微型钢管桩在岩石基坑支护工程中的应用研究

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微型桩,一般指直径在70-300mm内的桩,主要形式有微型钢管桩、钻孔灌注桩等,桩体主要由压力注浆体,并配以加筋材组成,由于能穿透各种类型岩土层且施工便利等优点,被广泛应用于滑坡治理,基坑、边坡支挡防护等工程。微型钢管桩结合喷锚支护,是以青岛地区为代表的岩石地区基坑工程的一种特有的支护方式。该种支护结构形式弥补了纯喷锚支护的安全性不足的缺陷,又弥补了大直径桩在中风化岩层以下施工困难且造价较高的不足,是一种安全经济的支护方式。但是目前,在具体的微型钢管桩-喷锚支护结构设计计算时,均没有考虑微型钢管桩的作用,仅将其作为安全储备。鉴于此,论文从以下方面开展了研究工作。(1)查阅了关于微型桩在基坑工程中应用的文献,指出了目前存在的问题;(2)以青岛市某岩石基坑工程为例,选取典型剖面,运用岩土工程有限元数值模拟软件PLAXIS2D,对微型桩-喷锚支护的基坑工程进行了数值模拟计算;(3)探讨了微型桩直径、间距、嵌固深度和岩土体性质对微型桩内力变形的影响;(4)探讨了微型桩-喷锚支护结构的设计计算方法。论文的主要结论如下所述。(1)爆破对于基坑支护结构的受力、基坑的变形等有非常大的不利影响,施工过程中应严格按照相应爆破施工规范规程等进行施工;(2)微型桩主要在素填土和强风化岩层较厚的剖面起作用,该处微型桩能够较好得限制基坑侧向位移,同时由于该处微型桩会承担较大的轴力和弯矩,可以合理地调配锚杆的内力分配;主要位于中风化及微风化岩层的微型桩,基本上不起作用;(3)计算表明强风化岩层与中风化岩层交界面容易引起应力集中,因此应重视该部位的设计。同时,在实际施工中要注意对该处锁脚锚杆施加足够的预应力、对预留岩肩进行合理保护,以避免危险的发生;(4)对于同一截面而言,素填土和强风化岩层较厚的上部岩土层,宜设计为微型桩-喷锚支护,建议采用桩锚模型计算,下部中风化及微风化岩层,宜设计为岩石喷锚支护,采用岩质边坡稳定模型计算。
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