复合土钉墙支护技术在工程实践中的应用

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摘 要：随着城市建设的发展，高层和超高层建筑物的不断涌现，对深基坑边坡支护工程的设计与施工提出了更严格的要求，不仅要确保边坡稳定、满足变形要求；而且还要确保基坑周围已有建筑物、构筑物的安全。传统的放坡、土钉墙等支护方式已难以保证周边建筑物的安全；而采用复合土钉墙支护方式，施工造价低、工期短、安全可靠。因此在亦庄锅炉房深基坑支护工程中运用复合土钉墙支护技术取得了较好的效果。

关键词：复合土钉墙；土钉；锚杆；钢管桩；深基坑

中图分类号：TU511.3+7 文献标识码：A 文章编号：

一、复合土钉墙的发展

上世纪70年代出现了土钉墙，1972年法国承包商在凡尔赛市铁路边坡开挖进行了成功应用。1979年巴黎国际土加固会议之后，土钉墙在西方得到广泛应用，1990年在美国召开的挡土墙国际学术会议上，土钉墙作为一个独立的专题与锚杆挡墙并列，使它成为一个独立的土加固学科分支。从90年代以后,随着土钉墙技术的发展,出现了土钉墙与止水帷幕结合,土钉墙与预应力锚杆结合,土钉墙与微型桩结合等多种复合型土钉墙,使土钉墙技术占据了基坑支护的主要市场,并得到了极大的发展。

二、复合土钉墙原理

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，在基坑开挖时，可存在使边坡保持直立的临界高度，但在超过这个深度或有地面超载时将会发生突发性的整体破坏。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。

新型复合土钉墙技术是将土钉墙与深层搅拌桩、旋喷桩、树根桩、钢管土钉及预应力锚杆结合起来，通过多种组合与同作用，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。不仅有效地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。通过相互作用、土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏的性状，显著提高了整体稳定性。

三、施工质量控制

1、注浆强度检验

用于注浆的水泥砂浆强度用70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件经标准养护后测定。每批至少留取3组(每组3块)试件，检测3d和28d强度。

2、喷射混凝土质量控制

喷射混凝土厚度，可采用凿孔法作为检查依据，也可以用混凝土厚度标志或其它方法检查，有争议时以凿孔法为准。检查数量为每100m取1组，每组不少于3个点，其合格条件可定为：全部检查处厚度平均值应大于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的80%。

喷射混凝土强度可用边长100mm立方试块进行测定，制作试块时应将试模底面紧贴边壁，从侧向喷入混凝土，每批至少留取3组（每组3块）试件。

3、土钉和锚杆的抗拔试验

复合土钉墙支护施工必须进行土钉和锚杆的现场抗拔试验，应在专门设置的非工作土钉或锚杆钉上进行抗拔试验直至破坏，用来确定极限荷载，并据此估计支护界面极限粘结强度。

四、工程实例

（1）工程概况

北京市亦庄新城锅炉房基坑深度为10.46m，基坑深度范围内无地下水。该基坑南侧5m有一栋54米住宅楼已经结构封顶，楼房基础为-5.2米，西侧为两层地下车库与基坑相距3米。因锅炉房南侧楼房基础较浅，且离锅炉房基坑较近，锅炉房南侧基坑支护选用复合土钉墙支护原理进行边坡支护。

（2）地质条件

场地地质条件和计算参数见下表。

现场地质情况表

（3）支护设计

在锅炉房基坑南侧设置二排微型桩，微型桩主筋为1根Φ89钢管桩，壁厚2.0，桩长12m，桩径Φ150，桩间距500，桩中心线距上口开挖线分别为175，575，桩顶标高为自然地面，采用水灰比为0.5的素水泥浆浇筑至地面标高。具体支护设计剖面图如下。

沿坡面深度共布置5排土钉，自上而下依次布置如下：

第一排预应力，长15m，布置在桩梁下1.7m处；

第二排预应力，长15m，布置在桩梁下3.3m处；

第三排土钉，长8.8m，布置在桩梁下4.9m处；

第四排预应力，长15m，布置在桩梁下6.5m处；

第五排土钉，长5.8m，布置在桩梁下8.1m处。

（4）质量标准

1、土钉墙质量检验标准

2、锚杆质量检验标准

（5）计算机模拟与计算

锅炉房南侧工况土钉受力和承载力及基坑稳定性

复合土钉墙稳定性验算

五、结束语：

实践证明，采用形式多样的复合土钉墙支护技术，可以大大拓展传统土钉墙支护的适用范围，能有效的解决施工场地狭小、放坡困难、有相邻建筑、大型护坡施工设备因时光能够场地限制不能施工时，该技术显示出独特的优越性；该技术总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期；造价低，经济节能。当然复合土钉墙在工程中取得了较大的发展，但是复合土钉墙的作用原理、数值监测与分析和质量管理与控制等方面还需进一步的研究与分析，确保复合土钉墙技术得到较广的发展与应用。

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