介紹了自鉆式土釘與SMW機械施工止水帷幕相結合復合土釘支護技術的設計、施工方法，及其在南京市玄武湖隧道基坑支護工程的應用。結合現場試驗分析了其受力及變形機理。
　　復合土釘支護；自鉆式土釘；止水帷幕；南京市玄武湖隧道工程[分類號] TU753.1
　　1、 引言
　　土釘支護由于經濟、可靠和施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應用[1].對于軟弱土層發展了以土釘支護為主，輔以其它補強措施的復合土釘支護技術 [2，3].南京市玄武湖隧道工程為雙向六車道，全長2.66公里，是南京市“新三年”建設的重點工程。隧道主體為鋼筋混凝土箱涵結構，湖底段基坑大部分采用放坡大開挖施工，梁洲段基坑由于大開挖施工會破壞梁洲島上景觀建筑，業主決定采用垂直支護。
　　梁洲段支護原設計方案采用直徑800mm灌注樁加三道背拉錨索，設計錨索為1860級鋼絞線3Φ15.24，長26m.這種設計方案造價較高，而且在砂性土中成孔26m施工比較困難。經過專題研究，決定采用自鉆式土釘與SMW機械施工止水帷幕相結合的復合土釘支護技術進行支護。
　　2、復合土釘支護設計
　　梁洲段場地土層主要為：①素填土：褐黃色，1.0m .②-1粉土夾粉砂：灰黃色，飽和，稍密。10.0m，夾少量薄層粉質粘土。土層重度19.0kN/m3 ， 粘聚力8.7 kPa， 內摩擦角30.7°。③-3粉細砂：灰色，飽和，稍密。12.0m，土層重度19.1kN/m3 ， 粘聚力9.4 kPa， 內摩擦角30.6°。
　　基坑北側場地開闊，進行二級放坡，坡角施工花管土釘三排進行加固，南側梁洲島進行復合土釘支護由于本工程為市重點工程，我們在設計中非常慎重。因為砂性土自立性差，在其中成孔施工比較困難，決定首先施工止水帷幕。經過試驗普通雙軸深層攪拌機在本場地較密的砂性土中，只能施工攪拌深度13.5m~14.5m，不能滿足設計要求。于是決定采用SMW工法常用的三軸型鉆掘攪拌機施工止水帷幕。然后采用自鉆式土釘自行鉆進到預定位置后，進行注漿，解決了施工時成孔困難的問題，而且注漿效果可以得到保證。
　　利用《基坑土釘支護技術規程》（CECS96：97）和《建筑基坑支護技術》（JGJ120-99）對自鉆式土釘與SMW止水帷幕相結合的復合土釘支護技術分別進行了計算。設計挖深10.0m，附加荷載55kpa.SMW工法三軸型鉆掘攪拌機施工止水帷幕，三軸深層攪拌機葉片直徑為850，樁中心距1.2m，樁體搭接850mm，在止水帷幕中插入雙排毛竹，毛竹的大頭直徑不小于100mm.土釘結構設計參數：自鉆式土釘成孔直徑D=110mm，土釘傾角15°；采用9排自鉆式土釘，5米以上水平間距Sh=1.0m，垂直間距Sv=1.2m；5米以下Sh=1.0m，Sv=1.0m.1－7排自鉆式土釘長18m，8、9排自鉆式土釘長15m.面層采用6.5@150×150雙層鋼筋網，2φ16水平向加強筋。噴射C20混凝土。
　　3 、復合土釘支護施工
　　首先利用SMW工法850三軸型鉆掘攪拌機施工止水帷幕，解決土體隔水性和自立性。三軸深層攪拌機葉片直徑為850， 樁中心距1.2m，樁體搭接850，要求28天的強度達到1.0MPa.止水帷幕達到預定強度后，進行自鉆式土釘施工。每排自鉆式土釘的施工順序主要為：開挖，墻壁修整→引孔→自鉆式土釘鉆進→注漿→編制鋼筋網，放置加強筋→噴射C20混凝土。
　　下面主要說明自鉆式土釘的施工過程。自鉆式土釘的桿體采用Φ32無縫鋼管壓制螺紋而成，每段3.0m，用接頭套管進行連接。經檢測桿體破壞荷載260kN，接頭套管破壞荷載240kN.采用適合于軟土的自制土釘鉆頭，長150mm.采用小型鉆機配麻花鉆桿在止水帷幕的預定部位引孔1.0m，主要是鉆過止水帷幕。然后采用小型鉆機作為動力將自鉆式土釘自行鉆進，用接頭套管進行連接。
　　第*二桿體分別預先留有注漿孔，直徑為8mm，間距40cm，沿桿體徑向均勻布置。鉆進前把注漿孔用膠紙包好，防止鉆進時進土影響注漿效果，但注意不能包兩層以上，以免使漿液射出困難。每節土釘之間采用螺紋套管對中連接，逐節安裝鉆進，直到設計長度。由于自鉆式土釘自行鉆進過程中螺紋套管自動擰緊，所以不會有松弛現象。
　　最后編制鋼筋網，壓加強筋，噴射C20混凝土面層。安裝墊板及配套螺母，使土釘、面層、SMW深攪樁和原位土體構成一個整體而共同工作。
　　4 、現場試驗
　　為了能夠切實用好這項技術，對其加固機理進行了深入研究，我們結合工程監測進行了土釘受力、深層水平位移和基坑內分層沉降等多項試驗工作。
　　（1）土釘受力監測本試驗共設置3個試驗端面，在每根試驗土釘2.0m，5.0m，8.0m，16.0m處布置電阻應變片測量土釘拉力分布。從測試結果可以看出，土釘的受力與施工密切相關。在施工階段，土釘被置入土體注漿后，開始受力。下層土體的開挖對上層土釘有較大影響，相臨下層土體開挖對其影響最大。開挖后土釘的受力迅速增加，然后趨向于穩定，直到又有土體開挖。土釘的受力一般為中間大，兩頭小。自鉆式土釘端部有鉆頭，因此端部受力也較大。詳細測試結果將另文給出。
　　（2）水平位移監測復合土釘支護結構各點的水平位移隨施工日期的延續而增加，基坑開挖完成后逐漸趨于穩定；位移在距離基坑頂面約8米處最大，這表明復合土釘支護表現出與一般土釘擋墻不同的變形性狀[2].復合土釘支護由于事先施作了水泥土樁，開挖后樁頂位移較小，但隨著深度的增加，深部土體有較明顯的水平移動趨勢，墻體有向前凸起的趨勢。最大水平位移與基坑深度的比值約為2‰。基坑內回彈位移2mm，由于是砂性土，回彈量很小，沒有隆起現象。