土钉墙基坑支护施工工艺及要点

土钉墙是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－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。这是土钉墙的基本形式。土钉墙与各种隔水帷幕、微型桩及预应力锚杆（索）等构件结合起来，又可形成复合土钉墙。本节中“土钉墙”一词一般指基本形式。

一、土钉墙基本形式

图 2.4-1 土钉墙基本形式剖面图

1） 特点：

a. 施工设备及工艺简单，对基坑形状适应性强，经济性较好；

b. 坑内无支撑体系，可实现敞开式开挖；

c. 柔性大，有良好的抗震性和延性，破坏前有变形发展过程；

d. 密封性好，完全将土坡表面覆盖，阻止或限制了地下水从边坡表面渗出，防止了水土流失及雨水、地下水对坑壁的侵蚀；

e. 土钉墙靠群体作用保持坑壁稳定，当某条土钉失效时，周边土钉会分担其荷载；

f. 施工所需场地小，移动灵活，支护结构基本不单独占用场地内的空间；

g. 由于孔径小，与桩等施工工艺相比，穿透卵石、漂石及填石层的能力更强；

h. 边开挖边支护便于信息化施工，能够根据现场监测数据及开挖暴露的地质条件及时调整土钉参数；

i. 需占用坑外地下空间；

j. 土钉施工与土方开挖交叉进行，对现场施工组织要求较高。

2） 适用条件：

a. 开挖深度小于 12m、周边环境保护要求不高的基坑工程；

b. 地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土的基坑支护；

c. 不适用于以下土层：

(a) 含水丰富的粉细砂、中细砂及含水丰富且较为松散的中粗砂、砾砂及卵石层等；

(b) 黏聚力很小、过于干燥的砂层及相对密度较小的均匀度较好的砂层；

(c) 有深厚新近填土、淤泥质土、淤泥等软弱土层的地层及膨胀土地层；

(d) 周边环境敏感，对基坑变形要求较为严格的工程，以及不允许支护结构超越红线或邻近地下建构筑物，在可实施范围内土钉长度无法满足要求的工程。

二、复合土钉墙

复核土钉墙主要有土钉墙+预应力锚杆（索）、土钉墙+隔水帷幕和土钉墙+微型桩三种常用形式。由于复核土钉墙是土钉墙基本形式与其它围护结构的组合，因此土钉墙基本形式的特点和适用条件同样适用于复合土钉墙。

1） 土钉墙+预应力锚杆（索）

与土钉墙基本形式相比，土钉墙+预应力锚索形成的复合土钉墙对基坑稳定性和变形控制更加有利。该围护形式适用于对基坑变形要求相对较高的基坑。

图 2.4-2 土钉墙+预应力锚杆（索）

2） 土钉墙+隔水帷幕

土钉墙+隔水帷幕的围护形式在基坑周边设置封闭的隔水帷幕，可防止坑内降水对坑外环境产生影响。同时隔水帷幕对坑壁土体具有预加固作用，有利于坑壁的稳定和控制基坑变形。该围护形式适用于地下水位丰富，周边环境对降水敏感的工程，以及土质较差，基坑开挖较浅的工程。

图 2.4-3 土钉墙+隔水帷幕

3） 土钉墙+微型桩

采用微型桩超前支护可减小基坑变形。该围护形式适用于填土、软塑状粘性土等较软弱土层，需要竖向构件增强整体性、复合体强度及开挖面临时自立性能的工程；

图 2.4-4 土钉墙+微型桩