１０６ 低温建筑技术 ２０１３年第５期（总第１７９期） 基坑工程土钉墙设计参数对比分析 张广兴 【同济大学浙江学院土木工程系． 浙江嘉兴３１４０５１） 【摘要】 通过对上虞某工程土钉墙基坑围护设计实例分析，对不同间距、不同长度、不同倾角的土钉进行 了对比，分析结果表明，基坑外部稳定抗滑安全系数和抗倾覆安全系数随着土钉长度的增大而增大，随着土钉倾 角的增大而略有降低，不受土钉水平间距的影响；而基坑内部稳定性安全系数随着土钉水平间距的增大而减小， 随着土钉长度的增大而增大，土钉倾角对其影响较小。 【关键词】基坑；土钉墙；设计参数 【中图分类号】ＴＵ４７３．２ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】１００１—６８６４（２０１３）０５—０１０６—０２ 土钉墙支护具有设备简单，施工不需单独占用场 地，造价低，振动小，噪声低等优点，适合于地下水位 以上或经排水措施后的杂填土、黏土、粉土、黄土及弱 水和河流水补排影响的孔隙潜水，水量一般较少，水 位受季节气候影响，全年变化幅度约Ｉ．５０ｍ。根据水 样分析，该处地下水对混凝土无腐蚀性。 表１ 土层主要土工指标 胶结的砂性土…。在土钉墙设计中，土钉的间距、长 度、倾角等都会对基坑边坡的各类安全系数产生影 响。因此，本文通过对上虞某工程土钉墙基坑围护设 计实例分析，对不同间距、不同长度、不同倾角的土钉 进行了对比分析，分析结果表明，基坑外部稳定抗滑 安全系数和抗倾覆安全系数随着土钉长度的增大而 增大，随着土钉倾角的增大而略有降低，不受土钉水 平间距的影响；而基坑内部稳定性安全系数随着土钉 水平间距的增大而减小，随着土钉长度的增大而增 大，土钉倾角对其影响较小。在设计时土钉问距不宜 过大，土钉越长越安全，但应综合考虑经济成本，土钉 倾角的大小在研究范围内对基坑安全性影响较小。 １ 工程概况 ３围护方案选择 综合施工条件、地质条件、环境条件和经济性，本 基坑围护体系考虑如下围护方案： （１） 考虑到本工程有利的基坑平面布置形式， 拟建工程位于上虞三环北路线北面，由八幢住宅 楼和一个地下车库组成。地下车库一层，框架结构， 单位面积荷载约为４０ｋＰａ，采用预应力管桩基础。 经方案分析比较，确定主要采用土钉墙加水泥搅拌桩 隔水支护。土钉支护造价低，施工方便，工期短。 （２） 本基坑各剖面的开挖深度３．９ｍ，剖面为土 钉支护，按坡度１：０．３开挖。土钉墙围护结构采用３ 排土钉，钢筋直径为１８ｍｍ，土钉的成孔直径为 本次基坑围护工程是针对地下车库的开挖。工 程场地绝对标高为５．２０ｍ，自然地面相对标高为 一２．０００ｍ，地下室基础底板板面标高为一５．４００ｍ，底 板厚度为４００ｒａｍ，考虑１００ｒａｍ厚度的基础底垫层，地 下室基坑的开挖深度为３．９０ｍ。 １００ｍｍ，土钉长度及水平间距分三种方案进行对比分 析，注浆压力０．４—０．８ＭＰａ。 场地周边为道路，距地下室均较远。地下室四周 为未开发的建筑物，这些建筑物的基础还未进行施 （３）面层为Ｃ３０喷射混凝土，面层厚度１００ｒａｍ， 配双向直径８ｍｍ＠１５０ｍｍ二级钢。土钉与面层连接 处用２根直径ｌ６二级钢筋作为加强钢筋，水平向通常 长焊接。 工。其中地下室西北侧有二层民房，根据甲方提供的 信息，在地下室施工前要进行拆除搬迁，对地下室放 工没有影响，同时在地下室四周未埋设地下管线。 ２工程地质情况 （４） 基坑四周一圈打水泥搅拌桩作为止水帷 幕，水泥搅拌桩长９～１７ｍ，桩径５００ｒａｍ，桩间搭接 １５０ｍｍ，水泥掺入比为１５％。 （５） 基坑排水采用轻型井点结合排水沟集水井 基坑开挖深度影响范围内土层主要土工指标见 表１所示。场地地下水埋藏较浅，勘察期间测得场地 地下稳定水位埋深在０．５０～１．８０ｍ，主要为受大气降 张广兴：基坑工程土钉墙设计参数对比分析 １０７ 的方式，基坑周边布设排水沟，防止雨水等流人基坑， 坑内积水应及时抽出 。 ４不同土钉设计参数对比分析 经计算分析得到三组不同设计参数下基坑剖面 安全系数对比结果如表５～表７所示。其中工况１—４ 分别表示开挖至１．５、２．５、３．５、３．９ｍ深度，且工况１为 未打入士钉的情况。 从上述计算结果可以看出： 针对土钉墙围护设计方案，对设计参数中的土钉 水平间距、土钉长度、土钉倾角分别采用三组不同数 值进行对比分析，参数选取见表２～表４。 表２ 不同土钉水平间距 表５ 不同土钉水平间距安全系数验算结果 表６ 不同土钉长度安全系数验算结果 表７ 不同土钉倾角安全系数验算结果 （１） 在土钉长度和倾角保持不变时，随着土钉 水平间距增大，外部稳定抗滑安全系数和抗倾覆安全 系数均保持不变，而相同工况时的内部稳定性安全系 数则逐渐减小，因此，在设计时土钉间距不宜过大。 （２） 在土钉水平间距和土钉倾角保持不变时， 随着土钉长度的增大，外部稳定抗滑安全系数和抗倾 覆安全系数均大幅增加，而相同工况时的内部稳定性 安全系数也有较大增加，因此，在设计时土钉越长越 安全，但应综合考虑经济成本。 （３） 在土钉水平间距和土钉长度保持不变时， 随着土钉倾角的增大，外部稳定抗滑安全系数和抗倾 覆安全系数略有降低，而相同工况时的内部稳定性安 全系数则增减不一，但基本相差不大，因此，土钉倾角 的大小在研究范围内对基坑安全性影响较小。 ５结语 经对上虞某基坑工程土钉墙围护设计参数中的 土钉水平间距、土钉长度、土钉倾角分别采用三组不 同数值进行对比分析表明：①随着土钉水平间距的增 大，外部稳定抗滑安全系数和抗倾覆安全系数均保持 不变，而相同工况时的内部稳定性安全系数则逐渐减 小；②随着土钉长度的增大，外部稳定抗滑安全系数 和抗倾覆安全系数均大幅增加，而相同工况时的内部 稳定性安全系数也有较大增加；③随着土钉倾角的增 大，外部稳定抗滑安全系数和抗倾覆安全系数略有降 低，而相同工况时的内部稳定性安全系数则增减不 一，但基本相差不大；④在设计时土钉间距不宜过大， 土钉越长越安全，但应综合考虑经济成本，土钉倾角 的大小在研究范围内对基坑安全性影响较小。 参考文献 ［１］刘国彬，王卫东．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 版社，２００９． ［２］ＪＧＪ１２０—９９，建筑基坑支护技术规程［ｓ］． ［收稿日期］２０１３一Ｏｌ一１８ ［作者简介】张广兴（１９７９一），男，黑龙江阿城人，硕士，工程 师，从事地基基础、桩基工程、地质勘查等技术 工作。
