浅谈土钉墙支护技术在基坑工程中的应用

1 土钉墙支护的特点
       土钉墙支护法，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，
变土体荷载为支护结构体系一部分。喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向土层表面，在
喷层与土层间产生

“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统；喷层与嵌固层同具有

保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗等作用。
土钉的特殊控压注浆可使被加固介质物理力学性能大为改善并使之成为一种新地质体，其
内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端同喷网面层联为

-体，可把边壁不稳定的倾

向转移到内固段及其附近并消除。钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效地调整
喷层与土钉内应力分布。
       2 土钉墙边坡支护的机理
       土钉墙加固与传统的护坡和挡土墙支撑机理不一样，土钉墙在边坡的一定范围内形成
了一个加固区，由于很密的土钉锚杆的作用，滑移面不可能出现在加固区，只能产生于非
加固区，从而使滑移面远离边坡，达到稳定边坡的目的，加固区的整体稳定，包括加固区
抗倾覆与抗滑移问题，用增加加固区的宽度和底排土锚杆打成向下倾斜穿过滑移面等措施
来解决，土钉墙通过下述几个方面的综合作用使边坡周边土体形成加固区。
       2.1 锚固作用
       密布的锚杆与砂浆柱体相结合对周围土体产生有效的锚固作用，限制了砂浆柱体周围
的土体变形。

①土钉不需要施加预应力，而是在土体发生变形后使其承受拉力工作；②土钉

支护在边坡中比较密集，起到了加筋的作用，提高了土的强度，为被动受力机制。由于土钉
在全长范围内与土体接触，其荷载传递沿整个土体进行。
       2.2 土钉浆孔对土体的挤密作用
       由于土钉锚杆的密度比较大，挤密作用的影响也较大，使加固区的土体比非加固区土
体密度大。密集的土钉与土钉之间土形成复合土体，其结构类似重力式挡土墙，个别土钉的
破坏不会使整个结构的功能完全丧失。
       2.3 护坡作用
       土钉墙的面层不是主要受力结构，其主要作用在于保持土体的局部稳定性。在公路边坡
治理中，土钉墙的面层还起到防止冲刷、防止雨水渗入坡体影响边坡稳定性的重要作用。
       2.4 土钉受力及规模
       一般锚杆长度在 15～45m 之间，直径较大，锚杆所承受的荷载可达 400kN 以上，某些
预应力锚索设计荷载更可达

3000kN。其端部的构造较土钉复杂，以防止面层冲切破坏；而

土钉长度一般为

3～10m，浆体直径 100mm 左右，一般不提供很大的承载力。单根土钉受荷

一般在

100kN 以下，面层结构较简单，利用小尺寸垫板及挂网喷射混凝土即可满足要求。

       目前国内土钉支护结构主要用在建筑基坑支护上，用于公路边坡支护的较少。这主要是
因为基坑深度不大，一般不超过

20m。但是山区，道路路堑边坡很高，原来的力学平衡破坏

严重，产生的滑坡推力每延米可达

1000kN 以上，采用土钉支护结构则难以满足要求。对于

一些滑坡推力小的土石质路堑边坡，仍可采用土钉支护，既节省投资，也能缩短工期，具
有明显的优势。一些缺乏稳定性的高路堤或挡土墙也可以采用土钉支护加固，但还有待于我
们改进土钉支护技术，使其优点发挥在整个边坡支护中。
       3 土钉墙边坡支护的施工材料及机具