土钉墙支护技术

1、土钉墙支护技术土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。天然土体通过土钉就地实 施加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力式墙的土挡土墙，以此来抵抗墙 后传来的土压力和其他力量，从而使得开挖坡面稳定。我们将这个土墙称为土钉墙。土 钉融合了锚杆挡墙和加筋土墙的长处，应用于基坑支护和挖方边坡稳定，有以下特点： 形成土钉墙复合体，显著提高了边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力；设备简单。由 于钉长一般比锚杆的长度小的多，故所用的施工设备要简单，不论是钻孔、注浆，还是 喷射混凝土面板，施工单位均易办至0；随基坑开挖逐次分段施工作业，不占和少占单 独作业时间，施工效率高，一旦开挖完成，土钉墙

2、也就建好了，这一点对膨胀土的边坡 尤其重要。施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡的困难，有相邻低层建筑 或堆放材料、大型护坡施工机械不能进场时，该技术尤其显示其优越性。土钉墙成本费 用比护坡桩、板桩支撑墙等明显降低；土钉是用低强度钢材制作的，与永久性锚杆相比， 大大地减少了防腐的麻烦；施工噪音低，振动小；土钉墙本身的变形很小，对邻近建筑 影响不大；土钉墙适合于地下水位以上或经排降水措施后的杂填土、普通粘性土和非松 散砂土边坡。一般认为，土钉墙适合于N值在5以下的砂质土和N值在3以上的粘性 土。（一）土钉墙的作用原理土体的抗剪强度较低，抗拉强度几乎可以忽略，但是土体具有一定的结构整体性，

3、在基 坑开挖时，可存在使边坡保持直立的临界高度，在超过这个深度或者在超载及其它因素 影响下将发生突发性整体破坏。一般护坡措施均基于支挡护坡的被动制约机制，以挡土 结构承受其后土侧压力，防止土体整体稳定性破坏。土钉墙技术则是在土体内放置一定 长度和分布密度的土钉体，与土共同作用，弥补土体自身强度的不足。因此，通过以增 强边坡土体自身稳定性的主动制约机制为基础的复合体，不仅有效地提高了土体整体刚 度，又弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点。通过相互作用，土体自身结构强度潜力得 到充分发挥，改变了边坡变形和破坏性状，显著提高了整体稳定性。（二）土钉墙的设计步骤1、确定土钉墙的平面和剖面尺寸及分段施工高度

4、；2、确定土钉的布置方式和间距； 3、确定土钉的直径、长度和倾角以及在空间的方向；4、确定土钉钢筋的类型、直径 和构造；5、注浆配比设计、注浆方式；6、喷射混凝土面板设计及坡顶防护设计；7、进行整体和内部稳定分析；8、施工图 设计及说明；9、现场量测和质量控制设计。（三）土钉墙的施工1、工作面开挖土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的，每层开挖的最大高度取决于该土体可以站立 而不破坏的能力，在砂性土中每次开挖高度为0.5 2.0m，在粘性土中可以增大一些。 开挖高度一般与土钉竖向间距相同，便于土钉施工。每层开挖的纵向长度，取决于土体 维持不变形的最长时间和施工流程的相互衔接，一般多用10m长。开

5、挖用的机具应对土 的扰动破坏最小，最后必须形成一个光滑而规则的坡面。在用挖土机挖土时，应辅以人 工修整。2、钢筋网喷射混凝土面层一般情况下，为了防止土体松弛和崩解必须尽快做第一层面层，根据地层的性质，可以 在安设土钉之前做，也可以放置土钉之后做。对于临时支护来说，面层一般做一层，厚 度50150mm，而对永久性支护则多用两层或三层，厚度为100 300mm。喷射混凝土强 度等级不应低于C15,混凝土中水泥含量不低于300Kg/m3，喷射混凝土最大骨料尺寸不 大于15mm，通常为10mm。两次喷射作业应留下一定的时间间隔，为使施工搭接方便， 每层下部300mm暂不喷射，并做成45的斜面形状。为了

6、使土钉同面层能很好地连结 成整体，一般在面层与土钉交接中间加一块承压板。承压板后一般放4 8根加强钢筋。 在喷射混凝土中，一般配置一定数量的钢筋网，钢筋网对加强面板的作用和调整面层应 力有重要的意义。钢筋网间距通常200 300mm见方，钢筋直径为中6一中10，在喷射混 凝土面板中配置1 2层。3、安设土钉一般情况下，土钉可使用锚杆工程中好的经验和规定。对注浆式土钉来说，钻孔直径一 般为70150mm，常用保护层厚度为25mm。由于土钉是群体起作用，故对钻孔误差的要 求不像锚杆那样严格，且注浆可不加压力。4、钉及其防腐随着科学技术的不断发展，可使用各种聚合材料作为钉杆材料，但目前实践中仍多用钢

7、 筋，打入式土钉则多用50X 50X 5mm或60X 60X 6mm角钢和粗螺纹钢筋。一般情况下， 防止土钉的锈蚀多用水泥砂浆，有时可在钢筋表面涂一层防锈涂料。对永久工程来说， 防腐工作应加强。为了使钢筋位于钻孔的中心，必须每两米安设一套定位置。5、边坡 表面处理对临时支护的土钉工程来说，只要求喷射混凝土同边坡面很好地粘结在一起就行了。而 对永久工程来说，边坡表面还必须考虑美观的要求，有时使用预制的面板。同一般挡土 墙相同，面板背面要有适当的排水措施。6、量测和检测土钉墙的变形监测，可在面板后的土体中钻孔，安设测斜仪来观测地下地体的变形情况。 用经纬仪在施工中和施工后对整个边坡作整体变形的观测

8、，这对掌握工程的整体效果有 重要的价值。（四）土钉墙的优势与局限性土钉墙的优势，土钉做为一种施工技术其优势在于四个方面：1、经济效益。按照欧洲专家的说法，开挖大约10m深的土坑，采用土钉比采用锚杆地 下连续墙或柏林墙投资可节约1030%。而我国的经验则表明若采用土钉+锚杆比挖孔+ 锚杆在软土基坑边坡支护可节约40%的投资。2、施工设备。土筋施工钻具和混凝土喷枪尺寸小，轻便、噪音低。这在城市环境噪音、 振动和进场可能造成问题时是一个很大的优点，同样在外地不可能调运大型设备打桩时 也是一个很大的优点。3、施工灵活性。土钉的施工速度快，施工开挖容易成形，是一项富有灵活性的技术。 在开挖过程中较易适应不同的土层条件和施工程序。4、效果。现场观测表明，使土筋发挥作用所需要的总位移很小，这一般相当于Peck (1969)分类中良好支挡系统(第I类)的位移，另外土钉能在开挖后立即 施工，紧随开挖面。这可减免土层扰动和减低引起近邻建筑物破坏的可能性。土钉墙的局限性，土钉墙在其应用上也有一定的局限性，这主要是：1、土钉施工时一 般要先开挖12m深，在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情况下稳定至少几个小 时，因此土层必须有一定的天然“凝聚力”或胶结力。否则，需先进行处理，如进行灌 浆或喷浆等来维持坡面稳