土钉支护技术以其快速、便捷、经济等独特优点已在深基坑支护中得到广泛应用,为进一步提高其在深基坑工程中的安全性,人们在很多工程实践中采用阶式土钉墙支护形式。由于土钉支护体系是由土体和支护结构组成,其加固机理较复杂,因此阶式土钉墙的理论研究相对滞后于工程实践,尤其是基坑开挖各阶段时的受力和变形情况很难准确把握。本文在总结前人的研究成果上,以保定市雨水泵站深基坑工程为例,得出坡顶变形、土体应力及土钉应力的变化规律,判别了阶式土钉墙稳定性的影响因素,并结合有限元法与理正计算值、基坑实测值进行了对比分析,以期能对阶式土钉墙支护结构设计、施工提供有益帮助,主要工作内容和成果如下:通过分析整理资料,系统论述了土钉支护体系的发展概况,总结了土钉支护技术和阶式土钉墙的研究现状,说明了土钉支护的作用机理、变形特征及破坏模式,重点阐述了阶式土钉墙支护设计方案,并采用理正软件对保定市乐凯大街雨水泵站东北侧泵房进行了整体稳定性计算。根据该基坑的岩土勘察报告和支护设计方案,采用有限元软件Midas/GTS,建立了基坑三维有限元模型,对施工全过程进行了数值模拟,分析得出了开挖支护阶段坡顶变形、土体应力及土钉轴力的变化规律,对比分析了不同设计因素对阶式土钉墙稳定性的影响,并分析比较了理正软件与有限元软件所得出的安全系数。以该工程为背景,详尽介绍了施工监测的目的、意义及方案设计。选取了该基坑六个方位测点,在开挖支护阶段对坡顶面的水平位移和沉降进行实时监测,并对监测结果做了细致的阐述和分析;通过将数值模拟结果与实际监测数据进行对比分析,检验了阶式土钉墙支护设计方案的安全性和可靠性,有利于指导基坑施工。研究分析表明:开挖至台阶处时,坡顶变形的模拟值和监测值随开挖深度增加而加大,且增长速率达到最快;坑壁台阶处有明显开挖压力差,越靠近应力等值线,该处应力梯度变化越明显;台阶附近处土钉的轴力值最大,且土钉前段有应力集中现象;开挖至台阶处后,坡顶变形的模拟与实测对比曲线出现较大偏差,但曲线发展趋势基本一致。