论文部分内容阅读
桩锚与土钉墙联合支护结构是桩锚与土钉墙两种常用深基坑支护形式的有机组合，是刚性支挡和柔性支挡两种不同支护形式的组合。桩锚与土钉墙联合支护形式大大发挥了两种支护结构的长处，具有满足基坑工程安全性要求的同时，大大降低深基坑工程造价的优点。然而，桩锚与土钉墙联合支护作为一种新的支护结构型式，它的设计理论滞后于工程实践。桩锚与土钉联合支护设计计算理论还不完善，设计时没有考虑桩锚与土钉墙这两种支护结构协同作用的问题。
通过理论分析与计算，发现目前联合支护中土钉墙设计计算时，不能考虑后续桩锚支护部分的土体开挖对土钉墙的影响，高估了土钉有效抗拔力；不能够考虑基坑开挖的时空效应，使土钉轴力计算值，坡顶水平位移、沉降计算值均偏小，导致土钉墙设计偏于危险。
把上部土钉墙支护部分的土体当成直接荷载进行下部桩锚支护设计的方法，计算得到的锚杆深部破裂面稳定性安全系数、基坑抗隆起安全系数均偏小，设计结果保守。这种设计方法也导致桩顶水平位移与沉降、桩身最大弯矩、锚杆锚头拉力计算值都比实际值大。主要原因在于，上部土钉墙开挖完成以后，土体的应力场发生了变化，不再是以垂直向下的自重应力为最大主应力的自重应力场。这种设计方法对上部土体的荷载概化与实际不符，造成桩锚支护设计保守。
基坑开挖前后，土体应力场有明显的差别。开挖后的主应力方向与大小均发生了改变，不再是开挖前的自重应力状态。基坑开挖前，作用在开挖底面水平面的垂向应力等于上覆土体的自重应力。而开挖完成后，开挖面附近垂向应力不再等于上部土体的自重应力；垂向应力变化具有分区特征，可分为垂向应力增大区、减小区与不变区。
针对桩锚与土钉墙联合支护设计需要解决的问题，提出了土钉墙设计土钉抗拔折减系数法与考虑上部土钉墙开挖效应的桩锚支护设计方法。采用本文提出的新设计方法进行桩锚与土钉墙联合支护设计，可使土钉墙设计更安全，使桩锚设计更合理、更经济。
由于目前基坑环境日益复杂，在桩锚与土钉联合支护基坑中，可能存在有限土体与非垂直开挖的情况。通过研究，建立了有限土体土压力与非垂直开挖土压力计算方法。采用算例验证了所建有限土体土压力与非垂直开挖土压力计算方法的正确性与合理性。