预应力锚杆联合土钉支护技术研究及其在某小区基坑工程中的应用

摘要

近年来为解决城市用地紧张局面和交通拥挤等现象，高层建筑和地铁工程等项目越来越多，相应的深基坑工程建设也逐渐增加。由于受到复杂的工程地质、水文条件、场地限制、变形控制、安全保障及经济合理性等问题的影响，深基坑工程的理论、设计和施工等技术需要不断发展。深基坑支护的类型多种多样，土钉墙支护具有工艺简单和施工方便等优点，得到了广泛的使用。土钉墙支护在控制变形方面较其它支护弱，为了弥补它的不足，需要将土钉支护与微型桩、锚杆、水泥土桩等联合构成复合土钉墙支护，所以进行预应力锚杆土钉联合支护设计和稳定性研究，对于保证基坑安全施工具有非常重要的意义。　　本文根据合肥某基坑工程勘察报告，采用计算机设计软件计算和有限元数值模拟，进行基坑支护方案设计，本文主要研究内容如下：　　1对预应力锚杆复合土钉支护的加固机理进行研究，从加固的对象-土体受力特征、土体的材料性质改变分析、土钉的材料属性、化学作用以及钉-土相互作用等分析；从锚杆自由段传力、锚固段与土体摩擦阻力等分析加固机理。复合土钉支护侧向土压力分布特征对锚杆埋设的位置起到参考作用，经典土压力与支护结构的土压力有区别，支护结构的土压力有着动态化、复杂化的特征。对侧向土压力模型的研究许多学者有着不同见解。锚杆对土钉墙支护起到辅助作用，对支护整体稳定性有着重要的作用，锚杆的锚固段一般远远伸入滑动面以外稳定区土体中，提高了稳定安全系数。　　2通过学习深基坑计算软件，岩土有限元分析软件解决实际工程应用，对土钉墙支护设计进行软件验算与数值模拟。模拟的结果发现基坑变形较大，于是增设预应力锚杆后再做数值模拟，模拟的结果表明锚杆埋设土钉墙不同位置对控制基坑变形影响不同，增设支护上部的锚杆控制基坑变形最显著；增设在支护底部的锚杆控制基坑最大变形在允许范围内；相比完全土钉支护基坑最大变形都有效果。得出结论增设在支护上部锚杆对控制变形以及墙后最大沉降量都有更好的效果。

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