1、复合土钉墙实测分析和变形规律摘要：复合土钉墙因其优势而被广泛应用，由于土层千变万化，复合土钉墙支护形式也随之变化，所以基坑的变形也不同。因此在基坑设计前为基坑变形做前期估算非常有意义。但是目前学术界并没有广泛认同的基坑变形的估算方法。本文收集已经竣工的典型的复合土钉墙支护工程实例。对其中的数据进行横向和纵向比较找到相同支护形式下复合土钉墙变形的共同规律和不同支护形式下变形的不同规律。 关键词：复合土钉；基坑变形；变形估算 中图分类号：TU 文献标示码：A 0 引言 复合土钉墙是刚发展起来的新型基坑支护技术，由于它具有造价低，施工简便，工期短等优点，而被广泛采用。复合土钉墙支护，从施工流程上看是
2、先分层开挖，再分层打入土钉，开挖时允许土体发生位移，土体的自身抗剪能力得到充分发挥。复合土钉墙中的微型桩等超前支护很好的限制侧向位移，从而提高了基坑的整体稳定性。但土钉墙的前期支护较排桩支护，刚度小，变形大，所以准确的计算或估算出基坑的变形，对设计和施工都是有非常重要的意义。但影响基坑变形的因素很多，单纯用计算机进行数值模拟是很难全面考虑影响变形的众多因素的。所以人们开始从已竣工的工程中，获取实测资料来研究复合土钉支护的变形。魏焕以假定的刚度分配系数法，初步探讨一种复合土钉墙水平位移的简化计算方法。本文收集了 10 个典型基坑支护实例。对这些资料进行分析，试图找到复合土钉墙变形的一般规律。 1
3、 实例收集和资料整理 从我国各类学术期刊上找关于复合土钉墙支护的学术论文。从中选出包含工程概况土层信息设计方案水平位移的 10 个案列。并把信息整理如下： 工程实例：1、临沂城建广场，基坑深度 11.5m，7 排土钉，有超前支护桩，最大侧移与坑深比 1.65，最大侧移位置 2m。2、杭州西城年华，基坑深度 5.25m，4 排土钉，有松木桩超前支护，最大侧移与坑深比2.19，最大侧移位置坡顶。3、广州某工程，基坑深度 8.6m，7 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 1.45，最大侧移位置 3m。4、某工程，基坑深度 7m，5 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 2.7，最大侧移
4、位置 5.5m。5、济南北园大街与三孔街交界处，基坑深度 9m，5 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 5.55，最大侧移位置坡顶。6、深圳假日广场，基坑深度 14.35m，10 排土钉，无超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 5.2，最大侧移位置 8m。7、深圳假日广场，基坑深度 21m，4 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 3.57，最大侧移位置坡顶。8、江苏淮安市金马广场，基坑深度9.05m，7 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 4.09，最大侧移位置 3.2m。9、某工程，基坑深度 5.5m，4 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比 6.5，最大侧移位置
5、3.5m。10、南京玄武湖车道，基坑深度 10m，9 排土钉，有超前支护搅拌桩，最大侧移与坑深比2，最大侧移位置 7m。 2 实例数据分析 下面分析中主要考虑土钉的布置，超前支护和预应力土钉等因素，对偶然、次要、人为因素忽略不计。 2.1 最大水平位移分析 由工程 2，5，7 可知基坑的最大水平位移位于边坡顶部。资料显示，工程 2 在上部放坡加土钉，下部松木做微型桩支护；工程 5 无超前支护，搅拌桩止水帷幕离基坑坡面较远，对基坑的变形影响较小；工程 7 上部放坡加土钉，下部搅拌桩超前支护加预应力锚索。工程 1,3，8,6,9,10,4的基坑最大水平位移深度与基坑深度的比值分别为0.17,0.3
6、5,0.35,0.55，0.6,0.7,0.78。而他们均有微型桩超前支护，或有预应力锚索。综上知土钉支护工程，无超前支护和预应力时最大水平位移在坡顶，有超前支护时，最大水平位移在坡顶以下一定范围内。由此我们可知在单一土钉支护下，可适当加长上部土钉，在有超前支护的复合土钉支护下，可加长中部土钉的长度。 2.2 时空效应分析 图一 C12 号测点土钉墙位移变化过程图二 C13 号测点土钉墙位移变化过程 图三 S10 观测点水平位移时程曲线 图四 S22 观测点水平位移时程曲线 由图三可知，在基坑开挖初期，基坑最大水平位移有突变，这说明土钉墙每层开挖都有瞬时效应，而图一 8 号 14 号曲线，图二
7、 8 号 13 号曲线，在最大水平位移处有较大的突变，证明瞬时效应的发生。但图四曲线变化平滑。对比他们的支护形式，可知图一二三都是土钉加搅拌桩的复合支护，而图四是土钉加预应力的复合支护。由此我们可以得出无超前支护的复合土钉支护，每层开挖后迅速植入土钉；对有超前支护的复合土钉支护适当减小每层开挖深度，可有效控制基坑的水平变形。 2.3 沉降变形分析 工程：7、8、9 基坑深 21m、9.05m、5.5m，坡顶最大沉降距边坡距离 12m、10m、48m，支护形式上部放坡、搅拌桩支护、搅拌桩支护。工程 7 中基坑的最大沉降发生在距边坡 12m 处，约为基坑深度的一半；工程 8 和 9 中基坑的最大沉
8、降发生在距边坡 10m 和 48m 处，约等于基坑深度。观察三项工程的支护情况，工程 7 为上部放坡加土钉下部搅拌桩，工程 8,9 是搅拌桩。对比知无超前支护，坡顶沉降最大位移距坡面距离为基坑一半，有超前支护坡顶最大沉降距坡面距离为基坑深度。因为土钉的自稳定性差，没超前支护，更容易在边坡处发生变形。若有超前支护,最大沉降位置远离边坡。所以进行土钉支护设计时，如果基坑附近有建筑物可采用有拌桩超前支护的复合土钉墙来控制沉降变形。若没有建筑物，可采用单一土钉支护。 5 总结 土钉墙最大水平位移的位置不能够确定，但一般情况下，单一土钉墙在坡顶，有超前支护或预应力锚索在中部，并且超前支护的刚度越大，越靠近基坑底部。 有超前支护，基坑开挖有瞬时效应。 有超前支护基坑的最大沉降位置距坡面的距离与基坑的开挖深度相同。 参考文献 1魏焕卫，宋丰波，杨敏，孙剑平.复合土钉墙变形的简化计算方法J.工程力学,2011,(6). 2潘启钊，林本海.土钉墙支护位移计算方法与分析比较J.建筑监督检测与造价,2010,(4). 3魏焕卫，杨敏，孙剑平，陈启辉.土钉墙变形规律及相关性的实测分析J.岩土力学,2009,(6).
