土钉支护技术在砂土基坑中的应用

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随着我国经济发展的增长,城市化进程也在不断加快,与此同时,基坑工程也在不断的发展,人们对其支护方式也在进行着各种研究,各种支护方式不断的被提出,其中土钉支护技术以其简单、方便、经济实惠等诸多优点受到工程人员的青睐。但土钉支护技术自身也有着很多的局限性,通常是使用于自立性较好的土层中。对于砂土基坑而言,应用土钉支护技术的案例较少,是由于砂土的自稳能力较差,干燥的砂土或饱和的砂土通常被认为是没有粘聚力的,但非饱和砂土往往具有一定的“似粘聚力”,对于这一点,在做设计时,可以适当的考虑,这样可以很大程度的节省工程预算,同时也可以给施工带来很大的便利。本文对砂土基坑采用土钉支护技术的合理可行性做出了分析。首先,本文在理论上讨论了砂土的天然休止角,然后对砂土边坡的稳定性进行分析,利用非饱和砂土的似粘聚力,在边坡打入土钉之后,稳定性会有所提高。土钉的侧摩阻力也有利于提高砂土边坡的稳定性。笔者对非饱和砂土的抗剪强度特性进行了三轴剪切试验研究,试验结果得出了砂土的应力-应变曲线以及莫尔圆包络线,根据莫尔-库伦准则计算得出试验砂样具有一定的粘聚力。研究分析得出:非饱和砂土似粘聚力受含水率、粘粒含量等因素影响,在一定含水率范围内,似粘聚力呈现出先增大后减小的规律;在砂土基坑中采用土钉支护技术时,首先要保证砂土中土钉孔壁的稳定性,分析得出孔壁稳定性主要受砂土似粘聚力影响,存在一个界限粘聚力值Cˊ,当砂土粘聚力值大于该界限值时,可以顺利成孔,小于该界限值时,土孔不能稳定;砂土基坑中,若似粘聚力值能够满足土钉成孔要求,再结合实际情况,基坑就可以考虑采用土钉支护技术方案。针对西咸新区能源金融大厦基坑采用土钉支护的方案进行了验算分析,其稳定系数均能达到要求,并对比其施工期间的监测资料,表明该砂土基坑采用土钉支护技术合理可行。最后,用Midas/GTS软件对该基坑支护方案的稳定性进行模拟,结果显示,该基坑边坡支护后的安全系数均能满足要求。
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