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锚管复合土钉支护技术在砂卵石地层深大基坑中的应用

锚管复合土钉支护技术是一种结合了土钉墙与预应力锚索（或锚管）的新型深基坑支护体系，特别适用于复杂地质条件下的深大基坑工程。在砂卵石地层中，由于其颗粒粗、自稳性差、渗透性强等特点，传统支护方式往往难以满足安全性和经济性的要求。锚管复合土钉支护技术通过将土钉与高压注浆锚管相结合，形成协同作用的支护结构，有效提高了边坡稳定性与抗变形能力。

该技术在砂卵石地层中的应用，主要通过以下几个方面体现优势：一是利用锚管进行高压注浆，填充地层空隙，增强地层自稳能力；二是土钉与锚管共同作用，提高支护体系的整体刚度和承载力；三是通过分层分段施工，适应复杂地形和地质变化，减少地层扰动，控制基坑变形。

tion of Anchor Pipe Composite Soil Nailing Support Technology

Wang Guihe,L uJ anguo,Jia Cangqin,W ang M antao (School of Engiteeringand Technology. Chha Unhersiy of Geosciences,Beffng100083, Chma)

在基坑支护工程中，土钉支护技术凭其施工简便 快捷、经济性能好、便于信息化施工等优点得到了广泛 应用"。但单纯的土钉支护结构也有其自身的局限 性，当遇到深大基坑或工程地质条件复杂的区域时，则 会变形过大，难以满足位移控制及稳定性的要求。为 此，复合土钉支护技术突破了单纯土钉支护的应用范 围、日益显示出巨大的潜力和广阔的应用前景]。 本文结合工程实例，对锚管复合土钉支护体系用 于砂卵石地层深大基坑的支护方法与支护效果进行研 究，从而为锚管复合土钉支护体系的工程实践和理论 研究提供科学依据。

国美商都基坑支护工程位于北京市丰台区，北临 南四环.西接科技大道.总建筑面积约60万㎡²。由商 场、酒店服务式公寓、写字楼和地下车库组成，均为框

架结构，筏板基础。其中商场地上7层，酒店服务式公 离地上25层，写字楼地上23层，均设3～4层地下室 基坑开挖深度为2238m.基坑支护周长约780m.属深 大基坑工程。 场地地貌单元属于永定河第四纪冲洪积扇的中部 地段。基坑支护涉及地层从上到下依次为：①杂填土 层厚0.4~6.5m:2砂质粉土厚0.0~4.6m:3细 中砂厚0.0~3.8m:4卵石、圆砾厚3.3~7.5m 5卵石厚25.7～26.8m。主要土层物理力学性质指 标如表1所示。

表1土层物理力学性质指标 Table 1 Phvsialand mechan kal propert

北京地区深大基坑一般多采用桩错支护或上部土 钉墙下部桩锚联合支护.但造价高、施工难度大、工期 长。本工程场地四周较为空阔，具备放坡条件，局部场 地较小可单独考虑：场地东侧地下室外墙线距用地红 线（外有重车车道）10m左右，场地南侧地下室外墙线 距用地红线18m左右.场地西侧地下室外墙线距用地 红线19m左右，场地北侧地下室外墙线距用地红线 19m左右，人防出口和汽车坡道距红线3m左右。地层 以砂卵石层为主，密实度高，整体自稳能力强。 结合周围环境条件和场地岩土层分布情况，该基 坑总体采用锚管复合土钉墙支护，充分发挥复合土钉 支护技术安全可靠、经济合理、迅速灵活的优势。在施 工过程中，做到动态设计、信息化施工，可及时调整各 设计参数和施工工艺，确保基坑支护优质高效。局部 场地狭小处采用土钉墙和桩锚联合支护。基坑支护平 面布置如图1所示。

图1基坑支护平面布置 Fig 1The arranganent phn of foumdaton exea va tion support

3)AⅢ断面汽车坡道和人防出口部位，上部6m 摘帽采用Φ22mm土钉墙支护，坡度10.3.下部采用 道护坡桩加预应力锚杆的方式进行支护（见图2）。

图2AⅢ支护断面示意 Fig2Support of A lllsectibn

锚管复合士钉墙施工工艺

锤打入.打入时根据设计倾角进行调整定准。锚管水 平方向孔距误差≤50mm.垂直方向孔距误差≤ 100mm.偏斜度≤5% 土钉一般采用人工洛阳铲成孔。按设计要求提前 故好土钉，再按要求成孔。成孔后将土钉植入孔内.并 预留和钢筋网搭接的接头。土钉孔一般以一定的角度 斜向下方。土钉在坡面的分布一般呈正方形或梅花形。 3)灌浆灌浆用P·032.5普通硅酸盐水泥，水灰 比0.5.采用常压方法注浆。注浆时采用底部注浆方 式.注浆导管底端应先插入距孔底250～500mm处。 在注浆同时将导管匀速缓慢撤出，保证孔中气体全部 逸出。注浆开始或中途停止超过30mim时，应用水或 稀水泥浆润滑注浆泵及管路。 4）绑扎钢筋网钢筋网片可焊接或绑扎而成.网 格允许误差士10mm。钢筋网铺设时每边的搭接长度 应不小于一个网格边长或200mmm.如采用焊接则搭接 长度应不小于网筋直径的10倍。每层锚管或土钉用 中14钢筋设一道横向通筋通筋与主筋在接头处焊接 牢固。钢筋网与边坡土体之间需有一定距离，使得网 片保护层厚度≥50mm。在喷射混凝土前，面层内的钢 筋网片应牢固固定在边壁上，以符合规定保护层厚度 的要求。钢筋网片在混凝土喷射时应不出现振动。 5)喷射混凝土喷射混凝土配合比一般为水泥 砂石屑=122.强度为C20.粗骨料最大粒径不宜大 于12mm.水灰比不宜大于0.5。喷射混凝土应分段进 行.同一分段内混凝土喷射顺序由上而下.依次喷射厚 度不宜小于40mml。喷射混凝土时，喷头与受喷面应保 持垂直，距离宜为0.6～1.0m。喷射混凝土厚度为 10am。喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间 依据环境条件一般为3~7d

为了随时掌握边坡的变形情况和安全稳定状况， 以利于及时反馈信息，在施工过程中对基坑边坡的位 移进行了监测，主要是对支护边玻坡顶水平位移量的 观测。此外为了解锚管（士钉)在边坡的受力情况.还 对错管（土钉）拉力进行测试。测试点锚管仍采用钢 筋土钉代替，以保证锚管测试原件的安全。

图3为基坑东侧和南侧坡顶位移时程曲线。基坑 东侧由于坡度较小，距离重型车道较近，水平位移较基 抗南侧大.但基坑位移整体来说很小.坡顶最大水平位 移为14mm.远小于0.3%H（H为基坑开挖深度）.说明 该基坑支护非常成功。从图3可以看出，在浅部填土 和砂土中施工时，随着逐步向下开挖，水平位移变化较 明显。进入卵石层后（7月21日第4步开控进入卵石

层）水平位移随开挖变化较小.说明砂卵右层比较密 实，本工程充分利用砂卵石层自身强度大的特点进行 支护设计是成功的：

图3基坑坡顶位移时间曲线 Fig3Thehorzontldisphcenent curves on top of foumdation excavation

图4土钉拉力测试结果 Fig 4M ea suring results of soilna ilhg tension

从图4a可以看出.在施工阶段.土钉从被植入土中 开始所受的拉力持续增加：在使用阶段，受力总体上道 于稳定，但还是有一定增长趋势，但增长幅度不大db32t 4337-2022 可燃性粉尘除尘系统安全验收规范，可见 土钉受力具有一定的时间效应，在其他各层土钉均出现 了类似规律"。因此要求土钉设置后应停留一段时间 使注浆体达到一定强度后，再进行下一步开挖。 从图4b土钉所受的拉力沿其整个杆体长度都是

变化的，呈中间大、两端小的规律，并且随着开挖深度 的增加.土钉拉力逐渐增大但拉力沿土钉长度的分布 规律基本不变。这种规律同样在其他各层土钉拉力沿 长度的分布曲线中得到了验证"。 从图4c可以看出.整个基坑剖面的受力分布图在 退台处产生了分段，且退台上部土钉的最大拉力明显 大于下部土钉的最大拉力：整个剖面土钉的最大拉力 情况也没有表现出基坑中部最大，上下部较小的分布 规律",而是以退台为界上下部土钉受力分别表现出 这一规律。究其原因除土性变化影响外，退台还起到 了退台效应"”,即退台起到了减荷和使应力重新分 布的作用。

1)在砂卵石地层深大基坑进行错管复合土钉墙现 场施工时，针对砂卵石地层的特点，采用合理的施工工 艺、保证施工质量，使整个工程高质量、快速、低成本顺 利峻工。 2 2)由测试结果可知.土钉受力具有时间效应，即随 施工进度的延续而不断变化：并且土钉所受的拉力沿 杆体长度呈现了中间大、两端小的分布规律，随着开挖 深度的增加，土钉受力逐渐增大，但沿杆体长度分布规 律基本不变；土钉最大拉力以退台为界，分别沿基坑深 度表现出了中部大，上、下土钉受力较小的规律。 3）北京国美商都基坑支护的成功实践说明：锚管 复合土钉支护技术可以控制砂卵石地层中深大基坑水 平变形，且退台的设置起到了减荷和使应力重分布的 作用，但退台效应具体机理仍有待于深入研究。

【1]陈肇元，崔京浩，土钉支护在基坑工程中的应用（第二版） [M]北京：中国建筑工业出版社，2000 Chen Zhaoyuan, CuiJinghao Application of soil nailing Suppon in bundaton excavation (2ndediton）[M] Beijing China Architecture & Building Press, 2000. ( in Chinese) 2]黄俊光，方引晴，朱宗明.加强型土钉墙在超深基坑支护中的

.节约施工工期及成本。通过测控挤压变形，施 可控。工程实践证明，该施工技术实用、有效。