1、前言
土钉墙施工技术是近十几年来迅速发展起来的一种土体加固方法。美、法、德等国都曾对土钉墙作过较多的试验究、理论分析计算和工程应用，目前在法国和德国约一半的深基坑采用土钉墙护坡。我国从上世纪80年代后期开始应用，目前许多大中城市的基坑工程广泛应用土钉墙进行支护，在高速公路修建、水利、矿山的建设中也得到应用。
土钉墙由被加固土体，放置于土中的土钉体和附着于坡面的面板组成。天然土体通过土钉的就地实施加固与砼面层相结合，形成一个类似重力墙挡土墙，以此来抵抗墙后传来的土压力和其它作用力，从而保证开挖坡面的稳定。
2、土钉墙的设计与施工
土钉墙的设计包括下列内容：(1)确定土钉墙的结构尺寸及分段施工长度与高度；(2)设计土钉的长度、间距及布置、孔径、钢筋直径；(3)进行内部稳定性分析计算及辅助计算；(4)设计面层及注浆参数；(5)土钉墙变形分析计算；(6)进行构造设计及质量控制设计；(7)现场监测；
土钉墙的整体稳定性分析可采用简化圆弧滑裂面条分法。
土钉施工机械可采用洛阳铲、螺旋钻、水平钻机等干法(湿法)成孔设备，注浆采用一般的注浆设备即可，土钉直径一般为60mm-
150mm，土钉长度宜为开挖深度的0.5一1.2倍，土钉间距宜为1.0-1.5m，土钉与水平面夹角为3。一5。。
3、工程实例
3.1工程概述。某炼油厂拟建二个地下油库，做为卸油台前临时储油罐。需要开挖深基坑二处，每处面积为29x27m2，开挖深度为4.9m，因平面位置两面围墙，一面为原有厂房，另一面为设备安装场地，不允许放坡，放坡后处理费用昂贵。要求进行支护，支护面作为构筑物外模使用。基坑平面尺寸。
3.2场地工程地质条件及地下水。根据场地地质勘察报告，场地土层分布自上而下为：a、耕作土：整个场地分布，厚度0.5一0.8m局部为人工填土。b、粉质粘土：可塑为主，含铁锰结核，局部为细砂薄层，厚度为5m一7m。c、砂层，厚度为1.0m—2.0m，基坑开挖未到此层。
场地地下水稳定深度为l.5m~l.8m，地下水主要分布于粉质粘土层裂隙及砂层中，补给来源主要靠大气降水，地下水对砼无侵蚀性。
3.3土钉支护设计。根据场地工程地质条件，土层结构及周围建(构)筑物的情况，决定采用直立边坡进行支护，要求垂直度不超过2º，最大变形不超过20mm。
3.3.1支护方案选择。通过对人工放坡、人工挖孔桩、钻孔桩、土钉墙支护等方案，从技术经济和进度等方面进行对比，决定采用土钉墙支护方案，其特点是造价低，经测算比人工挖孔桩低50%。工效快不单独占用工期，可边挖土边施工，待土方开挖完后，土钉墙支护已形成。
3.3.2土钉墙设计计算
(1)计算参数。土钉墙支护深度范围内主要为粉质粘土层，综合其它因素，土层计算参数取C=20kpa，Φ=18º，土的重力密度r=l9KN/m3，基底摩擦系数，µ=0.25，挡墙处理厚度B=2.5m，挡墙深度H=5.0m。
通过分析计算，最后选定土钉墙参数为土钉平均长度为4.5m，横向间距1.0m，纵向间距为0.6m，土钉墙钢筋采用ф16、ф12两种螺纹钢筋，土钉直径为60mm-90mm，共布设7排，土钉与水平夹角10º。设计平均拉力为50kN。墙面砼厚度80MM一100MM，设计强度等级为C20，面层钢筋网用ф6.5@300300。
(2)安全系数计算主要结果如下：
a、整体稳定最小安全系数：Kmin=1.62
b、单根土钉抗拔力安全系数：KB=l.52
c、土钉整体抗拔力安全系数：KF=1.59
d、外部稳定抗滑安全系数：KN=1.53
e、外部稳定抗倾覆系数：KQ=5.62
4、基坑土钉墙施工
土钉墙施工随着土方开挖分段分层施工的，开挖分三次进行，第一次l.2m，第二次2.0m，第三次1.8m，开挖到位后，辅以人工修面。
土钉采用改装后的5m小钻和水平机成孔，成孔直径为60mm，90mm两种，成孔后，插人钢筋和注浆导管，用注浆机灌注水泥净浆，水灰比为O.5，采用普通P32.5硅酸盐水泥，等水泥浆初凝后，补注浆一次，为保证浆体与周围土体紧密结合，浆液中掺人5%的膨胀剂。
由于施工正值雨季，为防止雨水冲刷坡面，当边坡修整达到设计要求时，立即采用砂浆抹面，抹面砂浆厚为20mm。土钉施工后辅设钢筋网，由于基坑直立，喷射砼无法施工，采用立模现浇砼，砼等级为C20，细石砼，配合比为：水泥：砂=1：1.88：3.04。待面层砼凝固拆模后，装上土钉垫板，拧紧螺丝即可，土钉结构见。
5、质量检验和监测
5.1土钉正式施工后，进行土钉的现场抗拔力试验，试验部分土钉长5.0m，土钉直径ф90mm，土钉钢筋为2фl6。共试验4组。
土钉抗拔力试验结果
土钉拉动前，最大变形为12.4mm，说明土钉与土体具有良好的协同作用。
5.2土钉墙变形监测。土钉墙变形监测用全站仪测墙顶水平位移监测结果显示，土钉墙最大位移为9mm，一般为4mm~6mm，全部施工结束后15天位移基本稳定，变形曲线见
6、土钉墙支护效果及评价
6.1该土钉墙施工期间正值雨季，经过暴雨冲刷，基坑坡面完整，坡体稳定，经过长时间暴露长达5个月，最大位移量9mm，说明边坡
的稳定性良好，支护是成功的。
6.2二处基坑节约造价50万元，缩短工期40天，取得较好的技术经济效益和社会效益。
6.3土钉墙用途广泛，适用于具有临时自稳土层的基坑支护或边坡加固，可作为临时支挡及永久性支挡。
6.4施工设备简单，易于操作，在放坡困难或大型设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。
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