一种土钉与锚杆复合式双排桩基坑支护结构

一种土钉与锚杆复合式双排桩基坑支护结构
摘要：本文首先对土钉支护与复合锚杆支护做出概述，总结并分析了土钉与锚
杆复合支护的作用机理，设计了一种土钉与锚杆复合式双排桩基坑支护，两种支
护技术的联合使用，能够充分地发挥各自的优势，既能表现出较好的工作性能又
具有经济效益，在众多基坑支护工程中得到了广泛应用并取得了很好的支护效果，值得更深入的研究与分析。

关键词：土钉；锚杆；双排桩基坑支护；结构
1 概述
双排桩支护结构是近年来出现的一种围护结构形式，在工程上得到了越来越
广泛的应用，它是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的连梁形成的空间门架式
结构体系。

由于普通的双排桩支护结构具有整体刚度大、施工简便快速等优点，
在基坑开挖深度不大时适合使用。

当基坑开挖深度较大或地质条件较差时，如需
采用一般的双排桩基坑支护结构不能满足设计要求且没有足够的空间施工的情况下，如何满足保持支护结构的稳定而又施工方便是普通的双排桩支护结构遇到的
最大问题。

基坑支护设计是当前建筑设计施工中存在的难题，设计方案是否科学
合理，直接关系到工程的质量、进度、经济效益和安全，它也是个复杂的综合性
工程问题，涉及到工程周边环境、场地地层特性和力学参数，同时还有土与支护
结构之间的共同作用。

2 土钉与锚杆复合支护的作用机理
虽然土钉与锚杆复合支护能够提高支护效果，但是两者却有着本质不同的作
用机理。

土钉是被动支护结构，即只有当止体与土钉发生相对位移时，土钉才会
被动受力，发挥其支护效果；锚杆被施加预应力后变为主动支护结构，即能够主
动限制±体变形。

因此，两者组成复合支护结构也会出现相互削弱作用，或多或
少影响对方支护性能的充分发挥。

另外，土钉与锚杆的长度、水文地质条件、基
坑放坡情况等因素都会使得复合支护结构表现出不同的作用机理，影响到支护效果。

总而言之，土钉与锚杆复合支护的作用机理比较复杂，到目前为止其部分理
论仍不成熟，只有笼统的解释。

3 土钉与锚杆复合式双排桩基坑支护的设计
图1为土钉与锚杆复合式双排桩基坑支护结构图，本土钉与锚杆复合式双排
桩基坑支护结构兼具土钉与锚杆支护体系和双排桩支护体系的优点，同时土钉可
重复利用，该支护结构包括前排桩1、后排桩2、连接于前排桩1顶端的前排桩
圈梁3、连接于后排桩2顶端的后排桩圈梁5、连接于前排桩圈梁3和后排桩圈
梁5之间的连系梁4，其中：前排桩1和后排桩2按矩形布置，前排桩1和后排
桩2的高度不同以便于节省材料，前排桩1和后排桩2的直径相同，前排桩1和
后排桩2均为900mm-1200mm的混凝土灌注桩，前排桩1和后排桩2之间有一
定间距，一般为（2-4）倍桩径，连系梁4为钢筋混凝土梁。

前排桩1设置有第一腰梁 6和第二腰梁7，第一腰梁6和第二腰梁7平行于前排桩圈梁3。

后排桩圈
梁5与第一腰梁6之间设置有一排土钉8，土钉8的主筋一般采用Φ48×3mm的
钢管或Φ22、Φ25的热轧变形钢筋，土钉8的锚固端固定在后排桩圈梁5的顶端。

第二腰梁7与混凝土地面之间设置有一排锚杆9，锚杆9为预应力锚杆，锚杆9
的锚固端设置在前排桩1上的第二腰梁7上，锚杆9与水平面之间的角度为10度。

图1 土钉与锚杆复合式双排桩基坑支护结构图
4 结论
随着我国经济和城市的快速发展，出现了城市建设用地的紧张，现代化城市建设向高空及地下发展，出现了大量深基坑工程。

土钉支护作为一种施工简便、施工周期短、工程造价低等优点的支护形式，迅速在各种支护工程中广泛应用。

土钉与锚杆复合支护技术是在土钉支护的基础上发展起来的一种改良法，克服了单一土钉支护的局限性，能有效地控制边坡变形，使得基坑工程更加安全可靠。

在工程中施工简便，增强了自身稳定性、整体刚度以及支护效果。

但是，由于受到诸多因素的影响，土钉与锚杆复合支护技术的实践是先于理论的，某些理论仍然不成熟，因此，需要完善理论研究，才能更好地指导设计与施工。

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作者简介：
高博闻，男，1988年10月，辽宁方大工程设计有限公司，助理工程师，研究方向：建筑工程。