不同支护方案在基坑支护设计中的对比分析

李晓乐　李　强　程全鑫　陈　辰　张秀颉

（长春建筑学院，吉林 长春 130607）

不同支护方案在基坑支护设计中的对比分析

李晓乐李强程全鑫陈辰张秀颉

（长春建筑学院，吉林 长春 130607）

本文对复合土钉墙和土钉墙在基坑工程中的应用进行比较，对他们在施工中的造价和锚杆的长度进行论述。

复合土钉墙；基坑支护；土钉墙

0.前言

近十几年来提出了新型的基坑支护技术方案，即复合土钉墙支护技术。复合土钉墙是将土钉墙和其他支护技术有机组合在一起形成的复合支护体系，它是一种新型的土钉墙支护体系。复合土钉墙与普通土钉墙相比可以适应更多的地质情况。克服了单纯土钉墙的技术缺陷，使土钉墙的使用达到最大化。同时复合土钉墙使支护工期大大缩短，降低了施工费用，达到了经济合理的技术要求。土钉墙支护实在基坑开挖过程中，将土钉放置于原位土地中，一定量的水泥浆形成与周围土体紧密结合的注浆体，并在土坡上铺设钢筋网，通过土钉，土体和喷射混凝土面层的共同作业形成复合土体。

1.复合土钉墙的种类及特点

土钉墙+预应力锚杆，土钉墙+截水帷幕，土钉墙+微型桩，土钉墙+截水帷幕+预应力锚杆，土钉墙+微型桩+预应力锚杆，土钉墙+微型桩+搅拌桩，土钉墙+截水帷幕+微型桩+预应力锚杆。复合土钉墙可以和多种土钉墙一起使用，把单纯的土钉墙优点集于一身，同时也改善了单纯土钉墙的缺陷。使土钉墙得到了更加广泛的应用。

2.土钉墙的种类及特点

钻孔注浆型，直接打入型，打入注浆型。土钉墙与土体形成的复合土体，提高了土体的整体刚度和强度，土钉墙增加了土体破坏的延性，延缓了土体破坏的时间，土钉墙施工中使用的机械器具较轻便于施工，操作技术简单。有利于施工的快速进行，土钉墙的施工机具轻便，与其他支护方法相比大大缩短了施工工期，土钉墙支护所需的材料成本较低。

3.土钉墙和复合土钉墙的适用范围

土钉墙支护适用于地下水以上的黏性土、杂填土、粉土等土层。不适合含水较多的粉细砂、中细砂、卵石层等强度过低的淤泥质土层。土钉墙的位置需要考虑周边建筑物的建筑基础，地下管廊的建设。在软土中不宜采用土钉墙支护。

表1　土钉墙与复合土钉墙设计计算表

表2　两种方案对比分析表

复合土钉墙支护适用于开挖深度不超过15m的基坑、包含众多工程领域的基坑及保证路基稳定的边坡工程、黏性土、人工填土、淤泥质土等土层，大多软土层均采用复合土钉墙支护体系。

4.工程实例

某基坑深度H=10m，边坡土层位砂质粘土，土的重密度γ=18kN/m2，内摩擦角φ=35°，粘聚力C=12kPa边坡坡度R=80°，土钉长度L=5m，钻孔注浆型，τ=70kPa土钉与水平面夹角α=10°，土钉D=100mm，土钉间距横竖均为2m，地面荷载q=12kN/m2。本文通过具体实例进行设计计算，并从以下几个方面进行比较。

（1）复合土钉墙与土钉墙进行设计计算，结果见表1。

其中复合土钉墙方案中第二层与第四层是锚杆，其余土层为土钉。根据计算结果可以看出，土钉墙中的土钉总长度大于复合土钉墙的长度。

（2）工程造价预算

以1m为计算单元对比土钉墙和复合土钉墙造价关系：

土钉约为60元/m，锚杆约为320元/m，80mm厚的喷坡约为90/m2。通过计算，单元喷坡厚度费用为900元。计算土钉与复合土钉墙的单位造价，土钉墙是3180元，复合土钉墙是6780元。

5.两种方案对比分析

通过各方面对土钉墙与复合土钉墙两种方案进行对比分析，见表2。

结语

通过上面的计算结果可知，复合土钉墙的技术方案设计的土钉长度较短，而土钉墙设计的土钉长度较长。根据造价要求，土钉墙更加经济合理，减少了施工的费用，并且土钉墙施工较为方便。缩短了建筑施工的工期，综合比较土钉墙更为经济合理。

[1]郭院成．基坑支护[M]．北京：黄河水利出版社，2012．

[2]张四平，张季超．基础工程[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012．

[3]朱合华，张子新．地下建筑结构[M]．北京：中国建筑工业出版社，2011．

TU31

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吉林省教育厅重点科研项目“非饱和土增湿变形与敏感性参数的实验研究”（吉教科字[2016]第539号）。