【摘 要】
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微型桩式复合土钉墙作为建筑深基坑的重要支护形式之一,虽然在实际工程中得到了一定的应用,但目前对其作用机理的研究较少,设计计算理论尚未完善,故对微型桩式复合土钉支护结构机理进行研究,通过数值分析进行合理的设计计算以确保施工安全具有重要的研究意义。本文以柳州市某复杂地质条件下的基坑工程为依托,借助ABAQUS有限元分析软件建立基坑施工三维模型,对微型桩复合土钉支护条件下基坑开挖的进行全过程施工分析,并
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微型桩式复合土钉墙作为建筑深基坑的重要支护形式之一,虽然在实际工程中得到了一定的应用,但目前对其作用机理的研究较少,设计计算理论尚未完善,故对微型桩式复合土钉支护结构机理进行研究,通过数值分析进行合理的设计计算以确保施工安全具有重要的研究意义。本文以柳州市某复杂地质条件下的基坑工程为依托,借助ABAQUS有限元分析软件建立基坑施工三维模型,对微型桩复合土钉支护条件下基坑开挖的进行全过程施工分析,并与现场监测数据进行了对比;同时对土钉、微型桩、预应力锚索进行机理分析,以找出最优设计值优化基坑支护方案。本文取得的主要研究成果有:（1）考虑到依托基坑工程杂填土厚度深、水文地质条件及周边环境复杂,经过方案对比优化,对近路侧基坑提出了“注浆微型钢管桩+注浆微型树根桩+挂网喷砼+锚杆+预应力锚索”的以微型桩式复合土钉综合结构支护设计方案;并通过数值模拟计算对土钉长度、倾斜角度、桩直径等具体设计进行了优化,效果良好。（2）通过有限元模拟复合土钉墙支护的基坑开挖,得出随着开挖的进行,顶部水平位移出现先增大再减小后增大的现象,其竖向位移不断增加,二者开挖完成后趋于稳定;支护结构顶部最大水平位移计算值为4.95mm,与监测值4mm相符;顶部的竖向位移最大值为4.54mm,虽大于监测值的3.39mm,但得出的模拟计算值和实测值总体趋势线相符且均满足规范的要求。（3）随着开挖深度的增加,基坑边不同深度的水平位移总体趋势为先增大后减小再增大再减小,最大水平位移出现在深6m处近微型钢管桩的顶部位置,表明该部位较易出现问题,在基坑施工中应重点关注;基坑不同深度部位的竖向位移会逐渐增大,并会在坑底土体出现约19mm的隆起。（4）土钉采用等长布置相对其他的布置方式更能限制住基坑坡面的水平位移,其长度取10m左右为宜;土钉倾角越小基坑坡面的水平位移也越小,可将倾角取为10°左右;预应力锚索的数量越多,对于限制基坑变形的作用就越明显,对于变形较大的基坑可适当加入一定数量的预应力锚索;在二级开挖平台设置合理长度的注浆微型钢管桩,可有效约束基坑坡面的水平位移,其长度取为14m较好;微型桩的直径不宜过小,其取值建议大于250mm;当注浆树根桩直径在450mm之前,直径变化对基坑坡面的限制作用效果不明显,故当树根桩直径小于450mm时,可适当减小树根桩直径。
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