土钉和锚杆在基坑支护中的应用与比较

高国峰

北京天源建筑工程有限责任公司 北京 101400

引言

现阶段伴随着经济的发展与进步，城市之中建设用地日益紧张。因此实际建筑楼层处被不断加高，同时在建筑过程之中也开始重视对于地下建筑的实际运用。而这也就使得地下空间得到了较为广泛地运用，所以目前对于基坑的设计具有重要意义。与此同时，在实际之中还要重视对于基坑的维护设计，并且要对实际施工管理进行规范，进而使得其建设在这一过程之中能够得到有效发展。

1 土钉和锚杆在基坑支护中作用机理

1.1 锚杆支护实际作用机理

锚杆在实际中作为受拉杆件，并且其在实际中大多数时候都是斜向成孔，紧接着再将锚杆埋入其中，完成之后再进行水泥砂浆的注入工作。进而可以在实际当中利用锚固体土体之间的摩擦力，以及拉杆和锚固体之间的握裹作用力间的共同影响，使得其能够负荷住实际作用在支护结构之上的力。并且从相应支护的实际原理来考虑，在实际工程施工过程中如果实际土层相对比较优质，实际中锚杆主要作用就是对不稳定土体的压力进行平衡。而在这一过程之中，倘若其土层地质条件较差，对于实际支护的运用就需要以土层实际物理学性质的改变为主要目的。并且在具体环节之中，无论土层实际情况处于何种形式，这一支护形式都能够起到相应作用[1]。

1.2 土钉支护实际作用机理

在实际之中，对于土钉支护技术的运用主要以一定倾角成孔，并且在此基础之上将钢筋依照相应标准放到孔的内部。接下来在孔的内部进行注浆操作，进而使得其能够形成相应土钉体，紧接着再进行拉钢筋网的实际操作，使得其能够与土钉进行相应连接。并且最后环节则需要在实际坡面进行混凝土的喷射，进而使得土钉体与其周围的土体之间能够紧密结合起来。同时其与实际接触界面之上的粘合力以及摩擦力进行结合，则能够助力于复合土体的形成。并且在实际之中，针对这一支护技术实际运用存在隔水性较差等相应问题，则要能够通过运用相应搅拌桩的打造来进行解决。而这也就使得这一技术能够更好地满足硬土低层的实际要求，然而在实际之中其效果虽然十分显著，但是其相应理论体系却并没有达到健全的标准。所以对这一技术进行实际运用的过程之中，需要以严格的原则作为基础，进而使得其现场施工能够得到较为有效的指导。

2 土钉和锚杆在基坑支护中的区别

2.1 二者应力存在一定差别

现阶段在实际施工环节之中，由于土钉支护和锚杆支护十分相似，所以很多施工人员在实际施工时会对其进行混用。然而这与实际施工标准要求是相违背的，这二者的混用有可能会造成施工质量无法达到实际标准要求。而在实际之中，由于两种方式所运用的支护具体形式存在一定程度差异，所以相应受力物体实际界面上内力的状态也存在一定区别。并且这两种支护方式之间的应力也存在一定区别，而这一不同之处则在实际受力的不同上充分地体现了出来，而在实际之中，锚杆支护这一形式其受力机制主要处于被动状态，而土钉支护这一形式其受力机制则处于主动受力状态。并且在实际锚杆支护的过程之中，则主要依靠其将地基土层与工程结构物进行连接，并且相应支护结构实际负荷则首先经过实际杆体到达锚固体，在此基础之上，再经由实际锚固体到达地基土层，进而使得实际中产生的负荷全部由地基土层来负担，从而使得其能够更加稳固。而在实际之中对于土钉结构，一般情况下则不进行实际预应力的施加，并且在实际之中往往通过相应措施的运用使得其产生位移，进而使得相应摩擦力在这一环节之中能够得到极大程度发挥。

2.2 实际设置密度以及粘合长度各不相同

在实际基坑支护的过程之中，在对于锚杆支护的实际设计过程之中要能够对相应长度范围进行相应设计。并且施工人员要能够认识到，锚杆只有在这一长度范围之内才会与周围土体接触并产生实际支护作用，并且对于实际荷载也只能够通过锚固段进行传递。而土钉支护则与其存在着较大的差别，在实际之中土钉支护的黏合长度一般情况下与实际土体之间处于完全黏合的状态。而对于实际密度的设置，而这也存在着相应的差别，锚杆支护相对于土钉支护而言，其施工过程之中对于定位精度的实际要求一般偏高。因此在实际施工过程之中，要能够依据实际差别落实施工活动，进而促进其实际技术发展与进步[2]。

2.3 实际承受荷载存在相应差别

在基坑支护实际过程之中，土钉支护以及锚杆支护二者所能够承载的实际负荷存在一定差别。锚杆支护在实际过程之中所能够承受的具体负荷一般都超过了400kN，并且其相应结构要更加复杂。而其原因则是为了能够最大程度避免相应面层受到冲击而被破坏，并且在实际之中锚杆有较多的挡土建筑物，其中包括相应钢板桩等结构。而土钉支护在实际之中对于承载力则没有太高的要求，因此在实际之中，单独地土钉所承担的符合都在100kN之下，并且其实际面层结构也十分简单，通过对于混凝土的喷射，以及相应尺寸垫板的实际运用就可以达到实际要求。

2.4 实际施工规模存在一定程度差别

在实际操作环节之中，单根锚杆长度大概在十五米到四十五米的范围之类，而这也就导致其在实际施工环节之中对于机械具有相应要求；而相比较来看的话，土钉支护施工规模就要小得多。同时在实际之中，土钉支护抗拔荷载这一传递机理则使得拉力施加于土钉被拉端时，则与抗拉端距离较近的实际土钉单元在被拉伸以后也会出现一定的变形。因此，在实际施工环节之中，要能够切实考虑到不同支护手段的优缺点，并依据实际工程具体情况进行相应支护手段的选择。

3 土钉支护与锚杆支护之间实际施工的比较

3.1 实际基坑支护中土钉支护施工要点

在实际施工过程之中，对于土钉支护结构的运用首先要注重对于实际倾斜角度的控制，要将其控制在十度到十五度之间，并且其成孔直径也要能够符合相应工程实际要求。同时在实际之中，对于相应钢筋网的编结要做到尽可能均匀，同时还要能够将焊接接头的运用进行落实，进而使得其能够随着实际开挖进行分层来进行。与此同时，相互之间最大间距也不能大于200mm，还要能够使得实际焊接十分牢固。而对于实际混凝土的选择则至少要能够达到C20以上的强度，进而使得其实际喷射效果能够得到有效保障。并且对于实际水泥的选用也要严格按照相应标准来进行，并且要将其中的实际含水量控制在5%～7%，进而使得其能够达到最完美的凝结效果。而在实际中，对于混凝土喷射机的实际工作压力要将其设置在0.3～0.4MPa这一范围之内。并且实际施工要进行先后两次喷层，对于第一层的喷射要在钢筋网片绑扎之前进行，而第二次的喷射操作则在实际绑扎环节完成之后进行即可。并且实际之中每一层实际喷射的厚度要将其控制在50mm左右，同时还要能够将实际误差控制在一定范围之类。而在实际施工环节之中，要注意将喷头以及相应喷射面控制在一定距离范围之内，同时还要做到从下到上并与喷射面保持垂直。同时在实际之中，为了有效避免地表水流入基坑这一问题的出现，在实际中要能对坡地进行相应散水面设计，并且还要能够在实际散水层之中埋设相应花管，进而使得内部积水这一问题能够得到较为有效地解决[3]。

3.2 实际基坑支护中锚杆支护施工要点

在实际施工环节之中，对于锚杆支护施工也有很多需要注意的事项。首先对于锚杆杆体进行施工以及安装的过程之中，对实际锚杆杆体要能够依据实际长度要求对其进行切断操作，与此同时还要能够以两米为间隔将其和隔离架进行绑扎。与此同时，在实际杆体下放环节之中，要能够在相应隔离架中心孔的位置将注浆管放入其中，并且要将注浆管顶端部位与孔底保持五十到一百厘米的实际距离，同时在这一环节之中还要能够将杆体以及钢绞线以十分缓慢的速度放到孔的内部，进而使得实际插入孔内的杆体长度能够得到有效的保证，使得其能够比实际设计长度多出95%。而在实际注浆环节之中，要能够分两次来完成这一工作。并且实际注浆过程之中要能够保证平缓且连续，并且在第一次进行注浆操作的具体过程之中，要能够将实际压力保持在1MPa这一范围之内，并且对于实际注浆工作要等到孔内的液体以及气泡整体排干净以后，要对其再进行灌浆操作一分钟左右方可停止第一次灌浆。而第二次灌浆操作则需要在第一次操作完成之后2到4小时内完成，并且要将实际注浆压力控制在1～3MPa这一范围之内。而在完成先后两次灌浆操作以后，等到实际锚固体强度等级大于15MPa以后，就可以运用相应操作法对其进行张拉操作。并且在实际张拉操作前还需要能够按照相应力度大小要求进行与张拉的操作，同时还要能够依据实际结果对相应锚具进行具体调整，进而对其进行正是张拉。

3.3 质量监控需要注意事项

在实际施工环节之中，相应施工人员要能够积极进行地质量检测，进而使得实际施工质量在这一环节能够得到较为有效的保障。同时这一环节之中，还要能够对基坑顶部相应建筑物进行观测，进而使得基坑周围建筑物的安全能够得到较为有效的保障。而在实际之中，要重视相关注意事项，进而助力于相应支护技术的运用。

3.4 土钉支护与锚杆支护的优缺点

在实际施工环节之中，对于相应施工手段的实际选择要能够根据现实状况来对其进行分析，因此在对于土钉支护以及锚杆支护实际作用的比较过程之中，要能够依据实际的建筑工程来讨论其优缺点，进而助力于其实际运用。例如在实际设计环节之中，锚杆支护与土钉支护之间就存在着较大的差别，首先二者在实际长度以及倾角之间就各不相同，其次相互之间的直径间距也存在着一定程度差距。而在实际之中，锚杆支护的安全系数则一般都控制在1.5到2.5的范围之内，但是土钉支护的安全系数范围在1.3到1.933这一区间，因此土钉支护的实际安全性明显要比锚杆支护更高。同时锚杆支护还存在造价高、规模较大、对实际施工设备要求高等缺点，而其优点则在于现阶段其施工技术相对较为成熟，安全性更有保障。而土钉支护在实际之中则存在挡水性能较差的问题，然而其造价却相对较低，并且实际施工规模也不大，同时其施工也较为简单。因此在实际施工支护技术的选择过程中之中，要能够从实际情况出发，进而选择合适的支护技术[4]。

4 结束语

综合来看，伴随着我国建筑工程的发展与进步，对于实际支护工艺的运用也越来越广泛。同时目前实际基坑支护的施工质量对于建筑物的质量也有着重要影响，因此在实际施工环节之中要能够尽可能保证实际施工质量，进而使得地下建筑的安全性以及稳定性能够得到有效保证。并且在这一环节之中，对于实际支护技术的选择要能够从实际情况出发，进而促进城市发展与进步。