分析预应力锚杆与SMW工法组合在某基坑支护中的应用

分析预应力锚杆与SMW工法组合在某基坑支护中的应用

分析预应力锚杆与SMW工法组合在某基坑支护中的应用

摘要：基坑支护作业复杂且综合性强，基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物 、地下管线、道路等的安全。基坑支护方法因具体情况的不同而存在较大差异，必须经过全面的比较鉴别和分析，选取最为合理的支护方式。预应力锚杆与SMW工法的有效组合运用在某些基坑支护中显得非常必要和合理，本文以SMW工法超前支护与预应力锚杆相结合的复合土钉墙支护结构为例，分析了该方案的设计、施工和监测结果。

关键词：预应力锚杆、SMW工法、基坑支护

Abstract: the foundation pit supporting homework complex and comprehensive strong, the foundation pit support not only needs to ensure that the stability of the slope, and to meet the deformation control requirement, in order to ensure that the foundation pit of buildings, underground pipeline, road safety. Because of the specific situation of foundation excavation method of different and differences, must pass a comprehensive comparison to identify and analysis, the selection of the most reasonable support form. The pre-stressed anchor rod and the effective combination SMW method used in some of the foundation pit is very necessary and reasonable, this paper advance SMW supporting and pre-stress anchor combination of composite soil nailing wall structure as an example, this paper analyzed the scheme design, construction and the monitoring results.

Keywords: prestressed anchor, and foundation pit bracing SMW method

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。常见的基坑支护型式有排桩支护、地下连续墙支护、钻孔灌注桩、钢板桩、土钉墙、逆作拱墙、SMW工法、原状土放坡、基坑内支撑、逆作拱墙、钢筋混凝土排桩等，也可以将两种或者两种以上型式进行合理组合。复合土钉墙支护结构是依照具体实际整合出来的施行方案，有一定的应用条件和应用范围。

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一、预应力锚杆和SMW工法简介

预应力锚杆技术是利用锚杆周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面的自身稳定。预应力锚杆的一端与岩土体或结构物相连，另一端锚固在岩土体层内，并对其施加预应力，形成锚固体系，以承受岩土压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的结构拉力，用以维护岩土体的稳定。

预应力锚杆的施工特点：

·通过对锚杆施加预应力，控制岩体变形，保持岩体稳定；

·机械化作业，劳动强度低；

·结构轻巧，施工安全，可靠度高；

·作业面小，施工机具简单、轻便灵活；

·工艺简便，便于工序穿插。

预应力锚杆的作用：

·加强土钉墙的抗滑能力；

·减小土钉墙位移（通常用在土钉墙的上部）；

·增强面层整体性和强度（腰梁）。

SMW工法也叫柱列式土壤水泥墙工法，国外亦称之为TSP工法。SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体，就是所谓的劲性复合围护结构，作深开挖基础维护和止水挡土之用。SMW工法的优越性十分明显，是一种较为适合中国的经济性的基坑围护方式 。

SMW工法特点：

·施工噪音小、工期短、弃土少；

·无泥浆污染、环保、对周围环境影响小；

·成本少，型钢可回收，与地下连续墙相比，造价低30-40%，与钻孔灌注桩相比，造价低20%，与沉井相比低25%；

·挡水防渗性能好；

·能适应多种土基。

二、复合土钉墙支护结构的应用案例

（1）工程概况

工程对象：青岛某综合办公楼，拟建9层地上建筑，4层裙房，1层地下车库，筏板基础。地下室呈矩形，长约120m，宽约60 m，周长约360m，占地面积7200m2，基础埋置深度约7．50m。

场区条件：位于市中心，周边毗邻城市中心道路及建筑物，对变形要求严格；场区原始地形较平坦。

基坑环境：基坑环境条件平面用图示意如下：

（2）工程地质及水文地质条件分析

工程地质：岩土地层层序清晰，分布连续，主要含5个第四系地层，累计厚度约20m，下伏基岩为白垩系王氏群泥岩(K2W)，土层分布情况见表1：

（注：第(2)层粉质粘土与第(3)层粗砂之间分布有不连续分布的粗砂(2一

1)和粉质粘土(3一1)透镜体，透镜体物理力学参数与主层相似。）

水文地质：地下水丰富，有多个含水层，主要为第四系孔隙水和弱承压水，第3、5层为主要含水层，其中第4层粉质粘土透水性差且分布连续，形成相对隔水层。各含水层水位与场区稳定水位相近，埋深为4．4—4．6m，平均标高7．1 m，年变化幅度1m。

（3）复合土钉墙支护结构的设计

基坑支护止水设计：根据工程、水文地质条件和基坑开挖深度等因素综合考虑，本工程宜采取水泥土连续墙止水措施，最终设计成“深层搅拌水泥土止水帷幕”工艺，其搅拌桩设计直径为550mm，桩间距300mm，水泥渗入比10％。

基坑支护设计：整体采用土钉墙支护方式，在变形要求严格的区段，采用在搅拌桩中设置型钢的SMW工法超前支护措施，通过预应力锚杆来控制边坡

位移。依据实际，在划分出来的6个支护单元区里面，设计成两种模型——土钉墙支护模型和复合土钉墙支护模型。土钉墙支护模型的边坡坡面设计成的是钢筋混凝土面层，面层配筋以锚杆为节点设置加强筋，配筋选用的是θ6mm钢筋网片，面层厚度80mm，网格间距250x250mm。

复合土钉墙支护模型就是预应力锚杆和SMW工法合理组合的结果，下面是复合土钉墙支护模型图：

在这项工程里面，其设计方案是：

可行性：该基坑深度小于10m，地层为一般性砂土，综合分析周边环境和工程基坑要求，为保障安全和质量，选择复合土钉墙支护方案，该方案采用SMW工法超前支护和预应力锚杆相结合的措施，对于解决深度小于10m的一般性砂土地层基坑工程问题较其他支护措施有着更为突出的优势。

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