2、土钉支护面层土压力计算
目前无论学术界和工程界都比较普遍认为土钉支护技术的面没必要计算,直接按规范或工程经验通过构造来配置,面层钢筋网使用的钢筋直径比较多的是6.5至10.0,钢筋网间距比较常用的是150mm至250mm,作为工程而言,成熟地区经验固然可以甚至值得借鉴。但是作为一个工程问题而言,个人觉得还是有必要在理论上进行下分析。
目前有几位同仁对土钉支护面层土压力的计算分析进行一定的研究工作,土钉支护技术规程里面也有对面层土压力计算的方法:
通过对规范面层土压力计算公式的计算分析,发现该计算方法计算的作用在喷射混凝土面层上的土压力比较大,按照目前常用的构造配筋无法满足要求。本人对预应力锚杆柔性支护法技术进行了一定的分析工作,当锚下承载结构连接为一体时,或近似一体时,在面层内侧一定深度范围内会形成土拱效应,土拱将后侧的水平荷载直接传递到锚杆,而土拱将部分水平荷载传递到面层(土拱不完全发挥);后侧水平荷载不传递到面层(土拱完全发挥作用),因此,考虑土拱效应时,作用在面层上的土压力其实很小。下面是本人对面层土压力的部分计算结果:
最后通过和部分实测面层土压力的对比分析,得出了一个计算面层土压力的简化计算公式:
后来在一些基坑支护的设计中,对于面层钢筋网间距的选择时,我们参照上面这个计算公式,将面层简化为单向板或双向板构件进行计算配筋,配筋及钢筋间距都比较合理。规范一般采用正方形间距配筋,考虑到设计的情况及该计算方法的应用,可采取矩形间距配筋,也就是考虑了面层的受力筋和构造筋。个人觉得比较合理。
尽管这个方法是针对预应力锚杆柔性支护法分析得出来的。我认为这个方法同样可以应用在土钉支护中,但是前提是必须设置加强筋,而且加强筋是竖向设置。因为锚下承载结构横向布置(类似于土钉加强筋横向布置(这个很常用)时,相关的研究分析工作还没有完成)。
希望大家积极探讨,畅所欲言!