基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。随着工业和城市建设的发展,城市地面空间愈加紧张,地下空间的开发和利用已开始受到重视。随着深基坑工程的增多,人们对其支护方法也进行了大量的研究,并形成了多种行之有效的支护技术,其中土钉支护技术以其简便、快速、价格便宜等独特优点受到人们的青睐。但国内外对土钉支护结构的研究还不深入,由于其工作原理尚有许多不甚明了之处,故存在理论研究滞后于工程应用现象。本文在对前人的研究成果分析总结的基础上,取得了一些研究成果,以期能对土钉支护结构的研究和应用提供有益的指导。论文首先通过对土钉支护的概念进行辨析,给出土钉支护定义。介绍了土钉支护在国内外的发展概况及研究现状,应用范围和优缺点。对土钉支护结构的作用机理和工作性能进行系统研究。在前人研究的基础上利用两个不同的力学模型分析土钉抗拔试验的理论机理,土钉在正常工作条样下的内力、位移,以及土钉的横向抗剪作用,总结土钉支护的工作机理如摩擦加筋机理、土拱效应分析、似粘聚力理论。对基坑开挖过程中土钉支护的稳定性进行深入分析。对于内部稳定性分析,利用能量法考虑土钉横向抗剪作用,建立了在对数螺旋线破坏形式下的极限平衡状态安全系数的表达式,并在此基础上以安全系数为目标函数,以搜索出目标函数值为最小值的对数螺旋线曲线滑裂面作为最危险滑裂面,建立优化模型,通过输入参数的改变分析各设计参数对土钉墙稳定系数的敏感程度,为指导土钉支护的设计提供参考。归纳和总结土钉支护的设计步骤和方法。详细介绍土钉支护结构设计的原则、方法和设计计算内容,并针对现行规范设计方法和有限元分析方法阐述了设计计算中应注意的问题。总结土钉支护的施工方法。提出了施工注意事项、施工常见问题和其处理方法。提出土钉支护的变形监测要求和方法。结合福州地区工程具体实例分析,对土钉支护结构的支护机理和工作性能作了更进一步的说明。本文工作可为土钉支护结构的设计和工程应用提供参考。