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　　從目前國內外對土釘墻技術的應用狀況以及研究的現狀來看，土釘墻作為一種擋土技術已得到越來越多的應用。土釘墻由被加固土體、放置在土中的土釘體和護面板組成。天然土體通過土釘就地實施加固并與噴射混凝土面板相結合，形成一個類似重力式墻的土擋土墻，以此來抵抗墻后傳來的土壓力和其他作用力，從而使得開挖坡面穩(wěn)定。

 

　　一、土釘墻支護施工特點及適用范圍

 

　　1、土釘墻支護施工特點

 

　　土釘墻支護就是用加固和錨固現場原位土體的細長桿件(土釘)作為受力構件，與被加固的原位土體、噴射混凝土面層組成的支護體系。土釘墻支護法，以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度，變土體荷載為支護結構體系一部分。土釘的特殊控壓注漿可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體，其內固段深固于滑移面之外的土體內部，其外固端同噴網面層聯為-體，可把邊壁不穩(wěn)定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效地調整噴層與土釘內應力分布。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面，在噴層與土層間產生“嵌固效應”，并隨開挖逐步形成全封閉支護系統。噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土，使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲等作用。

 

　　2、土釘墻支護施工的適用范圍

 

　　土釘墻支護工藝適用于基坑側壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地，適用于地下水位以上或進行人工降水后的可塑、硬塑或堅硬的粘性土，膠結或弱膠結的粉土、砂土和角礫、填土。隨著土釘墻理論與施工技術的不斷成熟，在經過大量工程實踐后，土釘墻支護在雜填土、松散砂土、軟塑或流塑土、軟土中也得以應用，并可與混凝土灌注樁、鋼板樁或在地下水位以上的土層與止水帷幕等配合使用進行支護，從而擴大了土釘墻支護的使用范圍。采用土釘墻支護的基坑其深度不宜超過18m。地下水位以上或經人工降低地下水位后的人工填土、粘性土且深度不大于12m的基坑支護或邊坡加固，當土釘墻與有限放坡、預應力錨桿聯合使用時，深度可適度增加。

 

 

　　1、土釘墻的作用原理

 

　　土體的抗剪強度較低，抗拉強度幾乎可以忽略，但是土體具有一定的結構整體性，在基坑開挖時，可存在使邊坡保持直立的臨界高度，在超過這個深度或者在超載及其它因素影響下將發(fā)生突發(fā)性整體破壞。直立土釘墻頂比素土邊坡承載力提高一倍以上，更為重要的是，土釘在受荷載過程中不會發(fā)生素土邊坡那樣的突發(fā)性塌滑。它不僅延遲了塑性變形發(fā)展、而且具有明顯的漸進性變形和開裂破壞存在逐步擴展，直至喪失承受更大荷載的能力，但仍不會發(fā)生整體塌滑。土釘墻的這些性狀是通過土體相互作用實現的，這種作用一方面體現在土釘與土界面間阻力的發(fā)揮程度，另一方面，由于土釘與土體的剛度比相差很大，所以，在土釘墻進入塑性變形階段后，土釘自身作用逐漸增強。從而改善了復合土體塑性變形和破壞性狀。

 

　　2、土釘的作用機理

 

　　土釘在復合土體內的作用有以下幾點：土釘對復合土體起著箍束骨架作用。箍束骨架作用是由土釘本身的剛度和強度以及它在土體內分布的空間組合方式所決定的，它具有制約土體變形的作用，并使復合土體構成一個整體。土釘起著分擔作用。在復合土體內土釘分擔的比例取決于；1、土釘與土體的相對剛度比2、土所處的空間位置；3、復合土體的應力水平。

 

　　土釘起著應力傳遞與護散作用，土體部分的應變水平與荷載相同條件下的素土邊坡相比較是降低了，從而推遲了開裂域的形成和發(fā)展坡面變形的約束作用，在坡面上設置的與釘連在一起的鋼筋網噴射混凝土面板也是發(fā)揮土釘有效作用的重要組成部分。

 

 

　　1、原材料及施工工具

 

　　首先，原材料。土釘鋼筋使用前應拉直、除銹、涂油，優(yōu)先選用42.5普通硅酸鹽水泥，采用干凈的中粗砂，粒徑2～4mm，含泥量小于5％，采用干凈的圓礫；使用速凝劑，應做與水泥相容性試驗及水泥漿凝結效果試驗。其次，施工機具。注漿泵選用孔口壓力大于0.1MPa的泥漿泵；混凝土噴射機應密封良好，輸送連續(xù)均勻，輸送水平距離不小于110m，垂直距離不宜小于40m；土釘成孔機具根據土質和現場環(huán)境條件選用(沖擊鉆、螺旋鉆、風槍或洛陽鏟等)能完成設計要求的有效機具；空壓機應滿足噴射機工作壓和耗風量的要求；攪拌方法采用現場人工拌和或混凝土攪拌機攪拌。

 

　　2、工序流程

 

　　開挖→清理邊坡→孔位布點→成孔→安設土釘鋼筋(鋼管)→注漿→鋪設鋼筋網→噴射混凝土面層→開挖下一步。根據不同土性特點和支護構造方法，上述個別順序可以變化。支護的內排水以及坡頂和基底的排水系統應按整個支護從上到下的施工過程穿插設置。

 

　　3、施工要點

 

　　首先，認真學習規(guī)范，熟悉設計圖紙，以書面形式讓甲方出據地下障礙物、管線位置圖，了解工程的質量要求以及施工中的監(jiān)控內容，編寫施工方案。其次，土釘墻支護應按施工方案規(guī)定的分層開挖深度按作業(yè)順序施工，在完成上層作業(yè)面的土釘與噴射混凝土以前，不得進行下一層深度的開挖。在鉆孔過程中，應認真控制鉆進參數，合理掌握鉆進速度，防止埋鉆、卡鉆、塌孔、掉塊、涌砂和縮徑等各種通病的出現，一旦發(fā)生孔內事故，應盡快進行處理。第三，為了減少基坑變形，可通過施加預應力的辦法使其變形有效得到控制，而在軟土地區(qū)，則可附加深層攪拌和注漿技術對基坑底部進行加固處理。第四，注漿應按設計要求，嚴格控制水泥漿、水泥砂漿配合比，做到攪拌均勻，并使注漿設備和管路處于良好的工作狀態(tài)。施工中應對土釘位置，鉆孔直徑、深度及角度，土釘插入長度，注漿配比、壓力及注漿量，噴射混凝土厚度及強度等進行檢查。第五，土釘墻支護宜在排除地下水的條件下施工，應采取的排水措施包括地表排水，支護內部排水，以及基坑排水，以避免土體處于飽和狀態(tài)并減輕作用于面層上的靜水壓力。

 

 

　　1、土釘長度

 

　　量測表明，在一般土體(不包括軟土中，沿支護高度上下分布的土釘，其在使用狀態(tài)的最大內力相差甚多，一般中部大，上部和底部都偏小，中部土釘所起作用較大。但是頂部土釘對于限制支護最大水平位移甚為重要。

 

　　2、土釘間距

 

　　為使土釘與周圍土體形成一個組合的整體，土釘間距不能過大，目前尚不能給出有足夠理論依據的定量指標，但土釘的水平間距與垂直間距的乘積應不大于6.0m2。一般工程中多取土釘的水平間距與豎向間距相等，在非飽和土中為1.2m～1.5m左右。對堅硬粘土或風化巖土有超過2.0m的，而對軟土則可小于1.0m。一般來說，土釘的間距不宜超過2.0m，底部土釘的間距也不宜減少，除非底部土層具有較強的抗剪能力。

 

　　3、土釘傾角

 

　　對直立的支護，土釘傾角一般在0°～25°之間，取決于注漿鉆孔工藝與土體分層特點等多種因素。

 

　　4、地下水

 

　　設計時要充分考慮地表徑流、地下水管變形后漏水和地下水的影響。

 

 

　　深基坑土釘墻支護在深基坑支護方式中占有主導地位，土釘墻通過土釘所具有較高的抗拉、抗剪強度和剛度特性提高邊坡的基本穩(wěn)定性和承受坡頂荷載，由于其施工簡便有效，在深基坑支護中具有重要的發(fā)展空間。