张逢磊

20世纪90年代以来,随着城镇建设中高层、超高层建筑的大量涌现,深基坑工程愈来愈多,基坑周围密集的建筑物、复杂的地下设施使得基坑放坡开挖这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要。土钉支护技术在国内许多基坑工程中得到了应用推广。

1 土钉支护的作用机理

土体的抗剪强度低,几乎没有抗拉强度,但土体具有一定的结构整体性。在基坑开挖的边坡工程中,在土体内放置一定长度和分布密集的土钉,与土体共同作用,形成复合体,可弥补土体强度不足并发挥土钉作用,不仅有效地提高土体的整体刚度,又弥补了土体抗拉、抗剪的不足,通过相互作用,土体结构强度潜力得到充分发挥,改变了边坡变形和破坏状态,显著提高了整体稳定性[1]。

1.1 土钉对复合体起骨架约束作用

由于土钉本身的刚度和强度,以及它在土体内分布的空间组成复合体的骨架,使复合土体构成一个整体,骨架有约束土体变形的作用。

1.2 土钉对复合体起分担作用

在复合体内,土钉与土体共同承担外荷载和自重应力,土钉起着分担作用。

1.3 土钉起着应力传递与扩散作用

基坑开挖过程中,当荷载增至一定程度,边坡表面和内部裂缝已发展到一定宽度,此时坡脚应力最大。这时下层土钉伸入到滑裂域外稳定土体中的部分仍能提供较大的抗拉力。土钉通过其应力传递作用,将滑裂域内部应力传到后边稳定土体中,并分散在较大范围的土体内,降低应力集中程度。……