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斜打水泥旋喷搅拌桩复合锚杆是近年来新兴的一种基坑支护形式,也是岩土锚固领域的一项新技术,能为基坑内部留出足够的空间,提高了开挖、运土和地下结构施工效率,节省时间和成本。水泥旋喷搅拌桩复合锚杆中的水泥土锚固体的成桩工艺采用高压旋喷与机械搅拌,整体性和质量较高,直径可以达到500~800mm,极限抗拔承载力可以达到500kN以上,为软土地区基坑支护采用拉锚式支护结构提供了可能。该项技术已试用于100多个基坑工程,最大支护深度达到了27m,产生了良好的技术和经济效益,但对它的理论研究远远落后于工程应用,工程设计分析应用规范还亟待建立。因此,本课题拟对旋喷搅拌桩复合锚杆的工作机理及其在基坑工程中的应用进行系统地研究,主要工作包括: (1)结合常规和可回收复合锚杆的现场拉拔试验,介绍它们的施工工艺,分析其内部特殊构造的必要性与合理性。利用实测的受力变形数据,分析其抗拔刚度和极限承载力特性与计算方法。 (2)采用荷载传递法,推导水泥旋喷搅拌桩复合锚杆荷载-变形特性的理论计算方法,可以在已知土体和复合锚杆相关参数的情况下,计算单锚的抗拔刚度,并与实测结果进行对比验证。在此基础上,计算复合锚杆周边土体的剪应力衰减模式,确定单锚的影响范围。 (3)对于采用旋喷搅拌桩复合锚杆支护结构的基坑工程,通过理论推导,建立了基坑支护体系整体变形和稳定性的计算方法,并与实测结果进行对比验证。 (4)对与斜打水泥旋喷搅拌桩复合锚杆及其支护结构计算相关的重要参数进行数值分析,考察了这些参数的主要影响因素与变化规律,为其取值提供科学的参考依据。 (5)采用工程风险分析领域中较为适用的故障树方法,建立复合锚杆支护基坑事故发生概率的计算模型,由此分析基坑发生事故的可能性,寻找引起事故发生的主要风险因素,以便在实际工程中加以防范。