土钉支护技术从上世纪七十年代出现以来在国内外得到了广泛应用,但其作用机理至今尚未研究清楚。目前主流计算模型有土钉墙计算模型和边坡锚固稳定计算模型。 水泥上桩复合土钉是为解决土钉支护在软土中应用时的止水、抗渗、超前支护等问题而出现的。它是在工作机理认识不太清楚的土钉支护中又加入了水泥土桩止水帷幕,其工作机理就更加复杂,目前对它的认识还很不清楚,这也是目前没有统一的设计理论的原因,存在着理论远远落后实践的局面。 在土钉支护中加入水泥土桩后,使得水泥土桩复合土钉在受力变形方面表现出与土钉支护很大的不同。本文在分析对比两者受力变形差异基础上,第一次系统研究了水泥土桩在复合土钉支护体系中的作用机制,揭示了水泥土桩复合土钉在减小坑壁侧移、加大施工开挖速度、均匀土钉受力以及改善环境影响等方面的作用机理。 同济大学对水泥土桩复合土钉进行了较深入和全面的研究,认为:复合土钉挡墙及其被稳定的土体构成了一人工边坡。水泥土桩复合土钉支护体系中,土钉具有加固和锚固双重作用。在此基础上,本文结合郑州地区水泥土桩复合土钉支护工程的实测资料,研究分析了水泥土桩复合土钉的受力变形递增规律,提出了考虑施工过程特点的受力变形设计计算方法。 本文的主要内容包括: (1) 根据土钉支护作用机理,提出了基于边坡锚固稳定思想的土钉力的增量计算方法; (2) 第一次系统研究了水泥土桩复合土钉中水泥土桩的作用机制;考虑水泥土桩在维持边坡稳定中的贡献,第一次提出了水泥土桩复合土钉中土钉力的增量计算方法;根据水泥土桩复合土钉的作用机理及可能的破坏模式,提出了一套适用于水泥土桩复合土钉的设计计算模式; (3) 在增量法计算土钉受力并设计土钉的基础上,根据水泥土桩和土钉的变形协调关系,第一次提出了水泥土桩复合土钉的变形计算方法和变形计算的简化方法; (4) 为检验所建立理论正确与否,本文结合工程实例,对土钉支护基于边坡锚