2014年第3期第40卷总第179期
の#建材
SichuanBuildingMaterials
D0I:10.3969/j. issn. 1672 4011.2014.03. 039
深基坑土钉墙和预应力锚杆支护分析对比
李宝平，侯艳峰
（西安工业大学建工学院，陕西西安710032）
摘要：随着我国城市建设的迅速发展，高层建筑的大量出现，建筑物的基础也愈来愈向大、深的方向发展，深基坑施工事故时有发生，固此深基坑支护问题一直是我国建筑工程界的热点问题之一，通过分析对比深基坑预应力锚杆技术和土钉墙技术，分析各自的作用机理、优缺点，以期为设计、施工人员提供适合实际工程的最优选项，
关键词：深基坑；预应力锚杆：土钉墙；分析对比
中图分类号：TU753.8
文献标志码：B
文章编号：16724011(2014)03009302 0前言
随着城市建设的发展，高层建筑的大量出现，极大地带动地下空间的发展，目前地下空间已在世界各大中城市中都得到了开发利用，包括各类用途的地下空间使用，如超高层建筑的基坑、城市污水处理干管施工的深沟槽、江底隧道的暗埋矩形段及城市地铁建设工程中的车站基坑。在对这些地下空间的大规模建设时，出于经济效益等多方面因素的考虑，绝大多数的基坑工程都采用便于施工、工程进度易于控制、经济效益相对较好的明面开挖法，由于开挖面积和深度不断加大，且基坑工程一般处于城市繁华地段，因此基坑施工安全事关重大，越来越受到重视。保证基坑安全的各种支护方式也相继提出并应用到实际工程中[]。受建筑场地工程地质条件的不确定性，设计计算理论尚不成熟，施工管理不够规范等因素的影响，基坑工程事故时有发生。深基坑事故主要原因包括深基坑支护系统自身的失稳和深基坑开挖引起周围建（构）筑的沉降变形过大。而深基坑支护结构的过大变形和边坡的失稳会引起基坑周围建筑物的破坏。因此，深基坑支护方式的选择对工程施工、周边建（构）筑物的安全至关重要。
1预应力锚杆和土钉墙 1.1预应力锚杆
借助杆体自由段的弹性伸长施加预应力的锚杆，在其安装完成后能及时主动提供有利于土体和结构物稳定的抗力，有效抑制开挖地层的变形：可以显著提高地层软弱结构面或潜在滑裂面的抗剪强度，改善岩土体的应力状态；能够通过张拉工序可靠地检验锚杆的承载力，确保错杆的施工质量[2]。预应力错杆的作用就是避免基坑周围建（构）筑物和地下管线遭到变形破坏，提前发挥错杆作用，限制基坑土壁土体过大变形，使锚杆受力体系提前处于受力状态，可以有效地控制基坑变形，大大提高基坑边坡的稳定性。
1.2土钉墙
以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它由密集作者简介：李宝平（1971-），男，山西霍州人，硕士研究生，副教投，主要从事岩土与地下结构工程相关的教学与科研工作
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的土钉群、喷混凝土面层、被加固的原位土体和必要的防水措施组成，用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件，通常采取土中钻孔、置人有限变形钢筋（即带助钢筋）并沿孔全长注浆的方法做成，以长度不大而密度较大的土钉置人基坑土壁中，将土体加固成为一种自稳定挡土结构的支护体系。一般可分为打人式和钻孔注浆式两类，土钉依靠与土体之间的粘结力或摩擦力，在土体发生滑移变形的条件下被动受力，并主要承受拉力；土钉也可用钢管、方钢、角钢等作为钉体，采用直接锤击打人土体的方法置人土中[2]。
2预应力锚杆和土钉墙异同 2.1预应力锚杆和土钉墙相同点
预应力锚杆和土钉发挥作用时，都先把拉力通过周边水泥砂浆的握裹力传给砂浆，然后通过砂浆传给周围土体，土与砂浆发生相对位移，随即产生摩阻力，直到极限状态。在锚杆和土钉注浆体周围，水泥浆都会渗人到土层中，形成水泥浆嵌固体，增加了杆体与土体的摩阻力，从而提高了杆体的抗拔能力。预应力铺杆和土钉的施工工序相同，均是自上而下分层开挖、分层支护、随挖随支；相对传统的支护而言，二者基坑土壁面层的刚度较小，均属于柔性支护；基坑坑壁位移的形态相似，位移在地面处最大，随深度的增加而逐渐减小。预应力锚杆和土钉安装完成后，土体未变形时均处于无预应力状态，只有在土体产生位移后，才能发挥其作用。预应力错杆和土钉加筋体抗力都是由加筋体与土之间产生的接触摩阻力提供的，加筋土体内部本身处于稳定状态，承受着其后外部土体的推力。预应力锚杆和土钉墙的面层都较薄，在支挡结构的整体稳定中不起主要作用，土体开挖卸荷以及外部超载增加会使土体产生坡面膨胀，而面层的设置在限制了坡面滑移同时起到
了削弱土体内部塑性变形、加强外边界约束力的作用。 2.2预应力锚杆和土钉墙不同点
1）构造不同。预应力错杆分为自由段和错固段，其中锚固段设置于潜在滑移面以外的稳定土体中，以提供较大的抗技力：自由段被塑料套管所套护，灌浆只能使护套与孔壁连结，而自由段杆体可在套管内自由伸缩，注浆体不对自由段产生约束，以保证将预加应力传递到错固段内：土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，但也可通过直接打入较粗的钢筋或型钢形成，土钉沿通长与周围土体接触，依靠接触面上的粘结摩阻力，与其周围土体形成复合土体，土钉在土体发生变形的条件下被动受力[3]。
2）工作机理不同。预应力锚杆柔性支护对潜在滑移区内的土体进行锚固，锚杆设置时施加预应力，预应力增加了土体潜在滑动面上的正应力和相应抗剪阻力，提高了土体整体稳定性，滑移前就对土体的潜在滑移面起到拉结作用，具有主动的约束锚固机理。土钉支护是对原位土体进行加固的方法，以土钉与其周围被加固的土体形成的复合