关于复合土钉支护技术在基坑工程中应用研究

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1、关于复合土钉支护技术在基坑工程中应用研究　　【摘要】在建筑领域，因土钉支护技术施工范围较小、施工时间较短，并且在很大程度上可以节约施工资金，因而得到了越来越广泛的应用。本文主要结合广东省某基坑工程为例，简要探讨下复合土钉支护技术在基坑工程中的应用，希望能够为同行带来一定的帮助。【关键词】复合土钉支护技术；基坑工程；应用1引言随着城市建设的不断发展，城市建筑物逐步向高度和深度发展，基坑越来越深，基坑周围环境条件更加复杂，基坑支护技术也在不断随之发展。土钉支护技术以其特有的施工空间小、施工周期短、施

2、工成本低等优点已经在基坑支护工程中得到越来越广泛的应用。针对某基坑工程复杂地质和环境条件，选用复合土钉支护技术，取得了成功应用。2工程概况5该工程位于广东省某地区，主楼地上29层，裙楼地上4层，均设有地下室，基坑开挖深度16m。基坑周围环境复杂，东侧与两幢5层居民楼房相邻，间距3.0～5.0m；北侧与某电子仪表实业集团的4层楼相接，间距约3.5m；西侧紧靠市区主干道；基坑东侧地下管道纵横交错，下水管道破损严重，边壁有渗水现象。场地表层为人工填土层，其下为冲积层、残积层。人工填土层厚度为2.10～

3、3.85m。该层为素填土，由粘性土组成，局部含瓦砾，固结性差，土质不均匀。冲积层厚度3.60～8.80m，顶面埋深2.90～5.90m，主要为粉质粘土和粘土，局部为淤泥质土，粉质粘土呈软塑～可塑状态，可塑状态粘土层内聚力为19.8～35.1kPa，内摩擦角为15.0°～17.0°。残积层厚度为14.40～30.20m，顶面埋深为1.6～11.70m。该层为粉质粘土，局部上部为粘土，上部主要为可塑状态，下部主要呈硬塑状态。可塑状态粉质粘土内聚力为15.1～19.9kPa，内摩擦角为22.6°～25

4、.8°。3支护结构方案概述复合土钉支护的典型剖面在基坑西侧，16m深的基坑边坡内共设置13排土钉，长13～25m，竖向间距1.2m，水平间距为1.2m或1.5m，在其中的6排土钉内，采用土钉与锚杆（或锚索）相间布置，即其中的一半土钉用锚杆（索）代替，锚杆（索）的水平间距为2.4m或3.0m。采用150mm厚钢筋网喷射混凝土面层，每排土钉的端头之间采用加强筋相连，如图1所示。图1土钉端部与面层的连接图5对于基坑东侧和北侧，因有4～5层建筑物距离基坑较近，为保证建筑物安全，对该段复合土钉支护作了局部

5、加强设计，其具体措施如下：（1）局部加强基坑边坡中部（沿高度方向），在这一位置设置两排加长的预应力锚索，其长度超过常规设计的土钉长度1/3以上，为45m。加长锚索的水平间距为3.6m（为同排土钉水平间距的3倍），每一锚索的设计抗拨力为600kN，施加预应力300kN。（2）局部加强部位的钢筋网喷混凝土面层采用双层钢筋网，钢筋网规格分别为一层φ16mm，网格150mm×150mm和一层φ12mm，网络150mm×150mm，喷射混凝土厚度为350mm。4支护设计验算该工程设计验算包括3方面：（1）

6、根据土体侧压力计算土钉的拉力，验算土钉锚固长度；（2）采用圆弧滑动面条分法验算支护的内部稳定性；（3）将预应力复合土钉支护视为“重力式挡土墙”，验算其外部整体稳定性。该工程的土体内聚力和内摩擦角变化较大，为简化计算，取其加权平均值作支护的稳定性分析，分别为20kPa和20°，土的重度取20kN/m3，地面荷载取20kPa。对坑边有房屋基础的部位，考虑了基础带来的附加应力对支护的影响。通过验算，该工程土钉长度和截面、边坡内部整体稳定性、外部整体稳定性（抗滑移、抗倾复和抗隆起）验算均满足规范要求。5

7、复合土钉支护施工5.1施工工艺流程5基坑开挖成孔→钢筋网制作→安放土钉（锚杆、索）→注浆→钉（锚）端焊接→喷射混凝土→张拉预应力。5.2基坑开挖及边坡修整基坑土方开挖采用挖机作业。采用人工修整边坡，确保坡面角度和坡面平整度符合要求。5.3土钉（锚杆）孔施工土钉（锚杆）孔采用锚杆机成孔，选用钻头的直径须符合设计要求。土钉孔施工完成后，需将孔内残渣清除干净，以保证注浆质量。对于超深孔，在成孔过程中需采用高压空气分段吹孔，以将孔内残渣余泥清理干净。5.4土钉（锚杆）制作与安放土钉（锚杆）应按照设计要求

8、制作，严格控制土钉长度、钢筋焊接质量等。为确保土钉安放在孔的中心位置，需沿土钉长每隔1.5～2m焊一组（一般为3个）定位支架。对特别软弱土层，应在支架外包一层0.5～0.7mm厚铁皮，防止支架陷入孔壁。5.5注浆注浆质量是保证锚杆和土钉抗拔力的关键。该工程注浆液分两种，一种为纯水泥浆，其配比为水泥∶水=1∶0.45～0.5（当选用1∶0.45时需添加减水剂），用于锚杆孔注浆；另一种是水泥砂浆，其配比为水泥∶水∶砂5=1∶0.6∶0.5，用于土钉孔注浆。在施工过程中必须按照设计要求，严格控制浆液配