復合土釘墻支護技術研究

何晉飛

（湖南岳麓山建設集團有限公司　湖南　長沙　410000）

復合土釘墻支護技術研究

何晉飛

（湖南岳麓山建設集團有限公司湖南長沙410000）

復合土釘墻支護技術具備較強的適應性，且其工程造價相對較低，安全可靠，施工便利，這些特點使得其在目前的基坑工程中被廣泛的運用。但對于其具體的設計與計算，我國還沒有統一的技術規范。因此，為了使復合土釘墻支護技術得到更好的應用，并在此基礎上更好的發展我國的建筑事業，本文簡單分析了復合土釘墻支護技術的概念，并詳細研究了其常見形式、結構和施工工藝。

復合；土釘墻；支護；技術

引言

隨著我國建筑事業的不斷發展，相關施工技術也得到了越來越多的運用，而復合土釘墻就是為了更好地符合現代社會建筑的需求，且以土釘墻為基礎而發展起來的新型支護結構，它不僅有著土釘墻施工技術的優勢，還能彌補一般土釘墻自身的缺陷和使用限制，進而使得土釘墻技術的運用范圍得到了很大的擴展。

1　工程實況

某工程中部分基坑深度發生了一些變化，員設計坑底實際深度為-10.2m，修改之后的深度在-13.9m，且該部分存在較厚的粉土、粉質粘土，土質也相對較差。此外，在基坑開挖到-13m時，基坑水平發生巨大的變形現象，并超出了設計規范的要求，同時在距離基坑南側邊緣位置10m處的地面出現了明顯的裂縫，且裂縫與基坑間的土體呈現明顯的下沉、冠梁以及樁發生開裂現象。通過對工程的全面考慮，決定使用“土釘墻+止水帷幕+預應力錨桿”的復合土釘墻支護方式進行適當程度的修整。其中，土釘采用長度大于1m且直徑為18的鋼筋。并在土釘上掛設成品菱形鋼筋網。在驗收合格之后，進行80～100mm厚度的C20細石混凝土的噴射施工，并采用分層噴射方法，接縫錯開，并在結束噴射施工2h之后對其進行一定程度的養護操作，全面確保工程的質量。

2　復合土釘墻支護技術概述

隨著我國建筑行業的快速發展，復合土釘墻支護技術也在越來越多的施工工程中得以廣泛的應用。所謂復合土釘墻支護技術，就是一種將釘墻與預應力錨桿、止水帷幕、超前錨桿等結合起來，并依據相關經驗，經過多種組合形成的一種復合支護技術。此技術不僅最大限度的發揮出了土釘墻的優勢，還在很大程度上彌補了土釘墻本身的缺陷和使用限制，其可以在支護體系的安全穩定性得到良好保證的同時，滿足某些特殊建筑工程的需求。例如，基坑上部變形的限制，對邊坡土體內水的滲流情況的有效阻止，以及開挖面自立性和坑基底部隆起問題的解決。現階段，隨著建筑施工技術的快速發展，復合土釘墻支護技術的應用范圍也在不斷的擴大，尤其是在地質條件較為復雜的區域，其具有傳統土釘墻施工技術無法達到的優勢。目前，復合土釘墻支護技術在我國具有較深的坑基、地質條件較為復雜的工程中得到了廣泛的運用，同時，其也可以在附加荷載較大、地下水位較高以及施工安全要求較高的復雜基坑工程使用。

3　復合土釘墻的常見形式

復合土釘墻支護是一種將土釘和其他支護形式或施工措施結合起來，且在土釘墻的基礎上發展起來的一種施工技術，其不僅可以很好的確保支護體系的安全穩定性能，還可以最大限度的滿足某些具備特殊需求的工程的需要。其主要有以下幾種分類，詳見圖1：

圖1　復合土釘墻類型示意圖

3.1土釘墻+止水帷幕+預應力錨桿

這種形式的復合土釘墻是運用較為廣泛的一種，其詳細構造如圖1（a）。大量的降水使得基坑周圍的建筑物和道路都發生了不同程度的沉降現象，進而導致一定的環境破壞，并引起多方面的糾紛。因此，對于坑基的支護，通常情況下，都會設置止水帷幕，其能夠達到止水和加固支護的雙重效果。對于止水帷幕的制作，一般是采用攪拌樁、旋噴樁及注漿等方法。其中，攪拌樁止水帷幕具有較好的效果，且造價相對低廉，因此，在工程允許的條件下，通常都會選用攪拌樁作為止水帷幕，而在攪拌樁無法發揮效果的施工地層中，一般會采用旋噴樁作為工程的止水帷幕。止水之后，土釘墻的變形一般較大，所以，在工程基坑較深且變形要求較為嚴格的狀況下，需利用預應力錨桿來避免土釘墻發生位移，這就是施工中較為常用的復合土釘墻形式，也就是所謂的土釘墻+止水帷幕+預應力錨桿。這種形式的復合土釘墻可以滿足大多數建筑工程的需求。

3.2土釘墻+預應力錨桿

對于建筑工程中止水帷幕的設置，并不是所有工程都需要的，當工程地層是粘性土層以及周邊的環境可以接受降水時，就可以不設置止水帷幕。同時，在基坑較深以及無放坡條件下，需采用土釘墻+預應力錨桿復合土釘墻形式，具體情況如圖1（b），預應力錨桿可以有效增強土釘墻的效果，進而更好的避免發生土釘墻位移。

3.3土釘墻+微型樁+預應力錨桿

當坑基開挖線和附近建筑物之間的距離較近且施工現場土質條件較差時，在開挖前，應對開挖面進行適當的加固。在攪拌樁無法投入正常的使用時，可以選用土釘墻+微型樁+預應力錨桿這種復合土釘墻支護方式，具體如圖1（c）。其中，微型樁常選用直徑在100～300mm之間的鉆孔灌注樁、型鋼樁、鋼管樁和木樁等，和土釘墻+預應力錨桿復合土釘墻支護形式相同，預應力錨桿可以有效增強土釘墻的效果，進而更好的避免發生土釘墻位移。

3.4土釘墻+止水帷幕+微型樁+預應力錨桿

當施工現場的坑基深度較大且變形需求較高，以及工程地質條件和環境條件較為復雜時，應選用土釘墻+止水帷幕+微型樁+預應力錨桿復合土釘墻支護形式，如圖1（d），其可以代替樁錨支護結構或地下連續墻支護形式，并發揮良好的效果。這種形式的支護技術中，預應力錨桿通常有2～3排，且旋噴樁或攪拌樁是工程的止水帷幕的組成，微型樁直徑較大或采用型鋼樁。

4　復合土釘墻支護結構及施工工藝

4.1土釘支護部分構造及施工

4.1.1土釘

正解：焰色反應呈黃色說明該物質中一定含鈉元素,既可能是金屬鈉,也可能是鈉的化合物;鈉的黃光對觀察鉀的焰色有干擾,必須透過藍色的鈷玻璃濾去黃光后才能觀察有無鉀元素。

對于整個復合土釘墻支護結構來說，土釘發揮著重要的作用，其不僅能夠使得工程土體的抗剪強度得到很大的增強，還可以讓原本較為松散的土體轉變為整體性較強的復合體，其功能類似于加筋土。在土釘置入土體后，土釘與土體之間會發生相對位移現象，進而使得釘土間產生相應的摩擦力，且這種狀態下的摩擦力是土釘分擔超過原土體所能承受的過大的應力的主要依靠，這種應力的轉移與分布可以砸很大程度上延緩土體的塑性流動和滑塌。

4.1.2噴射混凝土面層

噴射混凝土面層能夠使得分布在土體之中的土釘實現良好的協調工作，當土體中的一個或者幾個土釘達到了其極限狀態時，可以通過面層向其他完好的土釘轉移，這種方式不僅可以很好地避免坡面膨脹和局部塌落現象的發生，還可以保護工程現場坡面的完整性，并在一定程度上防止雨水沖刷帶來的危害。

4.1.3排水系統

地下水對土釘墻的順利施工及其耐久性存在直接的影響。工程開挖面的滲水量過大，不僅會嚴重影響到施工階段開挖面的穩定性，進而加大對噴射混凝土面層的壓力；還會無法形成達到工程標準的噴射混凝土施工面層。復合土釘墻的排水措施包括土工織物面層排水、淺層聚氯乙烯（PVC）排水管和排水孔、表面集水和截水明溝，以及表面防水等。在進行實際的工程施工前，應利用地面設置的排水溝將地下水引走，且對于工程的坡頂部位，應實行相應的硬化處理，從而達到較好的避免地表水向下滲透的效果。隨著向下開挖和支護工作的不斷深入，在面層上可依據開挖土層的實際含水情況，設置必要的排水孔，進而方便排走存在于噴射混凝土面層背后的水。

4.2輔助加固部分的構造及施工

4.2.1止水帷幕

當施工工程對其坑基有防滲的要求時，為了達到避免因坑基周圍地下水位下降而產生的地面沉降現象，應選用深層攪拌樁或高壓旋噴樁作為工程的止水帷幕。作為臨時的擋墻和隔水帷幕，止水帷幕可以有效的防止發生因土體開挖后導致的土體強度降低的現象，以及無法實現臨時直立而造成的失穩和基底隆起狀況。深層攪拌樁止水帷幕通常在黏土、淤泥質土和粉土地基中被廣泛的使用。且其在含有高嶺石、蒙脫石等黏土礦物的土層中有較好的加固效果，而對含有伊利石、氯化物和水鋁英石或有機質含量高、pH值較低的土層，加固效果較差。

4.2.2超前微型樁

土釘與微型樁結合使用的方法一般在土質松散、自立性較差、對基坑沒有防滲止水要求或地下水位較低的工程中被運用，且其不僅可以有效提高土體的自立性和邊坡的穩定性，還在防治坑底涌土方面有較好的效果。

4.2.3預注漿處理

在開挖工程坑基之前，應沿開挖面進行豎向鉆孔或打入注漿管，之后將漿液均勻地注入基坑開挖邊線外側上部的松散土體中，進而使得注入的漿液以填充、滲透、擠密等方式，將原來松散的土體或裂隙膠結為一個整體，最終在改善土體物理和力學性能的基礎上，提升基坑開挖時該部分土體的自穩能力。

4.2.4超前土釘支護

在建筑工程中，對于較為松散或含水量較大的土層，在其開挖后無法形成相對穩定的界面時，應對開挖的工作面做好必要的超前支護。一般情況下，工程會采用超前土釘支護方式，即在下一層工作面開挖之前，通過人工的方式，將超前土釘打入下一支護層，從而實現超前支護下一層的效果，最終使得該層在土方開挖和土釘支護階段的自穩性得到較好的提升。

4.2.5預應力錨索（桿）

對于基坑周邊變形要求較為嚴重的情況，單獨使用土釘支護通常會導致基坑邊坡側向位移過大，進而給周圍建筑物的正常使用帶來一定的危害。采用土釘與預應力錨索（桿）組合支護技術，是一種施工中較為常用且有良好效果的支護技術，其能夠較好地解決此類基坑的支護問題，有效地控制基坑變形，從而最大限度的提升工程施工現場邊坡的整體穩定性。

5　結束語

我國的復合土釘墻技術在經過了多年的工程實踐之后，已發展成多種組合形式。根據研究可以發現，在地質條件較復雜的地方，復合土釘墻施工技術是具有傳統土釘墻技術所無法相比的優勢，在很大程度上擴展了土釘墻技術的應用范圍，并推動著我國建筑事業的不斷發展。

[1]付文光，楊志銀，劉俊巖，等.復合土釘墻的若干理論問題、兼論《復合土釘墻基坑支護技術規范》[J].巖石力學與工程學報，2012（11）：2291～2304.

[2]張麗芹.復合土釘墻支護技術的研究與應用[J].建筑技術開發，2014 （8）：18～19.

[3]楊豐年，王海鵬.復合土釘墻在深基坑支護中的施工技術探討[J].房地產導刊，2014（5）：29～30.

TU753

A

1673-0038（2015）41-0039-03

2015-9-27

何晉飛（1977-），男，工程師，研究生，主要從事建筑工程施工技術及管理工作。