浅析土钉墙支护技术在基坑工程中的应用.doc

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1、浅析土钉墙支护技术在基坑工程中的应用秦皇岛市安装工程有限公司陶振芳［内容提要］土钉墙支护是通过土钉技术的加固使其成为一个复合挡土结构。尽管该技术应用较为广泛，但其理论研究却落后于工程实践，特别是对于土钉支护软弱岩质边坡工程的研究则更少，因此，本文通过分析土钉墙支护的特点，针对边坡支护的机理，以工程实例从施工材料及机具的准备，到施工工艺及质量控制的相关技术进行探讨，以期充分发挥土体空间支护作用，使边坡位移和变形及时得到约束限制。（关键词）土钉墙支护；边坡；材料；施工工艺；质量控制1、土钉墙支护的特点：土钉墙支护法，以尽可能保持、

2、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向土层表面，在喷层与土层之间产生“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统；喷层与嵌固层同具有保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷、前层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗等作用。土钉的特殊控压注浆使被加固介质物理力学性能大为改善并使之成为i种新地介体，其内I古I段深固于滑移面之外土体内部，其外固端同喷网面层联为i体，可把边缘不稳定的倾向转移的内固段及其附近并消除。钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效的调整

3、喷层与土钉内应力分布。2、土钉墙边坡支护的机理土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样，土钉墙在边坡的一定范围内形成了一个加固区，由于很密的土钉锚杆作用，滑移面不可能出现在加I古I区，只能产生于非加固区，从而使滑移面远离边坡，达到稳定边坡的目的，加固区的整体稳定，包括加固区抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施来解决、土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。2.1锚固作用密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围的土体变形。①土钉不需

4、要施加预应力，而是在土体发生变形后使其承受拉力工作；②土钉支护在边坡屮比较密集，起到了加筋作用，提高了土的强度，为被动受力机制。由于土钉在全长范围内与土体接触，其荷载传递在整个土体进行。2.2土钉浆孔对土体的挤密作用由于土钉锚杆的密度比较大，挤密作用的影响也较大，使加I古I区的土体比非加固区土体密度大。密集的土钉与土钉之间形成复合土体，其结构类似重力式挡土墙，个别土钉的破坏不会使整个结构的功能完全丧失。2.3护坡作用土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡治理中，土钉墙的面层还起到防止冲刷，

5、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。2.4土钉受力及规模一般锚杆长度在15-45m之间，直径较大，锚杆所承受的荷载可达400KN以上，某些预应力锚索设计荷载可达3000KNo其端部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏；而土钉长度一般为3-10m,浆体直径lOOmni左右，一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷一般在1OOKN以下，面层结构简单，利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足耍求。目前国内土钉支护结构主要用于建筑基坑支护上，用于公路边坡支护的较少。这主耍是因为基坑深度不大，一般不超过20叽但是山区，道路路堑边坡很高，

6、原来的力学平衡破坏严重，产生的滑坡推力每延米可达1OOOKN以上，采用土钉支护结构难以满足要求。对于一些滑坡推力小的土石质路堑边坡，仍可采用土钉支护，既节省投资，也能缩短工期，具有明显的优势。i些缺乏稳定性的高路堤或挡土墙也可以采用土钉支护加固，但还有待于我们改进土钉支护技术，使其有点发挥在整个边坡支护中。鉴于土钉墙的上述特点，在秦皇岛康馨家园小区的施工中，土方大开挖，通过专家论证，该小区地处河流冲击平原区，基坑开挖深度为10.6m,根据周边环境和地质条件，综合确定基坑侧壁安全等级为二级。地质勘查土质情况自上而下依次为素填土、

7、朵填土、粉质粘土、砂质粘土，全风化混合花岗岩、强风化混合花岗岩。索填土呈松散状态；杂填土呈松散状态；粉质粘土呈可塑状态；第二层粉质粘土呈软塑〜可塑状态，且土层较厚，属中高压缩性土；砂质粘土呈硬塑状态,全风化混合花岗岩为极软岩，岩体基本质量为V级；强风化混合花岗岩为软岩，岩体基本质量为V级；基础持力层为强风化混合花岗岩。地下水位较高，原始地而下1・5米既为地下水位，基坑开挖地勘建议采用管井降水进行降水，护坡采用土层锚杆挂网喷射混凝土护面，局部有电缆沟位置采用护坡桩支护，保证电缆沟及高压塔架的安全。根据上述地质及设计现状，我们对基

8、坑支付进行了专门的研究并组织了专家的论证，在保证安全的前题下，最大限度的降低工程成本。经过计算验算并对附近的同类地质条件、基坑深度相近的工程进行了实地考察，我们提出了用土钉墙支护挂网喷射混凝土护面的施工方案，这样就较土层锚杆降低了成本约30余万元。在土钉墙的施工过程中我们专门