土钉支护技术论文十篇

土钉支护技术论文篇1

关键词：土钉支护；设计；施工；现场监测

1前言

深基坑支护设计与施工是目前城市高层建筑施工的重点和难点，有不少建筑工程由于深基坑支护的失误，导致重大经济损失并延误工期。因此，在经济合理的前提下，确保深基坑支护工程的安全可靠，已成为当前城市建设中的一项重要课题。

土钉墙支护造价便宜，工期短，在10m左右的深基坑中大量的应用。某饭店深基坑采用土钉墙支护，通过设计、施工的控制以及在正常使用和雨季中的监控、处理，确保了基坑的安全。

2工程概况

某饭店总建筑面积6.1万m2(见图1)，钢筋混凝土框架抗震墙结构，主楼16层，设有二层地下室，基础东西长258m，南北宽51m，筏板基础，基底标高-6.400m/-8.300m/-11.660m。地面标高为-0.350m～-0.790m，基坑开挖深度为6.030m～10.950m。

根据地质勘探报告揭示场地内基坑支护影响范围内岩土层主要为①填土层1.3～2.6m;②粘质粉土0～2.5m;③砂质粉土1.6～5m;④粉质粘土0.3～6.3m;⑤粉质粘土、粘质粉土、砂质粉土、粉砂4.8～11.7m。

场区内实测三层地下水，第一层上层滞水水位埋深0.80～3.00m,第二层潜水水位埋深5.80～8.50m，第三层潜水水位埋深25.40m。

基坑北侧临城市主干道，基坑南侧为住宅小区（6F），东侧为学校（3F）。

3基坑支护设计方案

根据现场实际情况，综合考虑安全、经济、场地条件、周边环境及施工工期等因素，采用土钉支护支护方案（见图2）。地质勘探报告揭示场地地下水位较高，实际开挖中自然地面下1.0m左右见水。

3.1基坑降水

考虑到保证地下室干燥施工作业，采用大口径管井抽水的降水方案，降水井布置在离开挖线1.0m处。基坑最深处底面标高为-11.66m，考虑将地下水降至基底下1.0m以下。沿基坑四周布管井83口，井距8.0m左右，在基坑内部局部集水坑处布置渗井。

降水井深度约11～16m；降水井孔径为φ600，全孔下入水泥砾石(砂)滤水管，管底封死，管外填滤料。滤料的规格2～4mm，滤料填至孔口以下2m，上部回填粘土封至孔口。

3.2土钉支护

出于地下结构施工操作空间的需要，基坑侧壁与地下结构外墙之间的肥槽为0.8m（见图3）。

Ⅰ区土钉墙高度6m，坡度1:0.2，布置4排土钉，采用Ф16HRB335钢筋，水平间距为1.5m，土钉长3m～6m，孔径110mm，排距1.5m。

Ⅱ区土钉墙高度11.66m，坡度1:0.3，布置7排土钉，采用Ф20HRB335钢筋，水平间距为1.5m，土钉长5m～9m，孔径110mm，排距1.5m。其中第二排采用7-Φ5预应力锚杆，长度14m。

土钉墙边坡面层挂Φ6.5@250×250钢筋网和1Ф16@1500横向压筋。

4土钉支护施工

工艺流程如下：基坑降水施工土方开挖至土钉标高下50cm土钉成孔杆体支放注浆坡面修正铺设钢筋网喷射混凝土重复工序至基坑底基底排水沟，基底施工。

土钉墙施工随土方开挖进行，基坑边坡原则上分段分层开挖，采用“中心岛”开挖方式，即先沿基坑边线开挖出10m宽条形护坡作业面。

土方开挖至土钉设计标高下0.5m后，采用机械成孔，孔径110mm，并对孔深、孔径、倾角进行控制。成孔后及时插放钢筋，并注浆。土钉杆体采用水灰比为0.5，P.O32.5普通硅酸盐水泥浆注浆，在一次注浆完成2.0h内进行二次补浆，并将孔口封堵。

喷射砼施工采用分段进行，同一分段内喷射顺序按照自下而上施工。面层喷射100mm厚C20细石混凝土，混凝土配合比为水泥:砂:石＝1:2:2。

5施工监测

基坑支护工程监测内容为：土钉墙顶部水平位移观测；基坑周边沉降观测；地下水位监测。

5.1地下水位监测

5月10日项目开工，到6月22日降水井施工完毕连续抽水后，水位基本维持在8m左右，不能满足施工的要求。经过分析，增加Ⅱ区水泵数量、调整水泵抽水深度后并昼夜抽水，使水位下降到开挖面1.0m以下。

5.2基坑位移监测

土方开挖前测定基坑坡顶水平位移、沉降位移初始值；坡顶水平位移、沉降监测点沿基坑坡顶边线设置，间距约30m；土方开挖过程中，每日监测一次。沉降观测的基准点设置在基坑开挖影响范围之外市政道路上。

水平位移的观测采用视准线法，以南侧基坑水平位移监测为例（见图4），在要进行位移观察的基坑槽壁上设一条视准线，并在该视准线两端基坑影响范围之外设置两个工作基点A、B，分别作为主站点及后视点，然后沿着该视准线在槽壁上分设若干观测点，直接在读数尺读出测点的位移。

开挖到设计深度，通过对水平位移监测数据分析，Ⅰ区6m深的基坑坡顶最大水平位移10mm，基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比1.7‰，Ⅱ区11m深的基坑最大水平位移接近30mm，基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比小于3‰，满足设计提出的监测值控制标准要求坡顶位移的警戒值30mm。以南侧基坑水平位移监测为例，变形发展见正常位移变形曲线（图5）。

6雨季中出现的危机情况和处理措施

7~8月北京地区进入雨季，夏季雨水天气给施工带来了不便和影响，随着几场暴雨的来临，危及边坡支护

安全的险情不断出现。

6.1危机情况

基坑边坡锚钉和面层喷射混凝土已施工完，在坑壁局部出现了出水点和悬挂水。基坑东侧边坡坑壁出水点水量逐步加大并迅速形成涌水和涌砂现象，东侧1～A轴到1～E轴土体局部塌方，紧临基坑5m的艺术学校院内侧出现裂缝。

南侧临住宅小区基坑支护变形超过警戒值，地面最大裂缝65mm（图6），实测南侧12#、13#观测点水平位移75mm，最大沉降位移170mm。水平位移变形发展见雨季位移变形曲线（图5）。

基坑西、北两侧场地条件较好，全部进行了硬化处理。从观测数据分析，开挖到设计深度，基坑坡顶水平位移在雨季中变形稳定。

6.2危机处理

对于坑壁局部渗水，在基槽四壁增加泄水孔，孔深0.6m，高度距槽底0.8m，间距2m。在护壁中插入周边带孔眼的包网塑料排水管，把局部渗水通过暗埋在土钉坡面内的塑料排水管引入基坑周边排水沟及集水坑中，利用水泵及时抽排，加快边坡粉土层排水固结。

基坑东侧1～A轴到1～E轴采取分级支护，首先把高2.5m，宽4.0m的土卸除，在－7.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆，长度16m。

基坑南侧12#、13#观测点变形最大的位置延长到临近观测点，即11#～14#观测点之间近100m范围内边坡角堆土卸荷，堆土3.0m高，3.0m宽。在基坑南侧－3.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆，长度16m。

按上述措施进行施工和危机加固处理后，对整个基坑及邻近建筑物的位移进行了跟踪监测，各观测点均处于稳定状态。同时对基坑开挖后，地面裂缝的开展情况进行了跟踪监测，各观测点的裂缝均处于稳定状态。

6.3原因分析

6.3.1经过现场复查，基坑东侧艺术学校院内离基坑水平距离6.5m，埋深3.5m，沿基坑分布两条污水管道，从南往北走向，将土体在垂直方向切成两段。院内雨水排入污水管道，污水管道不畅通，雨水渗入土体，致使东侧1～A轴到1～E轴基坑失稳，土体下滑。对本工程基坑周围地下管线埋设情况掌握不准确，场外来水影响了基坑的稳定。

6.3.2基坑南侧临住宅小区绿化带，坡顶距现状围墙2.0m。实测场地高差：场内比场外低0.5m。雨水渗入土体，基坑深度范围内的粉细砂地层，加上中间粉质粘土隔水层，影响半径小和渗透系数小，降水难度大，影响了基坑的稳定。

6.3.3基坑西、北两侧场地条件较好，全部进行了硬化处理。通过对水平位移监测数据分析，开挖到设计深度，基坑坡顶水平位移在10mm以内，变形稳定。说明水源远近是影响基坑稳定的主要因素。地表水渗入土体造成坡体土层的力学性能指标严重下降和坡体水压力增加。

7结论

7.1实践证明[2]：土钉墙支护结构对水的作用特别敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重，更为主要的是会降低土的抗剪强度和土钉与土体之间的界面粘结强度。后者是土钉能够起到加固和锚固作用的基础。

7.2基坑施工监测和动态设计对土钉墙支护结构非常重要。本工程南侧基坑水平位移在雨季发生较大变化后，根据实际情况及时对设计作出必要的修改，取得了很好的效果，避免了倒塌事故。

参考文献：

土钉支护技术论文篇2

关键词：复合土钉技术；基坑工程；应用

中图分类号：TU74文献标识码：A

复合土钉技术支护技术及基坑支护设计

土钉支护技术是对基坑土体的一种加固支护形式，是对土力学的一种应用。用土钉墙实现基坑支护和护坡具有成本相对较低、速度快且操作简单等特点，在基坑工程中得到了广泛的应用。现行基坑工程中，土钉支护是继传统桩、墙、锚等支护体系后又发展起来的一种比较成熟的支护技术。而复合土钉技术是针对单独的土钉支护所存在的一些缺点和不足，将其与传统的锚杆支护和桩支护等技术相结合，在土钉结构中加入锚杆或者小型的桩等保证土钉墙的稳固减少其变形等情况的发生。以土钉支护作为基础发展的复合土钉技术通过搅拌桩作为隔水幕从而实现基坑早起的围护，将其与砖孔灌注桩和搅拌桩等传统方法向结合，保证其加固的效果。随着力学研究的深入及施工工艺的改进，在复合土钉技术施工过程中对周围土体的影响相对减小，能够有效的避免和控制施工过程中周围土体的变形等问题。

复合土钉技术应用于基坑支护时要根据工程具体施工地点的地质条件等进行合理设计并且通过比较选择最优的设计方案。基坑支护方案设计之前要进行充分的现场勘察和论证，在勘察的过程中仔细分析当地的水文地质情况，土层的结构、是否存在岩层及基坑周围的既存建筑物的安全等，将这些要素都予以考虑时，所作出的设计方案才能更好的满足基坑支护的要求。在设计施工方案时，还应该考虑经济因素、施工过程中的安全问题等等，以保证施工的顺利进行和施工成本的可控。基坑支护方案的确定是一个比较选择的过程，要针对工程的具体情况确定复合土钉墙的结构形式，并且对其中锚杆、桩等的结构和规格做出合理的设计以保证其自身结构的安全和稳定同时又能对基坑起到良好的支护和变形预防的作用。

在具体施工设计的过程中，还应有相关的变形监测方案，针对基坑周围建筑物等的情况，确定观测的重点和使用的相关仪器安置点等，从而及时发现可能存在的变形问题并制定有效的应对方案，保证支护工程的质量。

基坑支护施工工艺

对于基坑支护工程而言，在设计方案选定之后便要确定具体的施工方案和所应使用的施工工艺。基坑支护的施工流程是从基坑的开挖开始的，在完成工程面的开挖支护便要对其边坡做出相应的修整以方便后续工作的开展，然后通过放线进行定位，完成定位之后按照符合土钉支护的施工步骤逐步完成施工。在这过程中其所应考虑的施工工艺有基坑坡面的施工、土钉技术自身的施工工艺问题以及锚杆等结构的施工工艺。

基坑坡面的施工工艺是基坑开挖过程及坡面修整过程中所涉及的问题。在开挖的过程中施工方应该和土方队保持联系，并且实现协调沟通和配合。根据设计对坡面设计的比例雅阁控制开挖的步骤和深度，避免超挖等现象，并且便开挖便修正坡面以保证其平整度。同时还要结合开挖坡面的稳定性及时调整开挖的深度，及时进行坡面的加固，以保证施工的安全和质量。

土钉的施工工艺则是在坡面修整完成后进行的，在施工前要对坡面进行严格的检查，保证坡面各项指标符合设计方案要求的前提下，进行防线定位以确定锚孔的位置，并且通过人工使用洛阳铲来成孔。成孔时保证其角度和直径等符合设计方案的要求，完成后对孔深、孔径等进行检查，在确定上述成孔因素和锚筋长度合格后，将锚筋和注浆管插入到距离孔底有一定距离的深度，并且及时进行注水灌浆并二次压浆。并且在灌浆时应该保证水泥灰浆的比例符合设计方案的要求，保证其在支护结构中能够充分的起到加固和稳定的作用。

锚杆的施工工艺根据其具体的施工流程而各有侧重，在锚杆安放时应该保证其顺直排列并且根据工程具体情况在杆体轴线的固定位置设置隔离架以保证锚杆能够处于孔径的中央，使用专用的注浆泵来进行注浆并且进行二次补浆至注满锚孔，注浆完成一周左右再进行张拉以锁定锚杆。

施工过程中可能遇到的问题及解决措施

复合土钉技术随着工程和技术的发展得到了广泛的应用和具体施工技术的改进，但是，由于工程情况的特殊性及复杂性在具体的施工中可能还会面临一些问题。为保证工程的顺利进行及工程的质量，我们便要从这些问题采取相应的解决措施。

首先，由于基坑工程施工地点的地质条件以及施工条件相对复杂致使基坑不同边的坡地坪标高不同，加之各个基坑的深度也存有差异。因此在施工过程中便要对相关基坑边坡所使用的土钉数量、规格及具体的结构等做出相应的调整，以保证土钉支护真正起到加固基坑的作用。

其次，当出现地下障碍物而使的孔位及其长度无法按照设计方案进行施工时，现场施工人员可以通过对土钉入射角度、间距以及位置的调整来避开障碍物。但是该种调整的范围可能会超过设计方案允许的数值时，应该及时与现场负责的技术人员和设计人员进行沟通，结合现场实际协商处理。

再次，在基坑开挖过程中也会出现因为施工地点土质较为松散而发生部分土体的不稳定和土体滑落等情况。对此，在施工过程中应该时刻关注拟开挖土体的土质情况，及时调整开挖的深度；在开挖的同时进行砂浆或者混凝土的喷射以防止其滑落，并在喷射完成后再进行土钉的施工，实现对该土体的加固；对于已经滑落的土体视其体积大小使用一些编织袋等工具将土填充密实，然后再架设钢筋网等，为后续的施工提供稳固的基底。

参考文献：

[1]许宏发,郭少平,陈伟.复合土钉支护技术在基坑工程中的应用[J].岩石力学与工程学报,2004(z1).

[2]吕超.论基坑工程中复合土钉支护技术施工[J].东方企业文化,2012(6).

土钉支护技术论文篇3

中图分类号：V448.15+1 文献标识码：A 文章编号：

1、引言

1、引言

土钉墙支护是较浅基坑支护最常用的方式，经济快捷。由于多种原因，很多人对土钉抗拔试验与检测概念模糊不清缺乏正确的认识，在工程设计、管理中做出错误的判断。如土钉抗拔力的检测，通常是按设计的承载力进行张拉，这是不合理的。因为检测张拉时的总抗拔力包含了滑动体部分范围内的抗拔力，而设计抗拔承载力实质是指滑动体以外土部分土钉的锚固力。因此造成一般抗拔力试验都远大于设计承载力的假象。

土钉墙支护是较浅基坑支护最常用的方式，经济快捷。由于多种原因，很多人对土钉抗拔试验与检测概念模糊不清缺乏正确的认识，在工程设计、管理中做出错误的判断。如土钉抗拔力的检测，通常是按设计的承载力进行张拉，这是不合理的。因为检测张拉时的总抗拔力包含了滑动体部分范围内的抗拔力，而设计抗拔承载力实质是指滑动体以外土部分土钉的锚固力。因此造成一般抗拔力试验都远大于设计承载力的假象。

土钉支护的特点是分层开挖分层支护，土钉支护稳定性包括每一步骤分层开挖过程中(各深度土层开挖后到本次开挖深度范围土钉施工达到设计强度前)的边坡稳定和达到设计要求开挖深度后最终工况稳定，整体上全过程的稳定才能讲土钉支护边坡处于稳定安全状态。单根土钉发挥作用与工况密切结合，错误的观点认为，土钉的试验与检测，放在基坑支护完工后的工况，按照设计软件计算出的单根土钉抗拔力设计值进行抗拉拔检测，这样的检测工作是没有任何意义的。

土钉支护的特点是分层开挖分层支护，土钉支护稳定性包括每一步骤分层开挖过程中(各深度土层开挖后到本次开挖深度范围土钉施工达到设计强度前)的边坡稳定和达到设计要求开挖深度后最终工况稳定，整体上全过程的稳定才能讲土钉支护边坡处于稳定安全状态。单根土钉发挥作用与工况密切结合，错误的观点认为，土钉的试验与检测，放在基坑支护完工后的工况，按照设计软件计算出的单根土钉抗拔力设计值进行抗拉拔检测，这样的检测工作是没有任何意义的。

2、土钉工作原理

2、土钉工作原理

土钉受力过程可分为三个阶段：⑴引孔植入土钉并注浆，浆液凝固之前，起不到约束土体变形的作用，因此内力为零。⑵土钉打入地层并注浆，且注浆体凝固，地层成为加筋复合体。如果进一步开挖下一层土体，下一层土体侧向位移并影响到上层的加筋复合体，该加筋复合体在下层土体的牵动下，产生继续侧向变形的趋势, 但拉力集中在土钉的端部，且沿土钉长度快速衰减。⑶随着基坑继续开挖，深

土钉受力过程可分为三个阶段：⑴引孔植入土钉并注浆，浆液凝固之前，起不到约束土体变形的作用，因此内力为零。⑵土钉打入地层并注浆，且注浆体凝固，地层成为加筋复合体。如果进一步开挖下一层土体，下一层土体侧向位移并影响到上层的加筋复合体，该加筋复合体在下层土体的牵动下，产生继续侧向变形的趋势, 但拉力集中在土钉的端部，且沿土钉长度快速衰减。⑶随着基坑继续开挖，深

图1 土钉受力模型

图1 土钉受力模型

度增加，产生土体侧向位移的范围(滑裂面变化范围)也在增加。加筋复合地层中的土钉拉力也逐步增加，且拉力的最大值也往后移动，拉力峰值出现的位置随土钉所处位置不同而不同。通常情况下，越靠上的土钉，其拉力峰值越靠后，越靠下的土钉其拉力峰值越靠前。将各排土钉拉力峰值联系起来，即是该边坡的潜在滑裂面。土钉受力模型如图1所示，最大受力点在实际产生的滑动面与土钉的交界点，而具有锚固作用的土层为滑动面以外部分，滑动面以内部分土体产生向坑外的拉拔力荷载。

度增加，产生土体侧向位移的范围(滑裂面变化范围)也在增加。加筋复合地层中的土钉拉力也逐步增加，且拉力的最大值也往后移动，拉力峰值出现的位置随土钉所处位置不同而不同。通常情况下，越靠上的土钉，其拉力峰值越靠后，越靠下的土钉其拉力峰值越靠前。将各排土钉拉力峰值联系起来，即是该边坡的潜在滑裂面。土钉受力模型如图1所示，最大受力点在实际产生的滑动面与土钉的交界点，而具有锚固作用的土层为滑动面以外部分，滑动面以内部分土体产生向坑外的拉拔力荷载。

通常土钉墙内部整体稳定性分析计算选用的模型如图2。

通常土钉墙内部整体稳定性分析计算选用的模型如图2。

图2土钉墙内部整体稳定性分析计算模型

图2土钉墙内部整体稳定性分析计算模型

按图中计算模型，土钉墙稳定性计算抗滑力主要有三部分组成：⑴、沿滑动面土体内聚力产生的抗滑力见式1；⑵、土体内摩阻力产生的抗滑力见式2；⑶、土钉处于滑裂面以外部分的抗拔力产生的抗滑力见式3，其中前一项为土钉抗拔力的切线分力，后一项为土钉法向分力作用在滑裂面上，而使得滑裂面上产生的附加摩擦力。

按图中计算模型，土钉墙稳定性计算抗滑力主要有三部分组成：⑴、沿滑动面土体内聚力产生的抗滑力见式1；⑵、土体内摩阻力产生的抗滑力见式2；⑶、土钉处于滑裂面以外部分的抗拔力产生的抗滑力见式3，其中前一项为土钉抗拔力的切线分力，后一项为土钉法向分力作用在滑裂面上，而使得滑裂面上产生的附加摩擦力。

式1：

式1：

式2：

式2：

式3：

式3：

上式中各符号含义：

上式中各符号含义：

Ci、ψi、Li：

Ci、ψi、Li：

为第i土层粘聚力、内摩擦角、弧长；

为第i土层粘聚力、内摩擦角、弧长；

θj为第j土条与滑弧面中点处法线与垂直面夹角；

θj为第j土条与滑弧面中点处法线与垂直面夹角；

wi第i土条自重；

wi第i土条自重；

α土钉倾角；

α土钉倾角；

T nj滑动面以外部分土钉的土体约束力。

T nj滑动面以外部分土钉的土体约束力。

从上述模型分析来看，式1、式2主要受土体的自身力学性质影响，而人工处理加强的部分，设计土钉的抗拔力是滑动面以外部分土钉的土体约束力(式3)。

从上述模型分析来看，式1、式2主要受土体的自身力学性质影响，而人工处理加强的部分，设计土钉的抗拔力是滑动面以外部分土钉的土体约束力(式3)。

3、土钉抗拔承载力试验

3、土钉抗拔承载力试验

采用用密实注浆法锚固于地层中的单位长度土钉其抗拔能力决定因素取决于以下三者的最小者：

采用用密实注浆法锚固于地层中的单位长度土钉其抗拔能力决定因素取决于以下三者的最小者：

⑴土钉材料自身强度；

⑴土钉材料自身强度；

⑵土钉与水泥浆体的粘结力；

⑵土钉与水泥浆体的粘结力；

⑶水泥浆体与地层之间的粘结力；

⑶水泥浆体与地层之间的粘结力；

土钉杆体材料多采用钢筋，通过室内材料试验可以确定强度；土钉与水泥浆体的粘结力受水泥浆体强度与密实度影响较大，取决于其施工工艺，也可根据规范取值；水泥注浆体与地层之间的粘结强度的确定可以采用如下几种方法：

土钉杆体材料多采用钢筋，通过室内材料试验可以确定强度；土钉与水泥浆体的粘结力受水泥浆体强度与密实度影响较大，取决于其施工工艺，也可根据规范取值；水泥注浆体与地层之间的粘结强度的确定可以采用如下几种方法：

⑴考虑地质勘察报告提供的钻孔灌注桩的侧壁摩阻力值；

⑴考虑地质勘察报告提供的钻孔灌注桩的侧壁摩阻力值；

⑵采用经验公式取值；

⑵采用经验公式取值；

⑶查阅相关规范、规程提供的经验值。

⑶查阅相关规范、规程提供的经验值。

⑷通过现场拉拔试验确定土钉注浆体与地层之间的摩阻力强度

⑷通过现场拉拔试验确定土钉注浆体与地层之间的摩阻力强度

为了获得最佳设计参数，土钉应进行抗拔试验。试验土钉应与工程土钉相区别，在单一土层中施工，工艺与工程土钉相同，长度也不宜过长。试验的休止期应根据工程开挖进度需要和土钉的强度确定。拉拔试验应根据《基坑土钉支护技术规程CECS 96:97》要求进行。

为了获得最佳设计参数，土钉应进行抗拔试验。试验土钉应与工程土钉相区别，在单一土层中施工，工艺与工程土钉相同，长度也不宜过长。试验的休止期应根据工程开挖进度需要和土钉的强度确定。拉拔试验应根据《基坑土钉支护技术规程CECS 96:97》要求进行。

4、土钉工程质量检测

4、土钉工程质量检测

土钉工程质量检测，可参照桩基检测方式进行，包括承载力检测和土钉成型质量及杆体强度质量检测。由于土钉抗拔承载力的检测主要是检测滑动土体外锚固段的抗拔力，但由于土钉是全长注浆的，检测时应先破除(采用麻花钻、洛阳铲等小型钻机设备掏空)假定滑动面至护坡面部分土体(结合开挖工况确定)，按土钉实际受力土层每延米锚固力，计算锚固段的锚固力，用此锚固力来评价土锚的抗拔承载力。受力模型见图3。

土钉工程质量检测，可参照桩基检测方式进行，包括承载力检测和土钉成型质量及杆体强度质量检测。由于土钉抗拔承载力的检测主要是检测滑动土体外锚固段的抗拔力，但由于土钉是全长注浆的，检测时应先破除(采用麻花钻、洛阳铲等小型钻机设备掏空)假定滑动面至护坡面部分土体(结合开挖工况确定)，按土钉实际受力土层每延米锚固力，计算锚固段的锚固力，用此锚固力来评价土锚的抗拔承载力。受力模型见图3。

图3抗拔土钉检测要求模型

图3抗拔土钉检测要求模型

土钉成型质量及杆体强度质量检测可以参考《锚杆锚固质量无损检测技术规程 JGJ/T 182-2009》要求进行。该规程中提供了“声波反射法”检测土钉杆体完整性的方法，原理与基桩完整性低应变检测相似，声波透射法检测波形示意图见图4，由于当前施工工艺差异很大，注浆后不同土层中土钉周围土体浆液的渗入影响不同，检测的效果差异很大。考虑到当前土钉、锚杆用量巨大，检测数据对工程管理及施工技术提高作用不可忽视。因此，检测工程师不仅要对检测的精度有充分的认识，同时要对施工的工艺要认真调查了解，不断地积累经验，才能做出正确的判断。

土钉成型质量及杆体强度质量检测可以参考《锚杆锚固质量无损检测技术规程 JGJ/T 182-2009》要求进行。该规程中提供了“声波反射法”检测土钉杆体完整性的方法，原理与基桩完整性低应变检测相似，声波透射法检测波形示意图见图4，由于当前施工工艺差异很大，注浆后不同土层中土钉周围土体浆液的渗入影响不同，检测的效果差异很大。考虑到当前土钉、锚杆用量巨大，检测数据对工程管理及施工技术提高作用不可忽视。因此，检测工程师不仅要对检测的精度有充分的认识，同时要对施工的工艺要认真调查了解，不断地积累经验，才能做出正确的判断。

图4 声波透射法检测波形示意图

图4 声波透射法检测波形示意图

5、结论

5、结论

因而，土钉检测的另一项不足的是土钉与喷锚网的连接强度，早期部分采用土钉钢筋弯钩与加强筋进行连接，这种连接一般比较可靠。但对于较大直径钢筋进行加工相对难度大一些，因此从方便施工的角度主要是采用加强筋与土钉焊接连接，这种连接的质量检测方法还欠缺。尤其对于土质较差，侧压力较大的情况连接不好会存在安全隐患，这方面尚要加强。

因而，土钉检测的另一项不足的是土钉与喷锚网的连接强度，早期部分采用土钉钢筋弯钩与加强筋进行连接，这种连接一般比较可靠。但对于较大直径钢筋进行加工相对难度大一些，因此从方便施工的角度主要是采用加强筋与土钉焊接连接，这种连接的质量检测方法还欠缺。尤其对于土质较差，侧压力较大的情况连接不好会存在安全隐患，这方面尚要加强。

土钉支护技术存在问题和发展展望土钉支护以其经济、施工方便的特点在我国得到了快速的发展和应用，经过10多年的广泛应用，针对各种地质和环境条件，我国创造性地发展了复合土钉支护、预应力锚杆柔性支护以及土钉与排桩结合等多种方式，为解决我国复杂多变地质条件下的又快又省的支护技术作出了贡献，同时在土钉力计算和位移分析方面做出了新的工作，对于完善土钉支护的设计理论取得了新的成就。然而由于以前土钉支护设计理论尚不够完善，以致一些土钉支护产生了事故，由此影响了土钉支护的进一步推广应用，要使土钉支护技术能更好的推广应用，尚应在设计理论和检测技术方面进一步发展完善：①在稳定分析方面，对于复杂的地质条件下尚应完善分析方法。简单的圆弧滑动法对于有软土夹层或倾斜岩面等坑壁可能是不适用的，可以考虑数值方法的强度折减法进行补充；②位移分析方面尚还缺可靠实用而又有较高精度的方法，由于对位移估计的不准确，在周边环境有严格位移限制时尚不能更好的应用；③对复合土钉支护的分析方面尚缺乏有效的方法，进一步深入研究和完善复合土钉支护的稳定和变形方法可以使土钉支护技术得到更大范围的推广应用。在此也提出土钉支护稳定分析的设想：现有土钉支护稳定分析有外部、内部、局部问题，相对复杂一些，目前规程中主要是采用圆弧滑动法进行内部稳定计算，其他计算还不规范，但仅进行圆弧滑动法验算不够全面和安全。其实更简单的方法可考虑验算水平和竖向的稳定性，水平验算可验算土钉力与土压力的平衡，竖向验算地基的承载力，因此只需两项简单的验算可能是更简单的方法。

土钉支护技术存在问题和发展展望土钉支护以其经济、施工方便的特点在我国得到了快速的发展和应用，经过10多年的广泛应用，针对各种地质和环境条件，我国创造性地发展了复合土钉支护、预应力锚杆柔性支护以及土钉与排桩结合等多种方式，为解决我国复杂多变地质条件下的又快又省的支护技术作出了贡献，同时在土钉力计算和位移分析方面做出了新的工作，对于完善土钉支护的设计理论取得了新的成就。然而由于以前土钉支护设计理论尚不够完善，以致一些土钉支护产生了事故，由此影响了土钉支护的进一步推广应用，要使土钉支护技术能更好的推广应用，尚应在设计理论和检测技术方面进一步发展完善：①在稳定分析方面，对于复杂的地质条件下尚应完善分析方法。简单的圆弧滑动法对于有软土夹层或倾斜岩面等坑壁可能是不适用的，可以考虑数值方法的强度折减法进行补充；②位移分析方面尚还缺可靠实用而又有较高精度的方法，由于对位移估计的不准确，在周边环境有严格位移限制时尚不能更好的应用；③对复合土钉支护的分析方面尚缺乏有效的方法，进一步深入研究和完善复合土钉支护的稳定和变形方法可以使土钉支护技术得到更大范围的推广应用。在此也提出土钉支护稳定分析的设想：现有土钉支护稳定分析有外部、内部、局部问题，相对复杂一些，目前规程中主要是采用圆弧滑动法进行内部稳定计算，其他计算还不规范，但仅进行圆弧滑动法验算不够全面和安全。其实更简单的方法可考虑验算水平和竖向的稳定性，水平验算可验算土钉力与土压力的平衡，竖向验算地基的承载力，因此只需两项简单的验算可能是更简单的方法。

总的情况，目前土钉支护设计理论在我国应用后虽然取得了新的进步，但与排桩、地下连续墙等刚性支护的设计理论相比，还不够成熟，尚待完善。同时，设计理论还要结合施工工法来完善，工法在发展，设计理论还是相应落后一些。

总的情况，目前土钉支护设计理论在我国应用后虽然取得了新的进步，但与排桩、地下连续墙等刚性支护的设计理论相比，还不够成熟，尚待完善。同时，设计理论还要结合施工工法来完善，工法在发展，设计理论还是相应落后一些。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

土钉支护技术论文篇4

Abstract: The application of soil nailing wall retaining technique in deep excavation is summarized in this paper. Subsequently ， the design and construction processes of soil nailing are interpreted. Matters needing attention during construction are mentioned. By analyzing the measurement results，it is known that the method is safe enough.

关键词： 土钉；作用机理；深基坑

Key words: soil nail；action mechanism；deep foundation pit

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0093-01

0引言

近年来建筑的发展模式由平面型向，地下和空间发展成为一大趋势。基坑的开挖深度也越来越深，周边环境越来越复杂，深基坑开挖的问题也日益突出，给深基坑支护技术提出更高的要求。因此土钉墙是用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。

1土钉墙支护技术工作机理

工作机理

土钉在复合土体中的作用机理以及复合土体的整体作用机理如图1所示。

置入土钉后，土钉起作箍束骨架的作用，土钉利用自身的强度和刚度以及在土体中合理的空间组合，将主动区土体和稳定区土体连在一起构成新的复合土体。如图1所示，此时边坡稳定至少由a-b-c-d范围的土体提供，形成稳定的重力挡墙。

2工程应用实例――郑州某深基坑支护程

郑州某住宅小区地下两层车库，南北宽为36.5米，东西长190 米，车库两侧已建的五栋高层住宅楼基础底面埋深仅为-3.6米，车库基础底标高为-11.4米，独立柱下支盘桩基础，车库外墙距高层住宅外墙最近距离为4.6米。

3深基坑支护工程方案确定

地下车库的外墙离周围建筑较近，车库底板埋深在地下11.4米，受周围环境的限制，土方开挖不可能大放坡，要垂直挖土施工，因而需采取支护措施。

4土钉墙的设计与计算

4.1 土钉墙的设计根据地质勘察报告提交的工程地质条件，结合本区域地质工作经验，该工程支护结构技术参数选取如下：土壤内摩擦角平均值θ=23.9，土壤内聚力平均值为C=24KN/m2，地面均布荷载q=60KN/m2，土的重力密度γ0=17.0KN/m3，土钉锚固体为M10水泥浆，喷射混凝土强度等级为C20，面层厚度100mm，土钉杆件为螺纹18钢筋，土钉倾角10-15°，计算时取平均值α=13°，土钉抗拉力分项系数γ0=1.3，钻孔直径为100mm，土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值qsk=80KPa，土钉墙坡面与水平面夹角β=85°，相邻土钉水平、垂直间距Sx、Sz=1.4m。土钉抗拉承受力计算如图2。

4.2 土钉墙的力学计算土钉墙整体稳定性验算：根据土钉墙在不同的开挖深度及基坑底面以下可能滑动面应用圆弧滑动条分法，按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）中6.2.1公式进行整体稳定性的验算（见图3）。结果各层土钉的深部破裂面是稳定的，从而得出整个滑动面的稳定性是安全的。

5土钉墙施工工艺与施工监测

5.1 施工工艺土方开挖时必须紧密配合土钉墙施工，分层开挖，做到开挖一层、支护一层。）土钉墙沿基坑四周挖槽施工，开挖宽度控制适宜。每一段开挖后，立即进行土钉支护，每一施工层次的土钉施工在完成后，一定即时绑扎钢筋网，迅速的完成焊接，立刻喷射混凝土，要求8h内完成支护工作。为了保证已开挖的基坑稳定，应该在第一道土钉墙施工完毕并达到75％的强度以上，面层混凝土喷射完毕3d以上方可开挖下一层土方。成孔后应该及时安放土钉（连同注浆管）送入土中。喷射底层混凝土采取商品混凝土，等级为C20细石混凝土。土钉安装之前一定要进行隐蔽检查验收；采用注浆泵按低压（0.6MPa）方法进行注浆填孔，注浆的浆体搅拌均匀后立刻使用，注浆应达到标准压力及注浆量饱满。然后进行面层混凝土喷射。面层喷射完毕终凝后，12h内应进行覆盖养护，12h后可淋水养护，日淋水不少于3次，养护时间不少于14d。

5.2 施工质量控制①实行全面的质量管理，对每一道工序进行严把质量关。对土钉的安装、注浆、喷混凝土等关键工序实行工程技术人员跟班作业，确保质量符合设计要求。②严格的掌握开挖深度，严禁超挖，保证边壁稳定，待土层喷锚支护稳定后，才能继续开挖。③做好现场排水，不要使地表水流入基坑，基坑四周沿基坑顶部地面构筑排水沟，在现场每一个转角设置地表集水井降排水，及时将坑内地表积水排走，保持坑内作业面和坑底干燥。

5.3 施工监测本形式的围护结构体系，从基坑边道路地面沉降变形、深层土体侧向位移和护坡裂缝观察情况等综合监测结果来看，基本在设计控制变形范围内，表明本基坑采用土钉墙支护设计和施工是成功的。

6结论

本工程采用土钉墙支护获取良好的效果，做好监测，及时发现问题，采取必要的紧急措施，保证工程的安全和周边的稳定。与其他桩墙支护相比，工期可缩短五成以上，节约造价60％左右。

参考文献：

[1]张玲玲.土钉墙支护技术现状分析[J].山西建筑，2008，34（28）：138-139.

土钉支护技术论文篇5

关键词：土钉墙技术 深基坑 支护 应用

前言

近年来，我国的交通运输业，尤其是公路交通运输业发生了较快地发展。公路交通业的快速发展，对于公路的质量的要求也日益增大。因此，需要有先进的公路施工技术来满足这一不断增加的要求。当前时期下，公路施工技术也开始应运而生。其中土钉墙技术就是随着公路交通运输业的发展而逐渐兴起的新型建筑技术。

1 土钉墙技术概述

1.1 土钉墙技术概念

由于土钉墙技术工艺流程较为简洁，所耗资金较少，因此，土钉墙技术在深基坑支护中得到了广泛地应用。所谓土钉墙支护是通过土钉、土体以及喷射混凝土面层共同作用而形成的复合土体的支护结构。土钉墙是在挡土墙的基础上发展起来的，它与挡土墙相比，它可以使施工工艺简化，而且其适用的范围较广。因此，我们可以对土钉墙技术下一个详实的定义，即它是在土体内设置一定长度和分布密度的土钉体，通过土与土钉体共同发生作用，有效提高土墙整体的刚度、弥补土体抗拉、抗剪强度不足的缺点，增强边坡土体自身的稳定性，从而对土体的有效支护。

1.2 土钉墙技术的应用现状和使用范围

随着我国公路施工技术的不断发展，土钉墙技术也走在公路施工技术的前列，已经在欧美发达国家有了广泛的应用，尤其是在英、美、德等国家。该技术在我国的起步时间较晚，但是随着我国经济的快速腾飞、人们对建筑质量的要求以及追逐经济效益的最优化的要求越来越高，土钉墙技术在我国建筑业中很快立足了脚，现在已经广泛地应用于钢筋混凝土灌注桩、地下连续墙、锚杆挡墙等方面。

土钉墙的适用范围：用于建筑物的高度在15m以下的基坑和边坡支护，在实际的工程中一般应用于高度为6―11m，且斜面坡度应该控制在65―90°的范围。

2 土钉墙技术的应用实例

2.1 工程概况

拟建地上长约100km、宽约15m的某高速公路，地上3层，地下2层，开挖深度为11m左右，该基坑为深大基坑，安全等级为一级。工程的东南西北侧均为山地，其中有一侧为钢筋混凝土灌注桩，剩下的三册则为土钉墙支护。

2.2 工程地质条件

根据相关的地质勘查资料显示，在基坑深度一级影响范围之内，各类地基学物理学指标均较适合应用土钉墙技术施工。如粘土的深度为3.8米左右，空隙比为0.887,压缩模量为6.7MPa，内摩擦角为10.2°，内聚力为42N；粉质粘土的上述指标依次为6米左右、0.891、8.33MPa、12.9°、30N；粉砂为15.8米左右、0.991、13.96。

2.3 土钉墙施工参数设计以及基坑支护方案的选取

2.3.1 施工参数设计

（1）土钉层数：6层，并用洛阳铲或机械成孔。（2）土钉之间的水平间距：1.5m，并呈倒三角形布置。（3）土钉孔径为100mm，锚筋直径为22mm，长度为6m或者9m不等。（4）倾斜角度：15°。（5）孔内注浆用水泥净浆，并保证水泥的硬度在等级为32.5的强度，水灰比为50%。（6）面层喷射混凝土配合比为砂：水泥：石子为2:1:2。

2.3.2 基坑支护方案的选择

通过对土质、边坡受力、变形、基坑挖深等的分析，本工程基坑支护的设计方案为土钉墙支护。土钉墙支护的一大优点就是它能够满足稳定性的要求、工期短、投资少。整个工程支护如果选用土钉墙支护，仅需85万元。最后经过研究决定，本工程基坑支护采用土钉墙加预应力锚杆的支护方式进行。那么综合了二者之间的优点，可以使整个施工的总体安全系数有一个较为明显的提高、稳定性方面也较良好、造价低，总的费用为120万元即可。相对于护坡桩支护方式要节约了很多资金。

2.4 土钉墙的施工

总的来说，土钉墙的施工主要包括如下几个方面:开挖、土钉安装和注浆及对土钉墙面进行的施工。具体而言，可以通过如下方式进行：

（1）开挖：工作层面的不同或者不一致，致使土钉墙的开挖工作需要进行分层施工。在保证开挖的稳定性以及不破坏基坑的前提下，自行设计开挖的高度或深度。如在实际的施工中，基坑的开挖深度是有所不同的，在第一层挖深一般在3m左右，以确保基坑上层的稳定性和抗压性；第二层的开挖深度一般要低于第一层的深度，在实际施工中我们开挖的深度为2.4m，并对第一层的土钉进行布设；依次，到达最后一层时，挖至槽底，并做好布置最后一层的土钉。对于各层的纵向开挖长度而言，需要遵循如下原则：需要保证土体能够维持在较长时间内不变形以及便于施工流程之间的相互衔接，一般确定在14m左右。在开挖时，需要注意的事项为，务必要在开挖阶段配备专业的开挖技术人员和地质测量人员，以防止在开挖时所出现的安全隐患、少挖以及多挖的情况的发生。

（2）土钉的安装和注浆：边坡修好之后，应该对土钉进行布点设置，采用直径为113cm的洛阳铲进行人工成孔。在这个过程中，专业技术人员要对成孔的倾斜角度以及深度作一个有效、科学的控制，以确保成孔过程中的偏斜率误差小于2%。然后，经由监理工程师进行验收和审查，通过后方能进行土钉的布设与安装并进行注浆。注浆时，用BWB250/50的注浆泵进行注浆。注浆管插值孔底0.5m处，并压入水灰比为0.5的水泥浆，该水泥浆的压力约为0.15MPa。浆液初凝前再进行2～3次的补浆。直至反出清水泥浆为止，注意控制好补浆的时间（一般为2个小时），且注浆后应该及时地封住孔口，这样是为了防止其他杂志的进入，导致水泥浆凝固的强度不够强。同时，在注浆时还要注意进行面板的设计，面板混凝土所采用的水泥为普通的425型硅酸盐水泥，中砂为10mm以内的石子，强度为C20。布筋网的直径为20cm，边坡面板厚度为10cm。

（3）土钉墙面的施工：进行上述两个过程之后，就需要以有点到面的进行施工，即进行土钉墙面的施工。注意施工流程为：先对钢筋网片进行绑扎，再对加强筋进行绑扎，电焊工再将加强筋与土钉牢牢地焊接在一起，注意千万不能出现脱焊的情况，这会导致整个土钉墙面的稳定性受到严重的破坏和影响。在这个过程中所搭接的钢筋的长度应该在钢筋直径的30倍以上，这样才能够保证整个土钉墙面的稳定性。经过验收人员的验收通过后，对上述的结构中喷射厚度为100cm厚的、强度为C20的细石混凝土，喷射时需要注意自下而上进行纵向地喷射，并进行分层式的喷射。为了确保喷射的土钉墙面的快速成型，喷射混凝土中应该加入一种速凝剂，加速凝固的速度，减小初凝的时间（初凝的时间一般需要控制在5min之内），凝固结束的时间不能超过10min。

3 结论

通过上述对土钉墙在深基坑支护中的应用的介绍，可以知道得出如下两个方面的结论：

（1）施工效果上的良好性。本工程在从施工之日算起，直到竣工，仅仅花了一个月的时间，锚喷的工作面也较为广泛，约为2300平方米。竣工之后，每天有专业的技术人员对边坡进行观察和测量，经过一个雨季的工程观察和测量可以知道，运用土钉墙技术进行的施工工程，完全禁住了风雨的考验，主要表现在：基坑的边坡位移甚小，而且在倾斜角度方面也变化的极小，没有任何的破坏痕迹。这就表明，土钉墙技术取得了较大地成功和较为顺利的进展。

（2）节约了资金的投入。按照一般的设计，如边坡支护设计，所需要成本约为287万元，而利用土钉墙技术，前后总的资金投入仅为86万余元，节约的比例较大。因此，利用土钉墙技术，可以大大地节省资金的投入，能够取得可观的经济效益。

参考文献

[1]陆总兵，陈小波.土钉墙在深基坑支护中的应用[J].科技，2009.

土钉支护技术论文篇6

关键词： 建筑工程； 基坑支护； 土钉墙

中图分类号： TU198 文献标识码： A

1. 深基坑支护与土钉墙基坑支护技术

1.1基坑支护概述

建筑工程中，深基坑开挖后需要对其侧壁进行加固，以防止其片帮崩落，即不利于基坑本身的稳定，也不利于下一步的施工开展。支护、加固是增强深基坑结构安全和周边建筑安 全的主要手段。在现场施工设计中，结合施工地点的水文、地质、开挖深度、基坑结构、排水条件、周边载荷等众多因素，再根据经济技术要求，设计出相应的支护方式。

基坑支护技术近年发展较为迅速，其成熟的支护技术有以下六种方式：①钢板桩支护法；②钻孔灌注桩发；③土钉墙法；④水泥墙加钢筋法；⑤锚联网法；⑥外部拉铆法。

1.2土钉墙深基坑支护技术

土钉墙法是在锚杆支护技术的基础上发展出来的，它规避了锚杆只有锚固部分受力，而其他段只是传递力的局限，土钉墙能够使整个钢筋处于受力状态，在基坑开挖中用来维护基坑结构的良好支护方式，是一种全新的挡土结构。

土钉墙结构是在深基坑墙体上用锚杆钻机打孔，再将土钉置入孔内，最后通过注浆锚固土钉，土钉从头部到底部始终与孔内周围土体紧密连接，最后在土钉外部安装外部结构，并喷射混凝土面板。土钉整个与基坑周边土体充分铰接，通过粘结摩擦力与周边形成复合体。土钉即使受到工程扰动，可以通过喷射的混凝土版面加以约束土体，保障深基坑周边土体的稳定性。土钉墙广泛适用于边坡高度不大于12m的深基坑。

2.土钉墙基坑支护技术施工工艺

2.1开挖修坡和初喷混凝土

土方应分层分段开挖，每层开挖深度一般为1 m~2 m，每段长度可取10 m~20 m。初喷混凝土应分段分片依次进行，同一段内喷射顺序应自下而上，段片之间，层与层之间做成45°角的斜面，以保证混凝土前后搭接牢固，并凝结成整体。

2.2成孔

土钉放置于土体内，首先需要风动锚杆钻机打孔，打孔直径在42mm左右，具体视土钉直径计算。施工中为保证深基坑的整体完整性，不可使用水钻降温，且在刚进入土体的表层时，应保证钻机的稳固性，防治大面积破坏土体表层，造成局部片帮。

2.3安土钉、注浆、安连接件

1)安土钉。土钉钢筋采用螺纹钢，置入孔中前，应先设置定位支架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距为2 m~3 m，支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动，支架材料为金属或塑料件。

2)注浆。土钉钢筋置入孔中后，可采用压力注浆，压力注浆采用二次注浆法：一次注浆导管应先插至距孔底250 mm~500 mm处，并在孔口设置止浆塞和排气孔，以低压(0.4 MPa~0.6 MPa)注浆；二次注浆管采用20花管，应先固定在土钉钢筋上与土钉钢筋同时置入孔中，待一次注浆完间歇24 h后进行二次注浆，压力控制在0.5 MPa~2.0 MPa。

3)安连接件。土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网连接时，其相互之间应可靠焊牢。当采用钢管杆体时，钢管通过锁定筋与加强筋焊接。

2.4编制钢筋网和复喷混凝土

为保证基坑表体的稳定性，在基坑垂直表体上铺上一层金属网，金属网必须全部覆盖表体，金属网的固定采用干喷混凝土，混凝土的厚度不得低于25mm，在边坡线附近的混凝土注意坍落度的问题。钢筋金属网要求采用焊接而成，对于混凝土保护层较厚的情况，金属网可以采用绑扎方式。最后在初喷混凝土上进行二次复喷混凝土。

3.土钉墙支护实例

3.1工程地质条件

某工程需要开挖深度自然地坪下9m的深基坑，其基坑开挖的土层物理力学指标见表1。

表1 土层物理力学性质指标表

3.2支护结构方案选型

现场勘查的结果表明，基坑附近存在一些低层民用建筑，侧壁安全防护要求为二级，在工程不具备放坡开挖的现实背景下，对比比水泥挡土墙、土钉墙及复合土钉支护方案的优缺点。结合经济性和安全性，支护结构对于距建筑物较近部位采用复合土钉墙支护，其余部位要用土钉墙支护方案。

3.3土钉方案计算

按照各层土的设计参数，主动土压力按朗肯土压力理论计算，地面堆载按q=20 kPa考虑。

1)单根土钉抗拉承载力验算。按《建筑基坑支护技术规程》要求，单根土钉抗拉承载力应按1.250Tjk≤ Tjk验算。单根土钉受拉载荷折减系数取0.7562。经验算，各开挖层按前述方案施工时土体的整体稳定性安全系数在1.55~2.86之间，均满足规范要求。土钉设计计算结果如表2所示。

表2土钉计算结果

由于基坑东北部、西部南北两侧建筑物距基坑较近，为了限制基坑开挖时边坡位移量，在这些部位采用复合土钉墙，即增加施工超前微型桩。并且该部位的土钉根据需要可改为38的锚管支护。超前微型桩间距0.8 m~1.0 m，施工自地表下2 m~10 m，直径100 mm~150 mm，钢管采用38底部花管。

4.结束语

在现场施工设计中，结合施工地点的水文、地质、开挖深度、基坑结构、排水条件、周边载荷等众多因素，再根据经济技术要求，设计出相应的支护方式。此外还要做好深基坑土钉墙施工工艺的管理工作，保证每一步骤都符合质量要求，做好质量控制。做好基坑支护的源头设计和施工管理目工作，对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极的推动作用。

参考文献：

[1] 曾宪明. 土钉支护设计与施工手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2000.

土钉支护技术论文篇7

中图分类号： TU47 文献标识码： A

一、工程概况：

丽水苑住宅小区为八幢29层至30层的高楼组成的高层建筑群，地下室三层，楼间空地为二层地下车库。基坑南北长约为214m，东西宽约153m，深约10m。原有周边东侧为新晋祠路已建成使用，西侧深约3m为中压煤气管网、北侧深约1.8m为Φ400的自来水管网都已埋设使用，东北角为一座门楼，南侧为二层小楼。

由于该地段地下水位较高，因此结合本工程场地地理位置，土质水文条件，基坑开挖深度及周围环境条件，本基坑具有以下特征：1、场地小；2、基坑采用大开挖，开挖面积大且深度深；3、地基土质条件较差；4、周边环境较为苛刻，须保证周围道路、管线、建筑物及场地安全。结合上述特点，该基坑属于危险性较大的子分部工程。经过专家的多次论证及有针对性的对其他已完或正在施工的深基坑多次考察，为保障后续基础施工安全，根据安全、经济、方便施工的原则，采用了深层搅拌桩作为基坑侧壁止水帷幕，土钉墙与预应力锚索作为基坑支护加固结构的设计、施工方案。

二、深层搅拌桩、土钉墙、预应力锚索特点

1、深层搅拌水泥土帷幕桩在基坑降水条件下，既有效的阻滞了基坑外地下水位下降，保证了周边建筑物的安全，又充分利用水泥土搅拌桩改良基坑边坡土体，保证了基坑边坡的安全，该技术对于特定地质条件下基坑边坡工程给予了综合处理。

深层搅拌水泥帷幕施工特点

（1）最大限度利用了原土，减少了工程造价。

（2）搅拌时无振动、噪音小，无污染。

（3）止水帷幕通过桩与桩的咬合，形成致密性水泥桩，有非常好的止水效果。

（4）由于桩成型及养护均在土层下，施工时几乎不受外部环境影响。

2、土钉墙是原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法，从而提高整个边坡的稳定性。

土钉墙支护的特点

（1）造价低

土钉墙支护技术同传统的桩锚、墙锚技术相比较，施工机具、工序简单，用材相对较少，因而成本低，在满足安全稳定的前提下，能节省大量经费。

（2）工期短

土钉墙支护技术施工特点是:分层开挖，分层支护，开挖一段，支护一段，随挖随支。基坑土方挖完即支护完毕，施工作业迅速，较传统的施工方法节省工期。

（3）占地少

在城市中心区，建筑物密集，地皮昂贵，为了充分发挥有限的地皮效益，投资者往往将地下室设计得尽量大，使基坑支护只有沿红线下切开挖的条件，再加上周围管线的存在，这种条件下传统的支撑方法由于需要占用一定的空间而无法施工。而土钉墙支护技术就可以沿红线垂直开挖，并能保证周围建筑物及管线的安全。

（4）适用于各种土层

土钉墙支护技术特别适合于具有一定粘性砂土和粉、粘土，即使局部含软塑的淤泥、松散的砂层都可以采用不同的施工工艺进行处理。

（5）土钉墙采用主动受力体系，安全、稳定、可靠

（6）施工噪音、振动小，不影响环境

传统的支撑方法是一种被动受力体系，其安全性较差，一旦出现险情无挽救余地，纯桩围护更是如此。而采用土钉墙进行加固，即采用一种主动受力体系将土体荷载变为支护结构的一部分，充分发挥锚杆、钢筋网，喷射混凝土的群体作用，做到整体稳定。

3、预应力锚索是向岩层传递力的一种支护手段，它可按给定的方向和荷载大小将力从岩体表面传递到岩层深处，从而使被加固的岩体受到一个有益的预压应力。

预应力锚索的特点：

（1）有高强度材料组成并有可靠的锚固体系，因而它能提供数量可观的预应力；

（2）长度一般较长，能够锚入到深部比较坚固稳定的岩层中区；

（3）可按给定的荷载大小、方向设计和施工，目标明确，参数可灵活调整；

（4）施工工艺简便，影响因素小，而且还能与其他加固措施相配合；

三、基坑工程设计

1、共有两种设计方案：

第一种：

止水帷幕：桩径500mm；场地平均标高-1.5m，桩底标高-17.0mm，桩长15.5mm，三排水泥搅拌桩呈正三角形布置，搅拌桩间距为300mm。采用湿法施工，垂直度偏差≦1%。水泥土搅拌桩采用P.S32.5水泥，桩身强度R28≧1.5MPa，水泥用量≧60Kg/m，采用两喷四搅施工工艺。

土钉墙：采用Φ48（3.2mm厚）普通钢管打入式锚管，土钉长度10～15m；孔径120mm，土钉与水平夹角10°～15°，竖向排距：1.4m，水平间距：一～五排为1.4m，六排调整为1.2m。注浆采用P.O32.5水泥，水灰比为0.45～0.5纯水泥浆液，混凝土面层厚100mm，喷射强度等级为C20。面层加强钢筋为φ14，钢筋网片为200×2008 。

预应力锚索：土钉墙第二排为局部锚索，第三排全部为锚索，锚索选用3×7ф15.2-1860预应力用钢绞线，孔径为150mm，长度以为17m。各土钉、预应力锚索的具体长度如下：第一排土钉长：15m；第二排土钉长:12m，锚索长17m；第三排锚索长：17m；第四排土钉长：12m；第五排土钉长：12m，第六排土钉长10m。

第二种设计方案：

止水帷幕：设计确定为深层搅拌水泥土桩，桩径500mm；桩顶标高-3.0m，桩底标高-20m，桩长 17m，三排水泥搅拌桩呈正三角形布置，搅拌桩间距为300mm。采用湿法施工，垂直度偏差≦1%。水泥土搅拌桩采用P.S32.5水泥，桩身强度R28≧1.5MPa，水泥用量≧60Kg/m，采用两喷四搅施工工艺。

地表1-3m为杂填土，在帷幕桩施工前予以挖除，统一挖至-3.0m标高处进行施工，作业面宽度为11m。

土钉墙：采用Φ48（3.2mm厚）普通钢管打入式锚管，土钉长度10～15m；孔径120mm，土钉与水平夹角10°～15°，竖向排距与水平间距均为1.4m。注浆采用P.O42.5（普硅）水泥，水灰比为0.45～0.5纯水泥浆液，注浆压力不小于0.4MPa，每米注浆量35Kg～45Kg。混凝土面层厚度100mm，采用P.S32.5（矿渣）水泥，喷射强度等级为C20。面层加强钢筋为φ14，钢筋网片为8 200×200。

预应力锚索：锚索选用3×7ф15.2-1860预应力用钢绞线，孔径为150mm，长度为15m～17m。各侧土钉、预应力锚索的具体布置及长度如下：

排长侧度第一排第二排第三排第四排第五排第六排备注

地库主楼地库主楼地库主楼地库主楼地库主楼

东侧土钉12m 锚索17m 局部锚索17m，土钉12m 土钉12m 土钉12m 土钉12m 土钉10m 土钉10m

南侧土钉15m 局部锚索17m，土钉12m 锚索17m 土钉12m 土钉锚索间隔，土钉12m，锚索15m 土钉12m

西侧锚索17m 土钉15m 锚索17m 土钉12m 土钉锚索间隔：土钉12m，锚索15m 土钉10m 土钉10m 第四排有21根17m锚索

北侧土钉15m 锚索17m 土钉12m 土钉锚索间隔：土钉10m，锚索15m 土钉10m 局部土钉10m

2、设计方案的选择

选择原则：安全可靠，技术先进，施工可行，经济合理。

第二种方案与第一种方案相比：有效进行了土体的卸载；减少了土钉及喷锚面积；局部土钉与锚索间隔布置，提高了基坑支护的安全可靠性；西侧部分土方只开挖到-9m处，利用土体本身进行放坡支护。结合专家的论证及有关考察，最终选择第二种方案进行该基坑的支护，以确保后续施工的安全。

四、工程施工

该基坑面积之大、深度之深，通过精心设计、精心施工、强化管理，并对设计方案进行认真比选，对设计方案进行论证，安排专人现场跟班管理，及时进行检查、验收，从而提高深基坑支护技术和管理水平。对于施工过程中出现的问题，及时与设计单位及专家联系，现场讲解、指导，对整个基坑的支护工作有较好的控制，为后续施工打下良好的基础。

1、基坑止排水系统

整个施工过程，安排、组织人员严格按照设计、规范要求控制各个施工要点，从原材进场、桩心定位、水泥掺入量、搅拌深度、搅拌次数、提升速度、桩身垂直度等进行严格把关，以确保施工质量。

经过排水系统一段时间的降水，后续土方开挖检测，发现基槽底部没有滞水，说明帷幕桩达到设计及预期的止水效果。同时也体现了现场紧抓管理、强化质量控制的结果。

2、支护施工

土钉墙施工随着基坑挖土的进行而逐步实施的，因此土钉墙施工与挖土作业必须交叉进行，两者的施工衔接配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需要合理安排，分层进行。因此土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围。

施工过程中，管理人员随时对基坑的开挖尺寸、水平标高进行检查，随时注意基坑的变化。坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。施工单位进场的水泥、钢筋、钢铰线、砂子、石子、掺加剂等必须按规定见证取样送检并报验。做好每一步的隐蔽验收工作，现场管理人员对锚杆、锚索位置、钻孔直径、深度及角度、插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚锁应力等逐项进行检查，并按规定留置混凝土试块、水泥砂浆试块。

土钉墙施工时已进入冬季，为确保工程质量，采取了搭设暖棚加温、布设测温孔等手段，同时加大了管控力度，安排人员跟班作业，防止喷筑面层受冻，降低整体质量。通过后期施工观察，整体达到设计及预期的目标。

五、变形监测

在土钉墙与预应力锚索施工期间，加强了对基坑变形的监测，安排专业人员根据现场具体施工情况不定期监测，以监控施工扰动对基坑稳定性的影响。监测项目包括：支护结构水平位移、土体侧向位移、地下水位及周围管线、道路、建筑物观测，监测结果皆未超出预警值。

土钉支护技术论文篇8

关键词：高层建筑；深基坑；技术要求；土方开挖；边坡支护

近年来，随着我国城市经济的迅速发展，高层建筑建设规模不断扩大，深基坑支护成为建筑建设中重要环节。深基坑支护施工技术的应用，不仅可以承载高层建筑的压力，确保建筑结构的稳定性，而且对周边的建筑物起到加固与保护的作用。目前来说，我们常见的深基坑支护主要包括以下类型：地下连续墙支护、水泥土挡墙、钢板桩支护、土钉墙等。从目前建筑行业的发展趋势来看，深基坑施工规模不断扩大，这给工程施工质量控制带来一定的难度。因此，我们有必要做好深基坑支护施工质量控制，确保高层建筑施工安全。本文主要结合工程实例，针对深基坑支护施工技术进行了论述。

1 工程概述

某高层住宅楼，一共28层，地下2层，建筑高度80米，采用钢筋混凝土剪力墙结构，局部设半层地下室。工程桩拟采用钻孔桩和静压式预应力管桩。计划场地平整后标高为 33.5～36.0m，地下室基坑开挖深度6.6m～9.1m。

2 深基坑支护方案选择

AB段护坡上部采用放坡为1：0.6的土钉墙和预应力锚索联合支护；下部采用直立坡的土钉墙、搅拌桩止水帷幕联合支护。BC段护坡上部采用坡率法支护，坡率为1：1.4，坡面挂网喷射混凝土护面；下部采用钻孔灌注桩支护，桩外侧采用搅拌桩止水帷幕，止水帷幕外侧设3排双向搅拌桩。CDE 段护坡上部采用坡率法支护，坡率为1：1，坡面挂网喷射混凝土护面；下部采用钻孔灌注桩支护，桩外侧采用搅拌桩止水帷幕。EF段护坡上部采用坡率法支护，坡率分别为1：1，坡面挂网喷射混凝土护面；下部采用钻孔灌注桩支护，桩外侧采用搅拌桩止水帷幕。

3 深基坑土方开挖

基坑施工顺序应为：先土方开挖，再进行土钉墙及预应力锚索的施工，然后土方开挖，再进行土钉墙、搅拌桩、钻孔灌注桩、冠梁及角撑的施工，然后基坑向下土方开挖，再进行土钉墙施工。

由于本工程的基坑为深基坑，开挖深度为设计边坡顶下7.1m，原地面最高处挖土深度 12.4m。地下室基坑施工基本顺序为： 场地平整土方开挖至33.5m高程地下室二区灌注桩土方开挖地下室二区至支护灌注桩顶土钉墙、搅拌桩、钻孔灌注桩边坡顶周围排水沟和防护栏杆土方开挖地下室二区到28.5m高程地下室土钉墙土方开挖地下室二区到设计基底下室二区降水井、周 边排水沟、灌注桩工程及资料整理验收准备。

土钉墙支护的顺序为： 土方开挖土钉定位成孔放置土钉灌浆制作并安装钢筋网和安放腰梁钢筋锁定锚头喷锚下层土方开挖。

土方开挖分层进行，每层高度不超过3m，土方开挖时，注意控制好边坡不受破坏，采用人工配合修坡。每层土方开挖完成后应修 整边坡，并按设计进行边坡支护，在上层边坡支护完成后方可开挖下层土方。

4 搅拌桩施工

本工程深基坑设计A～F 段边坡支护中的水泥搅拌桩，将它用于基坑止水围幕。设计搅拌桩直径是550mm，桩间距是400mm，桩与桩相互交接150mm，形成直线边环式封闭基坑边缘，起支护及止水作用。设计桩长：A～B段是5.6m，B～C段是7.0m，C～D段和D～E是9.0m，E～F是6.5m；平面布置如下：A～B段布置于基坑边缘，B～F段布置在混凝土灌注桩内，中心距基坑边缘1.275m，B～C段在止水幕搅拌桩后另设置三排双向 550mm 加强边坡搅拌桩，桩长3m。

施工工序为：场地平整测量定位放线调制水泥浆桩搅拌验收。

施工时应进行以下准备：将土方挖至桩顶标高并平整，挖土宽度控制不超出设计平台外边缘线，注意不能破坏外侧上级边坡，基坑内部分要满足施工工作面要求。按设计放测桩位，放点并复核。对搅拌桩机、高压注浆泵和灰浆机进行调试，并试桩搅拌。

施工时应采用以下技术标准：搅拌桩采用二喷四搅工艺，注浆压力0.5MPa， 最后一次提升搅拌采用慢速提升，提升速度应不大于0.5m/min。 使用普通硅酸盐水泥，水灰比0.45，每米用量控制在55kg左右，水泥掺入比大于12%。桩位允许偏差为50mm，垂直度偏差≤1.0%，桩径允许偏差4%。搅拌桩水泥土强度不小于1.0MPa，渗透系数应小于10-6cm/s。搅拌桩相邻桩搭接施工时间不超过2h，若因特殊情况必须超过2h时，应采取空钻空搅留出搭接榫头。

5 支护钻孔桩施工

基坑支护混凝土灌注桩，设计基坑支护桩长 B～C段是13.1m，C～D段和D～E是13.6m，E～F是9.6m；平面布置：均布置于基坑边缘，桩中心间距分别是：B～E 段1.4m，E～F段是 1.8。

施工顺序为： 场地平整测量定位放线桩机定位开孔安装 钢护筒钻孔抛泥重复钻孔到设计桩底标高清孔安装钢筋笼安装导管清孔灌注混凝土。

施工之前应进行以下准备：在水泥搅拌桩施工完成后整平；按设计放测桩位，放点并复核；钻孔桩机、泥浆泵调试，调试完毕后方可正式钻孔桩的施工。

施工技术要求：采用钻孔桩机回转钻进，泥浆护壁成孔。 桩身混凝土强度为 C25，应采用商品混凝土灌注。桩位允许偏差小于 50mm，垂直度偏差不大于 1%，孔底沉渣厚度≤100mm。钻孔桩钢筋保护层厚度为50mm。桩间土采用挂网喷射混凝土护面，施工时先在两侧桩上打入膨胀螺栓，挂好钢筋网，然后喷射混凝土护面。

6 土钉墙施工

土钉墙支护的施工顺序为：土方开挖土钉定位成孔放置土钉灌浆制作和安装钢筋网，安放腰梁钢筋锁定锚头坡面喷混凝土下层土方开挖。

其施工技术为：土钉孔位呈梅花状布置。土钉施工应同基坑开挖相协调，实行分层、分段开挖。每开挖一层土方就施工一排土钉。 土钉与水平夹角为10°。土钉采用人工或钻机成孔，土钉孔径不小于80mm；孔径允许偏差为5mm，位置允许偏差为100mm。成孔后应及时 安放锚筋并灌浆，土钉注浆材料采用纯水泥浆，水泥用普通硅酸盐水泥，水灰比0.50～0.45，浆体强度不小于15MPa，注浆压力不小于0.2～0.5MPa。灌浆应采用反向注浆工艺，即注浆管插入孔底向外注浆，第一次注浆初凝后再进行二次补浆，孔口应设注浆塞。面层采用喷射混凝土，其强度等级为 C20，厚度为80mm。喷射混凝土中水泥、沙、石子的配合比为 1：2：2，水泥可用普通硅酸盐水泥。面层中设置钢筋网筋，采用 ф6.5钢筋，钢筋网间距为200mm×200mm，设置横向加强腰梁ф18钢筋。并用锚头角钢锁定，锚头角钢靠翼侧套孔，锚杆头穿过角钢，角钢压紧腰梁钢筋后，角钢翼侧与锚杆头上下用侧焊连接，焊缝长70mm。

7 结论

总之，基坑工程作为建筑工程建设中不可缺少的部分，其施工技术水平高低对整个工程施工质量和进度影响较大。另外，深基坑施工质量也会影响到建筑的稳定性。因此，我们需要加强深基坑支护工程各个环节的质量控制，以确保工程施工质量和安全使用。

参考文献

土钉支护技术论文篇9

关键词：基坑边坡；土钉墙支护；施工技术

1土钉墙概念及基本原理

1.1土钉墙支护概念

土钉墙是一种原位土体加筋技术，用于土体开挖和边坡稳定。是由天然土体通过土钉就地加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，此土挡墙称为土钉墙。

1.2土钉墙支护的原理

一、土钉墙工作原理

土体的抗剪强度和抗拉强度均非常低，但土体自身的结构整体性，使得基础边坡存在保持直立的临界高度，当超过这个深度或有地面超载时将会发生无前兆的整体破坏。一般护坡措施均基于支挡护坡的被动制约机制，以挡土结构承受其后的土体侧压力，防止土体整体稳定性破坏。土钉墙技术则是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体与同作用，弥补土体自身强度的不足。因此通过以增强边坡土体自身稳定性的主动制约机制为基础的复合土体。通过相互作用，使土体自身结构强度潜力得到充分发挥，提高了土体的整体刚度，弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点，有效延迟塑性变形发展，改变了边坡变形和破坏的性状，避免了土钉墙受荷载过程中发生无前兆的突发性塌滑，显著提高了整体稳定性。

二、土钉的工作机理

在复合土体内，土钉的作用归纳为以下几点：

1、土钉起箍束骨架作用。通过土钉自身特性和土钉间的空间组合制约土体变形，并使复合土体构成有机整体。

2、土钉起分担作用。土钉与土体共同承担外荷载和土体自重应力，特别是土体进入塑性状态后，土钉分担作用更为明显。

3、土钉起着应力传递与扩散作用。延缓开裂区域的形成和发展。

4、约束坡面变形的作用。与边坡面混凝土面板共同加强边界约束。

2.土钉墙支护的优点及应用范围

2.1土钉墙支护的优点

一、形成土钉复合体，稳定可靠，边坡位移小最大不超过0.3％，对相邻建筑物影响不大，显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。

二、施工便捷、安全，且灵活机动。

三、总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。

四、施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑时，该支护显示出独特的优越性。

五、土钉墙成本费较其他支护结构降低10％～40％左右。

六、施工噪音、振动小，不影响环境。因其变形很小，对邻近建筑影响不也大。

2.2应用范围

一、宜用于有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡，N

二、对于Ip>20的土使用时，必须严格评价其蠕变特性。

三、不适用于含水丰富的粉细砂层，砂卵石层，没有临时自稳能力的淤泥土层，流朔状态的软粘土。另外，钢材土钉不适宜在腐蚀性土质中做永久性支挡。

3土钉墙施工工艺

3.1工序流程

开挖修坡孔位布点及成孔置钉注浆铺设钢筋网及加强筋喷射混凝土面层养护监测。根据不同土体特征和支护构造方法，顺序可以调整。

3.2流程工艺

一、开挖修坡

基坑边坡应分段分层自上而下开挖。一般可采用反铲挖土机，预留20cm～30cm人工修坡，开挖宽度应保证在10m以上，每层开挖深度要不大于2m，最大限度地减少对支护层的扰动。开挖后要及时进行人工修坡，尽量缩短边坡土体的时间，并在边坡修整完后应立即喷射基层混凝土。要密切配合土方开挖和支护施工，使开挖进程和土钉墙施工作业形成循环。

二、孔位布点及成孔

按设计的孔位布置，标出准确的孔位。按设计要求的孔长、孔的俯角和孔径进行成孔。一般采用人工洛阳铲干法成孔。成孔过程中如遇障碍物需调整孔位时，不得影响支护安全，成孔后要进行清孔检查，对塌孔处应及时处理。

三、置钉注浆

在安放土钉时，每隔2～3m左右焊结居中支架，将土钉安放在孔内中心位置。应避免杆体扭压、弯曲；注浆管应插至距孔底20～50cm，并在孔口部位设置浆塞及排气管以保证注浆饱满；土钉钢筋宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，其插入深度不得小于设计要求的90%，安装后不得敲击、碰撞。注浆时应先高速低压从孔底注浆，当水泥浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆。

四、铺设钢筋及加强筋

在边坡坡面上，按设计方案要求铺上钢筋网，钢筋网与坡面间隙宜大于20mm。土钉端部焊结成菱形状加强筋，应与土钉和钢筋网连接牢固，保证喷射时钢筋不晃动。网片之间采用焊接搭接，搭接长度不小于200mm。在距边坡1.0m处地表打一排深约1m的短钢筋，各钢筋之间用钢筋焊接起来，便于挂网。

五、喷射混凝土面层

喷射混凝土时喷射顺序应自下而上。为防止土体松弛和崩解须尽快做第一层面层，根据地层的性质，可在安设土钉之前，或放置土钉之后做。对于临时支护来说，面层一般做一层，厚度50－150mm，而对永久性支护则多用两层或三层，厚度为100－300mm。两次喷射作业应保证一定的时间间隔，仔细清除施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之潮湿。

六、养护

混凝土面层终凝2h后，洒水覆盖养护3～7d，冬季做好防冻措施。

七、监测

建立全过程跟踪监控，对基坑及其周边环境随时进行监测，根据监测信息及时采取相应对策，以确保基坑施工工程、周围设施和建筑物的安全稳定。

4小结

随着我国经济的快速发展，城市建筑群不断林立，建筑空间逐渐向地下发展，深基坑开挖支护成为常见的实践工程。土钉墙支护以其可较大缩短总工期短，工程造价降低10％～40％左右等优越性能，已在我国深基坑开挖工程中广泛的应用。通过本文对其工作机理、施工工艺、应用范围等详细论述与分析，希望能为实际工程提供一些技术借鉴。

参考文献

[1] 白世有，孙世妍. 浅谈土钉墙的施工方法[J].黑龙江科技信息,2010,6:244

[2] 李健全. 土钉墙技术的分析与初探 [J]. 吐鲁番科技，2006,3:25-27

土钉支护技术论文篇10

关键字：深基坑增量法土钉支护

一 深基坑的支护类型和常用结构计算方法

基坑支护设计是一个综合性的岩土工程问题既涉及土力学中典型强度与稳定问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用以及结构力学等问题，常见的基坑支护类型有：1)土钉墙支护。2)搅拌桩支护。3)柱列式灌注桩、排桩支护。4)内支撑和锚杆支护。5)钢板桩支护。6)地下连续墙。目前常用的支护结构计算方法有静力平衡法和等值梁法。

1.1 静力平衡法

静力平衡法亦称自由端支承法，该法假定围护结构是刚性的，并可绕支撑点转动。围护结构的前侧产生被动土压力，后侧产生主动土压力。静力平衡法适用于围护结构的入土深度不太深即底端非嵌固的情况，此时围护结构由于土压力的作用而达到极限平衡状态。利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。

1.2 等值梁法

单支撑(锚拉)埋深板桩计算，将其视为上端简支、下端固定支承，变形曲线有一反弯点，一般认为该点弯矩值为零，于是可把挡土结构划分为两段假想梁，上部为简支，下部为一次超静定结构，其弯矩图不变，该法称为等值梁法。实践表明，等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际设计计算常将最大弯矩予以折减，折减经验系数为0．6～0．8，一般取0．74。等值梁法基于极限平衡状态理论，假定支挡结构前后受极限状态的主被动土压力作用，不能反映支挡结构的变形情况，亦即无法预先估计开挖对周围建筑物的影响，故一般仅作支护体系内力计算的校核方法之一。

二 土钉的受力特性及增量法内力简化计算

深基坑支护工程中土钉支护结构以其设计简便、快速,施工方便,造价经济等优点深受人们的青睐,在很多深基坑工程中得到快速的推广应用。

2.1 土钉受力特点

土体的抗剪强度较低，抗拉强度几乎可以忽略，但土体具有一定的结构整体性，当开挖基坑时，土体存在使边坡保持直立的临界高度，当超过这一高度或者在地面超载及其它作用下，将发生突发性整体破坏。所采用的传统支挡结构均基于被动制约机制，即以支挡结构自身的强度和刚度，承受其后的侧向土压力，防止土体整体稳定性破坏。土钉墙则是在土体中放置一定长度和密度的土钉构成的。土钉与同工作，形成了能大大提高原状土强度和刚度的复合土体，土钉的作用是基于这种主动加固的机制。土钉与土的相互作用，还能改变土坡的变形与破坏形态，显著提高了土坡的整体稳定性。

2.2 土钉力的分布

土钉的拉力分布在滑动面处拉应力最大，图1所示为法国某土钉墙试验的结果。对于单根土钉来说，滑动区对土钉产生向外的拉拔力，而滑动区以外的土体则对土钉提供抗拔力，拉拔力与抗拔力方向相反，滑动面处相当于土钉受力的中性点。反之，土钉对滑动土体提供稳定的拉力，同时对稳定土体产生一个向外的拉力，如图2所示，滑动区即图1中的主动区，稳定土体即1中的约束区。显然，当滑动区土体向外水平位移时，土钉对滑动土体产生一个向内的水平拉力，则滑动土体作用于土坡面上的混凝土面层的侧压力必定小于主动土压力，土钉与滑动土体的摩阻力抵消了一部分土压力。

2.3 基于动态施工的增量简化计算方法

根据实际土钉在基坑开挖受力过程，首先确定土钉受力的分配原则。设一临界开挖深度为 的均质土体分4次进行开挖，土钉按照等间距布置。除第1层开挖深度为 外，其它每次开挖深度均为 ，如图3-1所示。在开挖第1层土时（开挖深度为 ），由于土体本身具有自凝聚能力，垂直边坡不产生侧向土压力。当第1层土开挖结束后，施工第1层土钉1，如果不考虑土体的滞后变形，此时土钉1上不承担侧向土压力。

继续开挖第2层土，如图3-2所示，此时由于开挖深度超过临界开挖深度 ，土体产生不平衡的侧向土压力增量P1。由于此时尚未施工第2层土钉，因此，不平衡侧向土压力增量P1，必须由土钉1来承担。第2层土开挖结束后，进行第2层土钉施工，如果不考虑土体的滞后变形，此时土钉2不承担任何土压力。

继续开挖第3层土，如图3-3所示，第3层土开挖产生新的不平衡侧向土压力P2，由于此时尚未施工第3层土钉，因此不平衡侧向土压力增量P2必须由土钉1和土钉2共同来承担。当第3层土开挖结束后，进行第3层土钉施工，如果不考虑土体的滞后变形，此时土钉3上不承担任何土压力。

最后，进行第4层土开挖，如图3-4所示，产生新的不平衡侧向上压力P3，由于此时尚未施工第4层土钉，因此不平衡侧向土压力增量P3必须由土钉1、土钉2和土钉3共同来承担。当第4层土开挖结束后，进行第4层土钉施工，如果不考虑土体的滞后变形，此时土钉4上不承担任何土压力。假如此时施工结束，不再继续往下开挖，在理论上土钉4可以不施工。

从以上分析可知，土钉的作用是用于承担由于开挖而产生的全部侧向土压力，以保持边坡的稳定。模拟动态施工过程，土钉只有在施工后才产生作用，共同分担依次开挖后产生的新的不平衡侧向土压力增量。

在图3-2中，P1全部由土钉1来承担，故此时土钉1的水平力为

Nll=Pl（1）

其中，Nij表示第i个不平衡侧向土压力增量分担给第j道土钉的水平力。

在图3-3中，新增加的不平衡侧向土压力增量P2由土钉1和2共同承担。新增加的不平衡侧向土压力增量作用点位于第2次开挖高度的下4/9处，设P2的作用点到土钉2的距离为L22，到土钉1的距离为L21，则有L21/ L22=2.8，根据结构力学原理，新增加的不平衡侧向土压力增量P2分配到土钉2的力是土钉1的2.8倍，故土压力增量P2使土钉1和土钉2分担的土压力增量为：

N2l =5P2/19 （2）

N22 =14P2/19（3）

在图3-4中，新增加的不平衡侧向土压力增量P3由土钉1、2和3共同承担。新增加的不平衡侧向土压力增量作用点位于第3次开挖高度的下7/15处，设P3的作用中心到土钉3的距离为L33，到土钉2的距离为L32，到土钉1的距离为L31，则L32/ L33=2.875，L31/ L33=4.75。则新增加的不平衡侧向土压力增量P3使土钉1、2和3分担的土压力增量为：

N33=38P3/69 （4）

N32=23P3/69 （5）

N31=8P3/69（6）

综合以上可得，作用在土钉1、2和3上的总土压力分别为：

三 深基坑支护技术发展的展望

深基坑支护工程是基础施工所必须的临时结构,其工程造价与设计的合理性紧密相关,合理的设计是影响整个工程施工进度与造价的关键所在。由于存在诸多因素的影响,因此如何选择经济、安全、进度之间的合理平衡就是一个需要思考的重要问题,为了保证基坑设计的合理性与经济性,对基坑设计与施工提出以下建议:

3．1提高设计人员的素质。由于基坑设计与水文地质、工程地质条件密切相关,地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响往往是确定支护结构设计的因素,同时降水施工过程也可能改变地基土的性质。这些复杂因素都要求设计人员根据自身的岩土工程设计经验来确定基坑支护设计方案。

3.2 为减少基坑工程带来的环境效应问题,或出于保护地下水资源的需要,基坑采用帷幕形式进行支护,除地下连续墙外,一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等方法构筑止水帷幕。可尝试将水利工程中防渗墙的方法引入到基坑工程中来。

3.3 在软土地区,为避免基坑底部隆起、造成支护结构水平位移加大和临近建筑物下沉,可采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部土体进行加固,即提高支护结构被动区土体强度的方法。为减少坑壁土体的侧向变形,可以通过基坑内外双液快速注浆加固土体;也可以对支撑(或拉结)施加预应力;还可以调整挖土进度以及支撑的施工程序等措施来限制基坑的侧向变形。