土釘墻支護與噴錨支護的區別

楊　征

摘要：土釘墻支護與噴錨支護因其在支護施工中的可靠性、可行性與經濟性，在現代的邊坡基坑及隧道等支護工程中得到了廣泛的應用。土釘墻支護與噴錨支護在型式上是相似的，但也有各自的特征和使用范圍。文章通過對土釘墻支護和噴錨支護的構造組成和作用機理的分析，闡述了兩者各自的優劣特點和適用范圍，以指導實際應用中的正確選擇。

關鍵詞：土釘墻支護；噴錨支護；擋土支護技術；錨桿；錨索

中圖分類號：TU942

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17-0179-02

土釘墻支護與噴錨支護因其在支護施工中的可靠性、可行性與經濟性，在現代的邊坡基坑及隧道等支護工程中得到了廣泛的應用。土釘墻支護與噴錨支護(特別是非預應力錨桿噴錨支護)在型式上是相似的，都是在開挖邊表面鋪鋼筋網，噴射混凝土面層，并在其上成孔然后安設錨釘或錨桿(索)。二者從表面看有著很多相似之處，具有共性一面；另一方面，各自又有各自的特征和使用范圍，具有個性的一面。由于二者的共性和個性，使我們在應用中有選擇的可能性和必要性，而且能夠借鑒兩者各自的優點，設計復合支護結構，以滿足各種復雜施工現場和環境的要求。其實，這種所謂的復合支護結構在實際應用中是較普遍的。現在先對二者進行簡要的分析，然后在此基礎上得出二者的異同點及適用條件。

一、土釘墻

土釘支護(soitnailing)，是新興的擋土支護技術，最先用于隧道及治理滑坡，20世紀90年代在基礎深基坑支護中應用。土釘墻是將短而密的土釘(鋼筋、鋼管)置入被支護的土體中，通常輔之以噴射混凝土面層。被支護土體置入土釘后得到加固改善而形成土釘墻。土釘墻是抵抗其后土壓力的承載體，近似于重力式擋土墻。土釘墻后的土壓力是使土釘墻變形、位移、傾覆的動力。土釘的長度取決于基坑的深度和土質情況，一般為基坑深度的0.5～0.8倍。

土釘支護工藝，可以先錨后噴，也可以先噴后錨。噴射混凝土在高壓空氣作用下，高速噴向噴面，在噴層與土層間產生嵌固效應，從而改善了邊坡的受力條件，有效地保邊坡穩定；土釘深固于土體內部，主動支護土體，并與土體共同作用，有效地提高周圍土的強度，使土體加固變為支護結構的一部分，從而使原來的被動支護變為主動支護；鋼筋網能調整噴層與錨桿應力分布，增大支護體系的柔性與整體性。

土釘支護的施工工藝流程是：按設計要求開挖工作面，修正邊坡；噴射第一層混凝土；安設土釘(包括鉆孔、插筋、注漿、墊板等)；綁扎鋼筋網、留搭接筋、噴射第二層混凝土；開挖第二層土方，按此循環，直到坑底標高。

土釘施工機具采用螺旋鉆、沖擊鉆、地質鉆、洛陽鏟等。其施工要點是：按設計圖的縱向、橫向尺寸與水平面夾角進行鉆孔施工；鋼筋要平直、除銹、除油；注漿材料用水泥或水泥砂漿，水泥砂漿配合比為1:1—1.2(重量比)，水灰比宜為0.4—0.45；注漿管插到距孔底250～500mm，為保證注漿飽滿，在孔口設止漿塞：土釘應設定定位器，以保證鋼筋的保護層厚度。

土釘支護適用于水位低的地區，或能保證降水到基坑面以下；土層為粘土、砂土和粉土；基坑深度一般在15m左右。

二、噴錨支護

噴錨支護(shot-anchoring protection)，其形式與土釘墻支護類似，亦是在開挖邊表面鋪鋼筋網，噴射混凝土面層，并在其上成孔，但不是埋設土釘，而是錨桿，借助錨桿與周圍土體間的粘聚力，使與邊坡土體形成復合體共同工作。

噴錨支護是以圓弧滑動面以內的土體為研究對象，將其分成若干個垂直的土條，該土體的自重w土釘墻支護與噴錨支護因其在支護施工中的可靠性、可行性與經濟性，在現代的邊坡基坑及隧道等支護工程中得到了廣泛的應用。土釘墻支護與噴錨支護(特別是非預應力錨桿噴錨支護)在型式上是相似的，和該土體上的地面荷載是該土體下滑失穩的動力，而圓弧滑動面上的總抗剪力和作用于該土體上的總錨固力是該土體下滑失穩的抗力。被研究的土體沿滑動面下滑的平衡狀態是：下滑抗力≥下滑動力。

噴錨支護實際上可分為兩大部分：一部分是噴混凝土；一部分是設錨桿。在基礎開控后，將巖石或土體表面清理，然后立刻噴上一層厚3～8cm的混凝土，防止圍巖或土體過分松動。如果這層混凝土不足以支護圍巖，則根據情況及時加設錨桿，或再加厚混凝土的噴層。

噴混凝土的施工工序是：首先清理支護面(為了提高噴層與支護面的粘結，并減少回彈，有的國家在巖體表面先噴一層厚約1cm、水灰比較小的砂漿，或噴2～3cm含水泥量較高的混凝土)。噴完底層后，即可分層噴混凝土，每層厚度約3～8cm，每層噴完之后，應將回彈、松散料加以消除。每層噴完之后，頭7d內應噴水養護，正確的養護是保證混凝土強度所必不可少的。第一層噴完之后，常加設錨桿，再掛鋼筋網，然后再噴第二層以至第三層混凝土。

噴混凝土的方法有“干噴”、“濕噴”兩種。干噴是將水泥、砂、小石等干料拌和好，裝入噴射機中，用壓縮空氣通過輸料管，把拌和物送到噴嘴處加上溶有速凝劑的水，噴射出去；濕噴是將水泥、砂、小石及水等拌和好，裝入噴射機中，送到噴嘴處，在噴嘴處再加上溶入水的速凝劑噴射出去。上述兩種方法各有優缺點，目前我國多數工地仍然采用干噴。

混凝土配比一般為水：水泥：砂：石：速凝劑為0.35～0.5:1:2:2:0.03。正確選用配合比和正確操作養護是提高混凝土強度的基本方法。此外，還可以在噴射混凝土中加入鋼纖維，這樣將大大改變噴混凝土層的韌性及抗拉強度，使之能夠承擔較大的荷載。

錨桿與錨索有各種不同的形式。按材料分，有金屬錨桿、木錨桿；按受力情況分，有不加預應力錨桿和預應力錨桿。錨桿與錨索各有不同，錨桿一般都較短，不超過10m，錨索則可以較長，如有的長達30～40m；錨桿一般受力較小，每根錨桿幾噸至十余噸，錨索受力則較大，一組錨索受力可達幾十噸甚至上百噸。

所有各種錨桿錨索均要求先鉆孔，然后才能安設。錨桿的孔徑較小，鉆孔的費用較小，一般間距較小；錨索要求的孔徑較大，可大到150mm，鉆孔的費用較大，一般間距較大。錨桿與錨索的類型多樣，主要有楔縫桿、漲殼式錨桿、倒楔式錨桿、開縫管式錨桿、樹脂錨桿、砂漿錨桿、預應力錨索等。

三、二者的區別

由以上兩種結構的組成構造和作用機理可以看出，正是因為噴錨支護和土釘墻支護的作用機理不同，設計思想和方法也不同，造成了支護的適用對象范圍的不同，從而也造成了造價的不同。

土釘墻是埋設土釘，使邊坡與土體形成復合體共同工作，適用于無水的基坑，起主動嵌固作用，增加邊坡的穩定性，基坑深度不宜大于12m。噴錨護壁埋設的是錨桿(預應力和非預應力)，主要利用的是錨桿與周圍土體之間的粘聚力。噴錨支護一般用于土質不均勻、不穩定土層、地下水位較低、埋置較深、基坑深度在18m以內時采用；對硬塑土層，可適當放寬；對風化頁巖、頁巖開挖深度不受限制，但不適用于有流砂土層和淤泥質土采用。目前，噴錨支護已廣泛采用，錨桿噴射混凝土支護技術適用于礦山井巷交通“隧道”、水工“隧洞”和各類“洞室”等地下工程，也適用于大部分巖土邊坡錨噴支護的施工。

設計的錨桿一般是鋼絞線束。土釘墻不施加預應力，錨桿可施加預應力。土釘全長范圍內受力，錨桿分為自由段和錨固段。土釘復合整體作用，個別失效，整個土釘墻影響不大；而各錨桿為重要受力部位，失效影響范圍大。土釘墻面板基本不受力，錨桿護墻面板和立柱受力較大。

土釘墻與噴錨支護相比，前者構造較簡單、成本相對要低些，一般適用于土質較好、放一定坡度的情況；后者在不適宜有較大放坡的情況下采用，且后者要求錨桿前端嵌入堅實可靠的巖土層，才能起到支護的作用，要不然就轉化為土釘墻了。

參考文獻

[1]建筑基坑支護技術規程(JCJl20-99)[s].北京：中國建筑工業出版社.1999

[2]基坑土釘支護技術規程(cECS96-97)[s].北京：中國建筑工業出版社.1997

[3]建筑基坑工程技術規程(YB9258-97)[S].北京：中國建筑工業出版社，1997

[4]朱江，張忠.噴錨支護與土釘墻.沈陽大學學報,2003，15(2)

[5]劉運剛.噴錨支護與土釘墻的力學機理及適用條件.化工礦產地質，2001，23(2).

[6]賈圣東.土釘墻支護邊坡的施工工藝及機理[D].重慶交通大學

作者簡介：揚征(1980-)，女，北京人，北京交通大學工程師。研究方向：基本建設項目施工技術和工程項目管理。