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1、 土钉支护在深基坑支护工程中的应用研究 赵利摘 要：土钉支护是深基坑支护中最常用的一种支护形式之一。当基坑周围不具备放坡条件、地下水位较低，邻近无重要建筑或地下管线，基坑外地下空间允许土钉占用时，均可采用这种即经济又安全的土钉支护，以便于满足安全的前提下节约投资。关键词：深基坑；支护结构；土钉支护1 工程简介大族创新大厦工程位于深圳高新技术园区北区，总用地面积12488平方米，总建筑面积72179平方米，三栋高层建筑的建筑高度（不含屋顶楼梯间）依次A栋为60.90米、B栋为32.20米、C栋为44.50米，其中地上部分建筑面积：50109平方米，地下部分22070平方米。地上部分由三栋高层建筑
2、组成，地下部分为整体式地下室，其中地下一层为小汽车停车库，地下二层平时为小汽车停车库，战时局部为人防工程。本工程主要結构类型：钢筋混凝土框架剪力墙结构形式，抗震设防烈度：七度。基坑支护采用土钉墙支护，坡面挂HPB6.5双向钢筋网喷射C20混凝土100mm厚。2 土钉支护原理、方法与特点随着我国经济建设的高速发展，大规模的高层建筑地下室、地下商场的建设和大规模的市政工程的施工都面临深基坑工程。土钉支护是目前我国城市基坑工程和支护方法最常用的一种。土钉支护通常采用钻孔后放入带肋钢筋并沿孔全长注浆的方法施工。它依靠与土体之间的粘结力或摩擦力，在土体发生变形时被动承受拉力作用。一般由密集的土钉群和喷射
3、混凝土面层组成。土钉支护一般适用于地下水位以上的可塑、硬塑或坚硬的粘性土。深度在6m至12米左右的基坑。土钉支护在深基坑支护中有良好的经济性和安全性。3 土钉支护的基本构造土钉支护结构的基本构造除了被加固的土体外，主要由土钉、面层喷射混凝土、及防排水系统三部分组成。3.1 土钉土钉在整个复合结构中发挥着重要的作用，它有效地增大了土体的抗剪强度使本来松散的土体变成整体性比较强的类似加筋土的复合体。当土钉置入土体后，由于钉土之间产生相对位移，从而在钉-土之间产生摩擦力，土钉依靠钉-土之间的摩擦力分担了超出原状土所能承受的过大的应力，这种应力转移和重分布可以大大推迟和延缓土体的塑性流动和滑塌。土钉主
4、要可分为钻孔注浆钉与击入钉两种，其中前者最为常见。3.1.1 钻孔注浆钉钻孔注浆钉首先在土中采用机械或人工成孔，置入钢筋，然后沿全长注浆填充形成钻孔注浆钉。土钉的成孔方法在很大程度上取决于土体的特点，常用的方法有洛阳产、螺旋钻、轻型地质钻、冲击锺成孔等。为使土钉钢筋周围有足够的浆体保护层，需沿钉长每隔1.5-2米设置对中支架.土钉宜采用、级钢筋，直径一般为1632mm，置于直径70120mm的钻孔中。注浆材料可采用强度等级不低于M10的水泥浆或水泥砂浆，注浆方式一般采用低压（0.5MPa）重力式注浆，也可采用高压注浆技术以增加土钉与土层的粘结力。土钉与面层的连接一般宜做成由带螺纹的钢筋与螺母、
5、钢垫板组成待注浆体及面层硬结后用扳手拧紧螺母，也有在面层内设置加强筋，使土钉也加强筋焊接连接的形式。对于永久土钉，一般在钢筋外还需要加环氧树脂防腐涂料或用水泥浆填充密封的波纹塑料保护层，以提高钢筋防锈蚀能力。3.1.2 击入钉击入钉一般采用震动、冲击、液压等措施将土钉（角钢、钢管、钢筋等）击（射）入土体中形成土钉。由于不需预钻孔，施工速度快，在工程中有一定的应用前景但不宜用于密实胶结土及永久性支护工程中。（1）普通击入钉普通击入钉即在土体中直接打入角钢、钢管或圆钢等，不再注浆，因此与土体的粘结强度较低，钉长又受限制。所以一般为短而密的布置，支挡土坡高度也受到限制。（2）注浆击入钉注浆击入钉即用
6、周围带孔的钢管（工程中多称“钢花管”），通常在钢管周围凿孔作为注浆孔眼，并在孔眼边焊接倒刺制成，击入土中后，从管内通过壁孔浆注浆体渗到周围土体中，从而提高击入钉与周围土体的粘结力。注浆击入钉宜用于砂性土中。（3）高压喷射注将击入钉（Jet bolting）高压喷射注浆击入钉是利用高邮频冲击震动锺将土钉击入土体，同时以高压（20MPa）把水泥浆从土钉端部的小孔中或通过焊接于土钉上的薄壁管射出进入周围土中从而提高与周围土体的粘结力。高压喷射注浆击入钉可适用于各类一般粘土层和砂性土层。（4）气动射入钉用高压气体作动力，将土钉射入土中，一般钉径为2538mm，长度不超过6m。4 土钉支护的施工技术要求
7、4.1 土钉墙设计及构造。土钉墙设计及构造如下：（1）土钉墙墙面坡度不宜大于1：0.1；（2）土钉必须和面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造措施，承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接；（3）土钉的长度宜为开挖深度的0.51.2倍，间距宜为12m，与水平面夹角宜为520；（4）土钉钢筋宜采用2、3级钢筋，钢筋直径宜为1632mm，钻孔直径宜为70120mm；（5）注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10；（6）喷射混凝土面层宜配置钢筋网，钢筋直径宜为610mm，间距宜为150300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80mm；（7）坡面上下段钢
8、筋网搭接长度应大于300mm；（8）当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。4.2 土钉施工（1）土钉墙施工。土钉墙施工可按下列顺序进行：应按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土控制标志；喷射第一层混凝土；钻孔安设土钉、注浆，安设连接件； 绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土；设置坡顶、坡面和坡角的排水系统。endprint（2）土钉成孔。土钉成孔宜符合下列规定：孔深允许偏差：50mm；孔径允许偏差：5mm；孔距允许偏差：100mm；成孔倾角偏差：5%。（3）上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计
9、强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工；（4）基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分層进行。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差宜为20mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。4.3 土钉注浆（1）土钉注浆作业应符合以下规定：注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；注浆时，注浆管应插至距孔底250500mm处，孔口部位宜设置浆塞及排气管；土钉钢筋应设定位支架。（2）土钉注浆材料应符合下列规定：注浆材料宜选用水泥浆或水泥砂浆；水泥浆的水灰比宜为0.5，水泥砂浆配合比宜为1：11：2（重量
10、比），水灰比宜为0.380.45；水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆、水泥砂浆应在初凝前用完。4.4 喷射混凝土（1）喷射混凝土作业应符合下列规定：喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm；喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.61.0m；喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为37h；（2）喷射混凝土面层中的钢筋网铺设应符合下列规定：钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm；采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设；钢筋网与土钉应连接牢固。4.5 土钉墙检测。土钉墙应按下列规定进行质量检测：（1）土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不宜少于土钉总数的1%，且不应少于3根；（2）墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜第100墙面积一组，每组不少于3点。5 结论土钉支护是深基坑支护中最经济性的一种支护方式。当基坑周围不具备放坡条件、地下水位较低，邻近无重要建筑或地下管线，基坑外地下空间允许土钉占用时，可采用土钉支护。在土质允许条件下，且对基坑变形要求不高的工程，采用土钉支护与其他支护形式相比方便施工，便于土方机械开挖，可以缩短工期，满足总进度的要求，是值得推广的一种支护方法。endprint -全文完-
