1、土钉墙支护结构土压力调整系数研究摘要：本文针对规程建筑基坑支护技术规程 （JGJ1202012）中土钉轴向拉力调整系数j 进行研究。结果表明：规程JGJ12099 对于粘性土算得的土钉轴力偏小，对于砂土算得的土钉轴力偏大。新规程中引入调整系数j 后，土钉轴力分布更合理。工程实例表明：合理的b 取值可使计算结果和实测值很接近。 关键词：轴力分布；土钉拉力；调整系数； Study on the Earth Pressure Adjustment Coefficient of the Soil Nailing Wall Supporting Structure ZHU Xian-rongYAO Xu
2、-wei (Hebei University of Engineering , Handan 056038, China) Abstract: This paper mainly studies the axial tension adjustment coefficient jon the basis of Technical specification for retaining and protection of building foundation excavation. (JGJ1202012)The results show that ：Incohesivesoil ，the s
3、oil nail axial force standard value is smaller under the guidance of codeJGJ12099, but in sandy soil, the result is the opposite. Soil nail axial force distribution is more reasonable, when New rules introduced in adjusting coefficient j. Engineering practice shows that assigning reasonable values o
4、f bcan make the calculation values very close to the measured values. Key words: Axial force distribution; soil nail tensile; adjustment coefficient 中图分类号： TU3 文献标识码： A 0 前言 深基坑支护中土钉支护以其优越的经济效益已成为目前较主要的一种支护形式。因此合理的土钉轴力计算显得尤为重要。有关土钉轴力的计算, 规程 JGJ12099 中采用土钉力按面积分担的经典朗肯土压力, 其土压力分布为三角形, 该法得到的土钉力沿基坑深度方向呈线
5、形递增。很多工程实例表明按原规程计算的土钉轴力与实测值偏差较大，最后一层土钉拉力的实测值基本上是计算值的 60%-70%，而按土钉规程CECS96:97 计算的土钉轴力偏于保守。规程 JGJ1202012 在原规程中引入了土钉轴向拉力调整系数j，本文就j 进行详细讨论，以期解决土钉拉力计算不合理的问题。 1 新规程中土钉拉力的计算 土压力沿墙面的分布形式，原规程直接采用朗肯土压力线性分布。原规程施行后，根据一些实际工程，人们发现按朗肯土压力线性分布计算土钉承载力时，往往土钉墙底部的土钉需要很长才能满足承载力要求，而工程实例表明土钉墙底部土钉很长并不一定合理。虽然简化增量法3考虑施工过程的影响，
6、作用于土钉上的土压力仍为朗肯土压力（)，但土压力分布形式与土钉施工过程有关，得出的土钉轴力分布模式与很多实测结果较吻合，但计算过于复杂。由于土钉墙墙面是柔性的，且分层开挖裸露面上土压力是零，建立新的力平衡使土压力向周围转移，墙面上的土压力则重新分布（即考虑施工过程的影响） 。因此，新规程在原规程的基础上引入了土钉轴向拉力调整系数j。每根土钉的调整系数j 值是不同的，每根土钉乘以j 后，土钉轴力分布形式不再呈线性递增。为方便讨论，将新规程中的系数引用如下： 式中： j土钉轴向拉力调整系数； zj第 j 层土钉至基坑顶面的垂直距离(m)； h基坑深度(m)； Eaj作用在以 sxj、szj 为边长
7、的面积内的主动土压力标准值(kN)； a计算系数； b经验系数，可取 0.61.0； n土钉层数。 分析以上公式有:当b=1 时，a=1,则j=1。当b=1 时也就是原规程的线性递增情况，即原规程结果。当b1 时，a1,每排土钉的j 均不同，土钉拉力分布将发生变化。为方便讨论，下面通过对土性因素进行分析，得出不同类土中j 系数的变化规律。 3 土性参数分析 土钉支护中, 导致土钉拉力变化的因素较多，本文主要考虑土性参数( c、)对土钉拉力的影响。 3.1.1 粘聚力 c 对土钉轴力的影响 简单算例中,设计 5 排土钉。考虑 c 的变化对土钉轴力的影响，结果如：图 1 第一道土钉 第二道土钉 第
8、五道土钉 图 1 粘聚力 c 变化对土钉轴力的影响 3.1.2 内摩擦角 对土钉轴力的影响 简单算例中,设计 5 排土钉。考虑 的变化对轴力的影响，结果如：图 2 第 1 排土钉 第 2 排土钉 第 5 排土钉 图 2 内摩擦角 变化对土钉轴力的影响 图 1、图 2 中因第 2 排到第 4 排土钉拉力分布规律相同，所以省略3、4 排。由上图可得：（1）不同类土中（砂土、粘性土）土钉轴力：随c 的增大而变小；随 的增大而变小；（2）当 c、 值较小时（砂土）原原规程计算的结果偏小，当 c、 值较大时（粘性土）原规程计算的结果偏大。这一点与文献5中图表反映的现象：砂土原规程计算的结果偏小，粘性土原
9、规程计算的结果偏大，相吻合；（3）最后一排土钉，无论是砂土还是粘性土原规程计算的土钉轴力均偏大。 土钉轴向拉力调整系数j 随 c、 的变化规律见表 1-2。 砂土中因原规程计算的土钉轴力偏小，但最后一排土钉计算的轴力偏大。所以j 系数，呈现出沿坑深依次减小的趋势。即对上排土钉轴力增大(j1)，最后一排土钉轴力折减(j1)，下部拉力变小(j1)；粘性土中b1 时，每排土钉均折减(j1)。但无论是砂土还是粘性土中最后一排土钉拉力均折减，b=0.6 时j 大致为 0.60.7 经验系数b 取值时需要考虑的因素较多，本文只是针对部分因素展开了讨论。因工程实际比较复杂，只有在理论上不断完善，在实际工程中
10、加强对土钉支护结构的观测，取得丰富的实测资料，才能对b有更深刻的认识，使b 取值更合理，使计算结果与工程实际更接近。参 考 文 献 1 建筑基坑支护技术规程 JGJ1202012 S. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. 2 陈肇元,崔京浩,等.土钉支护在基坑工程中的应用M. 第 2 版. 北京:中国建筑工业出版社,2000. 3 杨光华, 黄宏伟. 基坑支护土钉力的简化增量计算法 J. 岩土力学, 2004, 5 ( 1): 15- 191 4 张明聚，郭忠贤. 土钉支护工作性能的现场测试研究 J.岩土工程学报，2001,23（3）： 5 吴雄志 , 吴瑞智 . 土钉拉力计算方法的探讨J . 河北煤炭, 2004（2）：5- 7 作者简介：朱显荣，男 1986 年生，硕士
