發(fā)布時(shí)間：2020-11-10 12:45

　　 土釘墻支護(hù)具有施工速度快,施工設(shè)備簡(jiǎn)單,自承能力好和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于基坑、邊坡等的支護(hù)中。雖然土釘墻有很多優(yōu)點(diǎn),但也存在一些缺點(diǎn),首先傳統(tǒng)土釘墻在材料選用上,選用鋼筋和混凝土材料完成支護(hù)結(jié)構(gòu),而這兩種材料屬于不可再生資源,施工完成后不可回收利用,不符合國(guó)家節(jié)能減排的政策;其次在施工工藝上,土釘墻噴射混凝土面層,會(huì)造成揚(yáng)塵,污染空氣,不符合國(guó)家綠色環(huán)保的政策。為了響應(yīng)國(guó)家和北京市“淘汰落后產(chǎn)能”的號(hào)召和解決傳統(tǒng)土釘墻存在的問(wèn)題,研發(fā)綠色土釘墻,綠色土釘墻采用新材料、新工藝。本文對(duì)綠色土釘墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)、受力變形分析、施工工藝研究和經(jīng)濟(jì)性分析,以期將綠色土釘墻推廣到工程實(shí)際應(yīng)用中。針對(duì)此目標(biāo),本文的研究成果有:(1)研發(fā)兩種新型土釘墻支護(hù)體系,提出綠色土釘墻的概念。綠色土釘墻支護(hù)體系由不同的構(gòu)件組成,采用裝配式施工工藝,對(duì)綠色土釘墻的各組成構(gòu)件進(jìn)行了研究。(2)結(jié)合實(shí)際工程,對(duì)應(yīng)用到該工程中的土釘長(zhǎng)度、面板厚度、連接桿厚度通過(guò)有限元軟件Abaqus進(jìn)行了比選。運(yùn)用有限差分軟件FLAC3D對(duì)綠色土釘墻的支護(hù)效果進(jìn)行模擬,分析了土釘?shù)妮S力變化和基坑的位移變化情況,并與傳統(tǒng)土釘墻的土釘軸力和基坑位移變化情況進(jìn)行了對(duì)比分析,驗(yàn)證了綠色土釘墻代替?zhèn)鹘y(tǒng)土釘墻的可行性。(3)應(yīng)用BIM技術(shù),結(jié)合實(shí)際工程,對(duì)綠色土釘墻的施工工藝進(jìn)行了研究,研究了綠色土釘墻的安裝和拆卸過(guò)程,對(duì)基坑當(dāng)中陰角、陽(yáng)角和基坑中的高低跨處的處理進(jìn)行了配板設(shè)計(jì)的研究,并通過(guò)三維圖型展示了出來(lái)。(4)結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)綠色土釘墻和傳統(tǒng)土釘墻的直接工程費(fèi)進(jìn)行了造價(jià)分析,分析可得GFRP復(fù)合材料土釘墻的直接工程費(fèi)造價(jià)最高,傳統(tǒng)土釘墻直接工程費(fèi)造價(jià)最低,綠色土釘墻造價(jià)比傳統(tǒng)土釘墻造價(jià)高主要是因?yàn)樵�材造價(jià)高,需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)降低造價(jià);綠色土釘墻造價(jià)雖高,但社會(huì)效益顯著,值得推廣應(yīng)用;運(yùn)用全生命周期理論,從設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)葞讉�(gè)方面研究了綠色土釘墻的成本控制和管理方法。
【學(xué)位單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

第1章緒論1第1章緒論1.1研究背景與選題意義土釘支護(hù)技術(shù)又稱為土釘墻或噴錨支護(hù)，主要是通過(guò)對(duì)原狀土體進(jìn)行加筋，形成一種擋土結(jié)構(gòu)，常用于土體開(kāi)挖過(guò)程中的邊坡加固[1]。目前施工現(xiàn)場(chǎng)常用的土釘墻由混凝土面層、土釘、和原位土體構(gòu)成[2~3]，其剖面圖和結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖如圖1-1和圖1-2所示。土釘墻受力機(jī)理，目前已經(jīng)有很多種理論，接下來(lái)主要介紹其中三種巖土界內(nèi)共認(rèn)的理論[4~8]：（1）補(bǔ)強(qiáng)理論[4,8]：①在土釘墻中，土釘起加筋的作用，與土體共同受力，以此來(lái)提高土體抵抗變形的能力[3]；②在土釘墻中，土釘起到受力，土釘與原狀土共同承擔(dān)全部應(yīng)力[3]；③在土釘墻中，土釘起到傳遞應(yīng)力的作用，將土體由于變形或即將變形產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定區(qū)域，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生；④面層對(duì)邊坡變形起約束作用。（2）擋土墻理論：通過(guò)布置土釘，使原狀土與土釘形成一個(gè)整體，依靠形成的整體自重抵擋土壓力，與重力式擋墻結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)相似。（3）錨桿理論：施工完成的土釘墻，依靠土釘與巖體的結(jié)合力，保證邊坡的穩(wěn)定，其作用的形式、特點(diǎn)與錨桿類似。對(duì)于面層的受力機(jī)理，目前主要有兩種說(shuō)法：（1）面層不考慮受力：目前土釘墻設(shè)計(jì)中，面層按構(gòu)造作用設(shè)計(jì)，不考慮受力大��；圖1-1土釘墻剖面圖Fig.1-1Sectionofthesoilnailwall圖1-2土釘墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖Fig.1-2Schematicdiagramofthesoilnailwallstructure

第1章緒論1第1章緒論1.1研究背景與選題意義土釘支護(hù)技術(shù)又稱為土釘墻或噴錨支護(hù)，主要是通過(guò)對(duì)原狀土體進(jìn)行加筋，形成一種擋土結(jié)構(gòu)，常用于土體開(kāi)挖過(guò)程中的邊坡加固[1]。目前施工現(xiàn)場(chǎng)常用的土釘墻由混凝土面層、土釘、和原位土體構(gòu)成[2~3]，其剖面圖和結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖如圖1-1和圖1-2所示。土釘墻受力機(jī)理，目前已經(jīng)有很多種理論，接下來(lái)主要介紹其中三種巖土界內(nèi)共認(rèn)的理論[4~8]：（1）補(bǔ)強(qiáng)理論[4,8]：①在土釘墻中，土釘起加筋的作用，與土體共同受力，以此來(lái)提高土體抵抗變形的能力[3]；②在土釘墻中，土釘起到受力，土釘與原狀土共同承擔(dān)全部應(yīng)力[3]；③在土釘墻中，土釘起到傳遞應(yīng)力的作用，將土體由于變形或即將變形產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定區(qū)域，降低應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生；④面層對(duì)邊坡變形起約束作用。（2）擋土墻理論：通過(guò)布置土釘，使原狀土與土釘形成一個(gè)整體，依靠形成的整體自重抵擋土壓力，與重力式擋墻結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)相似。（3）錨桿理論：施工完成的土釘墻，依靠土釘與巖體的結(jié)合力，保證邊坡的穩(wěn)定，其作用的形式、特點(diǎn)與錨桿類似。對(duì)于面層的受力機(jī)理，目前主要有兩種說(shuō)法：（1）面層不考慮受力：目前土釘墻設(shè)計(jì)中，面層按構(gòu)造作用設(shè)計(jì)，不考慮受力大小；圖1-1土釘墻剖面圖Fig.1-1Sectionofthesoilnailwall圖1-2土釘墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖Fig.1-2Schematicdiagramofthesoilnailwallstructure

第1章緒論2（2）面層考慮受力：對(duì)于面層的設(shè)計(jì)，目前主要有三種不同的方法。德國(guó)已經(jīng)施工完成的部分工程的支護(hù)面層按85%主動(dòng)土壓力計(jì)算；王立峰等[9~10]把面板看成是文克爾地基上的有限長(zhǎng)梁，進(jìn)行位移和力的計(jì)算；法國(guó)巖土專家認(rèn)為：30%最大土釘拉力≤面層受力設(shè)計(jì)≤40%最大土釘拉力。土釘墻技術(shù)具有穩(wěn)定性好、成本低、施工工藝成熟、施工設(shè)備易操作、整體性價(jià)比高等特點(diǎn)，在邊坡、基坑等的支護(hù)中被廣泛使用。近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提高，傳統(tǒng)土釘墻支護(hù)施工中存在的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，可以歸納為以下幾點(diǎn)：（1）土釘墻完成支護(hù)功能后直接填埋在土體中，不能夠回收和重復(fù)利用，屬于一次性投入，因此造成了材料的浪費(fèi)和土壤的污染[11]；（2）土釘墻支護(hù)施工土釘時(shí)，往往超出用地紅線，侵占紅線外用地，而鋼筋土釘材質(zhì)較硬，切割困難，會(huì)給紅線外工程用地施工帶來(lái)一定困難[11]，如圖1-3所示。圖1-3土釘施工超用地紅線Fig.1-3Soilnailconstructionbeyondtheredline（3）噴射混凝土過(guò)程中會(huì)形成揚(yáng)塵，據(jù)測(cè)量，噴射混凝土施工所引起的粉塵質(zhì)量濃度為50~600mg/m3，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)10mg/m3的5~60倍，容易導(dǎo)致霧霾的產(chǎn)生，造成空氣的污染[12]，如圖1-4所示。（4）土釘注漿過(guò)程中容易溢漿，既造成了資源的浪費(fèi)，又造成了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的污染，與國(guó)家提倡的綠色施工、文明施工相悖，如圖1-5所示。圖1-5溢漿Fig.1-5Overflowslurrypollution圖1-4揚(yáng)塵Fig.1-4Dustpollution
【參考文獻(xiàn)】

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