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[摘 要]土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种主动受力支护结构，由于经济、可靠且施工快速简便，己在我国得到迅速推广和应用。在基坑开挖中，土钉支护已经成为桩、墙、撑、锚支护之后的又一项较为成熟的支护技术。本文根据笔者多年的工作经验，探讨了土钉支护结构的设计与施工技术。
[关键词]土钉支护 结构 设计 施工
中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0305-02
引言
现代土钉支护技术是七十年代发展起来的、用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。由于其经济可靠，且施工快速简便，已在大量工程中得到应用，成为继排桩支护、地下连续墙支护等传统支护方法之后的又一项新的支护技术。土钉支护技术的应用在各种支护中己占据重要的地位。本文笔者探讨了土钉支护结构设计与施工技术，望得到各位同仁的指导。
一、土钉支护的结构设计
1、危险滑移面的确定
内部稳定性分析采用的是极限平衡分析方法，破坏滑移面的开头常假设为圆弧线。因为土钉支护是陡坡，所以根据边坡理论可知，破坏滑移面的底端通过坡趾部〔在匀质土中），至于破坏面与地面相交的另一端位置就需要试算，每一个可能的破坏面位置对应一个稳定性安全系数，作为设计依据的临界破坏面具有最小的安全系数（如图1）。
3、土钉支护结构外部整体稳定性分析
土钉就是加固土体，当土钉达到一定密度时，所形成的复合土体就会出现类似锚定板群锚现象中的破裂面后移现象，在范围内形成一个“土墙”，它作用机理类似重力挡土墙，因此，笔者采用重力式挡墙的稳定性分析方法对这种破坏进行分析并定义此种破坏为外部整体破坏。其破坏形式同作用维护边坡稳定的挡土墙结构，但是挡土墙宽度不能简单地按土钉的长度来计算，只能考虑被土钉加固成的那一段，考虑到土钉摩阻力的枣核形分布及压力注浆的密实度不易控制等因素，一般挡土墙的计算宽度取为土钉水平长度的2/3。
二、土钉支护的施工技术
1、开挖工作面、修整边坡
基坑开挖应按设计要求分段分层进行。分层开挖深度主要取决于暴露坡面的自立能力。考虑到土钉施工设备，开挖宽度至少要6m，开挖长度取决于交叉施工期间能够保护坡面稳定的坡面面积。
开挖基坑时，应最大限度地减少对支护土层的扰动。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度应达到设计要求。对松散的或干燥的无粘性土，尤其是受到外来振动时，应先进行灌浆处理。
2、排水
土钉支护结构必须考虑到地下水的影响。在施工期间就做好排水工作，避免过大的静水压力作用于面板，保护面板（特别是喷射混凝土面层）免遭水的不利影响，避免加固土体处于饱和状态。一旦加固土体处于饱和状態，将显著地影响支护结构在开挖过程中和开挖之后的位移，并可能影响其稳定性。一般对支挡结构有以下三种主要排水方式： ①浅部排水；②深部排水；③坡面排水。
3、设置土钉
开挖出工作面后，就可在工作面上进行土钉施工。
⑴成孔：应根据土层条件以及具体的设计要求选择合理的钻机与机具。土钉施工机具可采用地质钻机、螺旋钻以及洛阳铲等。
⑵清孔：采用0.5～0.6MPa压缩空气将孔内残渣清除干净，当孔内土层的湿度较低时，
常采用润孔花管由孔底向孔口方向逐步湿润孔壁，润孔花管内喷出的水压不应超过0.15MPa。
⑶置筋：清孔完毕后，应及时安放钢杆件，以防塌孔。钢杆件一般采用Ⅱ级螺纹钢筋或Ⅳ级精轧螺纹钢筋，钢筋尾部设置弯钩。为保证土钉钢筋的保护层厚度，应设定位器使钢筋位置居中。另外，土钉钢拉杆使用前要保证平直并进行除锈、除油。
4、绑扎钢筋网
钢筋网宜采用I级钢筋，钢筋直径6～10mm，钢筋网间距150～300mm，钢筋网应与土钉和横向钢筋绑扎牢固，并且在喷射混凝土时不得晃动。钢筋网与坡面间要留有一定的间隙，宜为30mm。如果采用双层钢筋网。第二层钢筋网应在第一层被埋没后铺设。
5、喷射混凝土
喷射混凝土面层厚度一般为80～200mm，常用的厚度为100mm。第一次喷射混凝土厚度一般为40～70mm，第二次喷射到设计厚度。根据混凝土的搅拌和运输工艺的不同，喷射分为干式和湿式两种。（1）干式喷射：干式喷射是用混凝土喷射机压送干拌合料，在喷嘴处加水与混合后喷出。（2）湿式喷射：湿式喷射是用泵式喷射机，将已加水拌好的混凝土拌合物压送到喷嘴处，然后在喷嘴处加入速凝剂，在压缩空气助推下喷出。
结束语
土钉支护深基坑边坡的实践和多种传统的深基坑边坡支护手段相比较，该技术具有及时、快速、随挖随支与基坑开挖同步进行，不占独立工期，占用最小施工场地。边壁位移量小等特点，其经济效益和边坡稳定性效果更显优越，土钉墙支护技术以其安全、经济、快捷、文明、整洁等优点在本工程中得到了具体体现，显示出土钉墙基坑支护在工程应用上的生命力，为其推广应用与发展提供了经验。
参考文献
[1] 余志成，施文华，深基坑支护设计与施工，中国建筑工业出版社，1997.
[2] 黄生根，张希浩，曹辉，地基处理与基坑支护工程，中国地质大学出版社，1997.
[3] 俞季民，土钉护结构模型试验研究，土工基础，Vol.12， No.1.
[4] 岳建光，土钉支护结构的工作机理与可靠度分析，西安建筑科技大学硕士毕业论文，2000.
[关键词]土钉支护 结构 设计 施工
中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0305-02
引言
现代土钉支护技术是七十年代发展起来的、用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。由于其经济可靠，且施工快速简便，已在大量工程中得到应用，成为继排桩支护、地下连续墙支护等传统支护方法之后的又一项新的支护技术。土钉支护技术的应用在各种支护中己占据重要的地位。本文笔者探讨了土钉支护结构设计与施工技术，望得到各位同仁的指导。
一、土钉支护的结构设计
1、危险滑移面的确定
内部稳定性分析采用的是极限平衡分析方法，破坏滑移面的开头常假设为圆弧线。因为土钉支护是陡坡，所以根据边坡理论可知，破坏滑移面的底端通过坡趾部〔在匀质土中），至于破坏面与地面相交的另一端位置就需要试算，每一个可能的破坏面位置对应一个稳定性安全系数，作为设计依据的临界破坏面具有最小的安全系数（如图1）。
3、土钉支护结构外部整体稳定性分析
土钉就是加固土体，当土钉达到一定密度时，所形成的复合土体就会出现类似锚定板群锚现象中的破裂面后移现象，在范围内形成一个“土墙”，它作用机理类似重力挡土墙，因此，笔者采用重力式挡墙的稳定性分析方法对这种破坏进行分析并定义此种破坏为外部整体破坏。其破坏形式同作用维护边坡稳定的挡土墙结构，但是挡土墙宽度不能简单地按土钉的长度来计算，只能考虑被土钉加固成的那一段，考虑到土钉摩阻力的枣核形分布及压力注浆的密实度不易控制等因素，一般挡土墙的计算宽度取为土钉水平长度的2/3。
二、土钉支护的施工技术
1、开挖工作面、修整边坡
基坑开挖应按设计要求分段分层进行。分层开挖深度主要取决于暴露坡面的自立能力。考虑到土钉施工设备，开挖宽度至少要6m，开挖长度取决于交叉施工期间能够保护坡面稳定的坡面面积。
开挖基坑时，应最大限度地减少对支护土层的扰动。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度应达到设计要求。对松散的或干燥的无粘性土，尤其是受到外来振动时，应先进行灌浆处理。
2、排水
土钉支护结构必须考虑到地下水的影响。在施工期间就做好排水工作，避免过大的静水压力作用于面板，保护面板（特别是喷射混凝土面层）免遭水的不利影响，避免加固土体处于饱和状态。一旦加固土体处于饱和状態，将显著地影响支护结构在开挖过程中和开挖之后的位移，并可能影响其稳定性。一般对支挡结构有以下三种主要排水方式： ①浅部排水；②深部排水；③坡面排水。
3、设置土钉
开挖出工作面后，就可在工作面上进行土钉施工。
⑴成孔：应根据土层条件以及具体的设计要求选择合理的钻机与机具。土钉施工机具可采用地质钻机、螺旋钻以及洛阳铲等。
⑵清孔：采用0.5～0.6MPa压缩空气将孔内残渣清除干净，当孔内土层的湿度较低时，
常采用润孔花管由孔底向孔口方向逐步湿润孔壁，润孔花管内喷出的水压不应超过0.15MPa。
⑶置筋：清孔完毕后，应及时安放钢杆件，以防塌孔。钢杆件一般采用Ⅱ级螺纹钢筋或Ⅳ级精轧螺纹钢筋，钢筋尾部设置弯钩。为保证土钉钢筋的保护层厚度，应设定位器使钢筋位置居中。另外，土钉钢拉杆使用前要保证平直并进行除锈、除油。
4、绑扎钢筋网
钢筋网宜采用I级钢筋，钢筋直径6～10mm，钢筋网间距150～300mm，钢筋网应与土钉和横向钢筋绑扎牢固，并且在喷射混凝土时不得晃动。钢筋网与坡面间要留有一定的间隙，宜为30mm。如果采用双层钢筋网。第二层钢筋网应在第一层被埋没后铺设。
5、喷射混凝土
喷射混凝土面层厚度一般为80～200mm，常用的厚度为100mm。第一次喷射混凝土厚度一般为40～70mm，第二次喷射到设计厚度。根据混凝土的搅拌和运输工艺的不同，喷射分为干式和湿式两种。（1）干式喷射：干式喷射是用混凝土喷射机压送干拌合料，在喷嘴处加水与混合后喷出。（2）湿式喷射：湿式喷射是用泵式喷射机，将已加水拌好的混凝土拌合物压送到喷嘴处，然后在喷嘴处加入速凝剂，在压缩空气助推下喷出。
结束语
土钉支护深基坑边坡的实践和多种传统的深基坑边坡支护手段相比较，该技术具有及时、快速、随挖随支与基坑开挖同步进行，不占独立工期，占用最小施工场地。边壁位移量小等特点，其经济效益和边坡稳定性效果更显优越，土钉墙支护技术以其安全、经济、快捷、文明、整洁等优点在本工程中得到了具体体现，显示出土钉墙基坑支护在工程应用上的生命力，为其推广应用与发展提供了经验。
参考文献
[1] 余志成，施文华，深基坑支护设计与施工，中国建筑工业出版社，1997.
[2] 黄生根，张希浩，曹辉，地基处理与基坑支护工程，中国地质大学出版社，1997.
[3] 俞季民，土钉护结构模型试验研究，土工基础，Vol.12， No.1.
[4] 岳建光，土钉支护结构的工作机理与可靠度分析，西安建筑科技大学硕士毕业论文，2000.