗拉和抗剪強度較原狀土均大幅提高，增強邊坡穩定能力。（2）將主動區內的復合土體作為荷載，通過土釘傳遞到最危險滑移面后的穩定土層內以獲得安全儲備，使土釘長度范圍內的復合土體具有足夠的自穩能力及抵抗附加荷載的能力[1]。當土釘墻外部荷載或者由土體自重產生的荷載造成主動區內的復合土體產生滑移時，土體與土釘之間就產生相對位移，土釘將產生阻止其位移的界面剪力；界面剪力的方向向著土體內部，使土釘的拉力從端部起逐漸增加，并在滑移面處達到最大值。由于土體進入塑性狀態后，應力逐漸向土釘轉移，延緩了復合土體塑性區的開展及漸近開裂面的出現；當土體開裂時，土釘分擔作用更加突出，此時土釘內會出現彎剪、拉剪等復合應力，從而導致土釘體內的漿體碎裂、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土質及破碎軟弱巖質地段，不宜用于腐蝕性地層、膨脹土及地下水較發育或土質松散地段；（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、承擔荷載、傳遞應力的作用；（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、構造尺寸及施工工藝等方面的差異。

3土釘墻結構設計驗算內容及其構造要求

3.1相關規范綜述

3.1.1道路相關規范

CJJ194—2013《城市道路路基設計規范》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條明確支擋結構和加固結構的設計計算及構造要求應符合現行行業標準JTGD30—2015《公路路基設計規范》。JTGD30—2015《公路路基設計規范》中5.6“土釘支護”的內容延續了JTGD30—2004《公路路基設計規范》，并未做太多修訂。該土釘支護主要針對道路邊坡防護，規定其結構計算內容包括以下幾個方面：內部整體穩定性驗算、外部整體穩定性驗算和坡面構件以及坡面構件與土釘的連接計算。該規范僅列出需計算驗算的內容，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建筑相關規范

JGJ120—2012《建筑基坑支護技術規程》第5章“土釘墻”與GB50793—2011《復合土釘墻基坑支護技術規程》相關內容基本一致，其計算內容主要包括穩定性驗算和土釘承載力驗算2個方面，并對其構造、施工和檢測等方面做了詳細的規定。

3.1.3鐵路相關規范

TB10025—2006《鐵路路基支擋結構設計規范》第9章“土釘墻”，內部穩定性計算即土釘承載力計算與建筑相關規范基本一致，9.2.8中明確了外部穩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；對于土質邊坡、碎石土狀軟巖邊坡，還應進行圓弧穩定性驗算。

3.2土釘墻結構設計驗算內容

綜上所述，各規范中土釘墻結構計算主要有以下2個內容：內部穩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強度計算、土釘與土體抗剪強度計算等；外部穩定性計算即邊坡穩定計算，包括按照常規的圓弧滑動法進行邊坡穩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。關于面層結構以及與土釘連接等計算，道路規范中有明確規定，而建筑、鐵路相關規范中并未要求，僅給出了一般構造規定。根據土釘拉力中間大、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構滿足構造規定即可。

3.3土釘墻構造要求

從表1可以看出，除面層構造以外，其余各項規定基本接近，可根據實際情況選用。道路及建筑相關規范中土釘墻主要用于邊坡防護以及基坑支護等；當土釘墻作為城市道路路基擋土結構時，構造尺寸等可適當參照鐵路相關規范。

4工程案例

4.1工程概況

某城市道路東側為現狀小區，小區與道路高程約2~2.5m，小區圍墻內為內部道路，圍墻距小區建筑約6.5m。若采用重力式擋墻或懸臂擋墻等，勢必會破壞小區內道路、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，而且也節約了工程造價。

4.2土釘墻構造與設計

土釘墻擬定構造尺寸：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，內層為噴射10cmC30混凝土，外層為后澆20cmC30混凝土，設雙層雙向鋼筋網片準10mm@150mm。對該土釘墻分別進行內部穩定性和外部穩定性計算，計算結果均滿足規范要求，設計方案可行。

4.3案例評價

經過幾年的運營使用和觀測，該工程土釘墻墻面未發現明顯變形，小區內道路也未發生沉降、路面沒有新增裂縫，路基支擋效果良好，取得了一定的經濟效益和社會效益。本工程實例城市道路建設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,王衛東.基坑工程手冊[K].北京:中國工業出版社,2013.

作者:成鑫 單位:鎮江市規劃設計研究院