土钉墙支护技术在深基坑工程中的应用概论

谭正清， 夏念恩

黄冈职业技术学院（438002）

1 国内外发展概况与研究现状

土钉是一种基于新奥隧道法（TheNewAustrianTunelling Method）原理[1]在原位土体中铺设拉筋而使整体土工系统的力学性能得以改善从而提高基坑、边坡开挖稳定性的支挡技术。

发展于六十年代初期的新奥隧道法,是采用喷射混凝土结合全界面粘结钢锚栓，提高硬岩层的整体性，从而进行有效的隧道稳定开挖的一种主动型的支挡技术,这些对于土钉墙技术的出现给予了积极的影响。

上世纪70年代出现了土钉墙，1972年法国首先在工程中应用土钉墙技术。从事土钉工作最早者是法国人Bouygues[2]，完成了第一项有详细文字记录的土钉稳定边坡工程。该工程为凡尔赛附近的一处铁路路堑的边坡开挖工程，采用厚50～80mm的喷射混凝土面层和在土体中设置的长度为4m和6m的土钉作为临时支护，共采用了25000多根土钉。

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]。我国于八十年代初期由中国工程勘察大师王步云[9]教授开始进行土钉的试验研究和工程实践，完成了五项土钉工程，进行了现场抗拔试验和变形监测并提出了简化、实用的设计计算方法。我国应用土钉的首例工程可能是1980年将土钉用于山西柳湾煤矿的边坡稳定。近年来，北京、深圳、广州、长沙、武汉、石家庄、成都等地的基坑工程已开始较广泛地应用土钉墙支护。

2 国内研究现状

与国外相比,我国在发展土钉墙技术上也有一些独特的成就，主要表现在下列几个方面[4]:

1）为了防止地下水位降低，引起建筑物及道路的沉降，出现了一种止水型土钉墙(图1)，这样就使土钉墙在不做降水的情况下得到应用。

2）对于难于成孔的砂层和软土地层，开发了一种打入注浆式土钉，解决了难于成孔这一难题。

3）为了限制土钉墙的位移，开发了土钉墙与预应力锚杆联合使用的技术(图1b)。即对于变形要求严格的工程，在土钉墙中上部设置1～2排预应力锚杆，对土钉墙施加初始背拉力，这样大大减少了土钉墙的位移，满足了不同实际工程的需要。

图1 土钉墙与其它支护的结合形式

4）对于开挖土层较差，自稳时间短，来不及按常规步骤进行本层支护时，开发了多种超前加固技术。常采用的超前加固技术有下列几种:

①超前微型桩加固(图1c)。包括钢管桩和混凝土树根桩，钢管桩采用直径48～150mm的无缝钢管或焊接钢管，间距0.5～1.0m，桩端宜深入基坑底部1～3m，钢管桩通过钢筋网和加强筋与之焊接连成整体。树根桩即为小直径钻孔灌注桩，直径100～250mm，间距0.5～1.0m，桩端深入基坑底部以1～3m为宜，利用加强钢筋和喷射混凝土将其连接成整体。

②超前注浆加固:即沿开挖面竖向钻孔注浆，利用水泥浆渗透固结土层，使其开挖工作面后具有临时的自稳能力，以便施工土钉墙。

③超前土钉加固:即沿开挖面施工竖向土钉，其长度不宜小于该层开挖深度的两倍，间距宜取300～500mm，超前土钉的上部应与已完成的支护连成一体。

④其他超前加固的措施:有打入角钢、槽钢、螺纹钢筋、预制混凝土杆件、木桩、竹桩等，目的均是为了保证开挖坡面的临时自稳能力，以便于有足够的时间施作土钉墙，一旦土钉墙形成，其安全性能将大大提高。

深基坑支护及边坡防护技术中的复合土钉墙技术已被纳入2005年建设部重点推广建筑业10项新技术之列。

[1]程良奎,杨志银.喷射混凝土与土钉墙[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[2]程良奎,陈肇元.岩土加固实用技术[M].北京:地震出版社,1994.

[3]徐栋.土钉墙支护技术在深基坑支护中的作用[J].建筑技术开发,2001,28(1),10～12.

[4]赵清华,胡伟庆.合理安全的基坑围护方法[J].建筑施工,1999,25(2):398～399.