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　　普通土釘墻是土釘、面層、土釘深度范圍內(nèi)的土體共同作用，形成一個類似擋土墻的墻體，《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120—99定義為：采用土釘加固的基坑側壁土體與護面等組成的支護結構?！痘油玲斨ёo技術規(guī)程》CECS96：97定義為：土釘是用來加固或同時錨固現(xiàn)場原位土體的細長桿件，土釘支護以土釘作為主要受力構件的邊坡支護技術，它由密集的土釘群、被加固原位土體、混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。對于它的作用機理有不同的解釋，但總的來說是一個擋墻概念，設計采用軟件進行抗拉、抗拔、內(nèi)部穩(wěn)定性、整體抗傾覆穩(wěn)定性等驗算。普通土釘墻分為鋼筋土釘墻和花管土釘墻兩種，其適用于地下水位以上相對穩(wěn)定的地層，邊坡有一定的放坡空間，坡比不宜大于1：0.1，基坑深度或邊坡高度一般不超過12m，周圍與基坑深度相等的范圍內(nèi)無重要建(構)筑物等較大的靜荷載或基坑邊緣無較大的動荷載。

 

　　隨著各個城市建設規(guī)模的擴大，基坑深度不斷增加，加上各城市工程地質(zhì)條件和環(huán)境因素相異性、多變性、復雜性，導致使用純粹的普通土釘墻這一單一支護型式已不能滿足邊坡工程要求，而護坡樁等支護型式造價太高，經(jīng)濟上不甚合理，復合土釘墻聯(lián)合支護拋棄了兩者的缺點應運而生。

 

　　復合土釘墻是在普通土釘墻的基礎上發(fā)展起來的，是普通土釘墻與聯(lián)合體的有機結合，是一個預處理型或增強型的擋墻概念，是普通土釘墻的擴展和延伸。其作用機理、設計驗算公式有待探討、完善和發(fā)展。對于預處理型的復合土釘墻，可保守地按普通土釘墻進行考慮，把聯(lián)合體的效應當成臨時措施、預處理措施、構造措施和安全儲備，對于增強型的復合土釘墻在驗算公式中增加聯(lián)合體的效應項（如抗拉力、抗拔力、抗剪力、抗傾效應以及對原土體C、φ值的提高效應等）。

 

　　復合土釘墻暫無正式頒布的規(guī)范、規(guī)程，其理論處于建立發(fā)展期。復合土釘墻以預處理型、增強型、截水型以及它們的組合型式為主，擁有普通土釘墻的優(yōu)點，同時又不同于普通土釘墻，與護坡樁、樁錨聯(lián)合支護等相比，在造價、工期、施工環(huán)境要求、特殊功能表現(xiàn)（如截水、支擋流砂層、加固松散結構回填土）等方面都擁有優(yōu)勢，它的產(chǎn)生順應了基坑深度越來越大，工程地質(zhì)條件和基坑周圍自然環(huán)境越來越復雜的變化事實，從經(jīng)濟角度考慮，是介于普通土釘墻和護坡樁之間的支護型式，其產(chǎn)生是一種必然。

 

 

　　廣義地講，普通土釘墻+任何一種支護聯(lián)合體就形成了一種復合土釘墻，復合土釘墻支護型式?jīng)Q定于聯(lián)合體的型式。聯(lián)合體可是一種，也可是兩種、三種甚至更多種，即聯(lián)合體具有多樣性、組合性和可開發(fā)性，與普通土釘墻的組合將是一個無窮大的數(shù)字，復合土釘墻支護型式是多種多樣的，是一個開放集。

 

　　目前在一些工程實例中可以看到墻錨復合、墻微型樁復合、墻攪拌樁復合、墻旋噴樁復合等。由于聯(lián)合體具有組合性和可開發(fā)性，實踐中我們可以更多的開動腦筋，選擇和創(chuàng)造更加有效的聯(lián)合體與普通土釘墻進行配對復合，充分發(fā)揮各種聯(lián)合體的不同功效。復合土釘墻聯(lián)合體的型式上不封頂，順應了復合土釘墻支護型式和理論本身就處在一個開放的探索發(fā)展空間中這一事實。

 

　　聯(lián)合體型式是多樣的，但并不是隨意地不加思索地進行選擇、創(chuàng)造、開發(fā)和組合，對于具體的邊坡工程，要結合實際存在的巖土工程問題進行選擇。選擇和確定聯(lián)合體的原則是針對性、合理性、有效性。針對具體巖土工程問題選擇合適的聯(lián)合體，使其實施后能有效解決存在的具體問題，為普通土釘墻的實施創(chuàng)造條件、鋪平道路或者使其與普通土釘墻共同作用，安全有效的保證邊坡的穩(wěn)定性。

 

　　下面列舉一些復合土釘墻聯(lián)合支護的主要型式，以供參考。

 

　　普通土釘墻+錨桿（索）、普通土釘墻+微型樁、普通土釘墻+注漿體、普通土釘墻+攪拌樁、普通土釘墻+旋噴樁、普通土釘墻+鋼管樁、普通土釘墻+工型鋼、普通土釘墻+木（竹）樁、普通土釘墻+鋼板樁、普通土釘墻+沙袋墻、普通土釘墻+砌石擋墻、普通土釘墻+混凝土擋墻、普通土釘墻＋格構＋錨（桿）索、普通土釘墻+錨桿（索）+微型樁、普通土釘墻+止水幕墻+錨桿（索）、普通土釘墻＋止水幕墻＋內(nèi)支撐等等。

 

　　3． 西安城市建設中基坑邊坡支護與工程地質(zhì)條件和環(huán)境因素

 

　　目前西安城市建設中基坑邊坡支護型式以普通土釘墻為主；基坑深度較大、臨近有重要建（構）筑物或基坑無放坡條件時，多采用護坡樁或護坡樁+錨桿的支護型式。

 

　　普通土釘墻擁有造價低、施工簡單、速度快的優(yōu)點，且西安地區(qū)分布的黃土和黃土狀土具有直立特征，直立高度一般為4.0-6.0m，在基坑開挖深度不超過12.0m、地層組合相對良好和適當放坡的情況下，普通土釘墻就成為西安城市建設邊坡支護的首選型式；護坡樁或護坡樁+錨桿由于其安全度較高，在一些關鍵工程和基坑工程的關鍵部位也常采用；其他的支護型式盡管時有采用，但采用率明顯偏低。

 

　　西安城市建設中基坑邊坡支護與西安城市的工程地質(zhì)條件和環(huán)境因素密切相關。

 

　　西安地處關中平原，地形總體南高北低，地貌單元分為黃土塬、黃土梁洼、渭河階地、皂河、灃河、浐河、灞河階地等，不同的地貌單元上分布了不同的地層，黃土塬、梁洼地貌上分布厚度較大堆積連續(xù)的黃土；渭河、灃河、皂河階地上堆積了較多的黃土狀土、粉土、砂類土等；浐、灞河階地上除了堆積黃土狀土、砂類土外，還可見到礫類土和卵石層；城區(qū)黃土洼地的地下水位附近則分布含水量極高的飽和黃土或飽和軟黃土；次級微地貌單元如池塘、古河床（道）、牛軛湖位置可見少量類似淤泥質(zhì)土等；西安城市長久的歷史淵源，導致人類活動在地表普遍形成了厚度不等的素填土和雜填土，厚度一般2-3米，有的地方達5-6米甚至更厚，其分布于地表，結構松散，性質(zhì)較差，透水性好，對基坑邊坡穩(wěn)定性影響很大。

 

　　不同區(qū)域不同地貌單元上的地層野外特征和物理力學性質(zhì)不同，與邊坡支護設計和穩(wěn)定性驗算有關的指標值（C、Φ、γ）相差懸殊。

 

　　西安地區(qū)的地下水流向為南北向，即從秦嶺向渭河徑流、排泄。由于地形的起伏，各區(qū)域地下水位埋深不同，由于西安地下水位年變幅在1.5—2.0m，當?shù)叵滤宦裆畲笥诨由疃?.0m以上，其對基坑邊坡穩(wěn)定性影響可不考慮；埋深等于或小于基坑深度則需要采取降水措施；埋深在基底以下2.0m以內(nèi)應考慮毛細水對基底土層的軟化作用，屬于枯水期水位時，還應考慮豐水期水位上升對基坑邊坡的影響。

 

　　西安地表水來源主要有降雨、融雪、生產(chǎn)、生活、排污和施工用水等，長時間的降雨、各種管道的漏水、施工用水的下滲等往往是導致基坑邊坡失穩(wěn)和發(fā)生事故的重要因素。地表水的下滲，不僅會引起土體抗剪強度的降低，土體側壓力的增大，在西安的黃土塬、梁、峁、崗區(qū)域，還會導致自重濕陷性黃土發(fā)生自重濕陷變形；地表水對基坑邊坡穩(wěn)定性的影響遠大于地下水的影響。

 

　　西安城市建設中與邊坡支護有關的地質(zhì)構造主要是地裂縫，按照《西安地裂縫場地勘察與工程設計規(guī)程》DBJ61—6—2006規(guī)定，總圖規(guī)劃設計時，建（構）筑物避開了主地裂縫，與主裂縫保持了最小安全避讓距離。但由于西安地裂縫本身是一個地裂帶，次生地裂縫與基坑邊坡的距離有時是較小的，次生地裂縫是地表水下滲的良好通道，次生地裂縫上的C值為零，Φ值大約是土的殘余剪切強度，當次生地裂縫產(chǎn)狀與基坑邊坡坡面產(chǎn)狀形成一定的不利組合時，就會誘發(fā)基坑邊坡失穩(wěn)。在工程實踐中，次生地裂縫對基坑邊坡穩(wěn)定性的影響往往超過主地裂縫的影響。

 

　　西安城市建設中人類工程活動特別是深基坑開挖形成了大量的人工邊坡，除自然因素外，邊坡失穩(wěn)事故均與人類工程活動有關。

 

　　西安城市土地利用率的提高，建設場地的狹小，深大基坑有見縫插針之勢，市政設施的配套完善，基坑周邊環(huán)境因素越來越復雜，給排水管道、天然氣管道、熱力管道、通訊設施、電力電纜、軍用光纜、各種溝槽、隔離圍墻有時就在基坑邊緣；配電室、鍋爐房、鋼筋加工間、臨時工棚、廁所、污水井、地下化糞池有時近在咫尺；老民房、施工用活動房等常離基坑邊緣也不遠，這些狀況表明，西安城市建設深基坑周邊各不相同的復雜環(huán)境因素已成為基坑邊坡工程勘察、設計、施工、監(jiān)理、監(jiān)測等環(huán)節(jié)必須高度重視的內(nèi)容。越來越復雜的工程地質(zhì)條件和環(huán)境因素必然會引起新的巖土工程問題，要求我們在西安城市建設深基坑邊坡支護的型式、方法、設計理念、理論計算、構造措施等方面作出適應性的改變。

 

　　4．復合土釘墻聯(lián)合支護在西安城市建設中的應用前景

 

　　隨著西安城市建設的發(fā)展和現(xiàn)代化水平的提高，城市建筑向高度和深度迅速擴張，樓房越蓋越高，密度越來越大，基坑越挖越深，區(qū)域上的擴張使西安城市由原來的黃土塬、梁洼地貌單元已發(fā)展到渭河、浐霸河、皂灃河、秦嶺北麓洪積扇等地貌單元，同時與洼地、梁、崗、沖溝、人工土堆、池塘、古河道等微地貌單元的關系更加密切，構成基坑邊坡的地層不僅涉及黃土和黃土狀土，也常遇到新近堆積黃土、粉土、砂類土、卵礫石、飽和軟黃土、素填土和雜填土以及淤泥質(zhì)土等。深大基坑越來越多，地層變化越來越大，由于基坑開挖深度的增大，需要降水的工程越來越多，遇到飽和黃土和飽和軟黃土的概率越來越高，普通土釘墻的適用條件漸漸失去，采用普通土釘墻這種單一的支護型式已不能滿足西安城市發(fā)展和工程建設的需要。

 

　　護坡樁＋錨桿支護型式盡管安全可靠，但其施工設備大，工期長，造價高，我們不否定它的優(yōu)點和用途，但大面積推廣似有大才小用和大炮打蚊子之感。

 

　　普通土釘墻不能滿足工程要求，護坡樁＋錨桿支護又不能大面積推廣，西安城市建設發(fā)展的形勢和現(xiàn)狀要求我們在高造價和低安全度之間創(chuàng)造一種更為適合西安地區(qū)城市發(fā)展現(xiàn)狀和工程地質(zhì)條件及環(huán)境因素的支護型式，即相對的低造價和較高的安全度的支護型式。對普通土釘墻的改進（復合土釘墻）就可以實現(xiàn)這一目的。

 

　　復合土釘墻擁有普通土釘墻的優(yōu)點，即工程造價相對較低，實用性強，施工設備小，施工速度快，充分利用了西安黃土和黃土狀土自立性的特點，更重要的是加入了聯(lián)合體的概念，由于聯(lián)合體的植入，大大提高了普通土釘墻的安全度，擴展了普通土釘墻的適用范圍，在適當放坡的條件下，可以滿足基坑深度大、地層組合復雜、回填土較厚、流砂層、軟黃土展布、次生地裂縫存在、地貌單元和地下水變化大等特點。由于聯(lián)合體的形式是多種多樣的，巖土工程師可根據(jù)基坑邊坡的實際情況靈活機動的選擇聯(lián)合體，具體問題具體分析，植入不同的聯(lián)合體解決不同的巖土工程問題。復合土釘墻在型式上未將人們的思想禁錮，在造價上未大幅提高，將解決西安地區(qū)因城市發(fā)展、土地利用率和空間利用率提高所產(chǎn)生的原來較少遇到的深基坑邊坡支護的巖土工程新問題。

 

　　復合土釘墻是介于低造價的普通土釘墻和高造價的護坡樁＋錨桿之間的針對性很強的支護型式。是一種科學、實用、經(jīng)濟、有效、安全、可靠的支護型式。適應了西安城市建設的發(fā)展要求，在西安地區(qū)推廣和大量采用將是一種趨勢，應用前景廣闊。

 

 

　　1．復合土釘墻是普通土釘墻的發(fā)展，它的產(chǎn)生是一種必然趨勢。

 

　　2．聯(lián)合體型式的多樣性決定了復合土釘墻型式的多樣性。

 

　　3．復合土釘墻在造價未大幅提高的狀況下，為解決西安城市建設深基坑支護的現(xiàn)實問題將發(fā)揮愈加明顯的作用，在西安城市建設中的應用前景廣闊。

 

　　4．復合土釘墻在西安城市建設中的積極采用并不排斥其他支護型式的存在和使用。

 

　　5．復合土釘墻支護的型式、作用機理、設計理念、設計原則、理論計算等值得巖土工程師不斷探討和完善。