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土钉支护是近年来已经被普遍应用的基坑支护方法,通过调查近年来的基坑工程的案例发现:土钉支护有其局限性,它适用于地下水位较低的黏土、砂土、粉土地基,当土层软弱时不能提供有效的抗拔力的缺陷的现状。复合土钉支护型式的出现能适用更深更大范围的土层地质条件,越来越广泛应用于城市密集型基坑支护工程中,其中土钉-桩锚复合支护结构型式是应用于城市深基坑边坡支护的一种重要的型式,但目前存在土钉-桩锚支护结构型式工作机理和工作性能的认识还不够深入的现状,对土钉-桩锚支护结构型式下的基坑工程的边坡受力和变形进行了一些研究。 首先介绍了土钉支护技术和复合土钉支护型式的研究现状,引出了土钉-桩锚复合支护型式的受力和相关的变形研究的必要性,针对具体的工程实例—北京市平谷区万德福广场B43的地块的土钉-桩锚支护型式基坑支护工程进行展开分析研究。 然后通过有目的对万德福广场B43的基坑支护工程布置监测方案:主要选择在基坑1-1剖面及2-2剖面的坡顶、桩顶、桩身和锚头位置布设监测点,分别监测基坑的水平位移、竖向位移及支护结构的变形及内力变化情况。 其次通过岩土工程数值分析软件-有限差分Flac3D软件,综合考虑基坑开挖的平面范围和基坑对邻近建筑物(构筑物)的影响范围,确定网格划分、边界条件、土体本构模型、结构单元等参数来建立Flac3D模型,模拟现场的桩锚支护结构型式下1-1剖面和2-2剖面基坑开挖与支护过程,得到1-1剖面土钉拉力、锚杆拉力随基坑开挖的变化和基坑位移变化的规律。 最后将Flac3D软件分析的相关结果与实测的监测数据进行对比分析,得到了一些结论: (1)土钉内力随着开挖的进行,土钉内力逐渐增大,开挖对邻近的土钉受力影响较大;最大值并不是在端部,土钉轴力沿钉长曲线呈现两端较小,中间部分轴力大的形状。土钉越靠下部,土钉内力最大值越靠近坡面。 (2)Flac3D软件模拟时,锚杆内力值比实测的锚杆内力值要大。锚杆的内力从第一道锚杆到第二道锚杆呈增大,从第二道到第三道呈下降趋势。这间接反映了每道锚杆承受的土压力是不同的,支护结构土侧压力对锚杆的内力会有直接的影响。 (3)锚杆的内力沿着锚杆的长度方向上不同变化,靠中后锚杆内力较大。每步开挖下,各道锚杆内部的拉力也呈现不相同的变化,第一道锚杆先增后降幅度较大;第二道锚杆内力先降后增的趋势;第三道锚杆的内力呈增大的趋势。 (4)实际监测1-1、2-2剖面锚杆拉力变化相同,锚杆内力张拉锁定后预应力损失均很大,后趋于稳定。 (5)从Flac3D发现基坑开挖会出现底部隆起的现象,而后随着开挖的进行开始向坑内运动的规律;基坑开挖完成后,支护桩的位移比土钉墙的位移小,且桩身位移最大的部分出现在桩的中底部,表面呈两端小中间部分较大的变形趋势。