淺談土釘支護技術

王卓銘　黃濤濤　馬乾　陳建宇

摘 要：在進行基礎開挖時，為了保證坑壁周圍土體的穩定性，需要對基坑進行支護。目前基坑支護的形式有多種多樣，有地下連續墻支護、深層攪拌水泥土圍護墻、擋土灌注樁支護等形式。本文主要介紹土釘支護技術的構造、特點以及在我國的發展現狀。

關鍵詞：土釘；面層；防水系統；發展狀況

1 前言

隨著社會的快速發展，城市化的水平不斷的提高。高層和超高層建筑也越來越多，基坑開挖的深度也遠遠超過以往任何時候。而城市的擁擠，用地面積的緊缺又使得放坡開挖顯得不切實際，并且采用放坡開挖又會大大增加土方的工程量，增加了施工費用。由于以上原因，基坑的支護就變得必不可少了。基坑的支護技術也是當今工程界關注的熱點和難點。土釘支護是一種新型的基坑支護形式，起到對土體原位加固的作用。

2 土釘支護的構造

除土體外，土釘支護一般有三部分組成，即土釘、面層和防水系統。土釘的類型可以分為成孔注漿土釘和打入式土釘兩種。在這里我們主要介紹鉆孔注漿釘。鉆孔注漿釘首先應在土中成孔，在孔中置入變形鋼筋，然后用水泥砂漿或者細石混凝土填孔。其中，為了保證鋼筋在孔中的中心位置，可以沿釘長度方向設置定位支架。這樣土釘周圍就可以保證有足夠的保護層厚度，防止鋼筋在使用期間銹蝕。在一些地方采用玻璃鋼材料做土釘，這樣就克服了鋼材容易銹蝕的缺點，延長了支護的使用時間。對于支護面層，一般用一層鋼筋網片然后網噴混凝土做成。具體土層端部與面層的連接，面層混凝土的厚度可根據具體情況進行選擇。土釘支護的排水系統在土釘支護中也非常重要。如果沒有做好排水系統，水可能會通過土體滲透到面層，從而對面層產生一定的水壓力，同時水也會降低土體的強度和土釘與土體之間的摩擦力，從而造成土釘支護的失效。所以土釘支護必須應有良好的排水系統。可以采取設置地面排水溝或者直接用不透水的混凝土地面防止地表水滲透到土體中。

3 土釘支護技術的特點及應用

土釘支護所用的土釘就是通過在原位土體中植入方向與土體可能發生的位移方向大體一致的密集排列的細長桿件。由于土釘與土體之間存在摩擦力，當土體發生位移時土釘可以通過它與土體之間的摩擦力約束土體。一般情況下土釘不施加預應力，只有在土體產生了位移的情況下，土釘才會被動的受拉。土釘支護中土釘所受拉力沿全長是變化的，一般情況下是中間大兩頭小。這里需要說明的是土釘和錨桿表面上看很相似，但是它與錨桿有著一些差別的。錨桿沿全長分為自由段和錨固段，錨桿的自由段拉力是相等的。另外，錨桿一般會預加拉應力，給土體的是主動約束。錨桿支護中的錨桿的布置數量沒有土釘的密集。

土釘的受拉工作需要土體發生變形為前提的，所以不適于對變形有嚴格要求的深基坑工程。在土釘支護中，一般位于中部的筋體受力最大。而上部和底部的土釘所受拉力較小。所以在手工施工的時候可以根據土釘的受力特點來決定不同位置的土釘長短和傾角。比如說底部的土釘長度可以相對短一些，傾角也可以大一些。

土釘支護亦稱土釘墻。它的施工過程有兩種。一種是先錨后噴。挖土到土釘位置后，打入土釘。繼續挖土，挖到下一層土釘的位置打入土釘。最后一層土釘施工完畢后噴射混凝土。第二種方法是先噴后錨。挖土到土釘位置下一定距離鋪鋼筋網，并預留搭接長度，噴射混凝土至一定強度后打入土釘。以此類推，直至基坑全部深度。這中間要注意上下鋼筋網片的搭接。土釘支護施工設備較簡單，施工速度快，節省工期，造價也相對較低。但是土釘支護也有一定的缺點。比如說，土釘留在原位土體中會占據一定的地下空間。在附近進行新的工程時可能會造成一些影響。并且如果土釘支護要作為永久性結構，則需要考慮土釘在土中銹蝕等問題。

有時為了某種工程上的需要，土釘支護也可以與其它支護形式聯合應用，被稱為復合土釘支護。復合土釘支護有三種基本形式：土釘與預應力錨桿、土釘與微型鋼管樁、土釘與攪拌樁的聯合應用。土釘與攪拌樁的聯合應用攪拌樁可以起到止水帷幕的作用。這種形式的聯合支護適合于軟弱的土層。在基坑開挖之前，在基坑開挖線外用水泥漿體和土體形成攪拌樁。然后進行基坑的開挖。因為我們的攪拌樁伸入開挖基底之下，所以可以有效延長地下水的滲流路徑，在一定程度上可以防止基坑隆起的現象發生。土釘與微型鋼管樁的支護是在開挖線外側垂直打入Φ48的鋼管樁，然后在管內注入水泥漿，在基坑開挖的過程中仍然可以仿造土釘支護的施工方法。但這種支護不能隔水。因為在鋼管之間是透水的土體。土釘與預應力錨桿的聯合，在基坑中將預應力錨桿置于基坑上部，可以有效限制上部土體的位移。

4 土釘支護在我國的發展

土釘支護相對于其它支護類型具有顯著的優越性。土釘支護施工速度快，安全可靠，經濟，占用場地小且適應能力較強。雖然在我國起步較晚但是土釘支護的運用數量已經居世界前列，在應用實際上已經取得了巨大的成就。但是與國外相比仍有一定的差距。我國缺乏對土釘技術的系統研究，施工水平低下。值得一提的是國內采用洛陽鏟成孔，費用低，效率也不差。隨著各個單位、學校對土釘支護的研究的深入，土釘支護技術也會越來越成熟，為我們工程建設服務。