土钉与锚杆复合支护在基坑工程中的应用研究

发布时间：2017-05-24 12:04

  本文关键词：土钉与锚杆复合支护在基坑工程中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济和城市的快速发展,出现了城市建设用地的紧张,现代化城市建设向高空及地下发展,出现了大量深基坑工程。土钉支护作为一种施工简便、施工周期短、工程造价低等优点的支护形式,迅速在各种支护工程中广泛应用。土钉与锚杆复合支护技术是在土钉支护的基础上发展起来的一种改良法,克服了单一土钉支护的局限性,能有效地控制边坡变形,使得基坑工程更加安全可靠。由于受到诸多因素的影响,土钉与锚杆复合支护技术的实践是先于理论的,某些理论仍然不成熟,因此,需要完善理论研究,才能更好地指导设计与施工。本文将针对土钉与锚杆复合支护技术在基坑工程中的安全支护问题,结合北京某实际基坑工程,采用数值模拟方法,通过分析无支护、土钉支护以及土钉与锚杆复合支护情况下边坡水平位移、土钉与锚杆轴力、基坑稳定性等,研究土钉与锚杆复合支护结构的工作性能,并与实际工程的监测数据进行比较分析。通过分析放坡坡度、土钉长度、土钉倾角、锚杆布置位置、锚杆倾角、锚杆自由段及锚固段长度、预应力大小等设计参数对土钉与锚杆复合支护工作性能的影响,总结以上设计参数的影响规律,对实际工程的支护方案进行优化分析,并提出合理设计参数选取的分析方法。通过分析研究,得到以下主要结论：(1)相比单纯土钉支护,采用土钉与锚杆复合支护的形式更加安全可靠,在预应力锚杆的作用下,边坡水平位移得到有效限制,基坑潜在滑移面向远离开挖面偏移,基坑整体稳定性也有很大提高。(2)边坡坡度对基坑支护的影响最大,其次是土钉长度与锚杆布置位置,其它参数也都有不同程度的影响,因此在进行设计参数优化设计时,边坡坡度、土钉长度与锚杆布置位置应优先考虑。(3)数值模拟虽然不能准确预测出基坑变形值,但可以很好地模拟出基坑变形特点,做出基坑的定性分析,作为设计与施工的重要判断依据。在现有理论不完善的情况下,结合工程经验、数值模拟分析与基坑整体稳定性验算做出综合判断,才是更好的优化设计分析方法。
【关键词】：土钉 预应力锚杆 复合土钉支护 数值模拟
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU753
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 土钉支护概述10-12
• 1.2.1 土钉支护的概念10-11
• 1.2.2 土钉支护的特点11-12
• 1.2.3 土钉支护的发展与研究12
• 1.3 复合土钉支护概述12-14
• 1.3.1 复合土钉支护的介绍12-13
• 1.3.2 复合土钉支护的发展与研究13-14
• 1.4 土钉与锚杆复合支护研究现状14-16
• 1.5 研究内容16-17
• 第二章 土钉与锚杆复合支护的理论分析17-22
• 2.1 土钉与锚杆复合支护的作用机理17-19
• 2.1.1 土钉支护的作用机理17-18
• 2.1.2 锚杆的作用机理18-19
• 2.1.3 土钉与锚杆复合支护的作用机理19
• 2.2 土钉与锚杆复合支护的稳定性19-21
• 2.3 本章总结21-22
• 第三章 土钉与锚杆复合支护在实际工程中的应用22-32
• 3.1 基坑工程简介22-24
• 3.1.1 工程概况22-23
• 3.1.2 工程地质条件23
• 3.1.3 水文地质条件23-24
• 3.2 基坑支护设计24-25
• 3.2.1 设计内容24
• 3.2.2 支护方案24-25
• 3.3 施工技术及要求25-28
• 3.3.1 地下水控制25
• 3.3.2 土方开挖25-26
• 3.3.3 土钉墙施工26-27
• 3.3.4 预应力锚杆施工27
• 3.3.5 施工检测27-28
• 3.4 施工监测方案28-31
• 3.4.1 仪器监测28-30
• 3.4.2 巡视检查30-31
• 3.5 本章总结31-32
• 第四章 土钉与锚杆复合支护的数值分析32-63
• 4.1 理正深基坑支护软件简介32
• 4.2 FLAC3D软件简介32-33
• 4.3 FLAC3D模型的建立与参数的选取33-35
• 4.4 无支护结构的模拟分析35-42
• 4.4.1 基坑水平位移分析36-39
• 4.4.2 基坑整体稳定性分析39-40
• 4.4.3 地面附加荷载对基坑变形影响分析40-42
• 4.5 土钉支护的工作性能分析42-50
• 4.5.1 基坑水平位移分析43-46
• 4.5.2 土钉轴力分析46-47
• 4.5.3 基坑整体稳定性分析47-50
• 4.6 土钉与锚杆复合支护的工作性能分析50-61
• 4.6.1 基坑水平位移分析51-55
• 4.6.2 土钉与锚杆轴力分析55-58
• 4.6.3 基坑整体稳定性分析58-59
• 4.6.4 基坑坡顶变形模拟值与实测值比较分析59-61
• 4.7 本章总结61-63
• 第五章 土钉与锚杆复合支护的影响因素分析63-76
• 5.1 边坡坡度的影响63-65
• 5.2 土钉长度的影响65-67
• 5.3 土钉倾角的影响67-68
• 5.4 锚杆布置位置的影响68-70
• 5.5 锚杆倾角的影响70-71
• 5.6 锚杆自由段长度的影响71-72
• 5.7 锚杆锚固段长度的影响72-73
• 5.8 锚杆预应力大小的影响73-74
• 5.9 本章总结74-76
• 第六章 结论与展望76-79
• 6.1 主要结论76-77
• 6.2 研究展望77-79
• 参考文献79-83
• 附录A83-86
• 附录B86-88
• 附录C88-94
• 附录D94-101
• 在学期间的研究成果101-102
• 致谢102

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