文档介绍：
土钉墙及复合土钉墙的设计与施工
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(New
Austrian Tunnelling Method),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[1载的第一个土钉
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
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 m2、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 ,最大垂
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[5],本书主要介绍其在基坑工程
中的应用。
土钉墙的类型、特点及适用条件
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
[6]
,主要由密布于原位土体中的细