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1 引言和使用准则1

1.1 手册的使用目的和范围1

1.2 土钉的描述2

1.3 土钉的概念2

1.4 土钉的优点4

1.5 土钉的局限性5

1.6 使用准则5

1.6.1 开挖的挡土结构5

1.7 最适用于土钉的土层6

1.6.3 原有挡土结构的修整和重建6

1.6.2 原有桥台下端部坡角的移除6

1.8 不适合用土钉的土层7

1.9 价格数据7

1.10 致谢8

2 土钉与基本机理的描述21

2.1 背景21

2.2 施工顺序22

2.3 施工设备与材料26

2.4 土钉墙的性状28

2.4.1 土钉墙的基本机理与潜在破坏模式28

2.4.2 钉-土的相互作用29

2.4.3 土-钉-面层相互作用31

2.4.4 土钉应力的分布31

2.4.5 面层荷载大小与分布33

2.4.6 变形性状34

2.4.7 土钉抗弯和抗剪的作用35

2.5 土钉墙与加筋土墙、锚定挡墙的比较36

2.5.1 锚定挡墙36

2.5.2 加筋土墙38

3.1 土层特性41

3 场地勘察与测试41

3.2 估算设计用的土钉抗拔阻力45

4 土钉墙设计47

4.1 引言47

4.1.1 极限状态47

4.1.2 设计方法48

4.2 土钉墙稳定性研究48

4.2.1 基本概念48

4.2.2 土钉的内部稳定性分析51

4.2.3 钉头的内部稳定性分析53

4.2.4 外部的稳定性分析53

4.3 设计方法评价55

4.3.1 “土压力”法56

4.3.2 “滑动面”法56

4.3.3 当前的土钉设计方法58

4.3.4 建议的土钉设计方法59

4.4 土钉墙布设与尺寸59

4.4.1 土钉墙的位置和尺寸59

4.4.2 土钉的初步布设60

4.4.3 Caltrans设计实践62

4.4.4 施纳柏(Schnabcl)基础公司设计实践62

4.5.2 面层抗挠曲强度63

4.5.1 土钉头破坏模式63

4.5 土钉头强度63

4.5.3 面层的冲剪强度65

4.5.4 钉头-螺栓抗拉强度67

4.5.5 选择钉头的标称强度68

4.6 现实的设计程序70

4.7 土钉墙设计71

4.7.1 工作荷载设计71

4.7.2 荷载与抗力系数设计81

4.8 防腐蚀86

4.9 土钉墙排水87

4.8.1 钉筋防腐蚀87

4.8.2 钉头防腐蚀87

4.10 特殊设计考虑89

4.10.1 非均质土剖面89

4.10.2 附加的荷载90

4.10.3 桥台91

4.10.4 阶梯结构93

4.10.5 复合结构94

4.10.6 采用不同土钉长度的结构95

4.10.7 采用不同土钉倾斜角的结构95

4.10.10 长边坡情况96

4.10.8 采用不同土钉方位的结构96

4.10.9 地下水渗透力或靠近墙基的水位96

4.10.11 地震荷载下的性能97

4.10.12 防冻97

4.10.13 膨胀土98

4.10.14 残积土99

4.10.15 墙面受外荷载的结构物99

4.10.16 面层恒定荷载的支护设计99

4.10.17 挡墙的过渡端101

4.10.18 连接喷射混凝土面层的现浇混凝土板101

4.12 初始设计路堑挡墙的简化设计图102

4.11 美观问题102

5 工程设计实例112

5.1 设计实例1--路堑挡墙112

5.1.1 工作荷载设计112

5.1.1.1 静态加载条件112

5.1.1.2 地震荷载条件127

5.1.2 荷载与抗力系数设计134

5.1.2.1 静态加载条件134

5.1.2.2 地震荷载条件150

6.2 土钉墙工作性能监测方法158

6.1 引言158

6土钉墙工作性能监测158

6.3 土钉墙工作性能监测方案159

6.4 监测参数160

6.5 土钉墙工作性能监测仪器161

6.5.1 边坡测斜仪161

6.5.2 测点161

6.5.3 土钉应变计161

6.5.4 土钉头上的荷重传感器162

7.1.3 定义163

7.1.2 土钉墙中喷射混凝土的作用163

7.1.1 概述163

7 喷射混凝土163

7.1 引言163

7.1.4 喷射混凝土类型164

7.1.5 喷射混凝土在美国的发展165

7.2 喷射混凝土设备166

7.3 喷射混凝土材料166

7.4 喷射混凝土性质167

7.4.1 决定喷射混凝土质量的因素167

7.4.2 常用规范要求168

7.4.3 喷射混凝土混合比和加气处理168

7.5.2 减小回弹171

7.5 正确的喷射技术171

7.5.1 喷嘴171

7.5.3 喷射混凝土的喷射加固172

7.6 喷射混凝土质量控制和测试172

7.6.1 基本目的172

7.6.2 喷射混凝土委托书173

7.6.3 资质证书173

1、承包商173

2、喷射工人173

7.6.4 施工前测试173

2、监理和验收174

7.6.5 施工过程中的质量控制174

1、试验174

7.7 喷射混凝土的应用--临时性喷射混凝土面层175

7.7.1 修整175

7.7.2 公差176

7.7.3 接缝176

7.7.4 防护和养护176

7.8 土钉应用中施工面层喷射混凝土的潜在问题176

7.8.1 一般的耐久性176

7.8.2 喷射混凝土的潜在问题176

7.9.2 喷射混凝土与传统现浇混凝土的比较177

7.9.3 耐久性与缺陷177

7.9.1 概述177

7.9 永久性喷射混凝土面层的附加问题177

7.9.4 材料178

7.9.5 喷射混凝土的应用--永久性喷射混凝土面层179

1、防护和养护179

2、永久性面层的喷射加筋180

3、表面处理180

4、修整180

5、容许公差180

7.10 钢纤维加筋喷射混凝土(SFRSC)181

6、接缝181

7、现场密度和渗透性181

8 合同方法、方案和规范183

8.1 承包商预先提供资质证书183

3.2 订合同的方法与定义183

8.2.1 业主设计的合同招标184

1、业主设计的合同和操作规范184

2、业主设计的合同、程序和法规186

8.2.2 承包商设计和建造(“整套合同”)的签约方法186

8.3 方案准备189

8.3.1 设计和建造签约的基本方案190

8.3.2 最终方案191

8.4 详细实例设计图191

8.5 指导施工规范191

8.5.1 业主-设计的指导规范191

8.5.2 承包商设计和建造申请的指导规范192

参考文献192

附录196

附录目次196

附录A 美国联邦公路总局土钉档土墙详细实例设计图(公制单位)197

1.1 土钉承包商的经验要求和须提交的材料208

1 说明208

附录B1 美国联邦公路总局永久性土钉和墙体开挖指南规范(业主--设计)208

1.2 施工场地勘测209

1.3 施工报告提交209

1.4 施工前会议210

2 材料210

2.1 材料处理和存贮211

3 施工要求211

3.1 现场排水控制211

3.2.2 一般道路开挖212

3.2.3 土钉墙结构开挖212

3.2 开挖212

3.2.1 开挖和墙线勘测控制212

3.2.4 墙体不连续面213

3.2.5 开挖工作面突出、空隙或阻碍物213

3.3 土钉安装214

3.3.1 钻孔214

3.4.3 灌浆设备215

3.4.1 砂浆混合料设计215

3.4.2 灌浆试验215

3.3.3 土钉安装公差215

3.3.2 土钉筋安装215

3.4 灌浆215

3.4.4 灌浆方法216

3.5 土钉试验(见评论3.5)216

3.5.1 证明试验土钉无粘结长度216

3.5.2 试验设备216

3.5.3 消耗性试验土钉生产前的检验试验217

3.5.4 生产土钉的证明试验218

3.5.5 试验土钉验收准则219

3.6.2 证明试验土钉220

3.7 土钉安装记录220

3.6.1 检验试验土钉220

3.6 被拒绝的试验土钉220

4 测量方法221

5 付款原则221

永久性土钉和墙体开挖指南规范的评论(业主-设计)222

附录B2 美国联邦公路总局土钉挡土墙指南规范(设计-建造申请)226

1 说明226

1.1 承包商的经验要求226

1.2 预批列表226

1.5.1 设计计算227

1.5 土钉墙设计报告227

1.4 土钉墙设计要求227

1.3 可用信息227

1.5.2 工程图228

2 材料229

3 施工要求229

4 测量方法230

5 付款原则230

附录C1 美国联邦公路总局临时性喷射混凝土面层和墙体排水指南规范(业主--设计)231

1 说明231

1.1 承包商的经验要求231

1.3 施工前会议232

1.2 施工报告232

2 材料233

2.1 喷射混凝土混合料设计234

2.1.1 骨料234

2.1.2 外加剂比例和使用234

2.1.3 加气剂234

2.1.4 强度要求234

2.1.5 混合料和配料234

2.2.3 试验板养护、试验样本提取和试验235

2.2.2 生产试验板235

2.2.1 生产前试验板235

2.2 现场质量控制235

3 施工要求236

3.1 墙体排水网络236

3.1.1 土工合成材料排水带236

3.1.2 墙脚排水236

3.1.3 连接管和渗水孔236

3.2.5 施工缝237

3.2.4 不合格的喷射混凝土237

3.2.3 运输和应用237

3.2.2 表面准备237

3.2.1 喷射混凝土布置和厚度控制237

3.2 临时性喷射混凝土施工面层237

3.2.6 修整238

3.2.7 土钉头承压板与螺母连接238

3.2.8 天气限制238

3.2.9 养护238

3.2.10 施工面层容许公差238

3.3 墙面层上部悬臂后的回填238

3.4 安全要求238

3.5 连接喷射混凝土面层的现浇混凝土面模238

5 付款原则239

4 测量方法239

临时性喷射混凝土面层和墙体排水指南规范的评论240

钢纤维喷射混凝土(SFRSC)242

附录C2 美国联邦公路总局永久性喷射混凝土面层和墙体排水指南规范(业主-设计)244

1 说明244

1.1 承包商的经验要求244

1.2 施工报告245

1.3 施工前会议245

2 材料245

2.1 喷射混凝土混合料设计246

2.1.4 强度和耐久性要求247

2.1.5 搅拌和配料247

2.1.1 骨料247

2.1.3 加气剂247

2.1.2 外加剂的比例和使用247

2.2 现场质量控制248

2.2.1 施工前试验板248

2.2.2 生产试验板248

2.2.3 试验板养护、试样提取和试验248

3.1.3 联结管和渗水孔249

3.1.2 墙脚排水249

3.1.1 土工合成材料排水带249

3 施工要求249

3.1 墙体排水网络249

3.2 永久性喷射混凝土面层250

3.2.1 喷射混凝土布置和厚度控制250

3.2.2 表面准备250

3.2.3 运输和应用250

3.2.6 最终表面的修整251

3.2.7 土钉头承压板与螺母连接251

3.2.8 天气限制251

3.2.5 施工缝251

3.2.4 不合格的喷射混凝土251

3.2.9 养护252

(1) 水养护252

(2) 薄胶养护252

(3) 薄胶片养护252

3.2.10 永久性喷射混凝土面层公差252

3.3 墙面层顶部悬臂梁后面区域回填252

3.4 安全要求253

4 测量方法253

5 付款原则253

永久性喷射混凝土面层和墙体排水指南规范的评论254

1.1 经验要求和报告257

附录D 美国联邦公路总局土钉墙监测仪器指南规范和详细实例设计图257

1 说明257

2 材料258

2.1 总论258

2.2 测斜仪258

2.3 应变计258

2.4 土钉荷重传感器258

2.5 读数盘258

3.2 测斜仪259

3.4 土钉荷载传感器259

3.3 应变计259

3.1 总论259

3 施工要求259

2.6 数据记录系统259

3.5 读数盘260

4 测量方法260

5 付款原则260

土钉墙监测仪器指南规范的评论261

附录E 土钉墙设计和施工质量的保险检验(公制单位)265

1 场地特性265

2 土钉墙设计266

3 方案准备267

4 说明书的准备268

5 施工监测和试验269

附录F 土钉头强度计算272

1 算例273

1.1 临时性喷射混凝土施工面层273

1.2 永久性现浇混凝土面层275

1.3 算例--土钉头强度概要276

2 土钉头标称强度表格276

2.1 参考文献278

5.2.1 工作荷载设计279

5.2.1.1 静态加载条件279

5.2 设计实例2：桥台挡墙的设计279

附录G 设计实例5.2和路堑挡墙的简化设计图279

5.2.1.2 地震荷载情况291

5.2.2 荷载与抗力系数设计300

5.2.2.1 静态加载条件300

5.2.2.2 地震荷载情况311

5.3 路堑挡墙初步设计的简化设计图322

5.3.1 设计变量322

5.3.2 设计图步骤331

5.3.3 设计图实例应用331