【摘要】土钉墙是深基坑支护方式的一种。它是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它通过浆体与土体外界面上的粘结力，沿土钉全长为基坑边壁土体提供连续支护抗力，不仅将欲滑移土体的侧向压力传递给稳定土体，同时也对滑移土体进行内加固，从而给土体以约束并使其稳定。本文对某工程深基坑支护施工中所采用的土钉墙技术作出了分析研究。
前言
我国在20世纪70年代前应用4m左右的基坑，较浅，而且周围较少或没有相邻建筑和地下结构物。在90年代之后，大量城市的高层建筑如雨后春笋，这些建筑物都有1~3层的地下室，基坑深度不断的增加发展到3~4层，“东方明珠”高468.9m，基坑深达12.5m.王府井大型3层地下商业街，长780m，宽40m，与地铁四个车站及东安商场、东方广场的地下层分别相通。由此说明：各种不同的深基坑支护方案在不同的地域与深度条件下得以广泛的应用。
早在20世纪70年代初，德国、法国和美国就各自开始了土钉支护的研究与应用，但土钉诞生的原因并不相同在德国是基于土层锚杆和加筋土挡墙发展起来的，在法国却是基于新奥法的原理发展起来的，新奥法在60代年主要用于岩石隧道的支护，70年代初被成功地用于土质隧道和土质边坡的支护。美国最早的土钉墙用于1974年匹茨堡PPG工业总部的深基坑支护。目前该技术在法国、德国、英国、美国和日本得到广泛应用。
1．工程概况
拟建某住宅小区地下车库，工程位于其住宅小区院内，东西向长300m，南北宽36m，地下二层，基底标高为-8.0m，临近有家属楼.基底深度为地表下-8.0m左右，施工现场场地狭小.根据岩土工程勘察报告提供的地质资料，场区地质情况大致为：第①层为粉土，厚3.00m；第②层为3.00m厚的圆砾；第③层为4.50m厚的粉土。水文情况是：地下水静止水位埋深约25m，地下水对混凝土及钢筋混凝土中钢筋均无腐蚀性。由于基坑深8m，基底位于水位以上，不需采取降水和护坡措施。
1.1支护方案
因车库两侧的小高层建筑物距离基坑较近，最近建筑物外墙距本车库的LD，HM及NK段为1.8和1.6m；CL段分别为5.83。建筑物荷载所产生的基底附加压力大，对基坑的稳定性均构成危险，影响工程进度；同时，建筑物部分施工场地较小，不具备大角度放坡施工条件，所以为保证基坑开挖后边坡及周边建筑物的安全与稳定，在有限的区域内优化施工现场，提高施工单位的生产效率等因素，需对此基LD，HM及NK段进行钢管桩与土钉墙复合型边坡支护；ABC和FG段采取以1：0.5放坡，进行挂网片素喷混凝土支护；CL及其他段拟采用土钉墙边坡支护平面及各分段。
1.2支护结构设计
根据实际场地、地质条件及基坑深度，结合包头地区深基坑支护经验，车库基槽支护方案如下：
(1)基坑外侧NK处为受力最不利处，以局部均布荷载考虑，荷载为180kPa。
(2)基坑东西两侧ABC侧和FG侧均以1%0.5放坡，进行挂网片素喷支护。
(3)LD，HM和NK处以90°度放坡，做土钉墙与钢管桩复合型支护；使桩底埋入基坑底面以2.0m。钢管桩在结构中起预支护作用。钢管桩采用Φ108mm，钻孔直径127mm，壁厚4mm，水平间0.6m。
(4)其它段均以1：0.2放坡，作土钉墙支护，使基坑支护连成整体，利于土钉墙作用的整体发挥，同时也美观环保。护坡过程中，由于近年地质灾害等自然因素颇多，建议甲方对临边建筑进行沉降观测。
2．技术参数及施工
2.1面层技术参数
边坡打土钉处，面层挂6@200×200mm钢筋网，其它素喷处挂网格为50~100mm的钢板网，每排横向设置一根Φ16通筋，竖向每3m设置一根Φ16竖向通筋，通筋与土钉主筋端部以“十”字架焊接牢固，然后喷射C20素混凝土(60mm)±20mm厚)，混凝土配合比为水泥：砂：石=1：2：2。
2.2施工工艺
2.2.1土钉墙施工工艺
土钉墙施工具有无噪音、不单独占用工期的特点。施工工艺为挖土至设计标高并平整场地—测量放线—接通水电—挖土清坡—土钉施工—网挂—喷射混凝土—挖土。
2.2.2钢管桩施工工艺
钢管桩按此顺序施工：钻机就位—成孔—清孔—下钢管—注水泥浆。
3．施工方案
3.1本工程锚杆成孔宜采用人工洛阳铲成孔，第一排土钉若遇回填土较厚，可适当调整土钉水平间距(1.0~1.2m)；若洛阳铲成孔困难，可以采用振动沉管技术进行施工。
3.2钻孔后要进行清孔检查，对于孔中出现的局部渗水塌孔后掉落松土应立即处理，成孔后应及时按设锚杆钢筋(每根锚杆加肋两道)并注浆。
3.3锚杆钢筋置入孔中前，应先设置定位架，保证钢筋处于钻孔的中心部位，支架沿钉长的间距约为2~3m左右，支架的构造应不防碍注浆时的浆液自由流动。支架可为金属或塑料件。
3.4钢筋置入孔中后，采用低压方法注浆填孔，注浆用水泥浆采用水灰比为0.5的PC.32.5#复合硅酸盐水泥搅拌，注浆压力为0.4~0.6MPa。注浆时采用底部注浆方式，注浆导管底端应先插入孔底，在注浆同时将导管以匀速缓慢撤出，保证孔中气体能全部逸出。
3.5在喷射混凝土前，面层的钢筋网应牢固定在边壁上并符合规定的保护层厚度要求。钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土上喷射下应不出现振动。喷射混凝土的平均厚度为70mm，须进行养护。
4．翻边钢筋网片混凝土
基坑宽度1.2m范围内地面做60mm厚的钢筋网片混凝土翻边。钢筋网片翻边两侧各有一根通长的Φ16螺纹钢水平压筋，在翻边长度方向上，沿着外侧用Φ16螺纹钢水平压筋每隔2m作一地锚(Φ16螺纹钢，长度1m，打入地下)，地锚与外侧水平钢筋焊接，同时沿翻边长度方向上每隔2~3m安装一根长度为1m的Φ16螺纹钢竖向压筋，必要时进行长地锚拉接。
5．结论
5.1通过土钉受拉承载力设计值、土钉最大拉力值进行验算，同时对其抗滑、抗倾覆稳定性及边坡整体稳定性进行验算，全部满足。最大位移也在20mm之内，说明此支护方案成功表明：土钉墙支护适合在内蒙古包头地区的土质中广泛使用。
5.2土钉墙支护具有工程造价低，施工设备简单、操作方便、经济效益好，国内外资料表明，土钉支护的工程造价能够比其它支护低1/2~1/3。
5.3土钉墙支护结构轻柔，有良好的延性和抗震性。1989年美国加州7.1级地震中，震区内有8个土钉墙结构，其中有3个位于震中33km范围内，估计至少遭到了约0.4g的水平地震加速度作用，均未出现任何损害迹象。
5.4土钉墙支护容易实现动态设计和信息化施工既可以避免浪费，又能够防止出现工程事故。
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