土釘墻支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用概論

譚正清， 夏念恩

黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院（438002）

1 國內(nèi)外發(fā)展概況與研究現(xiàn)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(shè)拉筋而使整體土工系統(tǒng)的力學(xué)性能得以改善從而提高基坑、邊坡開挖穩(wěn)定性的支擋技術(shù)。

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

上世紀(jì)70年代出現(xiàn)了土釘墻，1972年法國首先在工程中應(yīng)用土釘墻技術(shù)。從事土釘工作最早者是法國人Bouygues[2]，完成了第一項有詳細(xì)文字記錄的土釘穩(wěn)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(shè)置的長度為4m和6m的土釘作為臨時支護(hù)，共采用了25000多根土釘。

1990年在美國召開的擋土墻國際學(xué)術(shù)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(xué)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(jìn)行土釘?shù)脑囼炑芯亢凸こ虒嵺`，完成了五項土釘工程，進(jìn)行了現(xiàn)場抗拔試驗和變形監(jiān)測并提出了簡化、實用的設(shè)計計算方法。我國應(yīng)用土釘?shù)氖桌こ炭赡苁?980年將土釘用于山西柳灣煤礦的邊坡穩(wěn)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(yīng)用土釘墻支護(hù)。

2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

與國外相比,我國在發(fā)展土釘墻技術(shù)上也有一些獨特的成就，主要表現(xiàn)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(xiàn)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(yīng)用。

2）對于難于成孔的砂層和軟土地層，開發(fā)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(fā)了土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合使用的技術(shù)(圖1b)。即對于變形要求嚴(yán)格的工程，在土釘墻中上部設(shè)置1～2排預(yù)應(yīng)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(hù)的結(jié)合形式

4）對于開挖土層較差，自穩(wěn)時間短，來不及按常規(guī)步驟進(jìn)行本層支護(hù)時，開發(fā)了多種超前加固技術(shù)。常采用的超前加固技術(shù)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(wǎng)和加強(qiáng)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(qiáng)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(jié)土層，使其開挖工作面后具有臨時的自穩(wěn)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?shù)纳喜繎?yīng)與已完成的支護(hù)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(yù)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(wěn)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(hù)及邊坡防護(hù)技術(shù)中的復(fù)合土釘墻技術(shù)已被納入2005年建設(shè)部重點推廣建筑業(yè)10項新技術(shù)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(yè)出版社,1998.

[2]程良奎,陳肇元.巖土加固實用技術(shù)[M].北京:地震出版社,1994.

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

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