復合土釘支護以其施工方便、應用范圍廣、支護能力強等優(yōu)點,開始大量應用于我國基坑工程。但由于其多樣的組合形式以及不同地域的復雜地質條件,致使目前對復合土釘支護缺少系統(tǒng)、深入的理論研究。在某些基坑工程的支護設計方案中,使用一種或多種復合土釘支護結構進行基坑支護,盡管能夠將基坑變形控制在安全范圍內,但是存在著浪費材料的現(xiàn)象,造成了工程經(jīng)濟效益過低等問題。本文基于某個采用二級放坡+多種復合土釘支護的基坑工程實例,模擬其施工過程。主要研究了數(shù)值模型中土體參數(shù)的合理選取;將基坑變形的模擬結果與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比,總結了使用微型鋼管樁復合土釘?shù)幕釉陂_挖過程中的變形特性;并對原微型鋼管樁的設計方案進行優(yōu)化,得出了微型鋼管樁的設計參數(shù)對基坑變形的影響規(guī)律,能夠給相同地區(qū)的基坑工程支護設計提供參考。本文主要取得了以下研究成果:(1)將模擬結果與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比后發(fā)現(xiàn)兩者基本一致,驗證了本文所做數(shù)值模擬是準確可靠的。在使用支護設計軟件對該地區(qū)內與本基坑所在場地地質相同的基坑工程做支護設計時,粉、細砂粘聚力c可取為3kPa,這樣設計結果更接近于實際情況,在保證基坑工程安全性的同時,也能減少因為設計而造成的不必要浪費。(2)在使用微型鋼管樁復合土釘支護的基坑變形中,坑外地表沉降隨著開挖不斷增大,最大沉降產生在距坡頂0.3~0.7倍基坑開挖深度之間,加入微型鋼管樁后的地表沉降增加量明顯減少;各排土釘軸力分布一致都呈中間大、兩端小的形態(tài),在加入微型鋼管樁前各土釘軸力不斷增大,最大軸力都產生在0.5倍土釘長度處,加入微型鋼管樁后設置的各排土釘軸力逐漸減小,并且最大軸力的位置也都轉移至0.3倍土釘長度處。(3)通過優(yōu)化微型鋼管樁的設計參數(shù)后發(fā)現(xiàn):增大微型鋼管樁距邊坡坡頂距離和樁身嵌固深度都不能起到增加基坑穩(wěn)定性的作用;微型鋼管樁的樁間距和樁徑對基坑穩(wěn)定性的影響較大。對于該基坑,微型鋼管樁的樁間距設為4~10倍樁徑或樁徑選為100~240mm時較為合適,能夠有效減小基坑變形,提高該工程的經(jīng)濟效益。
【學位單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

圖 1-1 7 種復合土釘支護形式（1）土釘+預應力錨桿這種組合形式適用于需要嚴格控制基坑邊坡位移時，預應力錨桿的作用是增強支護結構的整體剛度和穩(wěn)定性。在這種組合形式中可以通過改變預應力錨索的位置，來達到對基坑邊坡局部區(qū)域位移的控制。組合形式見圖 1-1a。（2）土釘+止水帷幕這種組合形式中，設置止水帷幕是為了能夠達到隔絕地下水、防止坑底隆起和抵抗?jié)B流破壞的目的。這種組合形式適用于地下水較多且不容易降水的情況下。組合形式見圖 1-1b。（3）土釘+微型樁土釘+微型樁的復合土釘支護結構適用于土質較差的條件下。通過加入微型樁，達到提升邊坡土體剛度、減小邊坡位移和增加邊坡穩(wěn)定性的目的。組合形式見圖 1-1c。（4）土釘+預應力錨桿+止水帷幕

技術路線

基坑發(fā)生變形的原因就是坑內土體開挖打破了周圍土層原有的平衡狀態(tài)，形成基坑內外壓力差�；又車貙赢a生移動，在支護結構兩側產生壓力差，支護結構和基坑邊坡產生向坑內的位移。不同地區(qū)、不同施工條件下的基坑開挖支護過程中，基坑周圍地層變形也會因為選取的支護結構不同而有較大的差別[26]。目前，在基坑開挖過程中的變形一般分為三種：支護結構的變形、坑外的地表沉降、基坑底部的隆起。2.2 基坑變形特性2.2.1 支護結構的水平位移基坑支護結構變形與結構形式、施工方法、剛度等都有著直接關系。1990 年 Cloughand O’rourke 通過研究，將基坑開挖引起的支護結構變形總結劃分為三類：懸臂式位移、拋物線式位移以及兩種型態(tài)的結合型式。三種型式見圖 2-1。

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本文編號：2819600