土钉与预应力锚杆联合支护的工程实例及分析

微型桩锚杆加土钉墙基坑支护施工技术摘要：微型钢管桩＋预应力锚杆＋土钉墙的复合土钉墙支护方法施工便利，造价较低，对控制边坡的位移变形、增强整体稳定性、保证边坡开挖过程中不发生局部坍塌起到了很好的作用，大大提高了边坡的安全稳定。

关键词：微型桩预应力锚杆复合土钉墙一、工程概况大红门住宅区A-02地块基坑尺寸约为150m×88m。

基底标高为-13.50m，实际开挖深度为13.10m。

基坑西侧有一条通讯电缆管沟。

二、基坑支护方案设计由于地下电缆管沟的存在,阻碍了部分土钉的施工,因此需要采用预应力锚杆进行弥补,故在管沟上下需各加一道锚杆。

同时,由于微型钢管桩是控制变形(主要是形成开挖过程中超前支护,减少开挖过程中的变形量)主要构件,需适当加密,并进行基底以下不小于0. 5 m。

由于部分土钉受到管沟的阻碍,以减少支护体系受力,同时微桩的设置也是保证开挖过程中防止松散地层塌落的一个措施。

其它侧由于周边空间较大.采用1:0.3土钉墙支护,并设置一道预应力锚杆,进一步控制坡顶变形,保证基坑安全。

三、施工工艺1、土钉墙施工1.1基坑边坡应分段分层开挖，每次超挖深度不得超过0.5m，边开挖，边人工修整边坡，边喷射砼；1.2土钉成孔机具采用洛阳铲，成孔直径100mm，倾角为5～10°。

成孔前，在设计孔位处作显著标志，以免钻孔时错位。

成孔采用人工钻进，钻进深度应大于设计深度。

钻孔完毕后，立即将钢筋体和灌浆管同时插入孔底，灌浆管距孔底250~500mm；1.3土钉钢筋使用前应调直，除锈，钢筋长度不够时，可采用搭接焊工艺加长；1.4水泥采用P.O.32.5普通硅酸盐水泥，注浆材料宜用水灰比为0.45~0.50的水泥净浆。

注浆前注浆管应插至距孔底250mm～500mm。

灌浆采用1根Φ20mm 的塑料管作导管。

将搅拌好的水泥浆注入钻孔底部，采用自然常压注浆，自孔底向外灌注。

灌注完毕后补浆不少于一次，以保证灌浆质量，增加抗拔力；1.5喷射砼中的钢筋网应调直除锈，钢筋网与坡面间隙宜大于20mm，网片与坡面间距过小的部位可加设垫块。

土钉墙支护和锚杆支护的实例应用土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，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，这个土挡墙称为土钉墙。

土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入角钢、粗钢筋形成土钉。

土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，故也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙，建筑基坑与护坡技术规程JGJ120－99 正式定名为土钉墙。

[编辑本段]土钉墙的发展50年代末期通过土层锚杆的使用使挡土结构有了新发展，在基坑开挖前先建造桩、地下连续墙、板桩等利用土层锚杆对其进行背拉从而形成锚杆式挡墙。

10年后出现了锚杆构造墙，它是利用砼构件排列在开挖过程中的土层表面，用锚杆进行背拉，这是一种可以与挖方工程同时进行作业的方式。

60年代出现了加筋土墙，一般在填方区如筑路、平整场地填方区域形成的挡土墙，在分层回填土方时分层铺放土工织物并于预制砼面板拉结，形成加筋土挡墙。

70年代出现了土钉墙，1972年法国承包商在法国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[编辑本段]4 土钉墙的特点与应用范围土钉墙应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定有以下特点：（1）形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。

（2）施工设备简单，由于钉长一般比锚杆的长度小的多，不加予应力所以设备简单。

（3）随基坑开挖逐层分段开挖作业，不占或少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短。

（4）施工不需单独占用场地，对现场狭小，放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性。

（5）土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。

（6）施工噪音、振动小，不影响环境。

（7）土钉墙本身变形很小，对相邻建筑物影响不大。

土钉墙的应用领域土钉墙不仅应用于临时支护结构，而且也应用于永久性构筑物，当应用于永久性构筑物时，宜增加喷射砼面层的厚度并适当考虑其美观，目前土钉墙的应用领域主要有：（1）托换基础（2）基坑支挡或竖井（3）斜坡面的挡土墙（4）斜坡面的稳定（5）与锚杆挡墙结合作斜面的防护钻孔注浆型土钉墙系逐层向下开挖方式，每一台阶高度为1～2米，在施工土钉杆、面层喷射砼期间，坡段处无支撑状态下需能保持自立稳定，因此主要适用于：（1）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。

预应力锚杆与土钉墙复合支护体系在深基坑工程中的设计应用摘要：预应力锚杆复合土钉支护体系保持了土钉支护施工简便、工期短、造价低的优点，又改善了土钉支护水平位移和竖向沉降难以控制的缺陷，但其理论不成熟，设计多凭经验，因此本文对预应力锚杆复合土钉支护体系设计及在深基坑工程中的应用进行了分析。

关键词：预应力锚杆；土钉墙；深基坑；设计；应用土钉支护具有施工简便、工期短、造价低等优点，在基坑支护工程中受到欢迎。

然而土钉支护在土体变形受力后才能发挥支护作用，难以有效控制基坑变形和竖向沉降。

预应力锚杆分自由段和锚固段，通过将被支护土体的荷载全部传递到锚固段上，是一种主动加固模式，对于基坑顶部水平位移和竖向沉降的控制较为有利。

预应力锚杆与土钉复合支护可以改善单一土钉支护的不足，又能利用预应力锚杆变形控制之长，所以在基坑支护工程中得到广泛应用[1]。

但预应力锚杆与土钉复合支护作用机理复杂，目前多采用经验设计，一定程度上影响到设计的精确性，设计结果多偏于保守[2]。

因此，本文对预应力锚杆与土钉墙复合支护体系在深基坑工程中的设计应用进行了分析。

1 预应力锚杆与土钉墙复合支护体系设计1.1 预应力锚杆复合土钉支护体系设计现状目前，预应力锚杆复合土钉支护理论并不成熟，设计上也没有更好的办法。

很多情况下，通过1+1=2进行叠加设计，然而1+1的特殊效应使得1+1小于2，甚至小于1。

现有理论规范多认为，在预应力锚杆复合土钉支护体系中，土钉能发挥全部作用，通过对锚杆贡献的折减来确定基坑稳定性，但实际上因为锚杆刚度大，土压力会向锚杆集中，土钉难以充分发挥作用。

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）第5.1.1条规定，土钉墙进行整体稳定性验算采用圆弧滑动条分法，并给出了公式（5.1.1-1）和（5.1.1-2）。

而《复合土钉墙基坑支护技术规范》（GB 50739-2011）第5.3.2条规定，复合土钉墙基坑稳定性采用简化圆弧滑移面条分法，并给出了公式（5.2.3-1）～（5.2.3-6）。