深基坑土钉墙和预应力锚杆支护分析对比.pdf

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1、2014年第3期·93·第40卷总第179期SichuanBuildingMaterials2014年6月DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2014.03.039深基坑土钉墙和预应力锚杆支护分析对比李宝平,侯艳峰(西安工业大学建工学院,陕西西安710032)摘要:随着我国城市建设的迅速发展，高层建筑的大的土钉群、喷混凝土面层、被加固的原位土体和必要的防量出现，建筑物的基础也愈来愈向大、深的方向发展，深基水措施组成,用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆坑施工事故时有发生，因此深基坑支护问题一直是我国建件,通常采取土中钻孔、置入有限变形钢筋(即带肋钢筋)

2、筑工程界的热点问题之一，通过分析对比深基坑预应力锚并沿孔全长注浆的方法做成,以长度不大而密度较大的土杆技术和土钉墙技术，分析各自的作用机理、优缺点，以钉置入基坑土壁中,将土体加固成为一种自稳定挡土结构期为设计、施工人员提供适合实际工程的最优选项。的支护体系。一般可分为打入式和钻孔注浆式两类,土钉关键词:深基坑;预应力锚杆;土钉墙;分析对比依靠与土体之间的粘结力或摩擦力,在土体发生滑移变形中图分类号:TU753.8文献标志码:B的条件下被动受力,并主要承受拉力;土钉也可用钢管、文章编号:1672-4011(2014)03-0093-02方钢、角钢等作为钉体,采用直接锤击打入土体的方法置[

3、2]入土中。0前言2预应力锚杆和土钉墙异同随着城市建设的发展,高层建筑的大量出现,极大地带动地下空间的发展,目前地下空间已在世界各大中城市2.1预应力锚杆和土钉墙相同点中都得到了开发利用,包括各类用途的地下空间使用,如预应力锚杆和土钉发挥作用时,都先把拉力通过周边超高层建筑的基坑、城市污水处理干管施工的深沟槽、江水泥砂浆的握裹力传给砂浆,然后通过砂浆传给周围土体,底隧道的暗埋矩形段及城市地铁建设工程中的车站基坑。土与砂浆发生相对位移,随即产生摩阻力,直到极限状态。在对这些地下空间的大规模建设时,出于经济效益等多方在锚杆和土钉注浆体周围,水泥浆都会渗入到土层中,形面因素的考虑,绝大多数的

4、基坑工程都采用便于施工、工成水泥浆嵌固体,增加了杆体与土体的摩阻力,从而提高程进度易于控制、经济效益相对较好的明面开挖法,由于了杆体的抗拔能力。预应力锚杆和土钉的施工工序相同,开挖面积和深度不断加大,且基坑工程一般处于城市繁华均是自上而下分层开挖、分层支护、随挖随支;相对传统地段,因此基坑施工安全事关重大,越来越受到重视。保的支护而言,二者基坑土壁面层的刚度较小,均属于柔性证基坑安全的各种支护方式也相继提出并应用到实际工程支护;基坑坑壁位移的形态相似,位移在地面处最大,随[1]中。受建筑场地工程地质条件的不确定性,设计计算理深度的增加而逐渐减小。预应力锚杆和土钉安装完成后,论尚不成熟,

5、施工管理不够规范等因素的影响,基坑工程土体未变形时均处于无预应力状态,只有在土体产生位移事故时有发生。深基坑事故主要原因包括深基坑支护系统后,才能发挥其作用。预应力锚杆和土钉加筋体抗力都是自身的失稳和深基坑开挖引起周围建(构)筑的沉降变形由加筋体与土之间产生的接触摩阻力提供的,加筋土体内过大。而深基坑支护结构的过大变形和边坡的失稳会引起部本身处于稳定状态,承受着其后外部土体的推力。预应基坑周围建筑物的破坏。因此,深基坑支护方式的选择对力锚杆和土钉墙的面层都较薄,在支挡结构的整体稳定中工程施工、周边建(构)筑物的安全至关重要。不起主要作用,土体开挖卸荷以及外部超载增加会使土体产生坡面膨胀

6、,而面层的设置在限制了坡面滑移同时起到1预应力锚杆和土钉墙了削弱土体内部塑性变形、加强外边界约束力的作用。1.1预应力锚杆2.2预应力锚杆和土钉墙不同点借助杆体自由段的弹性伸长施加预应力的锚杆,在其1)构造不同。预应力锚杆分为自由段和锚固段,其中安装完成后能及时主动提供有利于土体和结构物稳定的抗锚固段设置于潜在滑移面以外的稳定土体中,以提供较大力,有效抑制开挖地层的变形;可以显著提高地层软弱结的抗拔力;自由段被塑料套管所套护,灌浆只能使护套与构面或潜在滑裂面的抗剪强度,改善岩土体的应力状态;孔壁连结,而自由段杆体可在套管内自由伸缩,注浆体不能够通过张拉工序可靠地检验锚杆的承载力,确保锚

7、杆的对自由段产生约束,以保证将预加应力传递到锚固段内;[2]土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置的,但也可通过施工质量。预应力锚杆的作用就是避免基坑周围建(构)筑物和地下管线遭到变形破坏,提前发挥锚杆作用,限制直接打入较粗的钢筋或型钢形成,土钉沿通长与周围土体基坑土壁土体过大变形,使锚杆受力体系提前处于受力状接触,依靠接触面上的粘结摩阻力,与其周围土体形成复[3]态,可以有效地控制基坑变形,大大提高基坑边坡的稳定合土体,土钉在土体发生变形的条件