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土钉与锚杆现场检测 第一章　土钉现场测试 第一节　土钉支护概述 1.1土钉支护原理 　　土钉是一种加固或同时锚固现场原位边坡土体的细长杆件，一般采用土中钻孔、置入变形钢筋并沿孔全长压浆而成。土钉在稳定边坡中是以群体起作用的，土钉墙通过密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射砼面层和必要的防水系统组成。在基坑边坡土体中形成补强复合体，达到稳定土壁、限制基坑土体位移的作用。可见土钉支护技术是以土钉作为主要受力构件的边坡稳定技术，土钉依靠与土体间的界面粘结力和摩阻力，在土体发生变形的条件下被动承受拉力作用。借助土钉的加固作用，使边坡开挖的逐步卸载过程所引起的边坡不稳定状态，转化为新的受力条件下的稳定状态。通常土钉的加固过程与土方开挖即边坡形成同步进行。因此，土钉支护施工与开挖土体都必须分层、分段、分步进行。并且在上一层土钉施工完成并充分养护后，方可进行土体开挖和土钉支护施工。土钉墙施工工艺要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定时间施工土钉墙。在软土地层中由于放坡开挖时土体无自稳能力，不能直接设置土钉，通常采用水泥搅拌桩复合土钉墙。土钉也可采用钢管或角钢作为钉体直接击入方式置入土中。土钉支护技术一般只能在安全等级为二、三级的基坑中采用。土钉墙体从上到下分层构筑，典型的施工步骤为：基坑开挖一定深度；在这一深度的作业面上设置一排土钉并灌浆；喷射混凝土面层；继续向下开挖并重复上述步骤，直至达到基坑开挖深度。 土钉支护适用于可塑、硬塑或坚硬状态的粘性土、胶结或弱胶结的粉土、砂土、角砾、填土、风化岩层等土层中。在松散砂土和夹有局部软塑、流塑粘性土地层中，如采用土钉墙支护时，应在开挖前预先对开挖面上的基坑边坡土体进行注浆加固。 土钉形式通常分为两种，击入式土钉一般采用φ48的钢管直接击入土层中，通过管壁分布的注浆孔将水泥砂浆或纯水泥浆压入土中。钻孔式土钉成孔后将土钉拉杆（直径为φ18～φ32的钢筋）置入土中，通过两次注浆在土层中形成砂浆粘结体。 复合土钉支护是土钉支护与其它形式的加固手段相结合，以满足不同地质条件和工程需求的支护形式。复合土钉支护由三个主要组成部分，即作为超前支护的水泥搅拌桩，作为土体加固构件的土钉以及将土钉联系成整体的混凝土面层。其中水泥搅拌桩在地下水位较高的软弱地层中起到阻挡土体流动及防渗帷幕的双重作用。根据开挖深度和地下水的压力确定防渗帷幕的宽度，根据抗隆起及抗管涌的需要确定防渗帷幕的插入深度。当帷幕的宽度不能满足要求时，也可在防渗帷幕中插入钢管或型钢，以增加支档能力。复合土钉施工时应重视对防渗帷幕的保护。对通过帷幕的这段土体，土钉施工应采用钻孔式，严禁采用击入式，否则会导致防渗帷幕开裂甚至折断。此段土钉应采用二次注浆工艺使土钉粘结体与土体紧密结合，防止土钉抗拉力的损失和沿着土钉出现渗水，对基坑变形产生不良影响。 1.2土钉支护技术要求 土钉支护与混凝土面层的连接形式分别见图1.1、图1.2。承受土体自重作用的钻孔注浆土钉主要技术要求如下： （1）土钉钢筋采用Ⅲ级、Ⅱ级热轧变形钢筋，直径在18～32m0.38～0.45 MPa。喷射混凝土面层内应设置钢筋网，网中钢筋直径6~10mm，网格尺寸150~300mm。当面层厚度大于120mm时，宜设置2层钢筋网，上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。喷射混凝土面层粗骨料不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45。 （6）土钉墙面坡度一般为1:0.2~1:0.7，不宜大于1:0.1。与水平面夹角宜为5~20o，当采用重力向孔内注浆时，倾角不宜小于15o。土钉的倾角可以不一致，如最上排土钉通常设在填土层中，为了充分利用地层的抗剪能力，第一排土钉倾角可适当大些，以使部分土钉长度进入下部较好土层中。最下一排土钉宜与潜在滑裂面垂直相交，以最大发挥土层的抗剪能力。 （7）土钉支护的混凝土面层宜插入基坑底部以下，插入深度不小于0.2m；在基坑顶部也宜设置宽度为1~2m的混凝土护顶。 （8）当土质较差，且基坑边坡靠近重要建筑设施需严格控制支护变形时，宜在开挖前先沿基坑边缘设置密排竖向微型桩、竖向土钉等，其间距不宜大于1m，竖向微型桩深入基坑底部不少于1~3m。 （9）在土钉支护基坑的阳角位置处两个方向的土钉会相互交叉，应采用变化土钉倾角或改变土钉排距的方式使土钉相互避让。 （10）土钉穿过止水帷幕进入含水层时，为防止土钉施工引起的渗水冒砂现象，应采取临时性的坑外降水措施予以配合。 1.3土钉受力分析 土钉边坡稳定性分析分两种情况：土钉支护外部稳定性分析和内部稳定性分析。土钉支护的外部稳定性分析与重力挡土墙的稳定性分析相同，可将由土钉加固的整个土体视作重力式挡墙分别验算： 整个支护沿底面水平滑动； 整个支护绕基坑内底角倾覆，并验算此时支护底面的地基承载力； 整个支护连同外部土体沿深部的圆弧破坏面失稳，此时