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土钉墙的起源与发展概况

国外土钉墙技术起源有二:一是20世纪50年代形成的新奥地利隧道开挖方法(NewAustrianTunnellingMethod)，简称新奥法(NATM)，二是60年代初期最早在法国发展起来的加筋土技术。70年代，德国、法国、美国、西班牙、巴西、匈牙利、日本等国家几乎在同一时期各自独立开始了现代土钉墙技术的研究与应用!。国际上有详细记载的第一个士钉墙工程是1972年法国在凡尔塞附近的一处铁路路堑的边坡支护工程,德国1979年在斯图加特建造了第一个永久性土钉墙工程，美国有详细记载的一个工程是1976年在俄勒冈州波特兰市一所医院扩建工程的基础开挖。1979年巴黎地基加固国际会议之后，由于各国信息交流，改变了以前各自独立研究状态，使得土钉墙技术得到迅速发展和应用，1990年在美国召开的挡土结构国际学术会议上，土钉墙作为一个独立的专题与其它支挡形式并列，成为了一个独立的地基加固学科分支。

国内土钉墙技术的起源也有二2:一是国外的土钉墙技术，二是在国内地下工程中应用广泛的喷锚技术。有记载的首例工程是山西太原煤矿设计院王步云1980年将土钉墙用于山西柳湾煤矿的边坡支护。90年代以后国内深基坑工程大规模兴起，有学者尝试着将土钉墙技术用于基坑，目前了解到的首例工程为1991年胡建林等人完成的金安大厦基坑，位于深圳市罗湖区文锦南路，周长约100m，开挖深度6~7m。半年后(1992年)开挖深度达12.5m的深圳发展银行大厦基坑采用土钉墙获得成功3，引起了岩土工程界的极大兴趣与广泛重视。之后土钉墙技术异军突起，得到了广泛而迅猛的应用与研究。90年代中期以后，多个国家、行业及地方规范标准的相继出台，使土钉墙技术得到了进一步的普及与提高。人们在应用土钉墙的过程中逐渐意识到，土钉墙由于自身固有的缺陷在某些场合不适用，需要与其它支护构件联合使用，这样复合土钉墙技术便应运而生。法国1985年在蒙彼利埃歌剧院深21m的基坑开挖临时支护中采用角钢击入钉上部加一排锚杆，德国1983年建造慕尼黑地铁时在一处18m深的临时性土钉墙支护中采用注浆帷幕处理地下水取得成功,不过国外并没有刻意强调复合支护这一概念。国内程良奎1989年在深圳卷烟厂边坡工程中成功应用了土钉墙与锚杆的联合支护，杨志银在1996年1月完工的深圳兴华广场基坑工程中成功应用了土钉墙与深层搅拌桩的联合支护。90年代中后期国内逐步建立了复合土钉墙概念，这是较大的突破，不仅有实际的工程意义，而且复合支护理论也促成、指导了更多新技术的形成。进入21世纪之后因种种原因，国内多个城市陆续对土钉墙的应用进行了限制，这种情况下突出复合土钉墙的概念更是极具现实意义。

土钉墙技术在我国已成为基坑支护主要技术之一。尽管起步较晚，但设计施工水平已经在世界上处于领先地位，部分理论研究成果也属于先进行列，其中有一些独特的成就，如:①突出了复合土钉墙技术，可适用于绝大多数复杂的地质条件及周边环境，甚至在流塑状淤泥等极软弱土层中也有很多成功的案例。②发明或改进了许多施工设备、施工技术、施工方法，如洛阳铲成孔、人工滑锤打入、潜孔锤打入等，大幅度降低了工程造价，使土钉墙技术得以迅速普及。③应用的工程规模、工程量很大，喷射混凝土1万m、土钉总长度10万m以上的工程已屡见不鲜。2002年完成的深圳市长城盛世家园二期，基坑开挖21.7m，最大乖直开挖深度19m,采用锚索复合土钉墙获得成功,标志着土钉墙技术已经达到了很高水平[4]不足之处在于:①国内的研究工作以小型的现场测试为主，室内试验、数值模拟、理论分析等工作做得不多，整体理论水平不高，缺乏有国际影响力的理论研究，缺少大规模、足尺寸的试验研究、全面的准确的现场测试，也缺乏具有广泛应用价值的数值模拟分析。②工程中存在着不管适合不适合就盲目应用现象。此外，由于土钉数量众多，难以监控，施工质量难以保证，毋庸讳言，这是近些年来土钉墙工程事故屡见不鲜的主要原因。经过数十年的工程实践，土钉墙在房屋建筑、市政、交通、港口、水利水电、电力、机场、矿山、人防、煤炭、国防等多个工程领域得到普遍应用!，本书主要介绍其在基坑工程中的应用。

9.2土钉墙的类型、特点及适用条件

9.2.1土钉墙的概念

土钉墙是近30多年发展起来的用于土体开挖时保持基坑侧壁或边坡稳定的一种挡土结构!，主要由密布于原位土体中的细长杆件一土钉、粘附于土体表面的钢筋混凝土面层及土钉之间的被加固土体组成，是具有自稳能力的原位挡土墙，可抵抗水土压力及地面附加荷载等作用力，从而保持开挖面稳定。这是土钉墙的基本形式。复合土钉墙是近10多年来在土钉墙基础上发展起来的新型支