水泥土桩复合土钉支护体系结构设计与稳定性分析

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1、目录目录摘要ⅠAbstractⅡ第1章绪论11.1前言11.2土钉支护技术的发展概况11.3复合土钉支护技术的研究现状21.4水泥土桩复合土钉支护体系的概念和发展31.4.1水泥土桩复合土钉支护体系的概念31.4.2水泥土桩复合土钉支护体系研究与应用中存在的问题41.5本文的主要研究内容4第2章水泥土桩复合土钉支护体系的受力机理分析62.1土钉支护受力机理分析62.1.1土钉抗拔作用机理分析62.1.2土钉抗剪作用机理分析112.1.3钉土相互作用分析132.2水泥土桩复合土钉支护受力机理分析132.2.1水泥土桩复合土钉支护体系的支护作用原

2、理132.2.2水泥土桩复合土钉支护体系中桩的作用分析142.2.3水泥土桩复合土钉支护体系变形特性分析162.3本章小结18第3章水泥土桩复合土钉支护体系的结构设计193.1土压力的分析计算193.2土钉的设计计算213.2.1土钉承载力计算213.2.2土钉构造设计233.3面层设计计算243.4水泥土桩设计计算243.4.1桩体抗渗设计243.4.2桩体嵌固深度计算25Ⅰ目录3.5本章小结25第4章水泥土桩复合土钉支护结构稳定性分析274.1规范中的复合土钉稳定性分析方法274.1.1《建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）》的

3、整体稳定分析方法274.1.2《复合土钉墙基坑支护技术规范（GB50739-2011）》的整体稳定分析方法284.1.3两种规范的差异314.2两种计算方法的对比分析324.2.1粘聚力c≠0的情况324.2.2粘聚力c=0的情况374.2.3不同土质条件下两种规范计算方法对比分析414.2.4桩的分担作用随c，φ值的变化规律454.3本章小结46第5章工程实例计算475.1基坑工程概况475.2工程地质条件475.3基坑支护方案485.4基坑整体稳定性计算495.5本章小结51结论与展望52致谢54参考文献55作者简介58Ⅰ第1章绪论第1章

4、绪论1.1前言近30年来，我国城市建设及城镇化发展迅速，随着高层建筑工程的逐渐增多，地下空间的开发规模也越来越大，如广深港铁路客运专线深圳福田火车站基坑长近1000m，宽近80m，深度达到32m，是目前国内最大的地铁客运车站。北京国家大剧院基坑工程总开挖面积达到近8万m2，基坑深度最深处达到了32.5m。天津市117大厦基坑开挖面积近9.6万m。基坑尺度的大深化已经成为基坑工程发展的新特点。目前，城市中的高层建筑主要分布在市区较为繁华的地段，这些地区建筑物较多，而且周围通常都埋设有通信以及市政排水等各种地下管线，某些地区甚至与市区已有的道桥设

5、施相联系，环境条件特别复杂，在有些地质条件较为特殊的地区，地下水以及软弱土质对基坑开挖和支护要求更为严格，在这些地区的基坑支护设计和施工过程中，不仅要保证基坑本身的安全，还要综合考虑基坑周边的环境和地质条件，以不影响基坑周边的环境和设施的正常使用为基本原则，所以控制基坑工程的变形显得尤为重要。近年来，基坑工程的理论研究以及工程应用都得到了极大的发展，为了尽量减小基坑施工对环境的影响，在实际应用中也发展出了多种支护形式，这些基坑支护形式主要包括以下几种：水泥土桩复合土钉支护；锚拉式排桩墙支护；地下连续墙结合内撑式支护；排桩结合内撑式支护以及组合

6、型的基坑支护方式等。对某些支护方式，实际工程应用要先于理论研究，这对工程技术人员对基坑工程的设计及施工也提出了更高的要求，一方面要在施工过程中逐步积累经验，另外也要加强理论方面的研究，以进一步深化对新型组合支护结构的认识，使其更好的应用于工程实践。随着基坑开挖深度和规模的扩大，基坑工程的难度也更加突出。这在地质勘查、设计计算、施工与监测等方面均对基坑工程的进一步发展提出了挑战。1.2土钉支护技术的发展概况基坑土钉支护技术产生于20世纪后期，这种技术由于施工较为简便，而且工程成本较低，因此，在这项技术出现之后，其工程应用较多，土钉支护的基本方5

7、5第1章绪论法是在基坑按一定的坡度先开挖到一定深度，然后在土中以一定的倾角成孔，将螺纹钢筋插入预先做好的孔中，再向孔内注入水泥浆，从而将钢筋和周围土体粘结在一起。在某些土质较软或地层含水量较大而成孔较困难时，可以直接将一定规格的钢管插入土体内，再通过钢管向土体内注入水泥浆，与周围土体粘结，形成土钉体，起到加固土体的作用，用钢筋网将坡面上的土钉端头连接成一个整体，并在坡面喷射混凝土[1][2]。因为土钉体与周围土体之间有摩擦力的存在，这样施做的土钉墙就成为一个复合土体，它的力学强度得到了很大的提高，而且随着基坑开挖深度的增加，土体变形时能将滑动

8、力传递到土钉体，土钉体再将这些力逐步传递到深层土体，这样就达到了限制基坑边坡变形的目的[3][4]。土钉支护技术在国外的应用较早，在20世纪中期，德国法兰克福地铁隧