土钉墙与复合土钉技术

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1、土钉墙和复合土钉技术福建工程学院土木工程系施工教研室林奇（高级工程师）2011.091.土钉墙概念土钉墙（SoilNailWall）是一种原位土体加筋技术。其构造为设置在坡体中的加筋杆件（即土钉或锚杆）与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。土钉墙基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地，基坑深度不宜大于１２米。当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。2.土钉的作用机理土钉在复合土体内的作用有以下几点：（1）土钉对复合土体起箍束骨架作用制约土体变形并使复合土体构成一个整体。（2）土钉与土体共同承担外荷载和土体自重应力，

2、土钉起分担作用，由于土钉有很高的抗拉抗剪强度，所以土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移，土钉分担作用更为突出。（3）土钉起着应力传递与扩散作用推迟开裂区域的形成和发展。（4）坡面变形的约束作用，在坡面上设置的与土钉在一起的钢筋网喷射砼面板限制坡面开挖卸荷而膨胀变形，加强边界约束的作用。3.土钉墙应用与发展70年代出现了土钉墙，1972年法国承包商在法国凡尔赛市铁路边坡开挖进行了成功应用。1979年巴黎国际土加固会议之后在西方得到广泛应用。1990年在美国召开的挡土墙国际学术会议上，土钉墙作为一个独立的专题与锚杆挡墙并列，使它成为一个独立的土加固学科分支3.土钉

3、墙应用与发展土钉墙不仅应用于临时支护结构，而且也应用于永久性构筑物目前土钉墙的应用领域主要有：（1）托换基础（2）基坑支挡或竖井（3）斜坡面的挡土墙（4）斜坡面的稳定（5）与锚杆挡墙结合作斜面的防护4.土钉墙适用地质条件（1）有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡。（2）适用于地下水位低于开挖层或经过降水使地下水位低于开挖标高的情况。（3）对于标准贯入击数（N）低于10击的砂土边坡采用土钉法一般不经济。（4）对于塑性指数Ip>20的土，必须注意仔细评价其蠕变特性后方可采用。4.土钉墙适用地质条件（5）对于含水丰富的粉细砂层，砂卵石层土钉法是不

4、行的。（6）不适用于没有临时自稳能力的淤泥土层，流朔状态的软粘土保持成孔时的孔壁的稳定比较困难且界面摩阻力很低，技术经济效益不理想，因此也不宜采用。（7）土钉不适宜在腐蚀性土如煤渣、煤灰、炉渣、酸性矿物废料等土质作永久性支挡结构。5.土钉墙构造①土钉墙的墙面坡度不宜大于1：0.1。②土钉外露端部和层面有效连接在一起，设承压板和加强筋。③土钉长度宜为开挖深度0.5～1.2倍，土钉的间距宜为0.6～1.2m，土钉与水平夹角为10°～20°。④土钉宜选用Ⅱ、Ⅲ级螺纹钢筋，直径16～32，钻孔直径70～120。⑤面层喷射砼强度等级不宜低于C20。5.土钉墙构造⑥喷射砼面

5、层厚度宜为80～200，通常采用100。⑦喷射砼面层中配钢筋网，采用I级钢筋、直径6～10，间距150～300，钢筋网搭接长度大于300。⑧注浆材料水泥净浆或水泥砂浆，其强度不低于M10。⑨当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。6.复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系，它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。土钉+旋喷桩土钉+锚杆土钉+锚杆+搅拌桩复合土钉墙特点：具有轻型，机动

6、灵活，适用范围广、造价低、工期短、安全可靠等特点，支护能力强，可作超前支护，并兼备支护、截水等效果。在实际工程中，组成复合土钉墙的各项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式多样，复合土钉墙是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的基坑支护技术。通过多种组合，形成复合基坑支护技术，大大扩展了土钉墙支护的应用范围。7、土钉墙施工技术·（1）基坑开挖确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等；严格分层分段开挖：上一作业层土钉和喷射混凝土达到70％后方可进行下一层开挖，每层开挖最大深度取决于土壁自稳能力，水平分段宽度10～20m；选用对土体扰动小的挖

7、土设备和方法；严禁超挖；坡面机械开挖后采用小型机械或人工切消清坡。对于易塌的土体可采用下列措施：①先喷一层薄砂浆或混凝土，再钻孔；②先施工面板，后施工土钉；③水平方向分小段间隔开挖；④边坡先做成斜坡，土钉施工后再清坡；⑤设置竖向超前锚管或水泥土墙。（2）喷射第一道面层地质条件好时可不做该层。（3）设置土钉钢筋：成孔——置入钢筋——注浆；钢管：击入——注浆。A、钻孔钻孔机械：气动冲击机、锚杆钻机、轻型地质钻机、螺旋钻、洛阳铲；易坍孔的土体可采用套管或挤压成孔。B、插入土钉钢筋插入前应清孔，钢筋应设定位支架。锚管则直接打入C、注浆注浆泵：小型、可移动的注浆泵，如UB

8、J系列挤压式灰浆泵和BM