施工技術資料
（2002-1）
1. 概述
2. 土釘支護的應用範圍與選型
3. 構造要求
4. 設計方法（及例題）
5. 施工技術
6. 土釘支護應用中的幾個問題
7. 工程應用例項（三例）
8. 參考文獻
中國建築第八工程局第三建築公司編印
2002.3 南京
在國內外的長期工程實踐中，採用土釘擋牆解決邊坡、路堤加固和基坑支護是一項簡便可行又經濟適用的方法。近幾年來，在軟土地層（基坑）工程中該項技術又有了新的發展——採用復合土釘支護技術，取得了成功並日趨成熟，得到了廣泛應用。本文就這一新技術作一介紹。
（1） 組成
首先作一說明，為了表述上的簡化，本文中的「土釘支護」概括了「土釘擋牆」、「土釘錨桿」、「土釘牆」、「錨噴支護」、「錨釘」等含義。
土釘支護就是利用打入土中的土釘和噴射砼面層作為基坑支護的護壁，從而保持基坑側壁的穩定。故其基本組成除土體外，主要由土釘和面層二部分組成：
土釘——用鋼筋或鋼管或用鋼絞線構成。土釘植入土中後，一般要注漿將土釘錨固住。
砼面層——面層的作用是將打入土體中的土釘連成乙個整體，抵抗土體和地下水的側壓力，並保護土體的表面不受雨水沖刷或作業破壞。面層中一般包括一定的鋼筋網片、連線土釘的加強筋，在網片上噴射厚80-100mm的砼。
圖1為土釘支護基本組成示意圖。需要補充說明的是：①土體有一定坡度，表面土要夯實；②土坡上下有排水溝。
土釘支護是分層施工的。通常做法是：土坡開挖、修整邊坡→鑽孔、置入土釘→注漿→綁紮面層鋼筋網片→噴射砼面層→下層土方開挖…
（2） 基本原理
土釘支護的基本原理是通過對基坑壁土體強度的加強和提高，使產生側壓力的土體成為支護結構的一部分。隨著基坑開挖深度的逐步增加，土體側壓力相應增加，而土釘植入後，這種水土側壓力傳到面層再由土釘傳到距離坑壁較遠的土體中，籍助土釘與土體的摩阻力將側壓力傳遞到穩定的土層中去，維持了邊坡穩定。
另外，通過短而密的土釘植入和注漿滲入土體中，對土體進行了加固和約束，使一定範圍內的土體成為複合型的加筋土體，這一範圍被加固的土體構成了一種類似於重力壩式受力狀態。對抗傾覆、抗滑動有利。
量測表明，土釘的受力過程可以分為四個階段：
第一階段——土釘安設初期，注漿與土體之間的粘結尚未形成，這時土釘基本不受力；
第二階段——注漿體將土釘粘結在地層中，隨著開挖深度增加，土釘產生拉力，而靠近面層的土釘拉應力較大，遠端拉應力較小；
第三階段——開挖到足夠深度（接近坑底），土釘大部分處於土體滑動面之內，這時土釘的拉力以靠近滑裂面處最大，兩端較小；
第四階段——基坑開挖到底後，由於土體的徐變，土釘的拉應力將繼續增加，特別是中、下層土釘增加更多，要達到較長時間才趨於穩定。
上述的普通土釘支護對地層的依賴性很大，通常僅適用於地下水位較低的、自立性較好的地層中應用。《基坑土釘支護技術規程》（cecs96：97）第1.
0.2條規定，「土釘支護適用於下列土體：有一定膠結能力和密實程度的砂土、粉土和礫石土、素培土，堅硬或硬塑的粘性土，以及風化岩層等。
」但是，對於我國東部沿海地區，主要是海相沉積的軟地層，以淤泥及淤泥質土為主，地下水位很高。以上海為例，地下水位距地表僅0.5~1.
0m，地層為飽和的粉質粘土、淤泥質粉質粘土、粉土等，在這種軟土基坑中，能否應用土釘支護技術成為現實的新課題。從而引出了「復合土釘支護」的新概念。
（1） 組成
所謂「復合土釘支護」就是以水泥土攪拌樁作防水惟幕實行超前（開挖基坑前）支護來解決土體自立性、隔水性；以壓密注漿及次壓力灌漿解決土釘與土體粘結增加抗拔力；減小基坑位移；以相對較長的樁體插入深度解決坑底抗隆起、管湧和抗滲流問題。從而形成一種以土釘為核心的綜合支護技術。具體地說，是將土釘與水泥土攪拌樁、旋噴樁、各種微型樁及預應力錨桿等結合起來，根據具體工程條件組合成不同的支護結構體系。
大大擴大了土釘支護的應用範圍。其組成可以有以下幾種：（見圖2）
1 土釘與水泥土攪拌樁相結合
2 土釘與水平預應力錨桿相結合
3 土釘與微型豎向樁（垂直錨管）相結合
（2） 受力機理
目前對復合土釘的受力機理認識還不清楚。為此，曾進行過：室內模型試驗、對實際工程進行應力和位移測試和分析、以及有限元模擬等研究工作。
目前的認識是：復合土釘及其被穩定的土體構成了乙個「人工構造的邊坡」。按樁體、面層、土釘、注漿土體構成的乙個整體進行穩定性分析較妥。
（1） 土釘擋牆自20世紀70年代產生。在德國、法、美國都有應用土釘加固鐵路路塹邊坡等工程中。
（2） 我國首例土釘擋牆用於山西柳灣煤礦的邊坡加固，以後擴大應用於邊坡、路堤及基坑中。
（3） 以後，在北京、深圳、長沙、武漢、成都、石家莊等城市採用土釘支護基坑日益得到廣泛應用，開挖最大深度達20m。
（4） 2023年，我國制訂了推薦性標準《基坑土釘支護技術規程》（cecs96：97）；又於2023年頒布了行業用標準《建築基坑支護技術規程》（jgj120-99），其中含入了土釘支護內容。
（5） 2023年10月，第乙個以復合土釘支護的基坑工程在上海西門廣場（一期）工程中應用獲得成功。復合土釘擋牆支護發源於上海，影響至全國。幾年來，上海、廣州、杭州、溫州、深圳等許多地區迅速推廣。
僅上海一地用復合土釘支護的基坑已超過200個。在挖深7m以內的基坑都優先考慮選用土釘支護方案。
（6） 目前，不論是否在軟土地區，基坑開挖深度不超過7m的基坑都優先考慮選用土釘支護或復合土釘支護的方案。實踐證明，土釘支護的最大優點是：施工方便、經濟、工期較短、無噪音、不產生汙染。
受到業主歡迎。
（7） 到目前為止，尚沒有頒布全國性的《基坑復合土釘支護技術規程》，有待進一步工作。
針對軟弱土層的特性,復合土釘支護可適用於：砂性土、粉土、粘性土、液泥及淤泥質土。目前，可應用於開挖深度在7m及小於7m的基坑工程中。
本文所指的「土釘支護」涵蓋普通土釘支護和復合土釘支護。在防水、基坑變形要求較嚴的地段宜優先採用復合土釘支護技術。
土釘支護體系可用下表示意：
土釘+砼面層+網片
土普通土釘支護
釘土釘+錨板
支護土釘+攪拌樁
復合土釘支護土釘+微型樁
土釘+攪拌樁+預應力錨桿
土釘+攪拌樁+微型樁+預應力錨桿
根據基坑開挖深度、土層、水位及周邊環境要求，在經過認真調查研究後，可參考以下條件進行選型。
（1） 放坡＋純土釘支護。開挖深度不超過4.0m，地層的滲透係數較小，且周邊環境對地表變形不敏感時，可放1：0.3坡度，直接施作土釘擋牆（圖3a）。
（2） 開挖深度4.0~5.0m，地層為滲透性較小的粉質粘土，基坑外降水不會引起地層顯著沉降時，可採用圖3b所示的形式：
坑外布置輕型井點管降水，土坡垂直或略帶放坡（1：0.2~0.
3），再施作土釘擋牆。
（3） 單排攪拌樁＋土釘。開挖深度4.5~6.
0m，坑底處於上海的第③淤質粉質粘土地層。開挖後有發生管湧及坑底湧土的可能性，這時就首先施作水泥土攪拌樁組成的防滲帷幕。防滲帷幕可採用寬0.
7m的單排攪拌樁（圖3c），應按抗滲要求設計水泥土樁的插入深度，按基坑底部抗隆起要求設計水泥土攪拌樁的強度。
（4） 微型樁＋土釘。開挖深度4.5~5.
5m，坑底雖處於淤泥質粘土中，但產生管湧的可能性不大，這時可採用單排、（或雙排）豎向立管作為超前支護，這種立管雖然不能形成隔水帷幕，但有增加土體的自立性及防止坑底湧土的作用。（圖3d）
（5） 雙排攪拌樁＋型鋼＋土釘。開挖深度6.0~7.
0m，坑底處於淤泥質粉土或淤泥質粉質粘土層，產生管湧及坑底隆起的可能性增大，必須施作二排水泥土攪拌樁（寬1.2m）作為防滲帷幕和超前支護。二排水泥土樁仍不能滿足抗隆起的強度要求時，可在水泥土樁中插入型鋼、鋼筋或鋼管，形成配筋的帷幕。
（圖3e）
（6） 攪拌樁＋土釘＋預應力錨桿。當對土釘擋牆位移和牆後土體沉降有嚴格要求時，可在土釘擋牆中配合使用預應力土層錨桿，預應力錨桿一般施作在頂部的
一、二排，預應力錨桿可採用自鑽式錨桿。（圖3f）
當地下水位較高時，經常採用止水帷幕。止水帷幕一般多採用水泥土深層攪拌樁，止水效果好，造價便宜。當水泥摻入比》10%時，其牆體抗滲效能可達到10-5~10-8cm/sec，能滿足隔水要求。
只有在攪拌樁難以施工的地層才使用旋噴樁。
水泥土攪拌樁適合於人工填土、一般粘性土和中粗砂以下的砂土地層，常用的有單頭攪拌機，樁徑500~700mm，樁距400~500mm，相互搭接100~200mm；雙頭攪拌機，樁徑700mm，樁距500mm，相互搭接200mm，排寬1200mm。樁體深入基坑底部2-3m，並要通過強透水層，進入到不透水層1~2m。樁體的插入深度和排數往往要通過穩定驗算才能確定。
高壓旋噴樁造價較高，但適用範圍廣，施工空間要求小，一般地層均可適用。旋噴樁直徑一般600~1000mm，相互搭接100~200mm，也可做成相互搭接的定噴或擺噴止水帷幕，這樣可以降低工程造價。
這裡攪拌樁的水泥摻入量比常規的攪拌樁為高，一般可選15~20%，拉伸強度可達到1~3mpa。
土釘的常用型式有鋼筋和鋼管兩種。土釘的長度、直徑及其分布形式由計算確定。
採用螺紋鋼筋作土釘，必須先在土中鑽孔，在鑽孔中通過兩次注漿，將鋼筋與地層粘結成整體，抗拔能力較大。
當處於粉土、粉砂等易流動的地層時，成孔比較困難，且成孔過程中易引起水土流失，導致地表下沉，這時可用鋼管直接打入（頂入），鋼管上留有孔洞，再由管內向地層注漿構成土釘。通常用作土釘的鋼管為φ48×3.0mm，長度6m、9m、12m不等，土釘的水平和豎向間距1.
0~1.5m，與水平傾角10°~15°。土釘的注漿採用二次注漿法。
注漿壓力0.6~1.0mpa，同時，注漿壓力要小於上覆土壓力的2倍，以免冒漿。
所用漿液，第一次可用水泥砂漿，第二次宜用純水泥漿，水灰比0.4~0.5，適當摻入水玻璃（為水泥量的1~3%），以獲得早強。
簡論土釘支護技術在軟土基坑工程中的應用
周化安浙江省台州市318000 摘要 結合工程實踐，簡要介紹了兩種基坑支護的方案及特點，並根據基坑各部位土質差異與不同變形控制重要性,靈活採用了復合土釘牆與排樁內支撐組合式支護方案，通過對基坑的施工工藝 技術措施和監測情況，表明組合支護形式的可行性。關鍵詞 基坑 組合支護 監測與施工 近年來，隨著經...
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