论文部分内容阅读
土钉墙是将一定密度和长度的钢筋安置于土体中，与土体共同作用，形成复合重力式挡墙，以保持边坡稳定的一种支护方法。其具有工期短，造价低、施工简便、适用广泛等优点，被广泛应用。但在软土层、自立性差的土层及地下水位以下，其使用被限制。复合土钉墙正是为突破此限制而发展起来的一种新的支护技术，它是将土钉墙与水泥搅拌桩、微型桩、预应力锚杆等有机地结合，形成具有超前加固、防渗止水、抗隆起、增强自立性及降低变形等作用支护结构体系。
文章针对复合土钉墙的设计理论和应用进行了较系统的研究，以复合土钉墙的受力机理及设计为主要研究对象，对复合土钉墙稳定性计算的不同方法进行分析、研究和评价。主要研究内容如下：
首先，对复合土钉墙支护结构的受力机理进行研究。通过对土钉抗拔力的分析，得出了土钉在抗拔力作用下的应力与应变、拉力与位移之间的关系。根据土钉直剪试验结果，分析了土钉受力机理。根据复合增强体的组合形式，分析复合增强体的作用机理。
其次，以复合土钉墙的设计理论、方法为研究对象，对支护结构的内部稳定性验算和外部稳定性验算内容及方法进行总结、研究。研究了墙背土压力分布状态，分析了现行规范中园弧滑裂面条分法计算中的不妥之处，提出可行的计算方法。
在此基础上，应用前述的理论和方法，结合一冶122街三期3＃楼的基坑支护工程实例，进行了详细设计，并提出了复合土钉墙施工控制要点。
研究结果表明：
(1)土钉具有五种作用机理：分担作用机理、骨架箍束作用机理、应力扩散作用机理、应力传递作用机理、坡面变形的约束作用机理。
(2)在土钉墙单独使用受限时，一般可以采用复合土钉墙支护，复合增强体一般针对土钉的弱点而有机选择，如在需进行防渗止水、解决土层临时自立性、提高坑底土抗隆起时，可采用水泥土搅拌桩来组合支护，为减少侧壁变形可与预应力锚杆组合等。
(3)对复合土钉支护结构的内部稳定性分析，工程设计一般采用园弧滑裂面，用普通条分法进行分析。计算时要分别考虑土钉、水泥搅拌桩、超前微型桩等复合增强体对抗滑的贡献。
(4)按条分法计算土钉对滑体的抗滑力时，不能把土钉的整个设计拉力作为一种外力来计算对滑体的抗滑作用。没有预加应力的土钉不能增加滑体对滑面的法向应力，只是增加了滑面抗剪能力，这种抗剪力通过土钉在滑面处的剪切偏转，部分转化为拉力而实现。
(5)墙背土压力分布不是完全呈三角形分布，而是在墙上部的1/4倍墙高呈三角形分布，土压力大小按朗肯土压力理论计算；在墙背余下部分，墙背土压力大小变化并不符合朗肯土压力理论值，土压力大小变化较小，计算时按不变值来考虑。
(6)复合土钉墙的外部稳定性计算时，把支护结构作为一个整体按重力式挡墙来考虑，应进行抗隆起验算、抗倾覆验算、抗滑移验算。
(7)复合土钉墙的设计时，还要对土钉的长度、直径、倾角、间距、面层及复合增强体进行合理选择和验算。
(8)进行复合土钉墙施工时，应按信息化施工，及时对基坑四周及支护结构体进行监测。