微型桩与复合土钉墙联合支护的计算方法研究
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大值一 般不 出现在 坡顶 ， 而且在 基坑坡 面上设 置预应
用， 按照 复合土钉 墙支 护进行分 析 ， 在设 计强 度 、 稳定
验 算基本 满足要求 的情况 下考虑微 型桩 的作用 ， 通过 微 型桩 的超前支护 作用 ， 早期 开挖过程 中控制 土体 在 变形并 提高基 坑稳定 性＿ 。 ５ ］
土 钉支护技术 在我 国取得 了新 的和较大 的成功 ，
尤 其是通 过竖 向和水平 向预 应力 加 强 的复 合 土钉 支
的滑体使 用微 型桩进行 加 固 ， 然后 开挖 。微型桩 的存 在， 尤其在 微型 桩顶 采用 了连 梁形 成 桁 架体 系 后 ， 桩
与桩 间岩 土体形成 了桩 一岩 土体 型 复合 结 构 。其 推 力 由桩 和桩 间岩 土体 共 同承担 。从 而 使 得整 个 微 型 桩体 系和桩 问岩土体 作 为一个整 体结构 进行 工作 ， 具 有类似 抗滑桩 的作 用 ， 承 受较 大 的 弯矩 和 剪力 ， 可 使 用 了桩顶 梁后 ， 使各根 微 型桩和桩 问岩土 体更加 紧密 地 联系在 一起 ， 能够有 效 的控制墙 面上加 固区域 拉裂
中 图 分 类号 ： Ｕ４２ ３ ； Ｔ ７． ４ ＴＵ４ ２９ ７． ９ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６３５ ８ ｆ０ １０ —２ ２０ １ ７—７ Ｊ ２ １ ）２０ ５—３
０ 引
言
（ ）抗 滑桩 模 式 。基 于微 型桩 仅 发 挥 抗剪 作 用 ２
的 圆弧 滑动法 分析 ， 基坑 开 挖 之前 ， 在 预先 针对 潜 在
其 中 ， 、 Ｅ Ｊ 为微 型 桩 的弹性 模 量 与惯 性 矩 ； 为 面 Ｅ。 层 的弹 性模 量 。
而其 位移 沿深 度 的变 化 曲线 与多 支 点 弹 性 支 护 结 构 的相 似 。而传统 土 钉 支 护边 坡 土 体 侧 向位 移 的最 大 值 均 出 现 在 坡 顶 ， 体 位 移 随 深 度 的 增 加 而 逐 渐 土
减小 。
２ 等效 刚度 法 计 算 研 究
２ １ 与地 下连 续墙 支护 的相 似性 ．
２ １ １ 面 层 作 用 机 理 ．．
图 １ 微 型 桩 与 等 效 刚 度 地 连 续 墙 厚 度 折 算
机理和变形性状的总结分析 ， 探讨了微型桩与复合土钉墙联合支护的主要受力和变形特征 与地下连续墙 支护的相似性 。在此基 础上 ， 假定微型桩和土钉墙面层为刚度较大的复合面层 ， 采用等效刚度法 ， 按地下连续墙 的支护理论进行 受力和变形计算 。基于 工程实例 ， 对此计算方法进行对比分析和总结。 关键词： 微型桩 ； 复合土钉墙 ； 地下连续墙 ； 等效刚度法
微 型桩 与 复合 土钉 墙联 合 支 护 的计 算方 法 研究
潘 星 周 学 良 ，
（． １ 合肥 工业 大 学 建 筑 设计 研 究 院 ， 徽 合 肥 安
摘
２ ０ ０ ；． ３０ ９ ２ 深圳 市 地 质 局 岩 土 工 程 设计 研究 所 ， 东 深圳 广
５８０） １０ ０
要 ： 向微 型 桩 和 水 平 向预 应 力 加 强 的复 合 土 钉墙 联 合 支 护 ， 经广 泛 应 用 于 深圳 地 区深 基 坑 支 护 工 程 中 。通 过 对 联 合 作 用 竖 已
护过程 中 ， 弱化微 型桩 的作用 或是不考 虑微 型桩 的作
到有效的控制 。与传统土钉支护型式相 比， 前者支护
边 坡 的水 平位 移和沉 降均较 小 。 （ ）复合 土钉支 护边坡 坡顶 由于有 圈梁 的存 在 ， ２ 坡顶 位移得 到 了一定 的约束 ， 使得土 体侧 向位 移 的最
１１ 受力机 理研究 ．
（ ）复合 了微 型 桩 和 预应 力 锚 杆 的复 合 土 钉 支 １ 护型式 ， 在开 挖和施 工过 程 中由于有微 型桩 的超前支 护作用 和预应 力锚杆 的主动约束 作用 ， 其变形 可 以得
（ ）土钉墙 模 式 。在微 型桩 复 合 土 钉墙 联 合 支 １
墙 的理论 进行分 析稳 定性 。
１２ 变 形 性 状 研 究 ．
进一 步发展 。鉴于此 ， 本文在 总结前 人研究 工作 的基 础上 ， 微型桩 与复合 土钉墙 联合支 护 的作用 机理 和 对 变形性状进 行 总结分 析 ， 初步 探讨 了等效刚度 的计算
方法。
１ 研究 现 状
单一 的土钉墙 受力 机理与 工作性 能大体 了解 ， 但
与止水 帷幕 、 型桩及 预应力锚 杆复合 作用 的机理研 微
究 目前还较 肤浅 （ 其是微 型桩参 与复合 作用 时） 设 尤 ， 计理 论与计 算方法 尚不成熟 ｌ 。 ４ ］
这些 问题 在一定 程 度 上制 约 了这种 支 护技 术 的
缝 的形成 、 开展 ＿ 。 ６ Ｊ
护 ， 土钉支 护技术 不 但 可用 于超 深基 坑 的文 护 ， 使 并
且用 于含软 土和砂层 等不 良地层 的支护 ， 之成 为施 使 工简便 、 造价低 廉 、 用广泛 的支护技 术ｎ 。这一技 应
术 已经广泛应 用于深圳 地 区深 基坑支 护工程 。
（ ）桩锚 模 式 。认 为微 型 桩 发 挥类 似 大 直 径 桩 ３ 的作 用 ， 承受 由水 土压力 产生 的荷载 ， 土钉 、 索将 喷 锚 层 所 承受 的水 土压力 传递 到稳定 的土层 中去 。 （ ）重 力式挡 土墙模 式 。将 土 钉 、 ４ 面层及 经 过注 浆加 固的土体 看成是 一组合 的重力 式挡 土墙 ， 挡土 按
收稿 日期 ：０ １Ｏ—５ ２ １－１２
作者 简 介 ： 潘
￣ （９ ３ ）男 ， 徽 舒 城人 ， 士 ， 肥工 业 大 学 建 筑设 计 研 究 院 工 程 师 １７－ ， 安 硕 合
２ ２ ｃｒ程与建设》 ２ ｌ 年第 ２ ５ Ｏ１ ５卷第 ２期
力锚 杆 的位置 ， 体 的变 形 也 得 到 了有 效 的 控 制 ， 土 因
用， 按照 复合土钉 墙支 护进行分 析 ， 在设 计强 度 、 稳定
验 算基本 满足要求 的情况 下考虑微 型桩 的作用 ， 通过 微 型桩 的超前支护 作用 ， 早期 开挖过程 中控制 土体 在 变形并 提高基 坑稳定 性＿ 。 ５ ］
土 钉支护技术 在我 国取得 了新 的和较大 的成功 ，
尤 其是通 过竖 向和水平 向预 应力 加 强 的复 合 土钉 支
的滑体使 用微 型桩进行 加 固 ， 然后 开挖 。微型桩 的存 在， 尤其在 微型 桩顶 采用 了连 梁形 成 桁 架体 系 后 ， 桩
与桩 间岩 土体形成 了桩 一岩 土体 型 复合 结 构 。其 推 力 由桩 和桩 间岩 土体 共 同承担 。从 而 使 得整 个 微 型 桩体 系和桩 问岩土体 作 为一个整 体结构 进行 工作 ， 具 有类似 抗滑桩 的作 用 ， 承 受较 大 的 弯矩 和 剪力 ， 可 使 用 了桩顶 梁后 ， 使各根 微 型桩和桩 问岩土 体更加 紧密 地 联系在 一起 ， 能够有 效 的控制墙 面上加 固区域 拉裂
中 图 分 类号 ： Ｕ４２ ３ ； Ｔ ７． ４ ＴＵ４ ２９ ７． ９ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６３５ ８ ｆ０ １０ —２ ２０ １ ７—７ Ｊ ２ １ ）２０ ５—３
０ 引
言
（ ）抗 滑桩 模 式 。基 于微 型桩 仅 发 挥 抗剪 作 用 ２
的 圆弧 滑动法 分析 ， 基坑 开 挖 之前 ， 在 预先 针对 潜 在
其 中 ， 、 Ｅ Ｊ 为微 型 桩 的弹性 模 量 与惯 性 矩 ； 为 面 Ｅ。 层 的弹 性模 量 。
而其 位移 沿深 度 的变 化 曲线 与多 支 点 弹 性 支 护 结 构 的相 似 。而传统 土 钉 支 护边 坡 土 体 侧 向位 移 的最 大 值 均 出 现 在 坡 顶 ， 体 位 移 随 深 度 的 增 加 而 逐 渐 土
减小 。
２ 等效 刚度 法 计 算 研 究
２ １ 与地 下连 续墙 支护 的相 似性 ．
２ １ １ 面 层 作 用 机 理 ．．
图 １ 微 型 桩 与 等 效 刚 度 地 连 续 墙 厚 度 折 算
机理和变形性状的总结分析 ， 探讨了微型桩与复合土钉墙联合支护的主要受力和变形特征 与地下连续墙 支护的相似性 。在此基 础上 ， 假定微型桩和土钉墙面层为刚度较大的复合面层 ， 采用等效刚度法 ， 按地下连续墙 的支护理论进行 受力和变形计算 。基于 工程实例 ， 对此计算方法进行对比分析和总结。 关键词： 微型桩 ； 复合土钉墙 ； 地下连续墙 ； 等效刚度法
微 型桩 与 复合 土钉 墙联 合 支 护 的计 算方 法 研究
潘 星 周 学 良 ，
（． １ 合肥 工业 大 学 建 筑 设计 研 究 院 ， 徽 合 肥 安
摘
２ ０ ０ ；． ３０ ９ ２ 深圳 市 地 质 局 岩 土 工 程 设计 研究 所 ， 东 深圳 广
５８０） １０ ０
要 ： 向微 型 桩 和 水 平 向预 应 力 加 强 的复 合 土 钉墙 联 合 支 护 ， 经广 泛 应 用 于 深圳 地 区深 基 坑 支 护 工 程 中 。通 过 对 联 合 作 用 竖 已
护过程 中 ， 弱化微 型桩 的作用 或是不考 虑微 型桩 的作
到有效的控制 。与传统土钉支护型式相 比， 前者支护
边 坡 的水 平位 移和沉 降均较 小 。 （ ）复合 土钉支 护边坡 坡顶 由于有 圈梁 的存 在 ， ２ 坡顶 位移得 到 了一定 的约束 ， 使得土 体侧 向位 移 的最
１１ 受力机 理研究 ．
（ ）复合 了微 型 桩 和 预应 力 锚 杆 的复 合 土 钉 支 １ 护型式 ， 在开 挖和施 工过 程 中由于有微 型桩 的超前支 护作用 和预应 力锚杆 的主动约束 作用 ， 其变形 可 以得
（ ）土钉墙 模 式 。在微 型桩 复 合 土 钉墙 联 合 支 １
墙 的理论 进行分 析稳 定性 。
１２ 变 形 性 状 研 究 ．
进一 步发展 。鉴于此 ， 本文在 总结前 人研究 工作 的基 础上 ， 微型桩 与复合 土钉墙 联合支 护 的作用 机理 和 对 变形性状进 行 总结分 析 ， 初步 探讨 了等效刚度 的计算
方法。
１ 研究 现 状
单一 的土钉墙 受力 机理与 工作性 能大体 了解 ， 但
与止水 帷幕 、 型桩及 预应力锚 杆复合 作用 的机理研 微
究 目前还较 肤浅 （ 其是微 型桩参 与复合 作用 时） 设 尤 ， 计理 论与计 算方法 尚不成熟 ｌ 。 ４ ］
这些 问题 在一定 程 度 上制 约 了这种 支 护技 术 的
缝 的形成 、 开展 ＿ 。 ６ Ｊ
护 ， 土钉支 护技术 不 但 可用 于超 深基 坑 的文 护 ， 使 并
且用 于含软 土和砂层 等不 良地层 的支护 ， 之成 为施 使 工简便 、 造价低 廉 、 用广泛 的支护技 术ｎ 。这一技 应
术 已经广泛应 用于深圳 地 区深 基坑支 护工程 。
（ ）桩锚 模 式 。认 为微 型 桩 发 挥类 似 大 直 径 桩 ３ 的作 用 ， 承受 由水 土压力 产生 的荷载 ， 土钉 、 索将 喷 锚 层 所 承受 的水 土压力 传递 到稳定 的土层 中去 。 （ ）重 力式挡 土墙模 式 。将 土 钉 、 ４ 面层及 经 过注 浆加 固的土体 看成是 一组合 的重力 式挡 土墙 ， 挡土 按
收稿 日期 ：０ １Ｏ—５ ２ １－１２
作者 简 介 ： 潘
￣ （９ ３ ）男 ， 徽 舒 城人 ， 士 ， 肥工 业 大 学 建 筑设 计 研 究 院 工 程 师 １７－ ， 安 硕 合
２ ２ ｃｒ程与建设》 ２ ｌ 年第 ２ ５ Ｏ１ ５卷第 ２期
力锚 杆 的位置 ， 体 的变 形 也 得 到 了有 效 的 控 制 ， 土 因