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《摘要》土钉支护施工技术相对于其他的挡土墙而言明显具有优势，在施工过程中，它所需场地小，为企业减少土地资源的使用，其次在深基坑施工中运用土钉支护施工技术可以加快整个施工的进程，为企业工程施工缩短工期，在一定程度上为企业提高了经济效益，再者，土钉支护的承载能力及抗压力较强，此特点可以确保深基坑施工的安全性稳定性。总而言之，土钉支护施工技术在深基坑施工中的广泛应用，推动了整个工程企业的快速发展，巩固了工程企业在社会中的经济地位。本文就深基坑施工中土钉支护施工技术的应用进行了探讨。
《关键词》深基坑；土钉支护；施工技术；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
一、土钉支护的特点
在深基坑施工过程中，土钉支护技术使用的土钉数量较多，土钉越多，它们之间的密度就会变小，在此过程中，即使某个土钉损坏或者失去作用力，那也不会对整体的施工支护有什么影响。土钉的大量使用，确保了整个土钉支护工作的安全性。
就连续墙的支护及桩支护技术而言，它们在深基坑施工中虽然也能起到一定的支护作用，但是土钉支护与其相比，整个施工过程材料用量更少，为施工企业大大节省了施工成本，提高施工企业的整体利润，另外，运用土钉支护技术，加快了施工进程，让工程在规定的时间内成功落幕或者是提前完成施工，这样一来不仅提高了整个施工的工作效率，还在一定程度上彰显了施工企业的实力。土钉支护技术能运用于大部分的施工场地，在施工场地的土层适应能力极强，一般支护技术在软土中，会由于土质的粘合度不好，而造成施工根基不稳的状况，而土钉支护则不会出现这种情况，土钉支护技术即使在软土层上依然可以继续支护工作，倘若施工场地的土质为硬粘土或者沙土，那么它的优势会发挥的更明显。
二、深基坑施工中土钉支护施工技术的应用
1、土钉墙的设计要求
1.1首先进行详细准确的地质勘察
(1)土钉墙设计前，应查明基坑周边的地层结构和土的物理力学性质，勘察报告应提供土的重度、土的内摩擦角、内聚力C及土的变形模量Es;
(2)勘察报告中应明确基坑周边建筑物、管线、道路与基坑的相互关系，并判断基坑开挖对他们的影响程度;
(3)土钉墙设计前，应查明基坑周边的地下水类型。埋藏条件及渗透性，分析地下水对基坑开挖、基坑隆起和支护结构的影响，判断人工降低地下水的可能性并评价地下水对基坑周边已有建筑物和地面沉降的影响。
1.2正确进行土钉墙的稳定性分析
土钉墙的整体稳定分析分为内部和外部整体稳定分析。土钉墙内部整体稳定分析是保证土钉墙本身的强度，这时的破坏面全部或部分穿过加固土体的内部。内部稳定分析常采用的是力矩极限平衡分析方法，通常假定滑动破坏面为圆弧线面。土钉墙稳定性分析计算如图1所示。
图1土钉墙稳定性分析计算简图
1.3适当加大顶部土钉的长度
为减少土钉墙变形，控制地面开裂，土钉墙顶部的土钉长度宜适当增加。根据土钉墙整体稳定分析的力矩极限平衡理论，由圆弧滑裂面可知，基坑顶部土钉长度应大于基坑深度，因为，在土钉端部土体易发生变形，产生不易被人发现的裂缝，一旦裂缝产生，地表水容易从裂缝渗入，这不仅增加土体的侧压力，还会降低土钉对土体的约束作用，减少土钉抗拔力，因此加大顶部土钉的长度(约为1.2～1.5倍基坑深)是十分必要的。
1.4不可忽略土钉墙的构造要求
(1)土钉墙中的土钉长度应由计算确定，一般情况下注浆式土钉的长度为0.5～1.5倍基坑深，打入式土钉的长度约为0.5～1.5倍基坑深;土钉宜均匀布置，间距為1～2m土钉的倾角一般为5°～20°。
(2)为提高土钉的抗拔力，土钉中的钢筋应采用Ⅱ级变形钢筋，直径一般在14～20mm之间，钻孔直径常用100mm;土钉注浆材料常用1∶0.5的水泥砂浆。
(3)坡面面板应采用配筋喷射混凝土，混凝土厚度常为100mm，配筋配Φ6～8@200;为保证土钉与喷射混凝土面板的连接和锚固，应设置钢垫板。
1.5土钉墙的变形控制
力矩极限平衡分析方法并不能提供任何变形信息，土钉墙的变形大小可采用有限元分析顺法进行估算，但单纯的有限元分析结果不十分可靠，目前一般结合施工监测，进行信息化施工控制。
2、开挖工作面及修整边坡
基坑开挖应分段分层进行，分层开挖深度主要取决坡面的直立稳定能力。当要求变形很小时，可根据工地具体情况和经济效益将分层开挖深度降至最低。考虑到钻孔施工设备，分段开挖至少要6m宽。最大长度取决于交叉施工间能保持坡面稳定的坡面面积，当要求变形最小时，开挖可按两端长度分先后施工，长度一般为10m左右。使用的开挖施工设备必须能挖出光滑规则的斜坡面，最大限度减少被支护土层的扰动。任何松动部分在坡面支护前必须予以清除。对于不良上层，为了防止基坑边坡的裸露土体发生坍塌可考虑采用以下措施:①对修整后的边壁立即喷一层混凝土或砂浆，待凝结后再进行钻孔作业;②在作业面上先构筑混凝土面层，而后进行钻孔设置土钉;③在水平方向上间隔开挖并先将作业深度上的边壁做成斜坡，以保持稳定，待钻孔并设置土钉后再清坡。此外还可以在开挖前垂直击人钢花管，用压力注浆方法加固边坡处的土体。
3、喷射混凝土作业
根据工程规模、材料和设备性能，可以进行“湿式”或“干式”喷射混凝土。通常采用32.5级硅酸盐水泥、干净碎石或卵石，最大粒径为10～15mm，水泥跟砂石重量比为1∶4～1∶4.5，并掺人适量外加剂加速固结。
喷射混凝土作业时应注意以下几点:作业前要对机械设备，风、水管路和电线进行检查及试运行，清理受喷面，埋好控制喷射混凝土厚度的标志;喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离。喷射作业者应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈润湿光泽，无干斑或滑移流淌现象;喷射混凝土终凝2h后，要洒水养护，根据气温条件，一般养护3～7d;钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与坡面的间隙宜大于20mm;喷射混凝土应在每步开挖的底部预留300mm，以便于下步开始后安装钢筋网;钢筋网宜与下层钢筋网要搭接，长度为25倍钢筋直径;钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动;根据土钉类型，施工条件和受力过程的不同，表面可做一层、二层或多层。最后一道建筑装饰工序是在最后一层大约50mm厚的喷射混凝土上调色。
4、排水
土钉墙支护必须考虑地下水的影响，施工期间应做好排水工作，避免过大静水压力作用面板和加固土体处于饱和状态，影响其稳定。应提前沿坡顶设排水沟排除地表水，并在第一步开挖喷射混凝土期间用混凝土做排水沟覆面。对支档土体有以下三种主要排水方式:①浅部排水。使用300～400mm长的管子可将坡后水迅速排除，管子直径通常为100mm，其间距依地下水条件和冻胀破坏的可能性而定;②深部排水。用无缝管做水管，长度一般比土钉长，管径50mm，上斜5°或10°。其间距决定土体和地下水条件一般坡面每大于3m2布置一个;③坡面排水。在喷射混凝土坡面前，贴着坡面按一定的水平间距布置竖向排水设施，其间距决定于地下水条件和冻胀力的作用，一般为1～5m。排水管在每步开挖的底部设有接口，贯穿于整个开挖面，在最底部由泄水孔排入集水系统。坡面排水可代替浅层排水。
5、土钉施工
5.1成孔
成孔工艺和方法与土层条件、机具装备及施工单位的手段和经验有关。当前国内大多数采用螺旋钻、洛阳铲等干法成孔设备，也可使用如YTN—87型土锚专用钻机成孔。对边坡加固土钉，由于往往要在脚手架上施工且钻孔长度较短，要求使用重量轻，易操作及搬运的钻机。为满足土钉钻孔的要求，可选用KHYD40KBA型岩石电钻，配置75的麻花钻杆，每节钻杆长1.5m，钻机整机重量40kg，搬运操作非常方便，钻孔速度0.2～0.5m/min，工效较高，适合于土钉施工。
依据土层锚杆的经验，孔壁“抹光”会降低浆土的粘贴作用，当采用回转或冲击回转方法成孔时，建议不要采用膨润土或其它悬浮泥浆做钻进护壁。
显然，在用打入法设置土钉时，不需要预先钻孔。在条件适宜时，安装速度是很快的。直接打入土钉的办法对含块石的土是不适宜的，在松散的弱胶结粒状土中应用时要谨慎，以免引起土钉周围土体局部结构破坏而降低土钉与土体间的粘结力。
5.2置筋
在置筋前，最好采用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。放置的钢筋一般采用Ⅱ级螺纹钢筋，为保证钢筋在孔中的位置，在钢筋上每隔2～3m焊置一个定位架。
5.3注浆
土钉注浆可采用注浆泵或砂浆泵灌注，浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆。纯水泥浆可用32.5级普通硅酸盐水泥用搅拌装置按水灰比0.45左右搅拌，水泥砂浆采用1∶2至1∶3的配合比用砂浆机搅拌，再采用注浆泵进行常压或高压注浆。为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置止浆塞并旋紧，使其与孔壁紧密贴合。在止浆塞上将注浆管插人注浆口，深入至孔底0.2～0.5m处，注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满为止，放松止浆塞，将注浆管与止浆塞拔出，用粘性土或水泥砂浆充填孔口。为防止水泥砂浆或水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝，提高其防腐性能，保证浆体与周围土壁的紧密结合，可掺入一定的膨胀剂。具体掺入量由试验确定，以满足补偿收缩为准。为提高水泥砂浆或水泥浆的早期强度，加速硬化，可掺入速凝剂或早强剂。
《结束语》
在目前的深基坑施工中，采用最广泛的就是土钉墙支护技术，这是因为土钉墙只需要简单的施工工艺即可，并且不会造成很大的污染，施工的速度也比较的快。
参考文献
[1]谢清香．土钉墙支护技术在某深基坑支护工程中的应用［J］．城市建设理论研究，2012，2(15).
[2]孔凡明．浅谈土钉墙支护技术在建筑工程深基坑中的应用［J］．城市建设理论研究，2012，2(16).
[3]曾昭航．浅析土钉墙支护技术在深基坑工程施工中的应用［J］．科学之友，2011，2(2).
[4]方光明．深基坑土钉支护施工技术[J]．建筑科学．2013，2(11).
[5]孙丽梅，张玉敏，高明涛．鞍山东方大厦深基坑土钉支护技术[J]．探矿工程（岩土钻掘工程），2009,12(3).
《关键词》深基坑；土钉支护；施工技术；应用
中图分类号：O434文献标识码： A
一、土钉支护的特点
在深基坑施工过程中，土钉支护技术使用的土钉数量较多，土钉越多，它们之间的密度就会变小，在此过程中，即使某个土钉损坏或者失去作用力，那也不会对整体的施工支护有什么影响。土钉的大量使用，确保了整个土钉支护工作的安全性。
就连续墙的支护及桩支护技术而言，它们在深基坑施工中虽然也能起到一定的支护作用，但是土钉支护与其相比，整个施工过程材料用量更少，为施工企业大大节省了施工成本，提高施工企业的整体利润，另外，运用土钉支护技术，加快了施工进程，让工程在规定的时间内成功落幕或者是提前完成施工，这样一来不仅提高了整个施工的工作效率，还在一定程度上彰显了施工企业的实力。土钉支护技术能运用于大部分的施工场地，在施工场地的土层适应能力极强，一般支护技术在软土中，会由于土质的粘合度不好，而造成施工根基不稳的状况，而土钉支护则不会出现这种情况，土钉支护技术即使在软土层上依然可以继续支护工作，倘若施工场地的土质为硬粘土或者沙土，那么它的优势会发挥的更明显。
二、深基坑施工中土钉支护施工技术的应用
1、土钉墙的设计要求
1.1首先进行详细准确的地质勘察
(1)土钉墙设计前，应查明基坑周边的地层结构和土的物理力学性质，勘察报告应提供土的重度、土的内摩擦角、内聚力C及土的变形模量Es;
(2)勘察报告中应明确基坑周边建筑物、管线、道路与基坑的相互关系，并判断基坑开挖对他们的影响程度;
(3)土钉墙设计前，应查明基坑周边的地下水类型。埋藏条件及渗透性，分析地下水对基坑开挖、基坑隆起和支护结构的影响，判断人工降低地下水的可能性并评价地下水对基坑周边已有建筑物和地面沉降的影响。
1.2正确进行土钉墙的稳定性分析
土钉墙的整体稳定分析分为内部和外部整体稳定分析。土钉墙内部整体稳定分析是保证土钉墙本身的强度，这时的破坏面全部或部分穿过加固土体的内部。内部稳定分析常采用的是力矩极限平衡分析方法，通常假定滑动破坏面为圆弧线面。土钉墙稳定性分析计算如图1所示。
图1土钉墙稳定性分析计算简图
1.3适当加大顶部土钉的长度
为减少土钉墙变形，控制地面开裂，土钉墙顶部的土钉长度宜适当增加。根据土钉墙整体稳定分析的力矩极限平衡理论，由圆弧滑裂面可知，基坑顶部土钉长度应大于基坑深度，因为，在土钉端部土体易发生变形，产生不易被人发现的裂缝，一旦裂缝产生，地表水容易从裂缝渗入，这不仅增加土体的侧压力，还会降低土钉对土体的约束作用，减少土钉抗拔力，因此加大顶部土钉的长度(约为1.2～1.5倍基坑深)是十分必要的。
1.4不可忽略土钉墙的构造要求
(1)土钉墙中的土钉长度应由计算确定，一般情况下注浆式土钉的长度为0.5～1.5倍基坑深，打入式土钉的长度约为0.5～1.5倍基坑深;土钉宜均匀布置，间距為1～2m土钉的倾角一般为5°～20°。
(2)为提高土钉的抗拔力，土钉中的钢筋应采用Ⅱ级变形钢筋，直径一般在14～20mm之间，钻孔直径常用100mm;土钉注浆材料常用1∶0.5的水泥砂浆。
(3)坡面面板应采用配筋喷射混凝土，混凝土厚度常为100mm，配筋配Φ6～8@200;为保证土钉与喷射混凝土面板的连接和锚固，应设置钢垫板。
1.5土钉墙的变形控制
力矩极限平衡分析方法并不能提供任何变形信息，土钉墙的变形大小可采用有限元分析顺法进行估算，但单纯的有限元分析结果不十分可靠，目前一般结合施工监测，进行信息化施工控制。
2、开挖工作面及修整边坡
基坑开挖应分段分层进行，分层开挖深度主要取决坡面的直立稳定能力。当要求变形很小时，可根据工地具体情况和经济效益将分层开挖深度降至最低。考虑到钻孔施工设备，分段开挖至少要6m宽。最大长度取决于交叉施工间能保持坡面稳定的坡面面积，当要求变形最小时，开挖可按两端长度分先后施工，长度一般为10m左右。使用的开挖施工设备必须能挖出光滑规则的斜坡面，最大限度减少被支护土层的扰动。任何松动部分在坡面支护前必须予以清除。对于不良上层，为了防止基坑边坡的裸露土体发生坍塌可考虑采用以下措施:①对修整后的边壁立即喷一层混凝土或砂浆，待凝结后再进行钻孔作业;②在作业面上先构筑混凝土面层，而后进行钻孔设置土钉;③在水平方向上间隔开挖并先将作业深度上的边壁做成斜坡，以保持稳定，待钻孔并设置土钉后再清坡。此外还可以在开挖前垂直击人钢花管，用压力注浆方法加固边坡处的土体。
3、喷射混凝土作业
根据工程规模、材料和设备性能，可以进行“湿式”或“干式”喷射混凝土。通常采用32.5级硅酸盐水泥、干净碎石或卵石，最大粒径为10～15mm，水泥跟砂石重量比为1∶4～1∶4.5，并掺人适量外加剂加速固结。
喷射混凝土作业时应注意以下几点:作业前要对机械设备，风、水管路和电线进行检查及试运行，清理受喷面，埋好控制喷射混凝土厚度的标志;喷射时，喷头与喷面应垂直，宜保持0.6～1.0m的距离。喷射作业者应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈润湿光泽，无干斑或滑移流淌现象;喷射混凝土终凝2h后，要洒水养护，根据气温条件，一般养护3～7d;钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与坡面的间隙宜大于20mm;喷射混凝土应在每步开挖的底部预留300mm，以便于下步开始后安装钢筋网;钢筋网宜与下层钢筋网要搭接，长度为25倍钢筋直径;钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动;根据土钉类型，施工条件和受力过程的不同，表面可做一层、二层或多层。最后一道建筑装饰工序是在最后一层大约50mm厚的喷射混凝土上调色。
4、排水
土钉墙支护必须考虑地下水的影响，施工期间应做好排水工作，避免过大静水压力作用面板和加固土体处于饱和状态，影响其稳定。应提前沿坡顶设排水沟排除地表水，并在第一步开挖喷射混凝土期间用混凝土做排水沟覆面。对支档土体有以下三种主要排水方式:①浅部排水。使用300～400mm长的管子可将坡后水迅速排除，管子直径通常为100mm，其间距依地下水条件和冻胀破坏的可能性而定;②深部排水。用无缝管做水管，长度一般比土钉长，管径50mm，上斜5°或10°。其间距决定土体和地下水条件一般坡面每大于3m2布置一个;③坡面排水。在喷射混凝土坡面前，贴着坡面按一定的水平间距布置竖向排水设施，其间距决定于地下水条件和冻胀力的作用，一般为1～5m。排水管在每步开挖的底部设有接口，贯穿于整个开挖面，在最底部由泄水孔排入集水系统。坡面排水可代替浅层排水。
5、土钉施工
5.1成孔
成孔工艺和方法与土层条件、机具装备及施工单位的手段和经验有关。当前国内大多数采用螺旋钻、洛阳铲等干法成孔设备，也可使用如YTN—87型土锚专用钻机成孔。对边坡加固土钉，由于往往要在脚手架上施工且钻孔长度较短，要求使用重量轻，易操作及搬运的钻机。为满足土钉钻孔的要求，可选用KHYD40KBA型岩石电钻，配置75的麻花钻杆，每节钻杆长1.5m，钻机整机重量40kg，搬运操作非常方便，钻孔速度0.2～0.5m/min，工效较高，适合于土钉施工。
依据土层锚杆的经验，孔壁“抹光”会降低浆土的粘贴作用，当采用回转或冲击回转方法成孔时，建议不要采用膨润土或其它悬浮泥浆做钻进护壁。
显然，在用打入法设置土钉时，不需要预先钻孔。在条件适宜时，安装速度是很快的。直接打入土钉的办法对含块石的土是不适宜的，在松散的弱胶结粒状土中应用时要谨慎，以免引起土钉周围土体局部结构破坏而降低土钉与土体间的粘结力。
5.2置筋
在置筋前，最好采用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。放置的钢筋一般采用Ⅱ级螺纹钢筋，为保证钢筋在孔中的位置，在钢筋上每隔2～3m焊置一个定位架。
5.3注浆
土钉注浆可采用注浆泵或砂浆泵灌注，浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆。纯水泥浆可用32.5级普通硅酸盐水泥用搅拌装置按水灰比0.45左右搅拌，水泥砂浆采用1∶2至1∶3的配合比用砂浆机搅拌，再采用注浆泵进行常压或高压注浆。为保证土钉与周围土体紧密结合，在孔口处设置止浆塞并旋紧，使其与孔壁紧密贴合。在止浆塞上将注浆管插人注浆口，深入至孔底0.2～0.5m处，注浆管连接注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直至注满为止，放松止浆塞，将注浆管与止浆塞拔出，用粘性土或水泥砂浆充填孔口。为防止水泥砂浆或水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝，提高其防腐性能，保证浆体与周围土壁的紧密结合，可掺入一定的膨胀剂。具体掺入量由试验确定，以满足补偿收缩为准。为提高水泥砂浆或水泥浆的早期强度，加速硬化，可掺入速凝剂或早强剂。
《结束语》
在目前的深基坑施工中，采用最广泛的就是土钉墙支护技术，这是因为土钉墙只需要简单的施工工艺即可，并且不会造成很大的污染，施工的速度也比较的快。
参考文献
[1]谢清香．土钉墙支护技术在某深基坑支护工程中的应用［J］．城市建设理论研究，2012，2(15).
[2]孔凡明．浅谈土钉墙支护技术在建筑工程深基坑中的应用［J］．城市建设理论研究，2012，2(16).
[3]曾昭航．浅析土钉墙支护技术在深基坑工程施工中的应用［J］．科学之友，2011，2(2).
[4]方光明．深基坑土钉支护施工技术[J]．建筑科学．2013，2(11).
[5]孙丽梅，张玉敏，高明涛．鞍山东方大厦深基坑土钉支护技术[J]．探矿工程（岩土钻掘工程），2009,12(3).