【摘 要】
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本文阐述了五种桩-钉-锚复合加固技术的支护形式,主要研究土钉墙与桩锚联合支护结构和桩锚与土钉复合支护结构,这两种支护类型均属于桩-钉-锚复合加固技术。结合西安某土钉墙与桩锚联合支护结构的工程实例,对传统的土钉墙与桩锚联合支护结构稳定性验算方法进行了比较分析,并利用理正深基坑软件和MIDAS GTS NX软件对土钉墙与桩锚联合支护结构的整体稳定性进行验算,并验证MIDAS GTS NX软件的可靠性;
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本文阐述了五种桩-钉-锚复合加固技术的支护形式,主要研究土钉墙与桩锚联合支护结构和桩锚与土钉复合支护结构,这两种支护类型均属于桩-钉-锚复合加固技术。结合西安某土钉墙与桩锚联合支护结构的工程实例,对传统的土钉墙与桩锚联合支护结构稳定性验算方法进行了比较分析,并利用理正深基坑软件和MIDAS GTS NX软件对土钉墙与桩锚联合支护结构的整体稳定性进行验算,并验证MIDAS GTS NX软件的可靠性;以MIDAS GTS NX软件作为研究工具,探索桩锚与土钉复合支护结构中的土钉、锚杆,排桩和面层的工作机理;桩锚与土钉复合支护结构整体稳定性验算方法的选择以及适用于桩锚与土钉复合支护结构的基坑工程范围;应用MIDAS GTS NX软件探索降雨对桩锚与土钉复合支护结构变形的影响。根据西安某土钉墙与桩锚联合支护结构的工程实例,构建整个基坑工程的三维模型（基坑工程AB段采用土钉墙与桩锚联合支护结构）,研究基坑AB段随基坑开挖排桩、土钉的工作性状以及通过改变排桩、土钉和锚杆其中的一个施工参数,其余不变的方法,分析了排桩、土钉和锚杆的施工参数对土钉墙与桩锚联合支护结构的影响,为桩-钉-锚复合加固技术的推广与应用作出贡献。主要结论如下:（1）国内大多数建筑设计院都在使用理正系列软件（包含理正深基坑软件）进行基坑工程设计,这说明理正系列软件是经得起时间和实践检验的。利用理正深基坑软件按传统整体稳定性验算方法得到的验算结果和利用MIDAS GTS NX软件对土钉墙与桩锚联合支护结构整体稳定性验算所得到的结果进行对比,不仅验证了 MIDAS GTS NX软件的可靠性,而且还说明了土钉墙与桩锚联合支护结构采用传统验算方法是更偏于安全的。（2）只设置面层支护结构的滑块体大于天然的滑块体,面层能限制土体的侧向变形。土钉+面层支护结构的滑块体大于只设置面层支护结构的的滑块体,土钉对小范围的土体形成加固效应;预应力锚索复合土钉墙的滑块体大于土钉+面层支护结构的滑块体,锚杆能有效控制土体的水平与竖直位移;排桩能有效控制土体的水平与竖直位移,进一步扩大预应力锚索复合土钉墙的加固范围。（3）桩锚与土钉复合支护结构的整体稳定性验算按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中桩锚支护结构的整体稳定性验算更加合理,其中土钉当作非预应力锚杆参与整体稳定性验算。桩锚与土钉复合支护结构适用于土体强度不是很好且开挖深度30 m的基坑工程,笔者首次提出等价土钉个数概念对桩锚与土钉复合支护结构进行经济性分析,相同的深基坑工程,桩锚与土钉复合支护结构的工程造价低于桩锚支护结构。降雨会显著增大桩锚与土钉复合支护结构坡顶的水平与竖直位移,降雨对基坑开挖中下部坡顶水平位移影响较大,对基坑开挖中下部和排桩设置时坡顶竖直位移影响略大。（4）随着基坑开挖,土钉墙与桩锚联合支护结构的土钉轴力呈现中间大,两端小的特点;桩体水平位移呈现两端小,中间大。增大土钉直径和减小土钉水平间距能有效控制土钉墙与桩锚联合支护结构坡顶的水平和竖直位移,但并非盲目增大土钉直径和减小土钉水平间距,这样会提高工程造价。所以对于土钉直径与水平间距的选取,要考虑基坑工程的安全性与经济型两方面。增大桩径与桩体混凝土强度等级对控制土钉墙与桩锚联合支护结构桩顶的水平位移作用不大。锚杆锚固段直径与锚杆预应力能有效控制土钉墙与桩锚联合支护结构桩顶的水平位移,锚杆施加的预应力会减小周边土钉轴力,锚杆施加的预应力越大,减小周边土钉轴力的程度越大。
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