基坑工程中复合土钉支护技术的应用.pdf

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1、2012年3月t两目箍商施工技术基坑工程中复合土钉支护技术的应用谢晗晖(重庆市渝北区401121)摘要：本文从传统的土钉支护中常见问题出发．重点阐述了复合土钉支护的结构型式、结构的设计计算等方面，并结台工程实例充分体现了复合士钉在基坑支护中应用的优良特点。关键词：基坑支护；结构型式：复合土钉；地质条件刖昂土钉支护是在土体内放置一定长度和密度的士钉体，与被加固土体、混凝土护面固结后而共同工作，以弥补并增强土体的强度，限制其位移，增强坡体的稳定性。传统的土钉支护结构不能满足需要，需要运用复合土钉这种支

2、护结构来解决。复合土钉支护是将主动支护型式和被动支护璎式联合应用，柔性支护与刚性支护相结合，其作用原理归纳为分担荷载作用、止水抗渗作用、传递荷载作用、局部稳定作用和超前加同作用。工程中复合土钉支护即是将土钉墙与。一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系，它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝±面层、原位土体等。在软弱土层中的基坑支护中常会遇到以下问题：(1)基坑开挖引起地下水水头差在动水压力作用下，当基坑挖深超过某一深度后，基坑底部会出现涌砂、隆起等现象

3、，严重时将会影响基坑的稳定和安全，解决的方法是围护结构有足够的插入深度，增长地下水的渗流路径或完全杜绝地下水的渗流。(2)基坑开挖引起地下水水位变化，地下水会渗入基坑内．给围护结构建造、土方开挖、结构施工带来困难，所以有效的防渗帷幕是基坑支护的重要组成部分。(3)高含水量的软弱地层．尤其是淤泥和淤泥质土，自稳能力较差．它会随基坑的开挖而坍塌，有必要进行超前支护。l复合土钉支护结构型式复合土钉支护常见的结构型式如下：(1)土钉与止水帷幕复合支护。采用止水帷幕结合土钉支护型式，通常在基坑内降水，基坑外

4、不进行降水，避免了土体开挖后土体渗水、土体强度降低．以至不能临时直立而失稳及基底隆起、管涌等问题。(2)土钉与预应力锚杆复合支护。预应力锚杆主要特点是通过施加预应力来约束边壁变形，采用土钉与锚杆组合式支护技术．可有效地控制基坑变形，大大提高基坑边坡的稳定性。特别是在基坑比较深、地质条件及周围环境比较复杂，而对基坑变形又有严格要求时，这种联合支护型式更显示出它的优点。0)土钉与桩锚复合支护。常见的有两种形式：一种形式为上部一定深度采用土钉支护，下部采用桩锚支护形式：另一种形式为沿基坑开挖线以一定间距

5、设置桩锚支护，桩与桩之问再设置土钉。(4)土钉与微型桩复合支护。超

6、j1『微型桩以一定间距问隔布置，主要作用是超前加固开挖面的局部土体，小能止水防渗。对基坑没有防渗止水要求或地下水位较低，不必要进行防渗处理，可采用该复合支护型式。(5)土钉与止水帷幕、预应力锚杆复合支护。当环境条件不允许降水时，基坑围护需设置止水帷幕，止水后围护结构的变形一般比较大，在基坑较深、变彤要求严格的情况下，需要设置预应力锚杆限制基坑变形。一般情况下设置l。2排搅拌桩、1．3排预应力锚杆。(6)土钉与止水帷幕、微型桩、预应

7、力锚杆复合支护。在这种支护型式中，一般设置2。3排预应力锚杆，施作搅拌桩或旋喷桩形成止水帷幕，采用型钢桩或直径较人的微型桩。(7)土钉与止水帷幕、插筋、预应力锚杆复合支护。在搅拌桩或旋喷桩中插筋来加强支护结构的抗弯、抗剪性能，在草排桩中常插入型钢，在多排搅拌桩时插入多排钢筋或钢管，形成配筋的止水帷幕墙，再设置多排预应力锚杆。2复合土钉支护结构的设计计算复合土钉支护设计和验算采用的岩土性能指标应根据地勘报告、基坑降水、固结情况，按相关参数试验方法并结合临近场地的T程类比、现场试验、当地经验做出分析判

8、断，合理取值。支付结构的构件强度、基坑稳定性、锚杆抗拔力等按承载力极限状态进行验算．支护结构位移计算、基坑周边环境变形接正常使用极限状态验算。2，l复合土钉支护结构整体稳定性分析(1)普通土钉墙整体稳定性分析采用圆弧滑裂面计算，安全系数l(亭为：∑q【's+∑WI—qt岫sl咕——+∑WIsin0is∑吒cos(。，乜)《∑TNJsin迥乜)tm电∑w如。Is其中。k±钉墙整体稳定安全系数：c；为土体的粘聚力氇附；如为士体的内摩擦角(o)：L为土条滑动面弧长(111)：w；为土条质量(1￡N)；h

9、为十钉的极限抗拉力(kN)；S为土钉的水平间距(曲；0i为滑动面某处切线与水平面之

10、1Hj的夹角(。)；玛为土钉与水平面之间的夹角(o)；∈为折减系数。根据经验取0．5。(2)复合士钉支护结构的整体稳定性分析也采用圆弧滑裂面计算，计算中考虑止水帷幕、微型桩、预应力锚杆等的作用如图l所示。其计算公式为：扯皿—．L—止—皿—．LJ‘L扯掣簟簟．址—址．‘IL皿．摹屯—ILJ摹lL一

11、止—止—止—-上—虹—啦—“—“—啦—¨—“—舢—¨—“—“—驯L山L山L—‘L耻瓤卫“—止—止—也_‘