自钻式复合土钉支护技术应用研究*
段建立, 谭跃虎, 张凡
, 南京210007）
[摘要] ?
[关键字] 
[中图分类号]? TU753.1
1? 引言
土钉支护由于经济、可靠和施工快速简便，已在我国得到迅速推广和应用[1]。对于软弱土层发展了以土钉支护为主，辅以其它补强措施的复合土钉支护技术 [2，3]
南京市玄武湖隧道工程为双向六车道，全长2.66公里，是南京市“新三年”建设的重点工程。隧道主体为钢筋混凝土箱涵结构，湖底段基坑大部分采用放坡大开挖施工，梁洲段基坑由于大开挖施工会破坏梁洲岛上景观建筑，业主决定采用垂直支护。
1. 梁洲段基坑断面示意图
?		800mm灌注桩加三道背拉锚索，设计锚索为1860级钢绞线3Φ15.24，长26m。这种设计方案造价较高，而且在砂性土中成孔26m施工比较困难。经过专题研究，决定采用自钻式土钉与SMW机械施工止水帷幕相结合的复合土钉支护技术进行支护。
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梁洲段场地土层主要为：①素填土：褐黄色，1.0m 。②-1粉土夹粉砂：灰黄色，饱和，稍密。10.0m，夹少量薄层粉质粘土。土层重度19.0kN/m3 , 粘聚力8.7 kPa, 内摩擦角30.7°。③-3粉细砂：灰色，饱和，稍密。12.0m，土层重度19.1kN/m3? , 粘聚力9.4 kPa,? 内摩擦角30.6°。
基坑北侧场地开阔，进行二级放坡，坡角施工花管土钉三排进行加固，南侧梁洲岛进行复合土钉支护，详见图1。
13.5m~14.5m，不能满足设计要求。于是决定采用SMW工法常用的三轴型钻掘搅拌机施工止水帷幕。然后采用自钻式土钉自行钻进到预定位置后，进行注浆，解决了施工时成孔困难的问题，而且注浆效果可以得到保证。
2 复合土钉支护结构及部分测力计布置示意图
?		CECS96:97）和《建筑基坑支护技术》（JGJ120-99）对自钻式土钉与SMW止水帷幕相结合的复合土钉支护技术分别进行了计算。设计挖深10.0m，附加荷载55kpa。SMW工法三轴型钻掘搅拌机施工止水帷幕，三轴深层搅拌机叶片直径为850, 桩中心距1.2m，桩体搭接850mm，在止水帷幕中插入双排毛竹，毛竹的大头直径不小于100mm。 
D=110mm，土钉倾角15°；采用9排自钻式土钉，5米以上水平间距Sh=1.0m, 垂直间距Sv=1.2m；5米以下Sh=1.0m, Sv=1.0m。1~7排自钻式土钉长18m，8、9排自钻式土钉长15m。面层采用6.5@150×150双层钢筋网, 2φ16水平向加强筋。喷射C20混凝土。
首先利用SMW工法850三轴型钻掘搅拌机施工止水帷幕，解决土体隔水性和自立性。三轴深层搅拌机叶片直径为850, 桩中心距1.2m，桩体搭接850，要求28天的强度达到1.0MPa。
32无缝钢管压制螺纹而成，每段3.0m，用接头套管进行连接。经检测杆体破坏荷载260kN, 接头套管破坏荷载240kN。采用适合于软土的自制土钉钻头，长150mm。
1.0m，主要是钻过止水帷幕。然后采用小型钻机作为动力将自钻式土钉自行钻进，用接头套管进行连接。
8mm，间距40cm，沿杆体径向均匀布置。钻进前把注浆孔用胶纸包好，防止钻进时进土影响注浆效果，但注意不能包两层以上，以免使浆液射出困难。每节土钉之间采用螺纹套管对中连接，逐节安装钻进，直到设计长度。由于自钻式土钉自行钻进过程中螺纹套管自动拧紧，所以不会有松弛现象。
C20混凝土面层。安装垫板及配套螺母，使土钉、面层、SMW深搅桩和原位土体构成一个整体而共同工作。
为了能够切实用好这项技术，对其加固机理进行了深入研究，我们结合工程监测进行了土钉受力、深层水平位移和基坑内分层沉降等多项试验工作。
（1）
本试验共设置3个试验端面，在每根试验土钉2.0m，5.0m，8.0m，16.0m处布置电阻应变片测量土钉拉力分布。从测试结果可以看出，土钉的受力与施工密切相关。在施工阶段，土钉被置入土体注浆后，开始受力。下层土体的开挖对上层土钉有较大影响，相临下层土体开挖对其影响最大。开挖后土钉的受力迅速增加，然后趋向于稳定，直到又有土体开挖。土钉的受力一般为中间大，两头小。自钻式土钉端部有钻头，因此端部受力也较大。详细测试结果将另文给出。
2）?????????? 
3 水平位移随施工日期的变化图
复合土钉支护结构各点的水平位移随施工日期的延续而增加，基坑开挖完成后逐渐趋于稳定；位移在距离基坑顶面约8米处最大(见图3)，这表明复合土钉支护表现出与一般土钉挡墙不同的变形性状[2]。复合土钉支护由于事先施作了水泥土桩，开挖后桩顶位移较小，但随着深度的增加，深部土体有较明显的水平移动趋势，墙体有向前凸起的趋势。最大水平位移与基坑深度的比值约为2‰。基坑内回弹位移2mm，由于是砂性土，回弹量很小，没有隆起现象。
详细介绍了自钻式土钉与SMW机械施工止水帷幕相结合复合土钉支护技术的设计、施工方法，及其在南京市玄武湖隧道基坑支护工程中的应用实例。结合现场试验分析了其受力及变形机理。与传统支护相比，该技术投资明显降低，而且施工快速可靠。
?[1]陈肇元，崔京浩．土钉支护在基坑工程中的应用（第二版）．中国建筑工业出版 社，2000.
?[2]李象范. 上海地区基坑工程中的复合土钉支护技术. 建筑施工，2001,6:363~369
?[3]徐水根等. 上海地区基坑围护复合土钉墙施工技术要求. 建筑施工，2001,6: 387~? 389
Study of Self-drilling Compound Soil-nail Surporting Technology
DUAN Jian-li1, TAN Yue-hu1 , ZHANG Fan1
(max.book118.com civil defense engineering, PLA University of Technology, Nanjing 210007.)
Abstract: The supporting system of self-drilling soil-nail with sealing wall made by SMW construction machine, are discussed through foundation pit of Xuanwu Lake tunnel project. The mechanism of deformation is discussed with field test .
Key words: compound soil-nailing; self-drilling soil-nail; sealing wall; Xuanwu Lake tunnel project
段建立（1971-），男，河北赵县人，解放军理工大学工程兵工程学院在站博士后。联系地址：南京市210007 025-4863516）


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