。万方数据三峡大学硕士学位论文超前微型桩钉复合土钉墙的基本构造超前微型管桩钉锚复合土钉支护结构，即指土钉预应力锚杆索超前微型管桩的组合支护形式。其结构主要组成部分分为三块土钉部分，这部分是超前微型管桩复合土钉墙的基础结构复合加固部分，指导是由冠梁锚杆腰梁超前微型管桩等组成的复合加固结构，这部分对土钉基础部分进行了加固强化作用降排水体系，这部分是保证结构安全性的有效措施。土钉构造及作用土钉构造土钉排列间距般较密，分布呈梅花状或者矩阵分布，杆体通长与周围土体相接触，其工作特点是，与周围土体形成个组合体，通过土钉群起作用。在工程应用中般要求设置两排或两排以上。土钉在边坡有定变形的情况下受到拉力作用，受拉的土钉体又反作用于土体，限制其继续变形，起到保持边坡稳定的作用。在设计施工过程中，首先考虑土钉的设置不应对已有构筑物地下埋设管线以及基坑周边的后续工程造成危害，般根据现场情况将其设置为与水平方向成方向，并与可能的最大主应力方向大体垂直。工程中，常用的土钉类型为钻孔注浆钉，在砂卵石或者回填土层也采用击入钉和击入锚管注浆钉两种土钉钻孔注浆钉图开挖到施工面后般在土钉施工标高以下位置先在土体中成孔，成孔直径将钢筋用定位支架居中定位，随注浆管插入孔底，注浆至孔体饱满。般间距设置个定位支架，土钉钉体钢筋按规范采用级或级钢筋，按构造要求及验算结果使用钢筋直径。图土钉细部构造图打入式钢花管注浆钉图在不易成干孔的土层中，土钉植入可以采用击入钢花管的方式，此种工艺被广泛的使用在杂填土软弱土层及密实或较密实的粗万方数据三峡大学硕士学位论文粒土层。钢花管般采用直径以上，且管壁及以上的热轧钢管加工制作而成，其插入土层端加工成锥形，并沿管每隔钻排直径的出浆孔，另外使用角钢在孔上方形成保护，在离孔口范围内为避免注浆外溢，杆体难以注浆饱满，般不宜设置出浆口。其施工方法般为采用人工或振动冲击的方式先将钢管击入土层中，然后进行注浆。图打入式钢花管注浆钉土钉的作用复合土钉支护结构，都是以土钉为基础发展起来的，其核心部分依然是土钉，土钉作用机理表现在箍束骨架作用。土钉的作用效果，取决于其自身的强度及在墙体内分布的空间位置。在复合土钉支护结构中，土钉起着制约坡体变形的作用，使土钉之间形成了“土拱”效应，所谓“土拱”，既是种应力转移现象，是通过土体自身抗剪强度的发挥实现的。这部分作用的发挥，使得土体的变形受到制约，从而使复合土体构成个整体，而获得较大承载力。承担主要荷载作用。在复合土钉墙体内部，土体与土钉等支护结构共同承担着来自外界的载荷作用及本身的自重应力。土钉与土体两者之间，显然土钉强度远大于土体，在坡体出现定的塑性变形时，应力会逐步向土钉等支护结构转移，随着变形的增加，其转移现象更为显著。应力传递与扩散作用。在土钉与土体相互作用过程中，土钉体将荷载传递至周围土体，并向纵深处土体扩散，使得复合土体中的应力水平较未支护的素土边坡大大降低，对边坡体的变形起到控制作用。对坡面的约束作用。土体开挖卸载或者产生塑型变形甚至开裂，必然会使坡面产生鼓胀变形。土钉与混凝土面层的共同作用，能够起到限制坡面鼓胀的作用，避免了因为坡面鼓胀产生的破坏。加固土体作用。这部分作用是通过对土钉体注浆过程实现的，在注浆过程中，浆液会沿着土体中细小的裂隙扩渗，常压时可将裂隙扩至成浆脉，增加了土体本身的强度，而压力注浆效果更为明显，有的可以达到倍孔径范围。而对于击入式土钉，在土钉击入过程中即对周边土体产生挤压，使土体强度增加。万方数据三峡大学硕士学位论文锚杆索构造及作用锚杆构造超前微型桩复合钉锚支护结构中的锚杆索是指在下步工作面开挖前，施加预应力，通过拉力将力传递到稳定的岩土体中的种受拉杆件，由锚头杆体自由段和杆体锚固段三部分组成，其中自由段是指段未与土体接触的杆体，此部分般在，锚固段应进入坡体破裂面以外的稳定岩土层。锚杆预应力的施加，能起到增加土体围压的效果，从而增加土体的稳定性。相关研究及工程实践表明，锚杆的位置在基坑中上部时效果好于其它的布置方式。锚杆间距不宜太小，其与水平面的夹角在时能更好的发挥其作用。工程上般采用钢铰线作为锚杆的杆体，当锚杆的轴向受拉荷载较小时，也有使用级级或级钢筋精轧螺纹钢或无缝钢管作为其杆体。为满足锚杆高承载力要求，锚杆注浆宜般进行二次高压注浆，即待初始注浆满足初凝的情况下，通过预埋的注浆管，将高压水泥净浆，或者水泥砂浆二次劈裂注浆。浆体凝结强度应较大，不宜小于。锚杆施工后需进行张拉锁定，根据锁定的方式不同其加载也不同，但其张拉的强度不宜大于杆体本身的抗拉强度。图预应力锚杆大样图锚杆的作用锚杆是超前微桩钉锚组合支护结构的重要组成部分，其在支护体系中所起到的作用与土钉有类似处也有不同处。其相同之处见上节土钉作用，不同之处表现在还提供了预应力，且其刚度及抗拔力较普通土钉大很多。除与土钉相似作用外，其作用主要表现在预应力作用。边坡土体受到主动的约束作用，使潜在的滑裂面处法向的正应力增大，从而增大潜在滑裂面界面上的摩擦力，土体自身的强度得到提高，变形量受到有效控制，此约束力部分替代了由于边坡开挖所引起的卸载作用。增强边坡抗滑移稳定性。锚杆注浆般采用二次高压劈裂注浆工艺，其锚固万方数据三峡大学硕士学位论文段在假设破坏面以外，且锚固段长度般较长，这样能充分的调动深层稳定土层的潜能，将应力扩散至较深部位，且提供足够的抗拔力，其提供的抗拔力通常是土钉所提供抗拔力度几倍甚至几十倍，极大的增强了边坡整体抗滑移破坏能力。超前微型管桩构造及作用超前微桩构造超前微型桩是指在基坑开挖前施工的，沿开挖面预埋或者击入截面尺寸较小的竖向构件。微型桩般采用小直径混凝土桩钢管桩型钢等，特殊情况下也可采用木桩竹桩等，其间距根据桩径作适当选择，般取，对木桩等应适当减小。嵌固深度般不小于，桩顶部般设置通长冠梁。当采用管桩时，内置钢管般采用直径无缝钢管或者焊管，根据孔径大小选择填充材料，对于孔径较小的桩，可以采用压密注浆，孔径较大的管桩可以填充混凝土，根据规范要求填充混凝土抗压强度等级不宜低于。管桩桩顶平行基坑边线方向般用现浇混凝土制作的冠梁，冠梁内置钢筋或者用根槽钢将管桩顶通长连接。两排以上的钢管桩，排间用螺纹钢拉接。图超前微型桩简图微型管桩的作用用于控制基坑变形，垂直开挖基坑坡顶米左右范围内容易产生“掉角”现象，变形难于控制，采用微型管桩，有效的控制坡顶定范围内的变形量。提高基坑整体稳定性，当坡体产生整体滑动时，滑动面般要通过微型管桩，而微型管桩的强度远大于土体，因此微型管桩能在定程度上提高基坑的稳定性。而设计中般仅作为安全储备，不另作计算考虑。万方数据三峡大学硕士学位论文面层及围檩构造及工法面层及围檩构造复合土钉支护的面层通常为厚的喷射混凝土墙，且强度不应小于，终凝时间不宜超过小时。面层中配置钢筋规范采用级钢筋，直径宜为，间距宜为，钢筋连接般采用绑扎，搭接长度不小于倍钢筋直径。喷射混凝土面层与土钉间应连接牢固，土钉之间应设置通长水平加强筋，般采用跟直径级或者级钢筋。图喷射混凝土面层的构造图预应力锚杆与面层及围檩连接构造图锚杆端部与面层的连接般应采用围檩，不便于设置围檩时，也可以采用钢筋混凝土承压板，围檩截面和配筋需计算确定，且宽度不小于，高度不小于，通长配置。构造图见图，承压板尺寸和配筋亦应通过计算确定，且长度宽度不宜小于，厚度不宜小于，混凝土等级不小于。围檩及承压板也可采用钢结构代替。面层及围檩作用喷射混凝土面层是钉锚组合支护的重要组成部分。面层能起到限制边坡面鼓胀的作用，消减了边坡土体内部塑型变形，增强了基坑边界约束，在土体处于开裂变形阶段，起到了很重要的作用。另外，喷射混凝土面对存在对于土钉协调受力有着积极的作用，当局不土钉受力达到极限状态时，多余的力可以向其他土钉转移。钉锚组合支护中的面层是由喷射混凝土形成，混凝土喷射过程中清除了坡面的松万方数据分类号密级硕士学位论文超前微型桩钉锚复合土钉墙数值模拟与应用学位申请人张少琴学科专业地质工程指导教师张业明研究员二四年五月万方数据，万方数据三峡大学硕士学位论文三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据三峡大学硕士学位论文内容摘要基坑土钉支护由于施工简捷迅速经济安全，在国内外广泛的应用。随着土钉支护的推广，其局限性逐步体现出来，具体表现在土钉支护通常适用于地下水位较低自立性较好的地层土钉支护整体位移往往较为偏大在软弱地质条件区域及周边环境较为复杂地区不宜采用。复合土钉支护技术是在土钉支护结构中揉合了其它土体加固技术的岩土综合支护技术，是近几年来城市地区深基坑支护工作实践中发展起来的种具有中国特色的土钉支护技术。这种综合支护技术不仅保持了传统土钉支护的优点，而且有支护位移小适用范围广可以适用于地下水补给充裕有松散砂土软土坡顶荷载较大的场地的特点，给土钉支护在城市地区深基坑支护中的应用注入新的生命力。本文中所指超前微桩钉锚组合支护，即指土钉微型桩预应力锚杆索，属于复合土钉中的种组合形式。适用于地下水位较深，开挖作业面受限，对位移控制较高，基坑周边环境复杂，必须垂直开挖的基坑工程。此施工方法已经在北京及周边地区较为广泛推广，并取得了良好的经济效益。本论文应用大型通用有限元软件之，建立了超前微型桩钉锚组合支护的有限元模型，利用有限元中单元的生死功能，对基坑开挖过程进行了施工过程动态模拟，详细分析了基坑随着开挖支护整个过程进行的变形，得出以下些结论通过模拟得出，随着基坑开挖的深度变化，基坑整体水平位移有增大趋势，位移最大值，发生在基坑中下部，其影响范围也随着基坑开挖深度增加而增加。第层锚杆层施加时，基坑顶部出现正位移，即向基坑开挖面反方向出现位移，可以说明，预应力施加对坡顶位移产生了定影响。坡后土体沉降最大位置在离开挖面定距离的坡顶，最大沉降量在开挖面后有个先增大后减小的过程。随着开挖深度的增加，微型