复合土钉墙支护在复杂地形深基坑的应用研究

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1、第5期（总第175期）No.5(SerialNo.175)2014年10月CHINAMUNICIPALENGINEERINGOct.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.05.021复合土钉墙支护在复杂地形深基坑的应用研究李腾飞，张兵兵（大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连116000）摘要：岩土支护是地下工程领域中一项具有研究价值的技术，在整个地下工程以及大开挖工程中发挥着重要作用。近些年，我国城市地上交通的压力骤增，地下交通工程及岩土勘察工程的规模不

2、断扩大，支护结构与所服务的结构之间的相互影响也成为支护工程设计考虑的重要指标之一。以大连市重点工程南部滨海大道东端桥隧工程第二标段为例，以支护结构在此标段隧道工程中的作用、施工过程中支护结构监控测量数据以及数值分析为基础，提出了优化结构安全性的指标，对今后类似工程的设计具有较好的借鉴意义。关键词：深基坑；隧道；锚杆；支护技术中图分类号：TU473.2文献标志码：B文章编号：1004-4655(2014)05-0060-04大连市南部滨海大道东端桥隧工程第二标段深根据分析结果与实际工程中监控测量的结

3、果进基坑开挖，除要考虑开挖面岩体的稳定性和基坑内行对比，提出复合土钉墙的支护参数。施工人员的安全，工程的经济性也是支护工程设计1工程概况及施工方案所要考虑的重要指标。南部滨海大道东端桥隧工程起点为星海湾跨海复合土钉墙支护结构作为一种经济合理、施工大桥东引桥终点处，隧道穿越迎客山，向北至白云方便的基坑支护技术在我国广泛应用，国内外学者雁水附近山体主隧道分叉：一支向北至胜利路，终[1-2]也对复合土钉墙的作用机理进行大量的分析研究。于东北路与胜利路交叉处，向北连接东北路高架桥；但在实际复合土钉墙支护设

4、计方案中或趋于保守，一支向东至长春路，近期修建道路、桥梁接入东北造成极大的工程浪费；或趋于冒进，造成基坑失稳，路，远期设置互通立交与长春路、规划南部通道相[3]引起安全事故。深基坑开挖引起原有地层的应力重接。南部滨海大道深基坑工程平面示意图见图1。新分布，形成既塑性变形不稳定区域。土钉墙支护白云雁水[4]能够加固塑性变形区，引起应力二次分布，通过对塑性区的分析，从而更合理地选择锚杆（锚索）的标段分界布设方案。标段分界EK1+980EK2+050本文依托南部滨海大道明挖基坑工程实例，通过采用Mida

5、s-GTS有限元分析软件模型计算，对施工基坑基坑及基坑成型后坑内隧道开挖建立三维模型进行明挖隧道段标段分界有限元数值分析：对比基坑开挖支护前后，岩体卸NK0+630标段分界SK0+462.399荷引起的侧壁塑性区域变形和应力分布情况；分析图1南部滨海大道深基坑工程平面示意图土钉墙中锚杆随着基坑开挖深度的加大轴力变化趋势；将隧道开挖前后，土钉墙结构中锚杆轴力变化大连市区南部广泛分布青白口系细河群桥头组的情况做对比分析。石英岩夹板岩，大连市区北部有震旦系五行山群长岭子组板岩、南关岭组灰岩、甘井子组白云

6、岩。1.1工程位置收稿日期：2014-08-19第一作者简介：李腾飞（1980—），男，高级工程师，工程硕士，深基坑明挖段位于主隧道分叉位置，在白云雁主要从事岩石隧道及地下结构方面的研究和设计工作。水湖下游泄洪道内，基坑长74m，宽31m，最大60第5期（总第175期）No.5(SerialNo.175)2014年10月CHINAMUNICIPALENGINEERINGOct.2014李腾飞，张兵兵：复合土钉墙支护在复杂地形深基坑的应用研究2014年第5期DOI:10.3969/j.issn.10

7、04-4655.2014.05.021开挖深度34m，最小开挖深度21m，区域地质以f*=（σ1-σ3）+（σ1+σ3）sinφ-2c·cosφ=0（1）中风化石英岩夹板岩为主，岩石较破碎。式中：σ1、σ3表示最大和最小主应力,MPa；c1.2施工方案为岩土体的黏聚力,kPa；φ为岩土体的内摩擦角,复合土钉墙支护在复杂地形深基坑的应用研究1）基坑施工。从现状地面向下分5次开挖，（°）。每层开挖5m直至基坑底，每开挖一级在坡面进行边界条件：顶面为自由边界，侧面X方向固定，S李腾飞，张兵兵φ32全长黏

8、结型锚杆以及3×7φ15.2锚索的施工，前、后面Y方向固定，底面3个方向都固定。土层（大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连116000）锚杆布置的原则为竖、横向间距1.2m，锚索布设分布及性质见表1。原则为竖、横向间距4.8m和3.6m，每步开挖须表1土层分布及性质表待上一级开挖坡面土钉墙与锚索施工完毕后方能继容重/弹性模量黏聚力/摩擦角/摘要：岩土支护是地下工程领域中一项具有研究价值的技术，在整个地下工程以及大开挖工程中发挥着重要作用。土层厚度/m-3泊松比kN·m/GPa