土釘墻支護技術在深基坑工程中的應用概論

譚正清， 夏念恩

黃岡職業技術學院（438002）

1 國內外發展概況與研究現狀

土釘是一種基于新奧隧道法（TheNewAustrianTunelling Method）原理[1]在原位土體中鋪設拉筋而使整體土工系統的力學性能得以改善從而提高基坑、邊坡開挖穩定性的支擋技術。

發展于六十年代初期的新奧隧道法,是采用噴射混凝土結合全界面粘結鋼錨栓，提高硬巖層的整體性，從而進行有效的隧道穩定開挖的一種主動型的支擋技術,這些對于土釘墻技術的出現給予了積極的影響。

上世紀70年代出現了土釘墻，1972年法國首先在工程中應用土釘墻技術。從事土釘工作最早者是法國人Bouygues[2]，完成了第一項有詳細文字記錄的土釘穩定邊坡工程。該工程為凡爾賽附近的一處鐵路路塹的邊坡開挖工程，采用厚50～80mm的噴射混凝土面層和在土體中設置的長度為4m和6m的土釘作為臨時支護，共采用了25000多根土釘。

1990年在美國召開的擋土墻國際學術會議上,土釘墻作為一個獨立的專題與錨桿擋墻并列,使它成為一個獨立的土加固學科分支[3]。我國于八十年代初期由中國工程勘察大師王步云[9]教授開始進行土釘的試驗研究和工程實踐，完成了五項土釘工程，進行了現場抗拔試驗和變形監測并提出了簡化、實用的設計計算方法。我國應用土釘的首例工程可能是1980年將土釘用于山西柳灣煤礦的邊坡穩定。近年來，北京、深圳、廣州、長沙、武漢、石家莊、成都等地的基坑工程已開始較廣泛地應用土釘墻支護。

2 國內研究現狀

與國外相比,我國在發展土釘墻技術上也有一些獨特的成就，主要表現在下列幾個方面[4]:

1）為了防止地下水位降低，引起建筑物及道路的沉降，出現了一種止水型土釘墻(圖1)，這樣就使土釘墻在不做降水的情況下得到應用。

2）對于難于成孔的砂層和軟土地層，開發了一種打入注漿式土釘，解決了難于成孔這一難題。

3）為了限制土釘墻的位移，開發了土釘墻與預應力錨桿聯合使用的技術(圖1b)。即對于變形要求嚴格的工程，在土釘墻中上部設置1～2排預應力錨桿，對土釘墻施加初始背拉力，這樣大大減少了土釘墻的位移，滿足了不同實際工程的需要。

圖1 土釘墻與其它支護的結合形式

4）對于開挖土層較差，自穩時間短，來不及按常規步驟進行本層支護時，開發了多種超前加固技術。常采用的超前加固技術有下列幾種:

①超前微型樁加固(圖1c)。包括鋼管樁和混凝土樹根樁，鋼管樁采用直徑48～150mm的無縫鋼管或焊接鋼管，間距0.5～1.0m，樁端宜深入基坑底部1～3m，鋼管樁通過鋼筋網和加強筋與之焊接連成整體。樹根樁即為小直徑鉆孔灌注樁，直徑100～250mm，間距0.5～1.0m，樁端深入基坑底部以1～3m為宜，利用加強鋼筋和噴射混凝土將其連接成整體。

②超前注漿加固:即沿開挖面豎向鉆孔注漿，利用水泥漿滲透固結土層，使其開挖工作面后具有臨時的自穩能力，以便施工土釘墻。

③超前土釘加固:即沿開挖面施工豎向土釘，其長度不宜小于該層開挖深度的兩倍，間距宜取300～500mm，超前土釘的上部應與已完成的支護連成一體。

④其他超前加固的措施:有打入角鋼、槽鋼、螺紋鋼筋、預制混凝土桿件、木樁、竹樁等，目的均是為了保證開挖坡面的臨時自穩能力，以便于有足夠的時間施作土釘墻，一旦土釘墻形成，其安全性能將大大提高。

深基坑支護及邊坡防護技術中的復合土釘墻技術已被納入2005年建設部重點推廣建筑業10項新技術之列。

[1]程良奎,楊志銀.噴射混凝土與土釘墻[M].北京:中國建筑工業出版社,1998.

[2]程良奎,陳肇元.巖土加固實用技術[M].北京:地震出版社,1994.

[3]徐棟.土釘墻支護技術在深基坑支護中的作用[J].建筑技術開發,2001,28(1),10～12.

[4]趙清華,胡偉慶.合理安全的基坑圍護方法[J].建筑施工,1999,25(2):398～399.