隨著我國國民經濟的迅速發(fā)展，基礎工程建設不斷增加，正朝著高、大、重的方面發(fā)展。按構造和使用功能的要求，基礎埋深隨之不斷增加，目前國內最深的建筑基坑埋深已達30米。同時隨著城鎮(zhèn)建設的發(fā)展，為緩解人口密集、土地緊張、交通擁擠、環(huán)境污染等引發(fā)的矛盾，地下空間的合理開發(fā)與有效利用已顯得越來越重要，如地下停車場、地下公共交通通道已廣泛用于國內大城市基礎建設之中。鑒于以上情況，使得原并不突出的基坑支護、開挖問題成為這些工程實施中倍受關注的熱點問題。因此，基坑支護、開挖與地下結構建造技術成為制約建設工程造價、質量和速度的一個重要因素，也反映了我國基礎建設技術水平的高低。
土釘墻支護技術是一種通過原位土體加固、充分利用原位土體自穩(wěn)能力的支護技術。土釘墻由原位土體、設置在土中的土釘與混凝土面層組成，該項技術起源于70年代，發(fā)展于80年代。90年代以來，該項技術已在我國成功地應用于非軟土地基坑支護工程中，支護深度已達20米以上。利用水泥土樁止水組合式土釘墻支護技術，使該項技術能夠應用在不降水的高水位地層。本文就土釘墻的工作機理、土釘抗拉、彎、剪作用、面墻剛度、土釘布置、土釘預緊力的問題以及在軟土與高水位場地中的應用闡述觀點。
土釘墻的工作原理
所謂土釘墻工作原理，就是土釘、面墻與原狀土三者共同作用。通過土釘、面墻與原狀土的共同作用，形成以主動制約機制為基礎的復合體，具有明顯提高邊坡土體的結構強度和抗變形能力，減少土體側向變形，增強整體穩(wěn)定的特點。因此其性狀主要由土釘與面墻接合程度、原狀土體性狀、坡頂荷載、開挖深度等因素綜合確定，其中土釘的工作性狀起決定性的作用。
土釘的作用有以下主要特點：
1、釘對復合土體起著箍束骨架作用，這是由土釘自身剛度與強度以及它在土體內的空間分布作用所決定的，他具有制約土體變形、增強復合土體整體性與穩(wěn)定性性的作用。
2、土體分擔荷載作用，這是由于土釘自身具有很高的抗拉、抗剪強度和剛度，所以在土體進入塑性狀態(tài)后，應力逐漸向土釘轉移。特別當土體開裂時，土釘將承擔全部下滑土體重量，約束土體滑動，從而延緩復合土體塑性區(qū)的開展及漸近開裂面的出現。
3、土釘的應力傳遞與擴散作用，依靠土釘與土體的相互作用，土釘將所承受的荷載通過土體全長向土體深層傳遞及周圍擴散，從而銷弱復合土體的水平應力，改善復合土體的變形性能。
4、土釘對面墻的約束作用，土釘使面墻與土體緊密貼合，從而使面墻能夠約束并限制土體的側向膨脹變形量與開裂面的開展程度。
土釘墻的破壞特征主要由土釘的設置密度、長度、土釘的直徑、土釘與土體的粘結強度、面墻的剛度、及面墻與土釘接合強度等因素決定。由于土釘和面墻的相互制約作用，導致復合土體整體穩(wěn)定性能增強，因此土釘墻復合體破壞一般不發(fā)生連續(xù)破壞滑動面，但會出現不連續(xù)的豎向開裂，并在坡上端出現較大的水平位移。
土釘在土釘墻中的作用
土釘在土釘墻復合體中所起的作用實際是土釘的拉、剪、彎拉共同作用的結果。土釘的抗拔能力是最主要因素，起著主導性作用，伴隨著土釘抗拔承載力的發(fā)揮，荷栽向土釘的集中、剪切變形的增加，土釘的抗彎、抗剪作用隨之持續(xù)發(fā)揮出來，但作用有限，并且此時一般土釘已接近或達到抗拔破壞臨界狀態(tài)。因此，工程應用中為了簡化計算，一般不再考慮土釘的抗彎和抗剪作用，這是偏于安全的。盡管如此，土釘的彎、剪作用對于限制或約束土體開裂面的連續(xù)開展及變形劇增、土坡突然失穩(wěn)的作用是不可低估的，應進一步開展對其定性、定量方面的研究，使土釘墻的設計方法更加合理。
土釘的布置設計考試大論壇
土釘的布置設計包括土釘的分布密度、長度及傾斜度設計。土釘的密度設計主要是根據開挖土體的原狀力學性能、開挖深度、變形要求等因素確定。隨土釘的密度增加，土釘墻的工作性能愈接近重力式擋土墻的特征，破壞時明顯帶有平移及轉動的特性。土釘長度除按一般要求進行設計計算外，還應根據土體實際受力特征一般從上至距基坑底一定距離（約1/3坑深），表現為隨深度增加而增加，然后隨深度增加而減少的現象進行釘長設計，同時還應考慮下段土釘對提高土坡穩(wěn)定貢獻大于上段、并隨開挖深度的增加而明顯增加的特征確定各部分的土釘長度。土釘的傾斜度對土釘的工作性狀也有影響，對于有一定坡度的土釘墻，當設置水平土釘時，會造成土釘局部受壓，反而會降低土體的抗滑能力。因此土釘的設置角度應與坡面垂直或向下傾斜一定角度為宜。
面墻設計要求考試大論壇
面墻的設計重點是對面墻的剛度及面墻與土釘的連接設計。對于不設置面墻的土釘復合體，其淺層滑移機理與不設土釘的相似。因此土釘墻設計中要求面墻必須具有一定的剛度，且能夠與土釘緊密連接，能有效地限制土體側向變形。當對土釘施加一定的預緊力（約1/10的設計荷載），土釘墻背即出現被動土壓力，則土釘墻對土坡穩(wěn)定的主動制約作用愈明顯。
土釘墻技術在軟土及高水位地層中的應用
由于在軟土地層應用土釘墻技術往往使得土釘設置的又密又長，造成支護方案不經濟，并且由于軟土地層徐變與流變的影響，軟土地層一般不宜采用土釘墻技術支護。隨著軟土加固技術的發(fā)展，采用多向土釘支護及土釘墻與土體加固組合技術已使土釘墻技術成功應用于軟土地層，目前國內基坑支護深度已達10米以上。采用止水與土釘墻結合技術，使土釘墻技術在非降水的高水位地層得到成功應用，從而拓寬了土釘墻技術的應用范圍。但今后若想使土釘墻支護技術在深基坑支護中的水平得到提高和發(fā)展，仍需對土釘墻機理作更深入的探討和研究。
結束語
本文針對在深基坑支護工程中得到廣泛應用的土釘墻技術的工作性狀、設計施工中的有關技術問題進行了簡單闡述，僅供參考，不足之處謹請批評指正。
土釘墻支護技術是一種通過原位土體加固、充分利用原位土體自穩(wěn)能力的支護技術。土釘墻由原位土體、設置在土中的土釘與混凝土面層組成，該項技術起源于70年代，發(fā)展于80年代。90年代以來，該項技術已在我國成功地應用于非軟土地基坑支護工程中，支護深度已達20米以上。利用水泥土樁止水組合式土釘墻支護技術，使該項技術能夠應用在不降水的高水位地層。本文就土釘墻的工作機理、土釘抗拉、彎、剪作用、面墻剛度、土釘布置、土釘預緊力的問題以及在軟土與高水位場地中的應用闡述觀點。
土釘墻的工作原理
所謂土釘墻工作原理，就是土釘、面墻與原狀土三者共同作用。通過土釘、面墻與原狀土的共同作用，形成以主動制約機制為基礎的復合體，具有明顯提高邊坡土體的結構強度和抗變形能力，減少土體側向變形，增強整體穩(wěn)定的特點。因此其性狀主要由土釘與面墻接合程度、原狀土體性狀、坡頂荷載、開挖深度等因素綜合確定，其中土釘的工作性狀起決定性的作用。
土釘的作用有以下主要特點：
1、釘對復合土體起著箍束骨架作用，這是由土釘自身剛度與強度以及它在土體內的空間分布作用所決定的，他具有制約土體變形、增強復合土體整體性與穩(wěn)定性性的作用。
2、土體分擔荷載作用，這是由于土釘自身具有很高的抗拉、抗剪強度和剛度，所以在土體進入塑性狀態(tài)后，應力逐漸向土釘轉移。特別當土體開裂時，土釘將承擔全部下滑土體重量，約束土體滑動，從而延緩復合土體塑性區(qū)的開展及漸近開裂面的出現。
3、土釘的應力傳遞與擴散作用，依靠土釘與土體的相互作用，土釘將所承受的荷載通過土體全長向土體深層傳遞及周圍擴散，從而銷弱復合土體的水平應力，改善復合土體的變形性能。
4、土釘對面墻的約束作用，土釘使面墻與土體緊密貼合，從而使面墻能夠約束并限制土體的側向膨脹變形量與開裂面的開展程度。
土釘墻的破壞特征主要由土釘的設置密度、長度、土釘的直徑、土釘與土體的粘結強度、面墻的剛度、及面墻與土釘接合強度等因素決定。由于土釘和面墻的相互制約作用，導致復合土體整體穩(wěn)定性能增強，因此土釘墻復合體破壞一般不發(fā)生連續(xù)破壞滑動面，但會出現不連續(xù)的豎向開裂，并在坡上端出現較大的水平位移。
土釘在土釘墻中的作用
土釘在土釘墻復合體中所起的作用實際是土釘的拉、剪、彎拉共同作用的結果。土釘的抗拔能力是最主要因素，起著主導性作用，伴隨著土釘抗拔承載力的發(fā)揮，荷栽向土釘的集中、剪切變形的增加，土釘的抗彎、抗剪作用隨之持續(xù)發(fā)揮出來，但作用有限，并且此時一般土釘已接近或達到抗拔破壞臨界狀態(tài)。因此，工程應用中為了簡化計算，一般不再考慮土釘的抗彎和抗剪作用，這是偏于安全的。盡管如此，土釘的彎、剪作用對于限制或約束土體開裂面的連續(xù)開展及變形劇增、土坡突然失穩(wěn)的作用是不可低估的，應進一步開展對其定性、定量方面的研究，使土釘墻的設計方法更加合理。
土釘的布置設計考試大論壇
土釘的布置設計包括土釘的分布密度、長度及傾斜度設計。土釘的密度設計主要是根據開挖土體的原狀力學性能、開挖深度、變形要求等因素確定。隨土釘的密度增加，土釘墻的工作性能愈接近重力式擋土墻的特征，破壞時明顯帶有平移及轉動的特性。土釘長度除按一般要求進行設計計算外，還應根據土體實際受力特征一般從上至距基坑底一定距離（約1/3坑深），表現為隨深度增加而增加，然后隨深度增加而減少的現象進行釘長設計，同時還應考慮下段土釘對提高土坡穩(wěn)定貢獻大于上段、并隨開挖深度的增加而明顯增加的特征確定各部分的土釘長度。土釘的傾斜度對土釘的工作性狀也有影響，對于有一定坡度的土釘墻，當設置水平土釘時，會造成土釘局部受壓，反而會降低土體的抗滑能力。因此土釘的設置角度應與坡面垂直或向下傾斜一定角度為宜。
面墻設計要求考試大論壇
面墻的設計重點是對面墻的剛度及面墻與土釘的連接設計。對于不設置面墻的土釘復合體，其淺層滑移機理與不設土釘的相似。因此土釘墻設計中要求面墻必須具有一定的剛度，且能夠與土釘緊密連接，能有效地限制土體側向變形。當對土釘施加一定的預緊力（約1/10的設計荷載），土釘墻背即出現被動土壓力，則土釘墻對土坡穩(wěn)定的主動制約作用愈明顯。
土釘墻技術在軟土及高水位地層中的應用
由于在軟土地層應用土釘墻技術往往使得土釘設置的又密又長，造成支護方案不經濟，并且由于軟土地層徐變與流變的影響，軟土地層一般不宜采用土釘墻技術支護。隨著軟土加固技術的發(fā)展，采用多向土釘支護及土釘墻與土體加固組合技術已使土釘墻技術成功應用于軟土地層，目前國內基坑支護深度已達10米以上。采用止水與土釘墻結合技術，使土釘墻技術在非降水的高水位地層得到成功應用，從而拓寬了土釘墻技術的應用范圍。但今后若想使土釘墻支護技術在深基坑支護中的水平得到提高和發(fā)展，仍需對土釘墻機理作更深入的探討和研究。
結束語
本文針對在深基坑支護工程中得到廣泛應用的土釘墻技術的工作性狀、設計施工中的有關技術問題進行了簡單闡述，僅供參考，不足之處謹請批評指正。