土釘牆是由天然土體通過土釘牆就地加固並與噴射砼面板相結合，形成一個類似重力擋牆以此來抵抗牆後的土壓力；從而保持開挖面的穩定，這個土擋牆稱為土釘牆。土釘牆是通過鑽孔、插筋、注漿來設定的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘牆的做法與礦山加固坑道用的噴錨網加固岩體的做法類似，故也稱為噴錨網加固邊坡或
噴錨網擋牆，建築基坑與護坡技術規程JGJ120－99 正式定名為土釘牆。
基本介紹
- 中文名：土釘牆支護
- 技術名稱：土釘牆
發展歷程,牆體特點,具體套用,土釘牆原理,作用原理,作用機理,注意事項,牆體要求,
發展歷程
50年代末期通過土層錨桿的使用使擋土結構有了新發展，在基坑開挖前先建造樁、地下連續牆、板樁等利用土層錨桿對其進行背拉從而形成錨桿式擋牆。10年後出現了錨桿構造牆，它是利用砼構件排列在開挖過程中的土層表面，用錨桿進行背拉，這是一種可以與挖方工程同時進行作業的方式。
60年代出現了加筋土牆，一般在填方區如築路、平整場地填方區域形成的擋土牆，在分層回填土方時分層鋪放土工織物並於預製砼面板拉結，形成加筋土擋牆。70年代出現了土釘牆，1972年法國承包商在法國凡爾賽市鐵路邊坡開挖進行了成功套用。1979年巴黎國際土加固會議之後在西方得到廣泛套用，1990年在美國召開的擋土牆國際學術會議上，土釘牆作為一個獨立的專題與錨桿擋牆並列，使它成為一個獨立的土加固學科分支
牆體特點
土釘牆套用於基坑開挖支護和挖方邊坡穩定有以下特點：
（1） 形成土釘複合體、顯著提高邊坡整體穩定性和承受邊坡超載的能力。
（2） 施工設備簡單，由於釘長一般比錨桿的長度小的多，不加預應力所以設備簡單。
（3） 隨基坑開挖逐層分段開挖作業，不占或少占單獨作業時間，施工效率高，占用周期短。
（4） 施工不需單獨占用場地，對現場狹小，放坡困難，有相鄰建築物時顯示其優越性。
（5） 土釘牆成本費較其他支護結構顯著降低。
（6） 施工噪音、振動小，不影響環境。
（7） 土釘牆本身變形很小，對相鄰建築物影響不大。
具體套用
土釘牆不僅套用於臨時支護結構，而且也套用於永久性構築物，當套用於永久性構築物時，宜增加噴射砼面層的厚度並適當考慮其美觀，土釘牆的套用領域主要有：
（1） 托換基礎
（2） 基坑支擋或豎井
（3） 斜坡面的擋土牆
（4） 斜坡面的穩定
（5） 與錨桿擋牆結合作斜面的防護
鑽孔注漿型土釘牆系逐層向下開挖方式，每一台階高度為1～2米，在施工土釘桿、面層噴射砼期間，坡段處無支撐狀態下需能保持自立穩定，因此主要適用於：
（2） 適用於地下水位低於開挖層或經過降水使地下水位低於開挖標高的情況。
（3） 對於標準貫入擊數（N）低於10擊的砂土邊坡採用土釘法一般不經濟。
（4） 對於朔性指數Ip>20的土，必須注意仔細評價其蠕變特性後方可採用。
（5） 對於含水豐富的粉細砂層，砂卵石層土釘法是不行的。
（6） 不適用於沒有臨時自穩能力的淤泥土層，流朔狀態的軟粘土保持成孔時的孔壁的穩定比較困難且界面摩阻力很低，技術經濟效益不理想，因此也不宜採用。
（7） 土釘不適宜在腐蝕性土如煤渣、煤灰、爐渣、酸性礦物廢料等土質作永久性支擋結構。
土釘牆原理
作用原理
土體的抗剪強度較低，抗拉強度幾乎可以忽略，但土體具有一定的結構整體性，在基坑開挖時，可存在使邊坡保持直立的臨界高度，但在超過這個深度或有地面超載時將會發生突發性的整體破壞。一般護坡措施均基於支擋護坡的被動制約機制，以擋土結構承受其後的土體側壓力，防止土體整體穩定性破壞。土釘牆技術則是在土體內放置一定長度和分布密度的土釘體與土共同作用，彌補土體自身強度的不足。因此通過以增強邊坡土體自身穩定性的主動制約機制為基礎的複合土體。不僅有效地提高了土體的整體剛度，彌補了土體抗拉、抗剪強度低的弱點。通過相互作用、土體自身結構強度潛力得到充分發揮，改變了邊坡變形和破壞的性狀，顯著提高了整體穩定性，更重要的是土釘牆受荷載過程中不會發生素土邊坡那樣的突發性塌滑，土釘牆不僅延遲塑性變形發展階段，而且具有明顯的漸進性變形和開裂破壞，不會發生整體性塌滑。
作用機理
土釘在複合土體內的作用有以下幾點：
（1） 土釘對複合土體起箍束骨架作用制約土體變形並使複合土體構成一個整體。
（2） 土釘與土體共同承擔外荷載和土體自重應力，土釘起分擔作用，由於土釘有很高的抗拉抗剪強度，所以土體進入塑性狀態後，應力逐漸向土釘轉移，土釘分擔作用更為突出。
（3） 土釘起著應力傳遞與擴散作用推遲開裂區域的形成和發展。
（4） 坡面變形的約束作用，在坡面上設定的與土釘在一起的鋼筋網噴射砼面板限制坡面開挖卸荷而膨脹變形，加強邊界約束的作用。
注意事項
土釘牆結構採用以分項係數表示的極限狀態進行設計。基坑支護結構極限狀態分為下列兩類：一類是承載能力的極限狀態對應於支護結構達到最大承載能力或土體失穩，過大變形，導致支護結構或基坑周邊環境破壞。另一類是正常使用極限狀態，對應於支護結構變形已妨礙地下結構施工或影響基坑周邊環境的正常使用功能。
土釘牆設計計算要考慮基坑側壁安全等級分別採用不同的重要性係數r。
6.1土釘牆作為基坑支護結構形式應進行承載能力極限狀態的計算，包括土釘抗拉承載力土釘牆整體穩定性驗算；單根土釘在園弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力計算；計算公式從略。
6.2基坑開挖方案、以及土釘牆支護方案的採用事先要充分熟悉和掌握基坑周邊的環境狀態。如基坑開挖影響範圍內的原有建築物、構築物、道路、地下設施、各種地下光系管線、岩土體及地下水等情況以及邊緣的滑塌，土體變形可能造成的危害要有充分的估計，以及必要的防護措施。通常對場地周邊的排水、截水、降低地下水位，附近建築物的沉降觀測、道路、地下管線的下沉、變形，防止管線破裂都要採取監控，防止意外事故的發生。
牆體要求
6.3.1土釘牆的牆面坡度不宜大於1：0.2。（行業標準）
6.3.2土釘必須和面層有效連線，應設定承壓板或加強鋼筋等構造措施，承壓板或加強鋼筋應與土釘螺栓連線或鋼筋焊接連線；。
6.3.3土釘的長度宜為開挖深度的0.5~1.2倍，間距宜為1~2m，與水平面夾角宜為5度~20度。
6.3.4土釘鋼筋宜採用HRB335、HRB400級鋼筋，鋼筋直徑宜為16~32mm，鑽孔直徑宜為70~120mm。
