一、序言
　　1.土釘支護(hù)概述
　　土釘支護(hù)是用于土體開(kāi)挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，由于經(jīng)濟(jì),可靠且施工快速簡(jiǎn)便,在我國(guó)得到迅速推廣和應(yīng)用。在基坑開(kāi)挖中土釘支護(hù)現(xiàn)已成為樁,墻,撐，錨支護(hù)之后的支護(hù)技術(shù)。國(guó)外出版的基礎(chǔ)支護(hù)列為獨(dú)立的章節(jié)與傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)并列加以介紹。
　　“土釘”(soilnails,源自法文clouagedesol)，就是置入于現(xiàn)場(chǎng)原位土體中以較密間距排列的細(xì)長(zhǎng)桿件，如鋼筋或鋼管等，通常還外裹水泥砂漿或水泥凈漿漿體，土釘?shù)奶攸c(diǎn)是沿通長(zhǎng)與周?chē)�土體接觸，以群體起作用，與周?chē)�土體形成一個(gè)合體，在土體發(fā)生變形的情況下，通過(guò)與土體接觸界面上的粘結(jié)力或摩擦力，使土釘被動(dòng)受拉，并主要通過(guò)受拉工作給土體以約束加固或使其穩(wěn)定。土釘?shù)脑O(shè)置方向與土體可能發(fā)生的主拉應(yīng)變方向大體一致，通常接近水平并向下呈不大的傾角。土釘支護(hù)用于基坑邊或邊坡土體開(kāi)挖時(shí)的典型做法應(yīng)遵循從上到下，分步修建的原則，即邊開(kāi)挖、邊支護(hù)，具體為：1.有限的深度2.在這一深度的作業(yè)面上設(shè)置一排土釘并并構(gòu)筑噴混凝土面層3.繼續(xù)開(kāi)挖有限的深度，并重復(fù)上述步驟，直至所需深度。對(duì)于注漿釘，先鉆孔再置入金屬釘體并注漿。
　　2.土釘支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性
　　1）材料用量和工程量少，施工速度快。土釘支護(hù)的土方開(kāi)挖量和混凝土工程量較少，全部土釘連同面層鋼筋網(wǎng)的用鋼量也甚為有限，材料用量遠(yuǎn)低于樁支護(hù)和連續(xù)墻支護(hù)。在施工速度上，有的甚至可以將工期縮短一半。
　　2）施工設(shè)備輕便，操作方法簡(jiǎn)單。土釘?shù)闹谱髋c成孔不需復(fù)雜的技術(shù)和大型機(jī)械設(shè)施，施工方法有較大靈活性，施工時(shí)對(duì)環(huán)境的干擾也很小，特別適合于城市地區(qū)施工。
　　3）對(duì)場(chǎng)地土層的適應(yīng)性強(qiáng)。土釘支護(hù)特別適合于有一定粘性的砂土、粉土和硬塑料與干硬粘土，但即使有局部的軟塑粘性土層，在采取一定措施后也有可能采用土釘支護(hù)。當(dāng)場(chǎng)地同時(shí)存在土層和不同風(fēng)化程度的巖體時(shí)，應(yīng)用土釘支護(hù)特別有利。
　　4）結(jié)構(gòu)輕巧，柔性大，有很好的延性。土釘支護(hù)自重小，不需做專(zhuān)門(mén)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并具有非常良好的抗地震及抗車(chē)輛震動(dòng)的能力。土釘支護(hù)即使破壞，一般也不至于發(fā)生徹底倒塌，并在破壞前有一個(gè)變形發(fā)展過(guò)程。
　　5）施工所需的場(chǎng)地較小，能緊貼已有建筑物進(jìn)行基坑開(kāi)挖，這是樁、墻等其它支護(hù)難以做到的。
　　6）安全可靠。土釘支護(hù)施工采用邊挖邊支護(hù)，安全程度較高；由于土釘數(shù)量眾多并作為群體起作用即使個(gè)別土釘出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或失效對(duì)整體影響不大。土釘技術(shù)還有一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)是隨時(shí)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖發(fā)現(xiàn)的土質(zhì)情況和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的土體變形數(shù)據(jù)，修改土釘?shù)拈g距和長(zhǎng)度，萬(wàn)一出現(xiàn)不利情況，也能及時(shí)采取措施加固，避免出現(xiàn)大的事故。
　　7）經(jīng)濟(jì)。根據(jù)歐洲的經(jīng)驗(yàn)，土釘支護(hù)可比一般的背拉錨桿支護(hù)節(jié)約總造價(jià)10%--30%，也有報(bào)道說(shuō)法國(guó)應(yīng)用土釘支護(hù)比別的支護(hù)方法可節(jié)省1/2--1/3
　　土釘支護(hù)也有其缺點(diǎn)和局限性，主要是：
　　1）現(xiàn)場(chǎng)需有允許設(shè)置土釘?shù)牡叵驴臻g。
　　2）在松散砂土、軟塑、流塑粘性土、以及有豐富得下水源的情況下不能單獨(dú)使用土釘支護(hù)，必須與其他土體加固支護(hù)方法相結(jié)合。
　　3）土釘支護(hù)如果作為永久性結(jié)構(gòu)，需要專(zhuān)門(mén)考慮銹蝕等耐久性問(wèn)題。
　　
　　二、土釘支護(hù)的構(gòu)造
　　支護(hù)通常有三個(gè)部分組成，即土釘、面層和防水系統(tǒng)。
　　1.土釘
　　1）土釘是用變形鋼筋與砂漿組成的鉆孔注漿釘，即先在土中成孔，置入變形鋼筋，然后沿全長(zhǎng)注漿填孔，這樣整個(gè)土釘體由土釘鋼筋和外裹的水泥砂漿（有時(shí)用細(xì)石混凝土或水泥凈漿）組成。為了保證土釘鋼筋處于孔的中心位置，周?chē)�有足夠的漿體保護(hù)層，需沿釘長(zhǎng)每隔2--3米設(shè)置對(duì)中定位用支架。土釘鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度多在20--30mm間，置于70--150mm或更大的鉆孔中。土釘鋼筋的屈服強(qiáng)度多在400--500MPa左右，強(qiáng)度較低不經(jīng)濟(jì)，強(qiáng)度過(guò)高則脆性增強(qiáng)，可焊性降低。
　　土釘支護(hù)的成孔技術(shù)與錨桿相同，成孔方法在很大程度上取決于土體特點(diǎn)和施工單位的已有設(shè)備條件。國(guó)外在硬粘土和密實(shí)粒狀土中成孔多用螺旋鉆。另一種鉆孔方法是用回轉(zhuǎn)或沖擊回轉(zhuǎn)鉆桿。注漿方式也有多種，最簡(jiǎn)單的是重力注漿。
　　2)土釘支護(hù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)
　　a.長(zhǎng)度比－－Ｌ／Ｈ，其中Ｌ為土釘長(zhǎng)度，Ｈ為支護(hù)高度或土體挖深
　　b.粘性比——Ｄ＊Ｌ／Ａ，其中Ｄ為孔徑，Ａ為每一土釘名義上承擔(dān)的土體豎向面積，即為土釘水平間距和豎向間距的乘積
　　c.強(qiáng)度比——ｄ２／Ａ，其中Ｄ為土釘鋼筋直徑，如果土釘和釘孔為非圓截面，則以面積相等的原則來(lái)確定等效直徑ｄ，并以粘結(jié)面積相等的原則來(lái)確定等效孔徑Ｄ
　　3）支護(hù)面層
　　支護(hù)面層通常用50-80mm厚的網(wǎng)噴混凝土做成，用一層鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑為6-8，網(wǎng)格為正方形，邊長(zhǎng)為200-300mm連接采用墊板方法。鋼筋網(wǎng)上附加加強(qiáng)筋焊接，或緊貼土釘鋼筋側(cè)面，沿縱向?qū)ΨQ(chēng)焊上短段鋼筋。噴混凝土面層施工中要做好施工縫處的鋼筋網(wǎng)搭接和噴混凝土的連接，到達(dá)支護(hù)底面后，將面層插入底面以下30到40cm。再成孔置入土釘。
　　
　　3.排水系統(tǒng)
　　為了防止地表水滲透對(duì)噴混凝土層面產(chǎn)生壓力，并降低土體強(qiáng)度和土體與土釘之間的界面粘結(jié)力，土釘支護(hù)在一般情況下必須有良好的排水系統(tǒng)。要做好地面排水，施工開(kāi)挖前要先做好地面排水，設(shè)置地面排水溝引走地表水，或設(shè)置不透水的混凝土地面防止近處的地表水向下滲透。
　　三、土釘支護(hù)的工作性能
　　１.土釘支護(hù)工作性能的實(shí)測(cè)結(jié)果
　　國(guó)外已對(duì)土釘支護(hù)作了不少大型量測(cè)試驗(yàn)。從這些量測(cè)結(jié)果得出土釘支護(hù)在土體自重作用下的基本工作特點(diǎn)有：
　　a）隨著往下開(kāi)挖，支護(hù)不斷向外位移。在均質(zhì)土中，支護(hù)面得位移沿高度大體呈線(xiàn)性變化，內(nèi)似繞趾部向外轉(zhuǎn)動(dòng)，最大水平位移發(fā)生在頂部。但在非均質(zhì)土中或地表為斜坡或受有地表重載時(shí)，最大水平位移點(diǎn)的位置可能移向下部。
　　b）土釘置入現(xiàn)場(chǎng)土體后，如果土體不變形，土釘就不會(huì)受力。隨著往下開(kāi)挖、地表加載、或土體徐變而發(fā)生土體變形，于是通過(guò)土體與土釘之間的見(jiàn)面粘接力使土釘參與工作并主要受拉。量測(cè)表明，只要土體發(fā)生微小的變形就可使土釘受力。

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