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复合土钉支护软粘土基坑稳定性和变形分析研究

沈骅  
【摘要】:复合土钉支护是在土钉技术基础上发展和延伸形成的一种新型的基坑或边坡支护型式。先是应用于土层性质较好的地区,后在沿海等松散地层、软土和地下水位较高、地下水丰富的地区也得到了较好广泛的应用。不乏成功应用的实例,产生事故或失败的情况也屡见不鲜,究其原因是多方面的、复杂的,显然相关理论研究目前严重落后于工程实践是一重要因素。因此本文鉴于软粘土地区深基坑工程土钉支护结构的研究及设计现状,在前人研究的基础上,就复合土钉支护软粘土基坑的稳定性和变形展开相应的专题研究,主要完成了以下几个方面的工作: 1针对软土条件超前桩的应用,研究了(微)桩(木桩或钢管)加土钉的复合土钉支护机理,建立了复合土钉支护稳定性分析模型和计算公式,并对工程实例进行计算分析,检验了模型。并用“强度折减有限元法”进行了初步的验证,其结果与采用极限平衡理论的计算结果较吻合。验证了复合土钉围护技术用于软粘土基坑围护的安全稳定性是有保证的,而且是复杂的,仍需从多角度多方面进行深入的探索研究。 2针对应用超前桩的复合土钉墙构造的特点,建立了模拟复合土钉墙受力变形的计算模型,并结合工程监测资料,运用有限元程序PLAXIS对复合土钉墙进行了有限元分析,详细讨论了超前桩加锚管的复合土钉支护结构开挖过程中的变形特性,如地表位移、地面沉降、土钉轴力、超前桩位移等。并通过和同条件下普通土钉支护性状的对比分析,总结出超前桩在软土基坑复合土钉支护中的作用和变形特点。 3通过对普通土钉支护与复合型土钉支护开挖过程中结构性状的变化规律以及各种影响因素对变形影响的比较,分析软土基坑复合土钉支护的工作机理的实质。并对复合土钉支护结构的计算设计等提出了一些有益建议。 4经综合分析,发现某些理论计算结果与工程的实际现象不吻合,如土钉(管)间距与侧向位移的关系,超前(微)桩嵌入深度与侧向位移及竖向位移的关系,是计算理论、模型与方法的问题,还是实际现象的偶然性问题,还有待研究。


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