土钉墙支护工程的应用

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1、土钉墙支护工程的应用自九十年代以来，随着我国改革开放事业的蓬勃发展，城市化进程加快，受不可再生的土地资源的限制，高层建筑不断在各大中城市崛起，而且由于开发利用地下空间及人防等需要，开发和利用地下空间已成为必然趋势，基坑工程向大深度，大面积方向发展。城市快速的发展给土钉墙的发展提供了很好的实践机遇，在深基坑开挖支护中土钉墙支护是暨支撑式支护、排式支护、连续墙支护、锚杆支护之后的一项有效的支护技术。当前，使用较多的深基坑支护结构有各种排桩，地下连续墙，水泥土墙和土钉墙等多种型式。其中土钉墙支护技术是一种新型的挡土技术。一、土钉墙的概念土钉墙是近二十一年来发展起来的一种新式挡土结构，它

2、是一种原位加筋技术，通过在土体内放置具有一定强度的细长杆件，再附以一定压力的水泥砂浆、钢筋网喷射混凝土面层，与土体共同作用，以弥补土体抗拉、抗剪强度低的弱点，使土体开挖和边坡达到稳定。典型的土钉墙包括三个部分:置于原位土体中的土钉及其周围的注浆体、开挖坡面上的喷射混凝土面层以及被加固的土体。土钉墙充分地利用了土体的自承能力，通过锚喷网，进一步增强土体的强度和稳定性，形成一种自稳性结构的主动支护体系。土钉以较高的抗拉、抗剪强度弥补了土体这方面的不足;同时，细长杆件周围的注浆体在高压作用下向周围土体挤压、扩散，一方面以水泥浆置换部分土体，另一方面把周围土体挤压密实。面层的混凝土能较好

3、地填充表面土体的裂隙和凹穴，具有很高的粘结力和强度，增强表面土体的整体性，封闭住土体，防止因雨水冲刷而产生局部滑塌，并与土钉一起共同完成对边坡土体的箍束作用、应力传递作用、应力分担作用、坡面保护作用四个方面。从某种意义上说，土钉墙是一种与被加固土体一起形成的一个类似重力式挡墙，以此来抵抗墙后土压力和其他荷载。二、土钉墙支护结构的特点及适用范围(一)土钉墙支护结构的特点：土钉墙支护结构是一种原位土体加固技术，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。它是将土钉安设或打入基坑边坡土体内，将土体加固成能自稳的挡土结构。喷射混凝土在高

4、压气流的作用下高速喷向土层表面，在喷层与土层间产生“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统；喷层与嵌固层同具有保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗等作用。土钉是置入于现场原位土体中以较密间距排列的细长杆件，且外包水泥砂浆的一种构件。土钉的特殊控压注浆可使被加固介质力学性能大为改善并使之成为一种新体，其内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端同喷网面层联为一体，可把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除。土钉作用是沿通长与周围土体接触，以群体与土体接触界面上的粘聚力或摩擦力，使土钉被动受拉给土体以约束，使其达到稳定边坡的效果。而钢筋网

5、则可使喷层具有更好的柔性和整体性，能有效地调整喷层与土钉内应力的分布。(二)土钉墙支护结构的适用范围一般的挡土墙结构是以自身的结构强度承受其背后土体主动土压力的被动支护结构，而土钉墙是基于一种主动约束机制，利用边坡在失稳前具有一定的自承能力，把边坡土体作为支护结构的一部分。土钉墙作为一种基坑支护方法，与传统支护技术相比，具有以下优越性:1、施工的及时性。自上而下，边开挖边喷锚，可及时对边坡进行封闭，从而保护岩土不因边坡开挖暴露而过多降低力学强度。2、结构轻巧、有柔性，可靠度高。通过喷锚，与加固岩土形成复合体，允许边坡有少量变形，受力效果大大改善。作为群体效应，个别土钉失效对整个边

6、坡影响不大。3、施工机具轻便简单、灵活、所需场地小、工人劳动强度低。4、材料用量小，自身成本费用较低。近年来，在深圳、广州、北京等地土钉墙支护已经获得广泛应用，土钉墙支护逐渐成为大家接受的一种支护手段，土钉墙的应用范围很广，主要有：1、土体开挖时的临时支护，高层建筑等深基坑开挖，地下机构施工开挖，土坡开挖等。2、永久挡土结构，这类工程一般与施工开挖时的临时支护结合，如隧道洞口端部挡墙。3、现有挡土结构和支护的修理，改建与抢修加固等。4、边坡稳定，用于加固可能失稳的堤坡。三、土钉墙的构造土钉墙由土钉和面层两部分构成，土钉主要包括钻孔注浆土钉和打入式土钉两种形式。1、钻孔注浆土钉为最

7、常用的土钉，一般采用φ6~φ32mm的HR335，HRB400级钢筋，70~120mm钻孔中形成。水泥浆水灰比一般为0.5左右，水泥砂浆配合比一般1:1~1:2，水灰比为0.38~0.45。注浆土钉设定位支架以使钢筋居中，空口易设置止桨塞及排气管。2、打入式土钉一般采用钢管等材料打入土中形成。打入式土钉一般钉长较短。施工简单快速，但不宜用于密实胶结土中。当打入钢管为周围带口的闭口钢管时，可在打入后管内入浆，增强土钉与土的粘结力，提高土钉的抗拔能力。土钉长度一般为开挖深度的0.5~