1．土釘墻的幾何形狀和尺寸

在平面布置上，應盡量避免尖銳的轉角及減少拐點，轉角過多會造成土方開挖困難，很難形成設計形狀。考慮空間效應，對凸角區(qū)段局部加強，但不要考慮凹角對支護的有利影響，因為土釘墻沿走向的剛度及整體性較差，相鄰側土的約束作用有限，有時反而會因土應力在邊角的集中造成邊角部的土釘墻安全性下降。

確定平面尺寸時要考慮到基礎形式及施工工藝，為基施工留出足夠的工作面。土釘墻高度由開挖深度決定，確定開挖深度時要注意承臺的開挖。承臺較大較密及坑底土層為淤泥等軟弱土層時，開挖深度應計算到承臺底面。

條件許可時，應盡可能采用較緩的坡率以提高安全性及節(jié)約工程造價。一般來說，土釘墻的坡比不宜大于 1：0.2，基坑較深、允許有較大的放坡空間時，還可以考慮分級放坡，每級邊坡根據(jù)土質情況設置為不同的坡率，兩級之間最好設置 1~2m 寬的平臺。地下水豐富、需要采用止水型土釘墻時，采用上緩下直的分級方式是一種較為常用的作法。

2．土釘?shù)膸缀螀?shù)

（1）直徑。鉆孔注漿型土釘直徑 d 一般根據(jù)成孔方法確定?？讖皆酱?，越有助于提高土釘?shù)目拱瘟?，增加結構的穩(wěn)定性，但是，施工成本也會相應增加。人工使用洛陽鏟成孔時，孔徑一般為 60～80mm，土質松軟、孔洞不深時，也可達到 90mm；機械成孔時，可用于成孔的機械較多，孔徑可為 70～150mm，一般 100~130mm。

（2）長度。當土釘長度小于臨界長度 lcr（非軟土中一般為 1.0~1.2 倍的基坑開挖深度）時，土釘越長，抗拔力越高，基坑位移越小，穩(wěn)定性越好。國內目前工程實踐中土釘?shù)拈L度一般為 3~12m，軟弱土層中適當加長。土釘過長時應考慮與預應力錨桿等其它構件聯(lián)合支護或采用其它支護形式，過長土釘組成的土釘墻的性能造價比通常不如復合土釘墻。近些年國內的工程實踐中，土質不是很差時，土釘長度比一般為 0.6~1.5，在新近填土、淤泥、淤泥質土、淤泥質砂等軟弱土層中，長度比可達 2.0以上。

（3）間距。土釘密度越大基坑穩(wěn)定性越好。土釘通常等間距布置，有時局部間距不均，通常土釘越長，土釘密度越小，即間距越大。從施工的角度，在土釘密度不變時，排距加大、水平間距減少便于施工，可加快施工進度，但是，一方面排距因受到開挖面臨界自穩(wěn)高度的限制不能過大，且橫向間距變小排距加大邊坡的安全性會略有降低，另一方面土釘間距過小可能會因群釘效應降低單根土釘?shù)墓π?，故縱橫間距要適合，一般取 0.8~1.8m，即約每 0.6~3m2 設置 1 根。

（4）傾角。理想狀態(tài)下土釘軸線應與破裂面垂直，以便能充分發(fā)揮土釘提供的抗力。綜合考慮，鉆孔注漿型土釘?shù)膬A角以 15°~20°效果最好；鋼管注漿土釘因采用壓力注漿，傾角可以緩平一些，鋼管土釘?shù)淖罴褍A角為 10°~15°。有時傾角更小或更大一些的目的是為了可以插入較好的土層，就土釘整體而言，每排采用統(tǒng)一的傾角設計及施工方便一些。

（5）空間布置。

①最上一排土釘。第一排土釘以上的邊坡不存在土拱效應及荷載的重分配，為防止壓力過大導致墻頂坡壞，第一排土釘距地表要近一些，但太近時注漿易造成漿液從地表冒出，也是不妥當?shù)摹Ｒ话愕谝慌磐玲斁嗟乇淼拇怪本嚯x為 0.5~2m。上部土釘長度不能太短，大量工程實踐表明，如果上部土釘長度較短，土釘墻頂部水平位移較大，容易在土釘尾部附近的上方地表出現(xiàn)較大裂縫。

②最下一排土釘。下部土釘，尤其是最下一排，實際受力較小，長度可短一些。但工程中有許多難以意料的因素，如坑底沿坡腳局部超挖（挖承臺、集水坑、電梯井、排水溝等），大面積的淺量超挖（如地下室底板標高小幅調整），坡腳被水浸泡，土體徐變，地面大量超載，雨水作用等等，可能會導致下部土釘，尤其是最下一排，內力加大，支護系統(tǒng)臨近極限穩(wěn)定狀態(tài)時內力增加尤為明顯，故其也不能太短，且高度不應距離坡腳太遠。有資料建議最下一排土釘距坡腳的距離不應超過土釘排距的 2/3，同時還要滿足土釘施工機械設備的最低工作面要求，一般不低于 0.5m。

③同一排土釘一般在同一標高上布置。地表傾斜時同一排土釘不應隨之傾斜，因為傾斜時土釘測量定位及施工均不方便，最好是同排土釘標高相同，令其與地面的距離不斷變化。此時應格外注意第一排土釘以上懸臂墻的高度。坡腳傾斜度不大時最下一排土釘也應該這樣做（有時地下室底板底面被設計成緩慢傾斜的斜面）。上下排土釘在立面上可錯開布置，俗稱梅花狀布置，也可鉛直布置，即上下對齊。沒有資料表明哪種布置方式更有利于邊坡穩(wěn)定。鉛直布置時放線定位更為容易一些，且能夠為以后可能存在的使用微型樁類的補強加固措施留有較大的水平面空間。國內采用梅花型布置較多一些，而歐美國家恰好相反。在立面上土釘與基坑轉角的距離沒有設計限制，滿足橫向最小施工工作面要求即可。

④在深度方向上，土釘?shù)牟贾眯问酱篌w有上下等長、上短下長、上長下短、中部長兩頭短、長短相間 5 種，在土質較為均勻時，這 5 種布置形式體現(xiàn)了不同的設計人對土釘墻工作機理的認識不同：

a.上長下短。通常依據(jù)力矩平衡原理進行設計，假定土釘墻的破裂面為直線或弧線，上排土釘要穿過破裂面后才能提供抗滑力矩，長度越長能提供的抗滑力矩就越大，而下排土釘只需很短的長度就能穿過破裂面。這種布置形式有時因受到周邊環(huán)境等條件限制而應用困難。

b. 目前工程應用最多的是中部長上下短。實際工程中，靠近地表的土釘，尤其是第一、二排土釘，往往因受到基坑外建筑物基礎及地下管線、窨井、涵洞、溝渠等市政設施的限制而長度較短，而且其位置下移，傾角有時也會較大，可能達 25°~30°。另外，通過增加較上排土釘?shù)拈L度以增加穩(wěn)定性在經濟上往往不如將中部土釘加長合算，所以就形成了這種形式。但第一排土釘對減少土釘墻位移很有幫助，所以也不宜太短。

c.長短相間。長短相間有兩種布置形式，一種是在縱向（沿基坑側壁走向）上，同排土釘一長一短間隔布置，另一種是在深度方向上，同一斷面的土釘上下排長短間隔布置。采用長短間隔布置的理由為：較長的土釘能夠調動更深處的土體，可以將應力在土體中分配得更均勻，減少了應力集中，從而提高了整體穩(wěn)定性。但這似乎有悖于土釘?shù)氖芰C理，因為粘結應力沿土釘全長并非均勻分布。拉力沿土釘全長以峰值的形式從前端向尾端傳遞，峰值大體在破裂面附近。如果破裂面同時穿過長短土釘，則長土釘比短土釘多出來的部分沒有提供阻力，浪費了；如果破裂面只穿過長土釘，則短土釘位于主動區(qū)內，不能提供抗滑力矩，沒有充分發(fā)揮作用。這與錨桿復合支護不一樣。錨桿的長度較長，錨固段的后半部分主要作用是提供錨固力給自由段，設計時可以不考慮錨固段對土坡穩(wěn)定的作用。

d.上下等長。通常依據(jù)力矩平衡原理進行設計。因為性價比不太好，一般只在開挖較淺、坡角較緩、土釘較短、土質較為均勻時的基坑中有時采用。

e.上短下長。這種布置形式在土釘墻技術使用早期較為常見，依據(jù)力平衡原理設計，這種設計理論目前基本上已被實踐否定。

3．桿體

為了增加土釘墻結構的延性，鋼筋強度不宜太高，鉆孔注漿土釘一般選用 HRB400 帶肋鋼筋。筋體直徑不宜過小，粘結應力的峰值遠大于平均值，要防止峰值作用下筋體斷裂，一般 16mm~32mm。打入式鋼管土釘筋體一般采用公稱外徑42~48mm、厚度 2.5~4.0mm 的熱軋或熱處理焊接鋼管。也可采用無縫鋼管，但因造價較高，通常用于預應力錨管。土越硬鋼管壁應越厚直徑應越大，以防擊入過程中發(fā)生屈服、彎曲、劈裂、折斷等破壞。

鋼管土釘不需對中。鋼花管距孔口 2~3m 范圍內不設注漿孔，以防因外覆土層過薄漿液從孔口周邊躥漿導致灌漿失敗。其余段每隔 0.5~1.0m 設置一組，每組之間宜在鋼花管圓周呈 90°排列。每組 1 個或 2 個（在鋼管圓周呈 180°布置），如果設置 1 個，則間距要適當減小。出漿孔直徑一般 4~15mm，孔徑過大容易造成出漿不均，過小則出漿不暢且易堵塞。為了使管內有一定的壓力，盡量使每個出漿孔都能出漿，出漿孔面積總和應小于鋼管內截面積，故土釘較長時出漿孔應設置為間距較大、孔徑較小。出漿孔外要設置倒刺。倒刺除了保護出漿口在土釘打入過程中免遭堵塞外，還可增加土釘?shù)目拱瘟Α５勾淘谕玲敁羧霑r易脫落，一定要與鋼管焊牢。倒刺一般采用熱軋等邊角鋼制作，邊寬度 30~63mm，邊厚度 3~6mm，理論質量 1.37~5.72kg/m，與鋼管三側圍焊。鋼管土釘尾端頭宜制成錐形以利于擊入土中。鋼管接長宜采用幫條焊接，接頭處應幫焊不少于 3 根 φ12~φ20 的加強筋，在鋼花管圓周均勻布置，焊縫應與鋼管等強。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設計網www.45te.com設計學徒自學網www.sx1c.com

4．注漿

土釘一般采用一次注漿。采用二次及多次注漿可明顯提高土釘?shù)目拱瘟?，但是，也提高了工程造價。鉆孔注漿土釘通常采用重力式注漿，注漿量較小，可根據(jù)孔徑計算出來，水泥用量一般 10~20kg/m。注漿壓力采用低限，出漿即可，壓力較大易從孔口跑漿，孔洞不易飽滿。水泥漿干縮較大，加上滲透、流失、鉆孔角度有時較小等因素，一次注漿凝固后孔內空隙較大，需補漿。補漿飽滿對減少土坡的變形有利。打入鋼管注漿釘需要較高的注漿壓力才可將漿液注入土中，開孔壓力可達 2.0MPa。灌入水泥量一般要求不小于 15kg/m。打入注漿土釘特別適合于成孔困難的淤泥、淤泥質土、淤泥質砂等軟弱土層、各種填土及砂性土，如注漿量足夠多，在同等地質條件下，可獲得比同直徑鉆孔注漿土釘高很多的抗拔力。

5．面層

面層太厚固然用處不大，太薄也不合適，應能覆蓋住鋼筋網片及連接件。一般臨時性工程 50~150mm，永久性工程 120~300mm。混凝土的設計強度，按構造即可，一般為 C15~C25。土釘墻通常垂直開挖或坡度較陡，混凝土采用噴射法施工方便，坡度較緩時也可用人工抹水泥砂漿或細石混凝土作法。鋼筋網片一般采用一層鋼筋網，特殊條件下有時也采用兩層；鋼筋規(guī)格通常為 HRB235（光圓鋼筋），φ 6~10mm；網格為正方形，間距 150~300mm；要求不高時可采用不細于 12#的粗目鐵絲網（或稱鉛絲網、鋼絲網等）替代鋼筋網。面層柔度較大，很少會產生溫度裂縫，故臨時性工程中一般無需設置伸縮縫，但在永久性工程中，厚度大于 120mm 時，建議設置。鋼筋網縱向豎向均需搭接，搭接長度一般 200~300mm。面層的施工縫不要設置在土釘位置，宜設置在離釘頭 1/3 釘間距處。

還有人建議設計時要考慮面層的重量，要防止面層下沉造成的不良影響。這是一種小心謹慎的作法。實際上，為了防止地表水浸入到面層背后，工程中掛網噴射混凝土面層在坡頂沿水平方向有一定的延伸形成護頂（或稱護肩），規(guī)范中也通常這樣要求。護頂寬度一般0.5~2.0m，常常延長至與坡頂排水溝相接，該護頂完全能夠承受住面層的重量。

6．連接件

土釘靠群體作用，構造中通常在土釘之間設置連接筋，通稱加強筋。加強筋的作用大體有 4 點：①能更好地協(xié)調土釘共同工作；②穩(wěn)定鋼筋網片；③分散釘頭對面層的局部壓力，防止局部壓剪破壞；④增加混凝土的延展性，防止釘頭下混凝土發(fā)生沖切破壞。工程中通常在水平方向設置加強筋。國內早期工程中也有在豎向上設置加強筋的作法，施工不便，效果不好，目前已很少采用。加強鋼筋一般采用 Φ16~25 的 3 級帶肋鋼筋，通常設置 2 根，重要部位設置 4 根，與釘頭焊接。咩票優(yōu)惠電影票www.miepiao.com共丟廢品回收網www.gongdiu.com設計軟件自學網www.3c1x.com

7．防排水系統(tǒng)

土釘墻通常要在坡面上設置泄水孔排出面板后可能存在的積水，以減少土中的含水量，減輕地下水對面層產生的靜水壓力，防止地下水降低面層與土體的粘結強度甚至將之脫空，還可防止可能發(fā)生的凍害。從實際效果來看，因為土釘?shù)臄?shù)量遠多于泄水孔且長度較長，大部分積水是通過土釘孔滲漏的，通常只有少量的泄水孔能起到作用，故泄水孔簡單設置即可，打入式鋼管注漿土釘墻中甚至可以不設置。對于攪拌樁復合土釘墻是否需設置泄水孔業(yè)界存在著一些爭議，筆者傾向于不設置，畢竟設置止水帷幕的目的之一就是要防止坑外水位下降過多。

泄水管一般采用 PVC 管，直徑 50~100mm，長度 300~600mm，埋置在土中的部分鉆有透水孔，透水孔直徑 10~15mm，開孔率 5~20%，尾端略向上傾斜，外包兩層土工布，管尾端封堵防止水土從管內直接流失?？v橫間距 1.5~3m，砂層等水量較大的區(qū)域局部加密。噴射混凝土時應將泄水管孔口臨時封堵，防止噴射混凝土進入。

8．止水帷幕

通常情況下樁端穿過坑底無需太長。當坑底存在著軟土、存在隆起危險時，不建議通過加深樁長以抵抗隆起。攪拌樁在軟土中的強度較低，可能會被剪切破壞，最好是在攪拌樁中插入微型樁，效果較好。帷幕厚度也無需過大，一般設置 1~2 排樁，排數(shù)再多對基坑變形幫助并不大。

選擇止水帷幕形式時要注意對不同地質條件的適應性。深層攪拌法質量可靠，造價低，施工速度快，可適用于大多數(shù)地質條件，軟土中尤為適合，缺點是穿透能力較弱，在較厚的砂層、填土中有夾石、土層中有硬夾層等情況下成樁困難；高壓噴射法能夠克服攪拌樁在上述地層中成樁困難的缺點，但是在有大量填石情況下施工也很困難且成樁質量難以保證；在大量填石地層中可嘗試沖孔咬合水泥土樁施工工藝，該工藝采用簡單沖孔機械沖擊成孔，采用水下澆灌法填充地面拌和好的水泥土，水泥與土的比例可為 1：5~1：8，樁位相互咬合，可起到較好止水效果且造價不高，在深圳地區(qū)的一些工程中已取得成功。

9．錨桿

錨桿的設計承載力不需太大。過大的設計承載力并不能發(fā)揮作用。土釘?shù)臉O限承載力一般 100~200kN，錨桿的承載力較土釘大，土釘達到極限承載能力時錨桿尚未達到極限，土釘墻往往表現(xiàn)為土釘?shù)钠茐?，錨桿的承載力再大也很難發(fā)揮功效。此外，錨桿通過承壓板（梁）坐落在土基上，預應力如果過大，承壓板（梁）下土體會產生較大的塑性變形，其變形較為滯后，導致鎖定的預應力值降低很快，并不能維持在較高的水平上。錨桿設計承載力不宜超過 2~3 倍土釘極限承載力，一般為 200~300kN。鎖定預應力一般為設計值的 50~100%，并且不小于 100kN。

為了更好地控制基坑變形，錨桿應設置在基坑的中上部。不宜設置在第一排，第一排往往受坑外基礎、管線等地下障礙的影響較大，很難施工，且注漿時容易從地表冒漿。錨桿需要承壓板或梁作為基底傳力，因為承壓板施工不便，目前普通采用腰梁形式。為了施工方便及與土釘墻更好地協(xié)調工作，腰梁通常采用噴射混凝土工藝分層制作，也可整體現(xiàn)澆。錨桿設計承載力較低，腰梁一般按構造設計即可。如果需要計算，可將腰梁視為有彈性支點的連續(xù)梁，以錨桿為支點，土壓力為均布荷載。腰梁內鋼筋與噴射混凝土面層內鋼筋綁扎或焊接固定，以防止腰梁墜落。也可采用鋼腰梁，但施工不太方便，需要與面層固定好，防止在腰梁自重及錨桿預應力向下的垂直分力作用下墜脫。