深基坑土钉支护技术的应用探讨

张 明

中国石油大学储运与建筑工程学院，山东青岛 266580

深基坑土钉支护技术的应用探讨

张 明

中国石油大学储运与建筑工程学院，山东青岛 266580

在深基坑支护工程中，土钉支护能适用于多种地质条件，其独特的性能对于维持基坑的稳定具有关键性的作用。本文结合工程实例，简要探讨了深基坑土钉支护技术的应用。

深基坑；土钉支护技术

近些年，随着建筑施工工艺以及技术水平的不断提升，有效开发地下空间已成为城市建筑的发展方向。深基坑土钉支护工程对于地下基础乃至整个建筑来说非常关键，直接影响着建筑工程的地下基础顺利施工，影响着建筑工程的地下结构和上部结构，对于建筑工程的质量与安全意义重大。

1 工程概况

某高层综合楼建筑工程是由两栋16层建筑组成，地上14层，地下2层，整个基坑宽32m，长124m，深10.6m。一边为商业街，一边为综合住宅楼，并且距离综合住宅楼较近，距离综合住宅楼较近仅10m。这样就给基坑支护带来一定困难，由于施工场地狭小，最终确定临近商业街的方向采用土钉支护技术。

2 工程地质条件

场地地层土质分布情况如下：

（1）杂填土：平均厚度为1.58m，杂质土中主要组成部分是黏性土。

（2）粉质黏土：平均厚度为1.9m，土质含氧化铁，为黄褐色，土质不均，并且夹粉土薄层，软塑。

（3）粉质黏土：平均厚度为2.9m，土质含氧化铁结核及姜结石，为黄褐色。

（4）粉土：平均厚度为1.1m，含氧化铁，褐黄色，干强度底。

（5）粉土：平均厚度为2.9m，含氧化铁结核，褐黄色，局部粉质黏土和细砂薄层。

表1 地层土质主要物理力学性能

3 基坑支护结构设计

（1）土钉墙墙面坡度1：0.3

（2）土钉布置：土钉按梅花形共设8排。

（3）土钉参数设置：土钉长7～12m，直径为100mm，倾角15度，横向、竖向间距均为1.1m，土钉杆材料为硅酸盐普通水泥浆32.5级，水泥浆的水灰比为0.40～0.50。

（4）面层参数：混凝土强度等级为C20，混凝土面层喷射厚度为110mm，内设钢板网4×2×15，采用纵横拉结筋锚固面层钢板网与锚杆端部，纵横拉结钢筋直径为18。

4 施工现场检测

根据基坑工程周边环境情况、工程的特点以及施工规范要求，采用精密光学仪器在施工过程中进行水平位移监测土钉应力。按设计分层分段进行支护施工，土钉竖向间距确定分层开挖基坑深度，基坑工程分段开挖长度为15m，测试土钉在相应开挖步骤完成后按测试方案要求设置。

4.1 监测水平位移

水平位移的初始值在基坑开挖前测试，然后按照开挖的速度进行测量，每开挖一步就测量一次，测得锚杆距基坑面0.7m、1.6m、2.9m、4.1m、5.1m、6.4m、7.6m、9.0m等深度不同水平位移变化较明显(水平方向位移的公式X=Vt(V为初速度）)。见下图，随施工日期的变化，其水平位移也发生变化。

图1 随施工日期的变化水平位移变化趋势

水平位移在土体开始开挖时增幅较明显，开挖完成后逐渐趋于稳定，边坡上部的土体在开挖时影响较大，随深度的增加位移逐渐减小。

4.2 检测喷射砼厚度

全部检查孔处的喷层厚度，用凿孔法检测。每个断面60%以上应大于设计厚度，同时，检查孔处厚度的平均值，最小值也要大于设计厚度的一半；起码不应小于设计厚度值。本次监测检查孔处的喷层厚度，共检测30点，全部符合规范要求。

4.3 监测土钉的拉力

监测土钉的拉力工作可以结合施工现场测试同步进行。开挖施工前期监测土钉的拉力工作每天测量一次。监测土钉的拉力工作在施工后期也要每天一次，不过在特殊情况下要加密监测频率（例如：发现土钉受力或变形较大时）。土钉受力及变形稳定后属于土钉拉力的稳定期，在此期间可以每2天测量一次。随施工日期的变化，土钉支护受力也发生变化，从土钉置入边坡土中开始，每天土钉的拉力都有增加，深基坑开挖深度越深。土钉的拉力增加幅度越大，土钉的受力具有开挖效应，下层土体开挖均影响着上层土钉的受力，土钉的拉力各层均有变化。土钉内力最大值是在土钉的内部，随着开挖深度越深，上排土钉的最大拉力逐步移动到土钉尾部。

5 结语

综上所述，土钉支护的受力与变形时间效应非常明显，土体的应力和变形导致边坡水平位移以及土钉拉力发生变化，土钉支护分层开挖后，要想减小基坑的位移量，那么就要及时设置土钉，土钉设置越早，越能够及早约束土体变形。通过实践和检测我们可以看出，土钉支护的变形趋势是：靠近底部的位移很小，靠近上部的位移最大，土钉变形自上而下逐渐减小，这一点说明土钉的最大拉力位置在上部，距面层越近土钉承受的拉力越大。拉力值从土钉的最大拉力点到末端减小的很快。所以，下部采用长土钉是不科学的，下部可适当减少土钉的长度；适当减小土钉间距，采用密而短的土钉就可以有效的发挥土钉的加固作用。运用土钉进行基坑支护，一定要科学监测，做到信息化施工。为了有效约束土体变形，分层开挖后要及早设置土钉，土钉的设置越快越好，土钉设置越早越能够减小开挖对土体的影响。另外，我们还要注意土钉设置后，要使用早强剂并且停留一段时间使注浆体达到一定强度，要确定土钉与周围土体黏结牢固然后再继续进行开挖。

[1]王广超.复合支护结构在基坑支护中的应用[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2008，35(3).49-51

[2]陈肇元，崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2000

[3]聂重军，许百盛，雷鸣.复合土钉支护技术在深基坑中的应用[J].长沙大学学报，2009.5：63-66

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.022