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厚层填土层怎么进行喷锚支护设计?

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cdddd 发表于 2015-8-22 11:16:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

厚层填土层怎么进行喷锚支护设计?

有些基坑深度在7-8m,都是回填的填土,成分交杂,采取排桩,建设方觉得费用高,而且周围没有什么建筑物,采用喷锚支护,这个可行吗?

需要注意哪些问题,有什么经验教训?

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:18:25 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:19:10 | 显示全部楼层
深基坑边坡喷锚支护(工程实例)

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:20:33 | 显示全部楼层
2. 支护结构设计
本工程支护结构的设计包括钻孔桩及水泥搅拌桩止水幕墙设计、锚杆设计、喷射砼面板墙设计以及底板搅拌桩封闭防渗墙设计4个部份。工程基坑平面及锚杆支护剖面示意如图1、2所示。
2.1钻孔桩及水泥搅拌桩止水幕墙设计止水幕墙分二部分。第一部分是南侧靠中间的CD段为全段最深部位,该段长度290m填土层较厚,且结构松散,外侧设置一排直径650mm,中心距450mm,互相咬合200mm,桩长13-18m的水泥搅拌桩起阻水作用。内侧设置一排直径800mm,中心距1000mm,桩长17m的钢筋砼钻孔桩,桩顶设0.7mⅹ0.9m的钢筋砼连顶梁。第二部分是其它部段,设置双排直径650mm,中心距450mm,互相咬合200mm,桩长10-18m的水泥搅拌桩起止水作用。
2.2锚杆设计
锚杆采用全摩擦型,材料采用直径48mm钢管,其倾角、长度、纵横间距和锚固体尺寸等各要素随各基坑段的地质条件和坡度的不同而变化。锚杆长9~16m,倾角100-150,纵横间距均为1.3m。在锚杆锚固段范围内,在钢管上钻直径6mm,间距为0.3m的注浆孔,并在孔上焊防沙罩。锚杆集成锚,拉杆,套管和注浆管于一体。
2.3喷射砼面板墙设计由喷射砼与钢筋网组成钢筋砼面板墙结构。支护面层均为二次喷射C20细石砼,厚度为100mm,中间夹有两层双向钢筋网,底层是Ф6.5mm@200ⅹ200mm钢筋网,面层是用2条Ф16mm加强筋焊接网。

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:22:21 | 显示全部楼层
本工程于基坑东西侧设计为喷锚支护,喷锚支护设计为两大部分,即锚杆设计和面板设计。根据成都市地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告,结合场地环境条件,本次支护设计按以下参数考虑:
坑顶超载:按q=10KN/m2 考虑土体结构模型和力学参数:
素填土: 2.0m, γ=17KN/m3, C=5KPa, Φ=15°
粘性土层: 5.0m, γ=19.5KN/m3, C=45KPa, Φ=20°
粉土土层: 1.40m, γ=19.0KN/m3, C=45KPa, Φ=20°
卵石层: 6.0~14m, γ=20KN/m3, C=5KPa, Φ=35°
坑顶位移: 控制坑顶位移不大于20mm。
2.3.1 锚杆设计
2.3.1.1 锚杆直径及成孔方式
结合成孔及灌浆设备,锚杆采用钻神ZSTD-150 型气动冲击锚杆机将Φ48 钢管击入土层及卵石层中,并在钢管上按@500 焊接L40*4 角钢段形成倒刺,并按@500 梅花型钻制压浆孔,压浆孔与角钢一一对应,以防止在锚杆打入土体过程中压浆孔堵塞,锚杆加工见上图

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:25:08 | 显示全部楼层
186
喷锚支护在软弱土层深基坑支护中的应用
2013-10-25 20:10   专业分类:岩土工程   浏览数:460
[摘要]本文结合实际工程详细介绍了深基坑支护中喷锚支护技术在软弱土层中的设计和施工工艺,并提出了这种技术在实际使用时应采取的几项主要措施。
[关键词]深基坑支护;喷锚;压浆;管涌;帷幕桩
XX新城区XX路地下通道工程长度515米,宽度20米,钢筋砼底板加剪力墙,敞开式顶盖,车道呈“一”字型东面走向。开挖深度-9米,局部抽水泵房为-12.2米。基坑南面紧邻园林绿化公园,23米外为人工河流,北面与地下车库相连,由于场地条件的限制,决定了只能用垂直开挖支护方法。地下通道场地地形平坦,地貌属*****平原。基坑支护范围内地层自上而下依次为:①碎石砂性杂填土层自然地坪至-4米;②淤质粉质粘土层-4至-5.6米;③粉砂层-5.6至10.6米;④淤泥质粘土层-10.6至-24.5米,土层特性是上硬下软。
1. 深基坑支护方案的选择
原设计的基坑支护方案采用SMWZ法,即在基坑周边做直径Ф650水泥搅拌桩(内插500mm和700mm的H型钢),并用Ф609ⅹ16mm钢管做2~3道水平支撑。该工法有两点不利因素,一是一次性投入的型钢材料费用太高;二是部分水平支撑要依靠邻近的地下车库底板上设置的牛腿作支撑点,进度不能满足要求。有鉴于此,经反复研讨论证,对原设计的支护结构提出了一个优化方案,即采用钻孔桩加锚杆支护技术作为基坑支护方案。钻孔桩加锚杆支护技术是在钻孔桩之间基坑壁上设置一定长度和密度的锚杆体,锚杆体通过横梁与钻孔桩、喷射砼面层结构形成支挡体系。挡土体系与坑壁原位土体牢固地结合在一起共同工作,形成重力挡土墙式的支挡结构,从而提供坑壁土体的整体刚度与稳定性,在机理上属于主动制约机制的支护类型。
2. 支护结构设计
本工程支护结构的设计包括钻孔桩及水泥搅拌桩止水幕墙设计、锚杆设计、喷射砼面板墙设计以及底板搅拌桩封闭防渗墙设计4个部份。工程基坑平面及锚杆支护剖面示意如图1、2所示。
2.1钻孔桩及水泥搅拌桩止水幕墙设计止水幕墙分二部分。第一部分是南侧靠中间的CD段为全段最深部位,该段长度290m填土层较厚,且结构松散,外侧设置一排直径650mm,中心距450mm,互相咬合200mm,桩长13-18m的水泥搅拌桩起阻水作用。内侧设置一排直径800mm,中心距1000mm,桩长17m的钢筋砼钻孔桩,桩顶设0.7mⅹ0.9m的钢筋砼连顶梁。第二部分是其它部段,设置双排直径650mm,中心距450mm,互相咬合200mm,桩长10-18m的水泥搅拌桩起止水作用。
2.2锚杆设计
锚杆采用全摩擦型,材料采用直径48mm钢管,其倾角、长度、纵横间距和锚固体尺寸等各要素随各基坑段的地质条件和坡度的不同而变化。锚杆长9~16m,倾角100-150,纵横间距均为1.3m。在锚杆锚固段范围内,在钢管上钻直径6mm,间距为0.3m的注浆孔,并在孔上焊防沙罩。锚杆集成锚,拉杆,套管和注浆管于一体。
2.3喷射砼面板墙设计由喷射砼与钢筋网组成钢筋砼面板墙结构。支护面层均为二次喷射C20细石砼,厚度为100mm,中间夹有两层双向钢筋网,底层是Ф6.5mm@200ⅹ200mm钢筋网,面层是用2条Ф16mm加强筋焊接网。
2.4车道底板以下周边防渗墙设计在地道底板以下设置一圈水泥搅拌桩防渗墙形成封闭区域,目的是减少周边水体渗入底板以下范围内,对底版形成浮力。防渗墙水泥搅拌桩桩径为Ф650mm,底板以下桩长10米,桩顶要嵌入底板内5cm,从地面施工时,钻孔深度为18m。
3. 主要施工方法
3.1水泥搅拌桩的施工:
①特别注意桩位放线准确,桩位搭接200mm,施工钻杆垂直偏差小于1%,采用上下两次四搅,四喷复喷工艺,使搅拌部位均匀密实。
②水泥浆配制用32.5R普硅水泥作固化剂,掺入量为20%,水灰比0.6,水泥用量111kg/m。
③钻孔压浆前先计算出每条桩的水泥用量,并倒入搅浆池一次性搅好,用检测仪测出浆液浓度,试配后一次性成桩,以确保成桩质量。
④严格控制钻进速度、提钻速度和水泥浆的进浆量,以求达到20%的水泥用量能够均匀地与土体搅拌成桩。
⑤成桩28天后按桩数量的2%抽芯取样,送质量检测中心做无侧限抗压试验,要求抗压强度达到1.5Mpa即可开挖土方。
3.2土方开挖与喷锚网施工:
①首先在原自然地面往下全程开挖2米深,然后再进行搅拌桩施工与进点降水,以减少土压力和降低支护桩的深度。
②土方开挖要与锚喷网施工同步进行,土方分层开挖深度要与锚杆步距一致,不得超挖,开挖工作面段长不得超过15米,基坑沿搅拌桩分三层垂直开挖。
③基坑支护面自上而下采用风动工具打入6道Ф48mm注浆锚管,为防止打入时孔被泥土堵塞,孔上要焊防沙罩;为防止注浆时,浆液自动外流,按与水平线夹角150的倾角将锚管打入地层,用注浆泵将泥浆池中搅拌好的水泥浆泵入管中,压力不小于0.6Mpa。水泥浆通过锚管上的小孔向外射入地层与锚管之间的空隙以及地层中的自由水所占的空间渗透,水泥浆中加入适量的速凝剂,使之在较短的时间内具有强度,使侧壁土体达到稳定状态。
④在喷锚支护面层先绑扎两层双向钢筋网,底层是Ф6.5@200X200mm的钢筋绑扎网,面层是Ф16加强焊接网,作为锚头固定用;然后二次喷射C20细石砼,厚度为100mm以保护基坑壁面。
4. 喷锚支护在淤泥土层中使用时应采取的几项主要措施
4.1锚管在施工中的实际抗拔力究竟有多大?这是喷锚支护技术的关键所在。为切实了解碧水路地道土层中锚管的锚固力,专门在地道边坡上做了4组锚管试验,两组长度为12m,两组长度为15m,测得的实际抗拔力均超过140KN,已能满足单锚的设计值。由于锚管的抗拔力取决于水泥浆液在土体中的扩散半径范围,范围越大所形成的锚固体就越大,与土壤的磨擦面积越大。因此,施工中应严密观测注浆压力变化和进浆量。
锚管抗拔力还取决于锚管的横截面积。本工程采用外径48mm,壁厚δ=3.5mm的钢管,其横截面积W=4.89cm2,每延米重量为3.84kg,按3#钢的极限抗拔强度计算,σ=3800Kg/ cm2,锚管自身断裂极限抗拔力为3.85 cm2ⅹ4.89 cm2=18.58t,满足设计要求。

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:27:03 | 显示全部楼层
成都某深基坑支护设计实例

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:33:47 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-22 11:36:01 | 显示全部楼层
边坡喷锚支护施工技术浅议

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ydd247606 发表于 2015-8-23 10:01:41 | 显示全部楼层
我个人感觉填土组成及回填时间很重要的。

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墨泉 发表于 2015-8-23 13:56:57 | 显示全部楼层
可能和固结度有关系吧

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:26:28 | 显示全部楼层
土钉支护中土压力计算_杨育文
http://www.doc88.com/p-2485981449838.html
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:28:06 | 显示全部楼层
土体自稳坡角和土钉墙稳定机理分析
http://www.docin.com/p-619732674.html
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:29:47 | 显示全部楼层
土钉墙技术在基坑支护工程中实施要点分析
http://wenku.baidu.com/view/febb ... 213c1.html?from=rec
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:30:33 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:31:24 | 显示全部楼层
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:32:23 | 显示全部楼层
基坑土钉墙支护稳定性分析中应注意的问题
http://www.docin.com/p-130871489.html
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-26 21:35:59 | 显示全部楼层
软弱基坑中土钉墙整体稳定性分析应注意的问题
http://www.docin.com/p-1165565394.html
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东南西北人 发表于 2015-8-26 21:47:15 | 显示全部楼层
如果有场地的话,按2H:1V分级放坡,不要啥支护。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 11:41:57 | 显示全部楼层
上界定理的概念
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 12:37:34 | 显示全部楼层
理正软件计算,在软土地区,需要考虑截止深度大于0m
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 14:06:10 | 显示全部楼层
本构关系反映物质宏观性质的数学模型。最熟知的反映纯力学性质的本构关系有胡克定律、牛顿粘性定律、圣维南理想塑性定律等;反映热力学性质的有克拉珀龙理想气体状态方程、傅里叶热传导方程等。
把本构关系写成具体的数学表达形式就是本构方程。在许多文献中,往往都不把本构关系和本构方程区别开来。
建立本构方程是理性力学研究的重要内容之一。
本构关系,即应力张量应变张量的关系。
一般地,指将描述连续介质变形的参量与描述内力的参量联系起来的一组关系式。具体地讲,指将变形的应变张量与应力张量联系起来的一组关系式,又称本构方程。

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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 14:07:11 | 显示全部楼层
什么是本构关系
反映物质宏观性质的数学模型。又称本构方程(constitutive equation)。归纳宏观实验结果,建立有关物质的本构关系是连续介质力学和流变学的重要研究课题。最熟知的本构关系有胡克定律(Hooke's law)、牛顿粘性定律(见粘度)、理想气体状态方程、热传导方程等。
建立本构关系时,为保证理论的正确性,须遵循一定的公理 ,即所谓本构公理 。例如纯力学物质的本构公理有三:确定性公理(物体中的物质点在时刻t的应力状态由物体中各物质点的运动历史唯一确定)、局部作用公理(物体中的物质点的应力状态与离开该物质点有限距离的其他物质点的运动无关)和客观性公理(物质的力学性质与观察者无关)。若考虑更复杂的情况,本构公理的数目就相应增多。求解连续介质动力学初边值问题,本构关系是不可少的;否则就无法把握所研究连续介质的特殊性,在数学上表现为控制方程不封闭,其解不能唯一确定。建立物质的本构关系是流变学的重要任务,可通过实验方法、连续介质力学方法和统计力学的有机结合来完成。然而,尚未找到一个普适的本构关系,需根据研究对象和流动形态选用合适的本构关系。理性力学除对本构关系进行极为一般的研究外,还对弹性物质、粘性物质、塑性物质、粘弹性物质、粘塑性物质、弹塑性物质以及热和力耦合、电磁和力耦合、热和力以及电磁耦合等物质的本构关系进行具体研究。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 14:09:27 | 显示全部楼层
本构模型也就是应力应变的关系模型吧
材料的本构关系是什么意思?
基本上可以理解为材料的应力-应变关系等结构特性,关于材料的一些本质特性,主要是宏观上的,一般可以建立一个数学模型,本构方程就是反应材料的本构关系的模型,在求解不同的问题的时候,会用到不同的方程,比如anand模型等等,另外不同的方程,即使可以用作求解同一个问题,由于其算法不同,其精度和拟真度等等都有不同,所以选取恰当的方程很重要。不知道这样说,你明白没有?
土的本构关系
土的本构关系,即土的应力应变关系,是现代土力学的核心内容,也是有限元分析计算的基础。《土的本构关系》循序渐进、由浅入深地介绍了土的应力应变基本概念、土的强度准则、土的线性弹性本构关系、土的弹塑性本构关系;对于土的剪胀性、超固结特性、渐近状态特性等基本问题进行了详细的阐述;重点介绍了剑桥模型、土的统一硬化模型、考虑土的渐近状态特性的本构模型、超固结土的本构模型和模型预测的基本方法。 《土的本构关系》可供土木、水利、交通、铁道和工程地质等专业的研究生或本科学生作为必修或选修课教材使用,亦可作为上述相关专业的教学、科研、工程技术人员的参考书使用。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 14:14:25 | 显示全部楼层
事物的根源---本
结成;组织--构
本构是不是就是事物的根源的组成。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 14:19:53 | 显示全部楼层
功率是指物体在单位时间内所做的功,即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定,时间越短,功率值就越大。如果从开始计时到时刻t这段时间间隔内,力的做功为W,则功W与完成这些功所用时间t的比值叫做功率。
比能量耗散率:
单位时间单位摩擦面积耗散的能量

在塑性力学中,通常将应力张量与塑性应变率的双点积定义为塑性功率。
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 楼主| cdddd 发表于 2015-8-27 14:34:09 | 显示全部楼层
复合土钉墙基坑稳定性分析
http://www.doc88.com/p-1592297434589.html
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 楼主| cdddd 发表于 2015-9-2 09:27:35 | 显示全部楼层
旋挖桩内支撑法在软土地区深基坑支护技术的应用
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-GCZL201202015.htm
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 楼主| cdddd 发表于 2016-2-22 09:45:29 | 显示全部楼层
一、自由段长度与负摩阻问题 土层锚杆是一种埋入土层深处的受拉构件,它一端与工程构筑物相连、另一端锚固在土层中,整根锚杆长度分为自由段和锚固段。自由段是指将锚头处的拉力传至锚固体的区段,其功能是对锚杆施加预应力;锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区段,其功能是通过锚固体与土层的粘结摩阻作用或锚固体的承压作用,将自由段的拉力传至土层深部。一般来说,锚杆自由段Lf是根据基坑土体滑裂面计算出来的 即 Lf=(H+a-d)
(1) 而锚固段长度则一般根据设计轴力Nt来估算: K•Nt=πDLa•qs 式中 qs—锚固段与土体的粘结强度,与钻孔方法、土壤性质、内摩擦角φ、抗剪强度、固结强度、锚杆上覆土厚度、灌浆压力等有关。一般由试验确定,也可按规范取值。 考虑到基坑壁的总体稳定及深部滑裂面稳定,自由段实际长度应稍大于计算值,《土层锚杆设计与施工规范 ESEC 22:90》要求自由段不宜小于5米,且须超过滑裂面1.0米,《建筑基坑支护技术规程(征求意见稿)》建议自由段应超过滑裂面1.5米。 目前一些工程中存在自由段设计过短的情况,使得一部分锚固段处于滑裂面内主动区,如图2示。在基坑开挖过程中,当坑壁在主动土压力作用下出现变形时,主动区内的锚固段将产生向基坑内方向的摩阻力,即负摩阻力,削弱了锚固效果,从而使预应力受到损失,引起松驰。
  二、锚杆设计角度问题: 在设计锚杆角度时,到底取多大合适呢?笔者认为可从下面几个方面来考虑。
1. 深基坑锚杆支护中,锚固力产生于滑裂面外深部稳定地层。为了降低工程造价,锚杆长度一般在满足受力要求的情况下尽量缩短长度,所以,锚杆往往设计成与水平面成一定的角度,角度越大,越早进入稳定地层。
2. 从结构受力分析,锚杆轴力Nt可分解为: 水平分力:Nt水平 = Ntcosθ (3-a) 垂直分力:Nt垂直 = Ntsinθ (3-b) 只有水平分力对支护结构是有益的。从上式可以看出,θ越小,水平分力越大,对支护越有利;反之θ越大,水平分力越小,相应的垂直分力会越大。当锚杆角度θ设计过大时,为了得到所需的水平分力,只有通过增加锚固段长度来实现,这样造成了工程造价的提高;同时垂直分力过大,一方面会加大对支护桩(墙)的压力,在软弱地层中,会使它产生下沉等不良影响;另一方面还会产生一个下滑力,使锚杆台座或支承腰梁产生向下滑移,引起预应力松弛,并可能造成坑壁变形也随之增大。特别是在连续墙锚杆支护工程中,一般是在连续墙内预埋一块钢板,以支承锚杆台座。笔者在广州粤财大厦锚杆施工时发现,按30°角施工的锚杆,在张拉及施加预应力时,有少数台座出现向下滑动;按45°角施工的锚杆,台座根本立不住。施工时,为保证工程质量,所有台座全部经过与预埋钢板焊接后才张拉。但仍发现部分45°角施工的锚杆因承受过大的垂直分力,预埋钢板上端与连续墙砼面拉裂的情况。
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 楼主| cdddd 发表于 2016-10-29 22:28:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 cdddd 于 2020-8-21 13:03 编辑

深厚粉细砂层中深基坑支护设计实例
http://wenku.baidu.com/link?url= ... xA47S2jxwSYH65FhEVG
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 楼主| cdddd 发表于 2016-10-29 22:59:57 | 显示全部楼层
可以从厚层细砂层支护得到启发
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 楼主| cdddd 发表于 2020-8-21 12:55:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 cdddd 于 2020-8-21 13:13 编辑

喷锚支护常见问题及分析
https://wenku.baidu.com/view/2527b8a2b0717fd5360cdcd8.html
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hll2118 发表于 2020-8-21 17:22:52 | 显示全部楼层
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东南西北人 发表于 2020-8-23 10:26:30 | 显示全部楼层
厚层填土,不适合喷锚支护

一般采用加筋挡土墙,可以做的很高,这在道路部门用的很多,又高又直立的斜坡立体交叉都这么做的。

喷锚支护适用于变形不大、整体稳定的岩质边坡。

土钉墙虽然也可以用于土质边坡,但变形太大、不宜太高。
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hwf222 发表于 2020-9-4 20:52:13 | 显示全部楼层
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hll2118 发表于 7 小时前 | 显示全部楼层
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东南西北人 发表于 5 小时前 | 显示全部楼层
原则上土层不适合喷锚支护,本身就不稳定。

土钉墙是用很密的锚杆来加固土体,加固体形成一种重力式挡土墙,即使如此,也不能太高,变形相比其他挡土结构也比较大。

喷锚支护其实就是个面层,适合于本身稳定的地质体,如岩石边坡,没有塌滑可能,可能掉块,外表高低不平,不美观,可以喷锚支护哈!

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