疏排桩-土钉墙组合支护结构工作原理

针对新型疏排桩-土钉墙组合支护结构,以疏排桩间抛物线土拱轴线和平面主动滑裂面假设为基础,阐述了疏排桩-土钉墙组合支护原理,对支护结构拱前滑裂土体失稳破坏、土拱自身强度与失稳破坏和结构整体失稳破坏三种破坏模式进行了探讨,推导了土钉墙荷载分担比、局部稳定性和整体稳性计算式。参数分析表明：土钉墙荷载分担比随土体强度的提高而减小,随疏排桩间距与基坑深度比值的增加而增加,支护结构稳定性随疏排桩间距与基坑深度比值的增加而减小,随土钉长度与基坑深度比值的增加而增加。并通过工程实例验证了建议方法的合理性。图12表1参9     

疏排桩-土钉墙组合支护结构离心模型试验研究——稳定性与破坏模式

疏排桩-土钉墙组合支护是疏排桩与土钉墙相结合的一种新型支护形式,它不但充分利用了排桩抗弯能力强的优点,同时有效地克服了疏排桩桩间距受桩间土体失稳的限制和土钉墙变形难以控制的缺点.这一新型组合支护结构目前在工程中已有广泛应用,但是对于疏排桩-土钉墙组合支护结构的加固机理和破坏模式还有待于深入研究.采用同济大学中型岩土离心机进行了7组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验.离心机模型试验结果表明,疏排桩-土钉墙组合支护基坑的整体稳定性较疏排桩支护和土钉墙支护都有显著提高.疏排桩-土钉墙组合支护结构中土钉的长度和布置间距,以及排桩间距对支护基坑的稳定性影响非常显著.     

疏排桩–土钉墙基坑支护中土钉墙加固效果试验研究

采用同济大学中型岩土离心机进行了5组疏排桩–土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。离心机模型试验结果表明:组合支护结构中土钉能够显著提高桩间土体稳定性。土钉长度对疏排桩–土钉墙组合支护基坑稳定性、破坏模式以及桩间土拱效应影响显著。在本文研究的土性和基坑条件下,当土钉长度和基坑高度之比(L/H)为0.33时,桩间土拱效应明显,桩间土体滑裂面形态与疏排桩支护结构形似,当L/H为0.67时,桩间土拱效应不明显,滑裂面形态与土钉墙支护结构相似。随着土钉长度的增加,疏排桩–土钉墙组合支护基坑中的排桩内力逐渐减小。     

疏排桩-土钉墙组合支护结构的计算参数与支护特性

基于疏排桩间抛物线土拱轴线和平面主动滑裂面的假设,建立了疏排桩-土钉墙组合支护结构的荷载分担和整体稳定计算模型,得到了相应的计算公式.参数分析表明:疏排桩-土钉墙组合支护结构的支护特性介于疏排桩与土钉墙的支护特性之间,且随参数变化表现为以疏排桩或土钉墙的支护特性为主导.建议在应用当中,根据工程条件,选择其主导特性进行设...     

疏排桩-土钉墙支护技术土压力特性研究与计算

本文深入探讨了疏排桩-土钉墙这一新的基坑支护方法,重点研究了疏排桩-土钉墙支护结构的土压力问题。文章首先分析了影响支护结构后土压力分布的主要因素。研究了主动土压力滑移面的形状、拱的传力路径,并以此对桩后土体进行分区。本文论述了疏排桩-土钉墙支护结构后土压力传递的必要条件,建立了土压力的计算模型,推导了土压力作用的计算公式,并结合工程实例阐述了土压力的计算过程。最后将计算结果与实测值进行了拟合,验证本土压力计算模型的合理性。     

疏排桩-土钉墙组合支护基坑整体稳定性分析

疏排桩-土钉墙组合支护是疏排桩与土钉墙组合形成的一种新型支护形式,是复合土钉墙发展的趋势之一。目前这一支护结构已在工程中应用,但对其的整体稳定性分析,目前尚未有统一的较好的理论分析方法。分别采用刘斌（2011）方法和有限元强度折减法计算疏排桩-土钉墙组合支护基坑的整体稳定性安全系数,并将两种方法的计算结果与离心机试验安全系数以及滑裂面位置进行对比分析。对比结果表明,采用刘斌（2011）方法计算得到的安全系数比强度折减法的计算值更接近于试验值,刘斌（2011）方法更适用于疏排桩-土钉墙组合支护的整体稳定性分析。     

土钉墙在疏排桩支护基坑中的加固效果试验研究

采用同济大学中型岩土离心机进行9组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。基于离心机模型试验结果,探讨土钉墙在疏排桩支护基坑中的加固效果,并推导土钉墙支护刚度的简化计算公式,研究土钉墙支护刚度对疏排桩-土钉墙组合支护结构支护特性的影响规律。研究结果表明:在疏排桩间设置土钉能有效减小支护结构地表沉降,土钉越长、间距越小时支护结构地表沉降值也越小,加密土钉间距比增加土钉长度对减小支护结构地表沉降更为有效;设置土钉能显著减小支护桩的桩身内力和变形,随着土钉长度的增加和土钉间距的减小,排桩的桩身内力分布规律逐渐由悬臂排桩支护特性向带支撑的支护桩特性转变;通过设置土钉不仅能提高支护结构的稳定性,还能改变支护结构的破坏模式,随着土钉墙支护刚度的增大,会使土钉墙的支护特性得到增强,形成以土钉墙支护特性为主导的疏排桩-土钉墙组合支护结构,相反,则以疏排桩支护特性为主导。     

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构稳定性分析

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构是复合土钉墙发展的趋势之一,此结构可有效地突破复合土钉墙在控制及预测位移方面的局限性,并增大了土钉墙的支护深度,增强其适用性及应用范围。以拱形理论为基础,分析土压力的传递及应力重分布的机制与特点,研究支护结构变形性状特征。据此,提出该支护方式的局部及整体稳定性计算公式,建立了受力及稳定性计算模型,并结合实例进行了相关验证。     

疏排桩-土钉墙组合支护结构排桩荷载分担比试验研究

对10个疏排桩-土钉墙组合支护结构进行离心机模型试验。基于试验结果,提出排桩荷载分担比的计算模型,探讨排桩荷载分担比的变化规律以及影响因素,并提出简化计算式。研究结果表明：当基坑挖深较小时,支护结构的荷载主要由土钉墙承担,排桩承担的荷载较小,随着开挖深度的增加,土拱效应将支护结构范围内的土压力不断传递给桩身,排桩承担的荷载越来越多,最多可达到总荷载的90%以上;增加土钉长度、减小土钉间距既可有效减少排桩分担的荷载,同时还能明显提高整个支护结构的整体稳定性;当桩间距在一定范围内时,增加桩间距能减小排桩荷载分担比,但是桩间距过大会明显降低整个支护结构的稳定性;土钉竖向间距对排桩荷载分担比的影响比土钉水平间距更为明显。     

疏排桩-土钉墙组合支护结构排桩荷载分担比试验研究

对10个疏排桩-土钉墙组合支护结构进行离心机模型试验。基于试验结果,提出排桩荷载分担比的计算模型,探讨排桩荷载分担比的变化规律以及影响因素,并提出简化计算式。研究结果表明:当基坑挖深较小时,支护结构的荷载主要由土钉墙承担,排桩承担的荷载较小,随着开挖深度的增加,土拱效应将支护结构范围内的土压力不断传递给桩身,排桩承担的荷载越来越多,最多可达到总荷载的90%以上;增加土钉长度、减小土钉间距既可有效减少排桩分担的荷载,同时还能明显提高整个支护结构的整体稳定性;当桩间距在一定范围内时,增加桩间距能减小排桩荷载分担比,但是桩间距过大会明显降低整个支护结构的稳定性;土钉竖向间距对排桩荷载分担比的影响比土钉水平间距更为明显。     

基于土拱效应的土钉支护结构稳定性分析

土钉支护结构整体稳定性分析作为土钉支护设计中的关键验算项目,直接影响到土钉支护结构的正常运行。本文从土钉与土体之间相互作用原理出发,运用土的塑性理论和土坡的极限平衡分析方法,提出了基于土拱效应原理基础上的土钉支护结构稳定性分析的新方法,并与现行《规程》方法进行比较。研究表明:土钉直径和间距对土钉支护结构稳定性的影响远比《规程》方法的要大。     

复合土钉支护体系稳定可靠性分析

基于Fellenius法,建立了复合土钉支护体系整体稳定性分析的力学计算模型,推导了失效函数中各参数的计算方法及其偏导数;然后应用几何参数控制法建立了基坑边坡整体稳定性破坏时最危险破坏面的计算模型,并利用网格法实现了最危险破坏面的优化计算;最后利用设计验算点法计算了复合土钉支护体系整体稳定的可靠性指标,分析表明:土体的黏聚力、内摩擦角及土钉注浆体与土体间粘结强度的变异性对基坑边坡整体稳定性有较大的影响。     

考虑桩间水平土拱效应的边坡桩间墙组合结构受力计算方法

抗滑桩桩间水平土拱效应目前主要用于确定桩间距,在桩间组合结构的受力计算中应用较少。如桩间墙,设计者多按设桩处的剩余下滑力计算桩上荷载,采取将土压力或剩余下滑力折减,或将土体参数提高的方法估算墙上荷载,未充分考虑桩间水平土拱的影响。首先理论分析了桩间水平土拱对桩间墙组合结构受力的影响,认为在桩间水平土拱影响下,抗滑桩的受力应为土拱拱顶处的剩余下滑力;挡土墙的受力应为拱前土体产生的主动土压力或剩余下滑力。在此基础上,推导了考虑土拱效应时该组合结构中抗滑桩和挡土墙的受力计算方法。以某实际铁路堑坡为例,通过计算考虑桩间水平土拱效应的桩间墙受力分配,说明了桩间水平土拱效应对桩间墙组合结构受力的影响。     

关于“复合土钉墙技术的研究及应用”的讨论

笔者近日学习了杨志银教授等同志撰写的《复合土钉墙技术的研究及应用》一文(《岩土工程学报》2005年第2期,以下简称“原文”),文中阐述了复合土钉墙整体稳定性分析方法,并结合工程实例进行了分析。笔者根据土钉墙基坑支护结构设计方面的工程经验,就复合土钉墙整体稳定性的验算问题,提出不同的看法,望与原文作者商榷。根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)(以下简称《规程》)的要求,在进行土钉墙设计时,应对其整体稳定性进行验算,其最危险滑动面按圆弧滑动法确定,最小安全系数按简单条分法计算(《规程》第6.2.1条),复合土钉墙的整体稳定性也可参考此方法进行验算(如原文所述)。复合土钉墙(或土钉墙)     

深基坑工程技术讲座(19)

第十九讲基坑稳定性（下）一柔性挡土支护结构基坑稳定性验算１９．１基坑失稳形态柔性挡土支护结构基坑失稳可分为两种主要形态：（１）因基坑土体的强度不足、地下水渗流作用而造成基坑失稳，包括基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底上体因承载力不足而隆起；地层因承压水作用、管涌、渗漏等等。本讲涉及基坑稳定性验算内容为：挡土桩稳定入土深度。基坑底上体抗隆起稳定性、基坑底土体抗渗流稳定性和基坑边坡整体稳定性等四个方面。（２）因挡土支护结构（包括桩、墙、支撑与锚杆系统等）的强度、刚度或稳定性不足引起挡土支护结构系统破…     

深基坑边坡失稳实例分析

土钉墙是基坑支护中非常经济、有效的支护形式，但由于支护体系主要依赖于土体自身稳定性及土体强度，使其支护的深度受到限制。为增加土钉墙支护的深度，可采取复合土钉墙支护形式。但在土钉墙支护的基础上增加何种复合结构，需要了解坡体的受力状态，对坡体受力状态的了解是支护设计和施工的前提。介绍了深基坑边坡采用复合土钉墙支护时，由于设计、施工等原因，造成边坡局部失稳的实例，为深基坑土钉墙支护设计和施工提供了宝贵的经验。可以看出，深基坑复合土钉墙支护，除常用的增加锚杆以增加边坡整体稳定性措施外，坡脚部位的稳定问题也需高度重视。     

复合土钉墙支护技术在基坑工程中的应用

文章以实际工程为例,介绍了复合土钉墙在基坑施工中的施工工艺。土钉墙支护技术就是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体与土共同作用,弥补土体自身强度的不足,从而有效地提高了土体的整体刚度,弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点,并辅以喷射混凝土在基坑工程中起到对土体加固作用,改变了边坡变形和破坏的性状,显著提高了整体稳定性。     

深基坑土钉支护结构稳定性研究

利用积分法建立了土钉支护结构的内部稳定性安全系数计算模型和边坡最危险滑移面搜索模型,利用网格法对最危险滑移面进行动态搜索和确定,计算其内部稳定性系数.在保证内部整体稳定性的条件下,进一步建立了外部稳定性即抗滑移和抗倾覆的稳定性验算模型,推导了验算公式,以求得深基坑土钉支护结构的最优设计.最后结合工程实例,分析讨论了土钉支护结构设计中存在的问题,为其发展应用提供了实践经验.     

软土地区复合土钉支护应用实例

土钉与水泥土搅拌桩组成的复合土钉支护技术在软土地区已广泛应用,其设计的重点工作是整体稳定性的分析验算。结合工程实例,阐述复合土钉支护设计计算方法。基坑监测结果表明,复合土钉墙整体稳定性满足规范要求时,基坑位移一般较小。     

防空洞区土钉墙支护实例与分析

依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－99要求,对郑州西部某深基坑土钉墙支护结构进行了土钉抗拉承载力和土钉墙整体稳定性验算。在施工过程中,遇到平行于基坑侧壁的防空洞,对其进行了承载力验算、抗滑移验算、抗倾覆验算及整体稳定性验算,并采取了相应处理措施。