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摘要：深基坑工程是一个非常难的岩土工程技术问题，影响它的因素非常多，存在的事故隐患非常多，当前，对于土钉支护设计还没有一定的规范可以参考，支护机理不明确，天然形成的地层情况差别很大，无法形成完整的理论体系来指导实践，通过进行动态设计和信息化施工，强化变形监测，落实技术措施提高监测数据的可靠性能够解决好这个问题。
关键词：土钉支护；深基坑；应用
土钉支护是一种非常经济、方便快捷的基坑支护技术，在我国深基坑开挖施工中得到了非常普遍的应用，但对它的工作机理以及计算方法的研究还是非常欠缺的。本文以某个深基坑土钉支护工程为例，介绍了土钉技术在深基坑支护中设计以及施工要点。
1、力学分析
土体的抗剪强度不高，抗拉强度是能够忽略的，但土体作为结构体，有着承载能力以及自我稳定的能力。在基坑开挖的时候，有着使边坡保持直立的临界高度，当土坡直立高度超过临界值或坡顶荷载非常大及别的环境因素出现变化的时候，会使土坡失去稳定。通常的支护结构是被动制约机制，也就是以支挡结构承受测压力并制约其形状变化。土钉是在土体里面安排一定长度和分布密度的钢筋，来补充土体自身强度的不足，使土坡坡体自身更加稳定，是主动制约支挡体系[1]。
以前的避免土体坍塌破坏的方法是使用挡土结构支护法，依靠挡土结构自身的强度、刚度和嵌入深度形成抗力保持稳定，它的作用是利用外部支挡形成的抗力被动支挡要下滑破坏的边坡土体，是一种被动制约机制。被动制约提供了侧向平衡力，使摩尔应力圆向右移动，减少了土体中的剪应力，但并没有使土体强度提高，破坏域无法向上移动。被动制约机制最不好的一个方面是：因为施加侧向抗力，制约土体的形状变化，实际主动土压力介于静止土压力和主动土压力之间，使作用在结构上的主动力矩加大。主动制约机制一方面使摩尔应力圆向右移动，使土体承受的剪应力降低；另一方面土和土钉组成的复合土体使土体的强度加大，加大了弹性域，破坏域向上移动，并随着土体位置移动的加大，土钉的作用加大。土和土钉相互作用，利用复合土体自身的整体强度以及刚度，通过改良并调整应力分布，达到安全稳定的目的[2]。
2、土钉支护适用范围
土钉支护适用于具有粘性的砂土、粘性土、粉土还有杂填土，场地同时存在砂土、粘土以及不同风化程度的岩体的时候，适用这种方法非常有利。在使用这个方法的时候，地下水位需要低于土坡开挖段，否则需要使用降水的方法。对粘结力不好或处于软塑状态的土体，在分布开挖的短时间里无法保持土体稳定，应该对开挖面以上土体实现注浆加固，然后才可以使用土钉支护。对标贯击数不大于10的砂土边坡，不适合使用这种方法，对不均匀系数小于2的级配不良砂土，不可以使用这个方法，对塑性指数大于20的土，应该仔细评价其蠕变特性，当蠕变性不大的时候，才可以把土钉用作永久性支护。土钉不适合在腐蚀性土中作为永久性支护结构。土钉支护深度通常要小于12m，当场地土层非常好的时候，可以放宽到14~16m。当基坑四周有重要建筑物，其距离基坑在一倍坑深范围内，或对基坑形状变化有比较严的要求的时候，不要使用土钉支护[3]。
3、案例分析
3.1施工概述
结合施工现场的实际状况以及地质状况，同时从经济以及技术上加以思考，边坡支护使用两种喷护方式进行施工——素混凝土喷护、土钉挂网平喷护。
混凝土标号4号泵房是C25,4号常规岛是C25，循环水排水廊道补充段是C20。
总体按照开挖一层及时喷护一层的方法，具体的喷护时间按照现场实际状况和变更文件确定。喷护分层高度以现场实际开挖和边坡岩性来确定。
按照施工图纸和设计变更等文件要求进行，同时在基坑开挖的时候按照地勘单位对成型的边坡岩性确认，来确定基坑各区域边坡的支护形式。
3.2施工方案
边坡整平，边坡开挖成型后，使用机械修整，再用人工把坡面弄平，把防护坡面上的杂物、松动岩石等打扫干净，在喷护前岩面应该保持一定的湿度，为以后的施工做好铺垫。
混凝土保护层喷射：每段边坡修整完成以后，为了避免裸露边坡稳定性出现变化，在具备施工条件的情况下需要立刻对坡面素喷一层细石混凝土，喷射厚度是50mm，喷射顺序从上往下，喷射范围包括坡顶护顶，护顶宽度应该喷护到挡水坎的地方。
定位放线：土钉间距是1.5m呈梅花形安排，锚杆间距是3m呈梅花形布置，依据要求标志出土钉的位置，土钉偏差允许范围掌握在100mm以内。
土钉使用Φ16（HRB400）长度是1m的带肋钢筋，端头焊接100mm长的锁定头，土钉安装包括土质边坡和石质边坡，土质边坡锤入贯入，石质边坡采用机械引孔贯入，外露长度约10cm。
锚杆使用Φ22螺纹钢筋端头焊接4Φ20锚定筋L=250mm制作而成；3BGF储水廊道顺坡滑移区域——南北段，锚杆长4m，东西段，锚杆长5m，锚杆沿坡面呈3m梅花形布置，使用钻孔机成孔，孔直径掌握在80~100mm，成孔和水平面保持15o向下的夹角，等孔内打扫干净，孔内的积水吹干后就可以打设锚杆注浆，锚杆外露120mm，使用M25砂浆灌注而成，注浆完成到砂浆初凝之前，不要在锚杆上悬挂钢筋和别的东西。
土钉挂网使用Φ8@200（HPB300）搭接绑扎成钢筋网片，网片使用土钉固定，和坡面间隙是3-4m，不要小于3cm，搭接的时候上下左右一根对一根搭接绑扎，搭接长度应该大于30cm，钢筋网片布置的时候需要注意对土钉锁定头的保护。
锚杆支护钢筋使用Φ8@200×200的光圆钢筋网片和Φ16@3000×3000的螺纹钢筋做加强筋，见图一。
图一
泄水孔安装：保护垫层喷射完以后，为了消除边坡支护内部的静水压力的作用，沿坡面布置泄水管，泄水孔布置不要小于5％的排水坡度以确保排水顺畅，水管插入保护垫层背部大于100mm，水平间距2m,垂直间距2m,泄水管使用300mmΦ50PVC管。在泄水孔进水端设置反滤层，在混凝土喷射前，需要把泄水管的出水端用塑料布包住，避免第二层混凝土喷射的时候把泄水管堵塞。
第二层混凝土喷射：喷射的时候需要分段分片依次进行，喷射顺序从下到上，喷射范围包括坡顶护顶，护顶宽度应该喷护到挡水坎的地方。
4、结语
土钉支护技术方案的选择，需要对四周环境做详细的调查研究，认真勘察基坑四周的场地工程地质状况，并按照这个基坑的工程特点进行方案的比选。比选的时候，不仅要考虑基坑的安全，还应该考虑基坑的经济、施工等方面。在选择土钉支护方案以后，需要进行严谨的思考，可以按照工程类比和工程经验，科学选择结构参数，做出安全而经济的详细设计方案。在粉质粘土和粉土以及砂质土层中进行基坑工程的开挖支护，使用土钉支护结合井点降水的方法，通常可以获得非常好的效果，不仅能够保证基坑安全施工、减少维护造价，还能使施工非常方便，大大减少了施工的时间。在有的地方，还需要用防渗排水等方法加以辅助，当挖到坑底标高后需要进行局部深坑处理并尽快施工基础底板，尽量减少边坡暴露的时间。
参考文献：
[1]叶军,李满松.复合土钉支护技术在深基坑工程中的技术应用[J].建材与装饰,2017,(25):24-25.
[2]郝军和.土钉墙支护技术在深基坑中的应用[J].内蒙古科技与经济,2017,(07):54-56.
[3]黄世华,范小倩,查志彬.土钉墙结构和桩锚体系复合支护技术在深基坑工程中的应用实例[J].西部探矿工程,2013,(08):18-21.