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摘要：在基坑支护工程的诸多支护方法中，土钉墙支护技术具有施工方法简单方便，安全度高，造价低，工期短，噪音低，污染小，操作过程容易控制等特点，在许多基坑支护工程中被广泛应用，本文结合笔者实践经验，对土钉墙支护技术进行了初步的探讨，仅供参考。
关键词：基坑支护工程；土钉墙；技术
Abstract: In the foundation pit engineering of many of the supporting method, soil-nail wall supporting technology has the construction method due to its simple and convenient, high safety degree, low cost, short time limit, low noise, low pollution, easy to control the operation process, etc, in many foundation pit is widely applied in engineering, this paper s a preliminary study on soil-nail wall supporting technology combining the practice experience
Key Words: foundation pit engineering; the soil nailed wall; technology
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
一、土钉的概念
土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并與喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙，以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。所谓土钉(Soil nailing)，其实是在现场施作的钻孔中插入的细杆件，如钢筋、钢管等。随后将钻孔用水泥浆或砂浆灌注充填，而将其中的细长受力杆件和地层粘结为一个完整的部分，众多的土钉在地层中形成加筋体，从而达到承载土压力、上层覆载和地面荷载，保持基坑边坡稳定的作用。从受力原理上讲，土钉墙属于重力式挡土支护结构，它利用土体本身的重力原位加固，降低了造价，大幅度提高了挡土结构的安全度。
二、土钉墙组成
土钉墙支护体系由被加固土体、放置在土中的土钉和钢筋混凝土面层组成。
如图l-1所示。
图1-1土钉支护结构示意图
三、土钉的分类
根据施工方法，可将土钉分为三种类型：射入型土钉、打入型土钉和钻孔注浆型土钉。
1、射入型土钉：这种方法在一些小型边坡支护中使用，施工速度快，经济。工作时利用空压机产生高压空气，用高压空气驱动射钉机将光圆直钢杆射入土中。
2、打入型土钉：用于临时性支挡工程，这种方法长期耐腐蚀性能难以保证。施工时通过气动打入机械，如气动土钉机，将土钉直接打入土中。这里的土钉指等边角钢，尺寸为L50mm×50mm×5mm~L60mm×60mm×5mm，土钉长度一般不超过6m。
3、钻孔注浆型土钉：这是目前在基坑支护中最常应用的一种土钉，可用于永久性或临时性的支挡工程。施工时先钻直径为100~200mm和一定深度的孔，然后插入钢筋、钢杆或钢绞线等小直径拉筋，然后进行注浆，形成与周围土体紧密粘合的土钉锚固体，最后在坡面上设置与土钉端部相联结的构件，一般为钢筋网片，并喷射混凝土组成土钉墙面，与土体构成一个具有自撑能力和支挡能力的挡土墙。
四、土钉支护体系的适用土层
根据我和许多同行多年的工程经验，有以下几点认识：钻孔注浆型土钉墙系逐层向下开挖方式，每一台阶高度为1～2米，在施工土钉杆、面层喷射砼期间，坡段处无支撑状态下需能保持自立稳定，因此主要适用于：
(1)有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡。
(2)适用于地下水位低于开挖层或经过降水使地下水位低于开挖标高的情况。
(3)对于标准贯入击数(N)低于10击的砂土边坡采用土钉法一般不经济。
(4)对于朔性指数IP>20的土，必须注意仔细评价其蠕变特性后方可采用。
(5)对于含水丰富的粉细砂层。砂卵石层土钉法是不行的。
(6)不适用于没有临时自稳能力的淤泥土层，流朔状态的软粘土保持成孔时的孔壁的稳定比较困难且界面摩阻力很低，技术经济效益不理想，因此也不宜采用。
(7)土钉不适宜在腐蚀性土如煤渣、煤灰、炉渣、酸性矿物废料等土质作永久性支挡结构。
五、实际应用
(一)工程概况
某工程17#楼总建筑面积约25444．11m2，地上16层，地下2层；18#楼总建筑面积约19679．76m2，其中地上19层，地下2层。群房及车库部分总建筑面积12837．86m2。结构类型为钢筋混凝土结构。±0．00=39．75m，17#楼区域坑底标高-8．40m，18#楼区域坑底标高-8．50m，裙房及车库区域坑底标高为-8．93m。自然地面标高为39．75m(实际地面标高待进场后实测确定)。
(二)工程地质概况
根据当地勘察设计研究院提供的《岩土工程勘察报告》(工程编号：2004技231)：拟建场地内地形基本平坦，本次勘察期间量测的钻孔空口标高一般在38．97～40．64m。
1、地层土质及岩性特征概述
勘察报告指出：根据现场钻探、原位测试及室内外土工试验成果，按地层沉积年代将拟建场区现状地面下35．0m深度范围内的地层划分为人工堆积层、第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标近一步划分为8个大层。各土层的基本岩性特征如下：
①层：粉质粘土填土、粘质粉土填土，黄褐色，湿～饱和；①1层，房渣土，杂色，湿～饱和。该层土层顶标高38．97～40．64m，土厚度1．40～3．10m。
②层：粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，湿～饱和，可塑～硬塑，中高～中压缩性；②1层，粘质粉土、砂质粉土，褐黄～褐黄(暗)，湿～饱和，硬塑～可塑，中低～低压缩性；②2层，粘土、重粉质粘土，褐黄色，湿～饱和，可塑，中高～高压缩性；②3层，粉砂、细砂，褐黄色，饱和，低压缩性。该土层层顶标高39．96～37．95m。
③层，粉质粘土、重粉质粘土，灰～黄灰色，湿～饱和，可塑～软塑，中高压缩性；③1层，粘质粉土、砂质粉土，灰～黄灰，湿～饱和，硬塑～可塑，中低～中压缩性；③2层粘土、重粉质粘土，灰，湿～饱和，可塑，中高压缩性：③3层粉砂、细砂，黄灰～灰黄，饱和，低压缩性；该层层顶标高32．64～34．32m。
④层，细砂、粉砂，灰～黄灰，饱和，低压缩性；④1层中砂、粗砂，灰～黄灰色，饱和，低压缩性；④2层粘土，灰，湿～饱和，软塑～可塑，中高压缩性；该层层顶标高27．32～29．77m。
⑤层，粉质粘土、粘质粉土，褐黄～灰黄，湿～饱和，可塑～硬塑，中～中低压缩性；⑤1层粘质粉土，砂质粉土，褐黄～灰黄，湿～饱和，硬塑，低压缩性：⑤2层粘土、重粉质粘土，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，中～中低压缩性；该层层项标高23．47～25．46m。
⑥层，粉质粘土，粘质粉土，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，低～中低压缩性。⑥1层粘质粉土，砂质粉土，褐黄，湿～饱和，硬塑，低压缩性；⑥2层粘土、重粉质粘土，褐黄，湿～饱和，可塑，低～中低压缩性。该层层项标高20．21～22．14m。
⑦层，细砂、中砂，褐黄，稍湿～湿～饱和，低压缩性；⑦1层，粘土、重粉质粘土，褐黄，湿～饱和，可塑，中低～低压缩性；⑦2层粉质粘土、粘质粉土，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，低～中低压缩性；⑦3层砂质粉土，褐黄，湿～饱和，低压缩性；该层层项标高15．17～l7．05m。
⑧层粘土、重粉质粘土，褐黄，稍湿～湿～饱和，可塑，中低压缩性。该层层项标高8．07m。场地的抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组。场地类别为III类。拟建场地天然沉积的地基土不会产生地震液化。
2、水文地质特征根据勘察报告，勘探深度范围内分布3层地下水，各层地下水类型实测值见表卜2。
表1-2望京新城K6区16#地块基坑工程水文地质条件
(三)17＃楼、18＃楼、裙房及车库边坡支护概况
基坑坡顶标高±0．00m，基底标高为-8．40m(17#楼)、-8．50m(18#楼)、-8．93m(裙房及车库)，基坑支护高度分别为8．40m、8．50、8．93m。支护形式是喷锚土钉墙，坡面放坡比例1：0．3，土锚钉长度自上而下分别为3．00m、6．00m、9．00m(3．00m间距)、9．00m、6．00m、6．00m，共设置6排土锚钉；土锚钉水平间距、竖向排距均为1400mm，错列布置；在第三间隔3．00m设置1排钢绞线预应力锚杆，长度分别为l2．00m。土锚体采用 20加焊 6．5居中隔离架制作而成：坡面铺设 6．5@200×200钢筋网片，锚头部位设置 20水平压筋，喷射混凝土平均厚度80～100mm，喷射混凝土强度C20。预应力锚杆处用一根20槽钢为腰梁。
六、实际工程意义
总而言之，实践证明土钉墙的使用使得基坑支护体系更加的稳定牢固，更好的利用周边场地，使有限的场地满足基坑开挖和边坡支护要求，在基础施工过程中没有出现边坡坍塌等严重的质量事故，同时施工的进度加快，与基坑的开挖同步进行，使基坑开挖与支护有机结合，减少了造价投资，增加了企业的收益，以后类似工程可以广泛的采用。
参考文献：
[1]JGJ120一99，建筑基坑支护技术规程[s]．
[2]CECS96—97，基坑土钉支护技术规程[s]．
[3]余志成．深基坑支护设计与施工，中国建筑工业出版社，1999．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：基坑支护工程；土钉墙；技术
Abstract: In the foundation pit engineering of many of the supporting method, soil-nail wall supporting technology has the construction method due to its simple and convenient, high safety degree, low cost, short time limit, low noise, low pollution, easy to control the operation process, etc, in many foundation pit is widely applied in engineering, this paper s a preliminary study on soil-nail wall supporting technology combining the practice experience
Key Words: foundation pit engineering; the soil nailed wall; technology
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
一、土钉的概念
土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并與喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力挡墙，以此来抵抗墙后的土压力；从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。所谓土钉(Soil nailing)，其实是在现场施作的钻孔中插入的细杆件，如钢筋、钢管等。随后将钻孔用水泥浆或砂浆灌注充填，而将其中的细长受力杆件和地层粘结为一个完整的部分，众多的土钉在地层中形成加筋体，从而达到承载土压力、上层覆载和地面荷载，保持基坑边坡稳定的作用。从受力原理上讲，土钉墙属于重力式挡土支护结构，它利用土体本身的重力原位加固，降低了造价，大幅度提高了挡土结构的安全度。
二、土钉墙组成
土钉墙支护体系由被加固土体、放置在土中的土钉和钢筋混凝土面层组成。
如图l-1所示。
图1-1土钉支护结构示意图
三、土钉的分类
根据施工方法，可将土钉分为三种类型：射入型土钉、打入型土钉和钻孔注浆型土钉。
1、射入型土钉：这种方法在一些小型边坡支护中使用，施工速度快，经济。工作时利用空压机产生高压空气，用高压空气驱动射钉机将光圆直钢杆射入土中。
2、打入型土钉：用于临时性支挡工程，这种方法长期耐腐蚀性能难以保证。施工时通过气动打入机械，如气动土钉机，将土钉直接打入土中。这里的土钉指等边角钢，尺寸为L50mm×50mm×5mm~L60mm×60mm×5mm，土钉长度一般不超过6m。
3、钻孔注浆型土钉：这是目前在基坑支护中最常应用的一种土钉，可用于永久性或临时性的支挡工程。施工时先钻直径为100~200mm和一定深度的孔，然后插入钢筋、钢杆或钢绞线等小直径拉筋，然后进行注浆，形成与周围土体紧密粘合的土钉锚固体，最后在坡面上设置与土钉端部相联结的构件，一般为钢筋网片，并喷射混凝土组成土钉墙面，与土体构成一个具有自撑能力和支挡能力的挡土墙。
四、土钉支护体系的适用土层
根据我和许多同行多年的工程经验，有以下几点认识：钻孔注浆型土钉墙系逐层向下开挖方式，每一台阶高度为1～2米，在施工土钉杆、面层喷射砼期间，坡段处无支撑状态下需能保持自立稳定，因此主要适用于：
(1)有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡。
(2)适用于地下水位低于开挖层或经过降水使地下水位低于开挖标高的情况。
(3)对于标准贯入击数(N)低于10击的砂土边坡采用土钉法一般不经济。
(4)对于朔性指数IP>20的土，必须注意仔细评价其蠕变特性后方可采用。
(5)对于含水丰富的粉细砂层。砂卵石层土钉法是不行的。
(6)不适用于没有临时自稳能力的淤泥土层，流朔状态的软粘土保持成孔时的孔壁的稳定比较困难且界面摩阻力很低，技术经济效益不理想，因此也不宜采用。
(7)土钉不适宜在腐蚀性土如煤渣、煤灰、炉渣、酸性矿物废料等土质作永久性支挡结构。
五、实际应用
(一)工程概况
某工程17#楼总建筑面积约25444．11m2，地上16层，地下2层；18#楼总建筑面积约19679．76m2，其中地上19层，地下2层。群房及车库部分总建筑面积12837．86m2。结构类型为钢筋混凝土结构。±0．00=39．75m，17#楼区域坑底标高-8．40m，18#楼区域坑底标高-8．50m，裙房及车库区域坑底标高为-8．93m。自然地面标高为39．75m(实际地面标高待进场后实测确定)。
(二)工程地质概况
根据当地勘察设计研究院提供的《岩土工程勘察报告》(工程编号：2004技231)：拟建场地内地形基本平坦，本次勘察期间量测的钻孔空口标高一般在38．97～40．64m。
1、地层土质及岩性特征概述
勘察报告指出：根据现场钻探、原位测试及室内外土工试验成果，按地层沉积年代将拟建场区现状地面下35．0m深度范围内的地层划分为人工堆积层、第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标近一步划分为8个大层。各土层的基本岩性特征如下：
①层：粉质粘土填土、粘质粉土填土，黄褐色，湿～饱和；①1层，房渣土，杂色，湿～饱和。该层土层顶标高38．97～40．64m，土厚度1．40～3．10m。
②层：粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，湿～饱和，可塑～硬塑，中高～中压缩性；②1层，粘质粉土、砂质粉土，褐黄～褐黄(暗)，湿～饱和，硬塑～可塑，中低～低压缩性；②2层，粘土、重粉质粘土，褐黄色，湿～饱和，可塑，中高～高压缩性；②3层，粉砂、细砂，褐黄色，饱和，低压缩性。该土层层顶标高39．96～37．95m。
③层，粉质粘土、重粉质粘土，灰～黄灰色，湿～饱和，可塑～软塑，中高压缩性；③1层，粘质粉土、砂质粉土，灰～黄灰，湿～饱和，硬塑～可塑，中低～中压缩性；③2层粘土、重粉质粘土，灰，湿～饱和，可塑，中高压缩性：③3层粉砂、细砂，黄灰～灰黄，饱和，低压缩性；该层层顶标高32．64～34．32m。
④层，细砂、粉砂，灰～黄灰，饱和，低压缩性；④1层中砂、粗砂，灰～黄灰色，饱和，低压缩性；④2层粘土，灰，湿～饱和，软塑～可塑，中高压缩性；该层层顶标高27．32～29．77m。
⑤层，粉质粘土、粘质粉土，褐黄～灰黄，湿～饱和，可塑～硬塑，中～中低压缩性；⑤1层粘质粉土，砂质粉土，褐黄～灰黄，湿～饱和，硬塑，低压缩性：⑤2层粘土、重粉质粘土，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，中～中低压缩性；该层层项标高23．47～25．46m。
⑥层，粉质粘土，粘质粉土，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，低～中低压缩性。⑥1层粘质粉土，砂质粉土，褐黄，湿～饱和，硬塑，低压缩性；⑥2层粘土、重粉质粘土，褐黄，湿～饱和，可塑，低～中低压缩性。该层层项标高20．21～22．14m。
⑦层，细砂、中砂，褐黄，稍湿～湿～饱和，低压缩性；⑦1层，粘土、重粉质粘土，褐黄，湿～饱和，可塑，中低～低压缩性；⑦2层粉质粘土、粘质粉土，褐黄，湿～饱和，可塑～硬塑，低～中低压缩性；⑦3层砂质粉土，褐黄，湿～饱和，低压缩性；该层层项标高15．17～l7．05m。
⑧层粘土、重粉质粘土，褐黄，稍湿～湿～饱和，可塑，中低压缩性。该层层项标高8．07m。场地的抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组。场地类别为III类。拟建场地天然沉积的地基土不会产生地震液化。
2、水文地质特征根据勘察报告，勘探深度范围内分布3层地下水，各层地下水类型实测值见表卜2。
表1-2望京新城K6区16#地块基坑工程水文地质条件
(三)17＃楼、18＃楼、裙房及车库边坡支护概况
基坑坡顶标高±0．00m，基底标高为-8．40m(17#楼)、-8．50m(18#楼)、-8．93m(裙房及车库)，基坑支护高度分别为8．40m、8．50、8．93m。支护形式是喷锚土钉墙，坡面放坡比例1：0．3，土锚钉长度自上而下分别为3．00m、6．00m、9．00m(3．00m间距)、9．00m、6．00m、6．00m，共设置6排土锚钉；土锚钉水平间距、竖向排距均为1400mm，错列布置；在第三间隔3．00m设置1排钢绞线预应力锚杆，长度分别为l2．00m。土锚体采用 20加焊 6．5居中隔离架制作而成：坡面铺设 6．5@200×200钢筋网片，锚头部位设置 20水平压筋，喷射混凝土平均厚度80～100mm，喷射混凝土强度C20。预应力锚杆处用一根20槽钢为腰梁。
六、实际工程意义
总而言之，实践证明土钉墙的使用使得基坑支护体系更加的稳定牢固，更好的利用周边场地，使有限的场地满足基坑开挖和边坡支护要求，在基础施工过程中没有出现边坡坍塌等严重的质量事故，同时施工的进度加快，与基坑的开挖同步进行，使基坑开挖与支护有机结合，减少了造价投资，增加了企业的收益，以后类似工程可以广泛的采用。
参考文献：
[1]JGJ120一99，建筑基坑支护技术规程[s]．
[2]CECS96—97，基坑土钉支护技术规程[s]．
[3]余志成．深基坑支护设计与施工，中国建筑工业出版社，1999．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。