击入土钉在基坑工程中应用探究

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1、击入土钉在基坑工程中应用探究中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，已在我国得到迅速推广和应用。土钉根据成钉方法主要可分为钻孔土钉与击入土钉两类。钻孔土钉，是最常见的土钉类型；即先在土中钻孔，置入钢筋，然后沿金长注浆。击入土钉，是在土体中直接击入钢筋、型钢、钢管或毛竹等，可以注浆或不注浆。击入主钉技术由于施工简便快捷、经济等优点在基坑工程中得到广泛的应用，其在基坑支护中的应用已有很多研究，但对击入土钉设计、构造和施工等若干问题仍需要进一步的分析和研究，为基坑工程中土钉支护技术和相关研究提供参考依据。

2、1设计计算击入土钉与钻孔土钉的设计计算过程基本相同，对土钉设计，关键是如何比较准确地确定土钉的抗拉承载力。抗拉承载力一般可由下式得到：T=KajiDt(1)式中，T为土钉锚体抗拉力(kN/m)；Ka为注浆增加系数,经验值可取1.3-1.5；D为土钉锚体直径(m)；t为土钉锚体与土体闻各层土的粘结强度(kPa)o由式(1)知，准确地确定土钉的抗拉承载力，关键是要准确确定土钉锚固体和其周围土体的界面粘结强度，从而可以确定其它的设计参数。界面粘结强度可以通过土钉抗拉试验确定，也可由下式确定：t=otg①+C(2)其中，0为平均深度处垂直应力；C、①为土钉切面处的粘聚力和内摩擦角。不同成孔方法及注

3、浆压力可对界面的粘结性能产生重大影响，从而影响击入土钉的设计计算。1.1成孔方法影响土钉的孔径相同时，土钉锚固体与其周围土体的粘结强度与土钉孔壁的径向应力有关，由物理学知识和式(2)不难得到，径向应力越大，粘结强度越大。击入式土钉的钉材植入时，挤压周围土体，除正常受土压力外，还受到径向的挤压应力，使得击入式土钉大于钻孔土钉锚体的径向应力。所以在同等条件下，击入式土钉的界面粘结强度大于一般成孔土钉。土的内摩擦角越大，差异性越大。现行相关没计规程，列出了一些不同土层土钉锚固体和其周围土体的摩阻力，但那些值较适用于钻孔土钉，用于击入土钉偏小。1.2注浆影响击入土钉注浆时，由于自身特点，必需使用压

4、力注浆对于渗透系数在10-1〜10-2cm/s之间的砂、砾石与软弱岩体浆体可渗入土的孔隙与岩体裂隙，从而提高粘结范围浆体不能渗入渗透系数小于10-3cm/s的粉细砂内。但在压力注浆下能使其密实、也改善粘结性能，提高粘结强度。当采用击入土钉不进行注浆支护时，仅钉材和其周围土体产生粘结，虽然由于挤压作用钉材和其周围土体接触紧密，但其钉上的接触面小，相对注浆土钉来说粘结范围较小;由式（1）可知，土钉的抗拉承载力并不理想。所以要提高其支护效果，尽量选择钢管或竹材等与土体的接触面积大的钉材，以提高其锚体抗拉承载力。2构造要求2.1土钉的长度与间距击入土钉的长度一般不宜过长，为保证实际地质土层中钉材的

5、击入效果，以钢管作钉材时，由于钢管长度一般为6m,因此，当设计土钉长度大于6m时，均需焊接接长，一般是先对焊再帮焊；采用毛竹作为钉材，要考虑钉材自身特点和击入施工情况，土钉长度一般不超过6m。击入注浆土钉间距没有特别要求，但对以毛竹等作为钉材的击入不注浆土钉，由于长度受钉材的影响，一般布设较密。2.2土钉的孔径击入土钉孔径由钉材确定，多采用①48X3.25,①57X5和①60X5等型号的热轧钢管（少数用冷轧钢管）或采用质地均匀①60-120nini的毛竹。对于击入注浆钉的计算直径并不是钢管外径，而是钢管与注浆的浆体外渗形成与钻孔注浆土钉相似锚固体的总外径：根据大量的现场拉拔试验和局部开挖量

6、测的结果，一般钉材外层注浆体厚度在20-25mm之间。2.3倾角土钉倾角宜在0°〜20。的范围内。击入土钉由于直接击入不需要预先钻孔,根据需要进行压力注浆或不注浆，故其倾角设置比较灵活。当土质较差，且基坑边坡靠近重要建筑设施需严格控制支护变形时，可在开挖前沿基坑边缘设置密排的竖向击入注浆钉，形成微型桩超前加固，以保持基坑的稳定。同时可以在开挖后基坑的坡脚设置击入钉，以阻止侧壁的滑移，减小基坑的变形。3施工工艺击入土钉的设置是土方开挖后直接击入钉材，可根据地质条件选用简易式撞锤、支架式打釘机或自行式振动打钉机。击入主钉缩短边壁土体的裸露时间，缩短了土钉的施工流程，保证了土钉支护的初期稳定性，

7、提高了基坑支护的效击入土钉通常是在钉材壁设置溢浆孔，并在孔口前上方设置前倾角盖，以便注浆。由于其出浆口少，截面小等特点,所以必需使用压力注浆。水泥净浆的水灰比宜为0.4〜0.6；在地下水丰富的砂层中注浆时，水灰比宜采用低值，且应加入早强减水剂。注浆压力根据地质情况取0.7〜3.5MPa：注浆时，若水泥浆注入量较少（6〜8kg/m）,不宜一味提升注浆压力，因压力太大可造成土体坡面崩裂破坏。4工程应用4.1工程概况某建筑群，