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微型钢管桩复合土钉墙支护的模型研究与数值模拟

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微型钢管桩复合土钉墙支护的模型研究与数值模拟

作者：武威南昌大学

学位级别：硕士

传统的土钉墙支护凭借其施工简单、材料用量少、施工速度快以及结构轻巧灵活和造价低等诸多优点,在国内建筑界得到了迅速的发展,但由于它自身应用条件的局限性,很多复杂的深基坑无法使用。为了既保证土钉墙支护的优点,又能使其的应用范... 详细信息

传统的土钉墙支护凭借其施工简单、材料用量少、施工速度快以及结构轻巧灵活和造价低等诸多优点,在国内建筑界得到了迅速的发展,但由于它自身应用条件的局限性,很多复杂的深基坑无法使用。为了既保证土钉墙支护的优点,又能使其的应用范围增大,在这样的一个环境下,复合土钉墙支护的概念被提出。微型钢管桩复合土钉墙支护是复合土钉墙支护的一种复合形式,它是由土钉、微型桩、混凝土面层及原位土体四个部分构成。本文在基于已完工的南昌天御国际酒店的深基坑基础工程上,设计了一套室内缩尺模型进行模型测试研究,分别对钢管桩、土钉、土压力等构件设置了一系列的监测点,利用静态多功能测试系统采集数据进行处理分析。其次,利用数值仿真模拟FLAC3D软件对室内模型进行模拟,分析计算后提取数据结果与室内模型试验结果进行对比分析。最后,在利用FLAC3D进一步探讨了复合土钉支护体系的各支护构件对基坑稳定性的影响,为今后同类条件的施工设计提供优化。本文的研究成果可以总结为以下几点： (1)设计和制作了一套复合土钉墙支护体系的室内缩尺模型,通过还原工程实际的开挖过程,采集支护体系中相关构件的变化数据,进行研究分析。 (2)运用FLAC3D仿真模拟软件对室内模型进行三维数值模拟,同时相互验证模型试验与数值软件模拟的合理性及可行性。 (3)利用FLAC3D数值模拟软件对实际工程进行数值模拟,改变微型钢管桩复合土钉墙支护体系中各相关构件的影响因素,对基坑稳定性进行分析。

关键词：微型钢管桩复合土钉墙缩尺模型 FLAC3D

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微型钢管桩在岩石基坑支护工程中的应用研究

微型钢管桩在岩石基坑支护工程中的应用研究

作者：李白中国海洋大学

学位级别：硕士

微型桩，一般指直径在70-300mm内的桩，主要形式有微型钢管桩、钻孔灌注桩等，桩体主要由压力注浆体，并配以加筋材组成，由于能穿透各种类型岩土层且施工便利等优点，被广泛应用于滑坡治理，基坑、边坡支挡防护等工程。微型钢管桩... 详细信息

微型桩，一般指直径在70-300mm内的桩，主要形式有微型钢管桩、钻孔灌注桩等，桩体主要由压力注浆体，并配以加筋材组成，由于能穿透各种类型岩土层且施工便利等优点，被广泛应用于滑坡治理，基坑、边坡支挡防护等工程。微型钢管桩结合喷锚支护，是以青岛地区为代表的岩石地区基坑工程的一种特有的支护方式。该种支护结构形式弥补了纯喷锚支护的安全性不足的缺陷，又弥补了大直径桩在中风化岩层以下施工困难且造价较高的不足，是一种安全经济的支护方式。但是目前，在具体的微型钢管桩-喷锚支护结构设计计算时，均没有考虑微型钢管桩的作用，仅将其作为安全储备。鉴于此，论文从以下方面开展了研究工作。（1）查阅了关于微型桩在基坑工程中应用的文献，指出了目前存在的问题;（2）以青岛市某岩石基坑工程为例，选取典型剖面，运用岩土工程有限元数值模拟软件PLAXIS2D，对微型桩-喷锚支护的基坑工程进行了数值模拟计算;（3）探讨了微型桩直径、间距、嵌固深度和岩土体性质对微型桩内力变形的影响;（4）探讨了微型桩-喷锚支护结构的设计计算方法。论文的主要结论如下所述。（1）爆破对于基坑支护结构的受力、基坑的变形等有非常大的不利影响，施工过程中应严格按照相应爆破施工规范规程等进行施工;（2）微型桩主要在素填土和强风化岩层较厚的剖面起作用，该处微型桩能够较好得限制基坑侧向位移，同时由于该处微型桩会承担较大的轴力和弯矩，可以合理地调配锚杆的内力分配;主要位于中风化及微风化岩层的微型桩，基本上不起作用;（3）计算表明强风化岩层与中风化岩层交界面容易引起应力集中，因此应重视该部位的设计。同时，在实际施工中要注意对该处锁脚锚杆施加足够的预应力、对预留岩肩进行合理保护，以避免危险的发生;（4）对于同一截面而言，素填土和强风化岩层较厚的上部岩土层，宜设计为微型桩-喷锚支护，建议采用桩锚模型计算，下部中风化及微风化岩层，宜设计为岩石喷锚支护，采用岩质边坡稳定模型计算。

关键词：岩石基坑微型钢管桩喷锚支护设计计算 PLAXIS2D

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微型钢管桩边坡加固技术及其应用的研究

微型钢管桩边坡加固技术及其应用的研究

作者：李征湖南大学

学位级别：硕士

微型钢管桩，是将钢管桩与微型桩技术结合起来的一种新型抗滑桩，具有“小径高强”的特点，适应性强、安全度高、见效快、施工时间短、桩顶位移小，同时施工方便、施工时间短。微型钢管桩，在一些特定场合，尤其是在施工场地狭小，工程... 详细信息

微型钢管桩，是将钢管桩与微型桩技术结合起来的一种新型抗滑桩，具有“小径高强”的特点，适应性强、安全度高、见效快、施工时间短、桩顶位移小，同时施工方便、施工时间短。微型钢管桩，在一些特定场合，尤其是在施工场地狭小，工程条件复杂的情况下，以其独特的优势，逐渐受到工程人员的重视。因此，基于土质边坡的稳定特性，探讨微型钢管桩在边坡治理加固中的设计及施工原理与方法，总结工程实践的经验，具有指导工程实际应用的意义。本文在分析钢管桩的发展、特点及微型钢管桩研究与应用的基础上，首先探讨了土质边坡的破坏类型和边坡稳定性影响因素，进而从理论上和工程实际应用方面分析研究了土质边坡稳定性的评价方法，着重探讨了极限平衡分析法基础上的简化方法——瑞典圆弧滑动法和简化Bishop法的特点，以及极限平衡法的缺陷，为探讨微型钢管桩在边坡加固治理中的边坡稳定性评价提供了理论基础。其次，由于微型钢管桩在边坡加固中的属性为抗滑桩，故本文探讨了抗滑桩的优点及其适用范围，比较了抗滑桩的桩型及其选择条件，分析了边坡加固中抗滑桩上的主要作用力，包括：桩后的滑坡推力、锚固段岩土体的抗力、桩前岩土的抗力，而桩侧摩阻力、桩身的重力、桩底反力和粘聚力在工程实际中一般可以忽略不计。在此基础上探讨了抗滑桩的设计要求与步骤，进行了刚性抗滑桩设计与弹性抗滑桩设计的受力状态分析，探讨了桩身结构计算与桩侧应力验算，阐述了抗滑桩的剖面布置、截面形状、平面布置等布设原则和抗滑桩施工要求及应注意的事项。然后，根据微型钢管桩的加固特点，探讨了微型钢管桩的适用性，微型钢管桩可以单独使用，也可以和其他支挡结构进行配合使用，如微型钢管桩+锚喷支护，微型钢管桩+预应力锚索等配合使用。并在探讨一般锚固工程及岩土支挡结构功能要求的基础上，阐述了微型桩的一般构造规定和边坡加固中的单排微型钢管桩设计与多排微型钢管抗滑群桩设计，同时对微型钢管桩的一般施工工艺进行了归纳。最后，通过微型钢管桩与横梁、锚杆综合加固技术在长沙经济开发区博世边坡滑坡治理工程的应用为例，探讨了微型钢管桩的设计与施工加固技术的具体应用，阐述了双排微型钢管桩与横梁和锚杆的综合加固方案与实施过程，验证了其在边坡加固治理工程中的有效性。

关键词：土质边坡加固稳定抗滑桩原理微型钢管桩加固技术

微型钢管桩复合土钉墙模型模拟降雨及坡顶堆载试验研究

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微型钢管桩复合土钉墙模型模拟降雨及坡顶堆载试验研究

作者：曾祥福中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

随着我国城市化进程不断加速,城市建筑密度不断增加,基坑支护问题越来越突出,基坑支护技术不断取得发展,微型钢管桩复合土钉墙是一种近年来新出现的技术手段。微型钢管桩复合土钉墙具有良好的地层适应性,易于施工的特点。其变形小、造... 详细信息

随着我国城市化进程不断加速,城市建筑密度不断增加,基坑支护问题越来越突出,基坑支护技术不断取得发展,微型钢管桩复合土钉墙是一种近年来新出现的技术手段。微型钢管桩复合土钉墙具有良好的地层适应性,易于施工的特点。其变形小、造价低廉,有利于充分利用土钉的抗拨力与土体变形协调,减少结构造价,在同等条件下优于护坡桩方案。微型钢管桩复合土钉墙是一种新型的支护结构,是复合土钉墙中的一种,与普通土钉墙相比,微型钢管桩复合土钉墙克服了土钉墙变形大,不能在坡度小于1:0.1,高度大于12m的基坑边坡中应用的缺点。本文简单回顾微型钢管桩复合土钉墙在国内外基坑支护工程中的应用及其研究现状。介绍了微型钢管桩复合土钉墙的受力与变形特性。通过对微型钢管桩复合土钉墙比例模型模拟降雨及模拟坡顶堆载,获得模拟降雨及模拟坡顶堆载条件下边坡模型土压力、土钉轴向拉力、微型钢管桩弯矩和面层加强筋应变数据,分析了微型钢管桩复合土钉墙土压力、土钉轴向拉力和微型钢管桩弯矩沿深度方向分布规律,阐述微型钢管桩复合土钉墙受力机理。模拟降雨数据分析表明,土压力岩深度分布曲线不符合朗金土压力理论曲线,降雨能消除前期固结土压力,随着土体含水率的增加,土压力相应的增加。模拟降雨不能改变土钉轴力分布形态,但能增加面层加强筋应变和边坡位移。模拟坡顶堆载数据分析表明,土压力分布曲线不符合朗金土压力理论曲线,坡顶堆载引起土压力激烈的调整,但不一定是增加的。坡顶堆载不能改变土钉轴力分布形态,但能增加面层加强筋应变和边坡位移。通过微型钢管桩复合土钉墙基坑模型实验数据分析,发现了微型钢管桩复合土钉墙土压力、土钉轴向拉力、微型钢管桩弯矩和面层加强筋应变在模拟降雨和模拟坡顶堆载条件下的变化规律,为微型钢管桩复合土钉墙的研究工作提供一定的思路,并为微型钢管桩复合土钉墙设计提供一些有益的建议与参考。

关键词：土钉墙微型钢管桩模拟降雨坡顶堆载

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微型钢管桩在逆作法施工中在应用

微型钢管桩在逆作法施工中在应用

作者：姜永锋华南理工大学

学位级别：硕士

随着我国经济的发展，高层建筑屡见不鲜，建筑基础也越建越深。伴随着高层建筑基础逐渐加深，传统的基础施工技术不再经济并难以满足要求。随着建筑技术深基础的要求越来越高，深基坑支护工作逐步增加，近年来逆作法在建筑技术里取得了... 详细信息

随着我国经济的发展，高层建筑屡见不鲜，建筑基础也越建越深。伴随着高层建筑基础逐渐加深，传统的基础施工技术不再经济并难以满足要求。随着建筑技术深基础的要求越来越高，深基坑支护工作逐步增加，近年来逆作法在建筑技术里取得了长足的发展。逆作法是一个新兴的基础建设技术，它具有可提高安全性，并且大大降低建设成本，缩短建设周期等优点，具有很高的技术经济效益。微型钢管桩应用在逆作法中用以加固桩基，是一种很有发展前途和推广价值的桩基工程技术。论文以广州建和商业广场工程为研究案例，分析了微型钢管桩在逆作法施工中的应用。作为本文的理论基础和叙述铺垫，论文首先介绍了逆作法施工中桩基技术。简单介绍了逆作法施工的应用及特点、施工分类与施工程序、结构受力分析，同时叙述了桩基在逆作法中的作用和分类、桩基的支承方式和桩基在逆作法中应注意的问题。随后介绍微型钢管桩的应用，重点介绍微型钢管桩在逆作法施工桩基工程中的创新应用。包含了微型钢管桩应用范围及特点、微型钢管桩的受力机理、微型钢管桩的设计方法和微型钢管桩的施工方法的分析陈述。分析了微型钢管桩在逆作法支承柱与桩基工程中的受力性能、施工技术、应用价值与优势。最后，论文以广州建和商业广场为工程实例，分析了该工程逆作法的桩基工程技术，通过桩基础比选设计确定了桩基工程组合。分析了微型钢管桩的受力性能、群桩效应与桩土复合效应，运用经验公式和PKPM软件分析了微型钢管桩在工程实例中的承载力受力性能。对比分析了微型钢管桩与人工挖孔灌注桩承载力对比分析和经济效果，得出了微型钢管桩的设计和施工在逆作法工程中有很好的经济和技术效益。论文采用文献研究法、案例研究法和对比分析法等研究方法，研究分析了桩基础比选，分析了各自的特点以及效果。论文案例在逆作法施工前提下，选择人工挖孔灌注桩加微型钢管桩作为桩基工程，这种新型桩基结合满足地基承载力要求。论文通过理论与实践相结合，分析和归纳出了微型钢管桩的受力机理、设计方法和施工方法。通过对广州建和商业广场的案例分析，针对微型钢管桩的受力性能做了详尽的分析，并计算案例中微型钢管桩的承载力，对比分析普通人工挖孔灌注桩的承载力及经济效果。通过研究微型钢管桩的承载力和经济效果，本文认为在逆作法施工中微型钢管桩的应用有良好的技术经济优势和推广价值，能够取得令人满意的效果。

关键词：逆作法微型钢管桩桩基工程

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微型钢管桩失稳承载力理论及试验研究

微型钢管桩失稳承载力理论及试验研究

作者：严紫豪兰州理工大学

学位级别：硕士

微型钢管桩因加固费用低、布置灵活等优越性在工程上被大量应用于挡土结构、边坡支护、输电线路等工程,其侧向抗弯性能已有大量的研究成果,但其作为建筑物增层改造和加固纠偏的托换桩基础在近几年才开始兴起,在房屋纠偏方面使用的尤为... 详细信息

微型钢管桩因加固费用低、布置灵活等优越性在工程上被大量应用于挡土结构、边坡支护、输电线路等工程,其侧向抗弯性能已有大量的研究成果,但其作为建筑物增层改造和加固纠偏的托换桩基础在近几年才开始兴起,在房屋纠偏方面使用的尤为广泛。微型钢管桩的竖向承载力只是按照基础规范给出的经验公式进行计算,其实际承载力的理论及试验成果较少,而微型钢管桩由于直径较小,穿透力强且桩身长细比大而稳定性不佳,存在安全隐患,其失稳破坏模式是影响其承载力大小的关键。所以很有必要对微型钢管桩的屈曲稳定进行研究,这对实际工程有着重要的指导意义。对于桩基失稳,前人有大量研究,但传统方法研究桩基失稳存在一定局限性,因其使用的挠曲线为假设形式,失稳荷载为近似解,对于微型钢管桩这类长细比大,抗弯刚度低的桩体,其理论计算值与工程实际值差距较大,精确求解失稳承载力成为微型钢管桩推广使用不可回避问题,而求解真实失稳挠曲线成为解决问题的关键。本文在两个基本假设条件下,将桩土体系转化为合理的数学物理模型,系统的求解了微型钢管桩失稳挠曲线的解析式,并求解出相应的失稳荷载。本文做的主要工作及主要结论如下:(1)在Winkler弹性地基梁的框架下,分别采用k,m,c法求出桩基受竖向荷载时的挠曲线方程,给出失稳荷载与相关物理参数的控制方程,并运用MATLAB求解了相应的失稳荷载;在无限桩长条件下,地基系数为k法假设时,给出了失稳荷载的解析表达式,地基系数为m,c法假设时,通过量纲分析法,拟合出失稳荷载的解析表达式。(2)以边界条件为两端固定和一端固定一端自由为例,求解了桩基失稳承载力大小,给出了不同边界条件下失稳荷载的研究方法,并分析了不同边界条件下决定失稳承载力大小的相关因素。(3)设计了室内试验,验证了对不同边界条件、不同长细比、不同刚度比下的失稳荷载理论解;通过实际工程数据验证了失稳理论正确性。(4)收集了工程实际失稳承载力的数据,对比分析了理论值与实际的差别,进一步验证了该理论的正确性。

关键词：微型钢管桩 Winkler地基反力法失稳承载力室内试验挠曲线解析式

微型钢管桩复合土钉墙模型试验及支护设计研究

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微型钢管桩复合土钉墙模型试验及支护设计研究

作者：师毓嵩南昌大学

学位级别：硕士

随着中国大陆高层建筑的发展以及地下空间的充分利用,原先单一的土钉墙技术已不能满足要求,需要与其它类似的加固方法协调使用,在这种背景下产生了复合土钉墙。微型钢管桩复合土钉墙是土钉墙与微型桩的一种复合型式,其理论研究仍有所欠... 详细信息

随着中国大陆高层建筑的发展以及地下空间的充分利用,原先单一的土钉墙技术已不能满足要求,需要与其它类似的加固方法协调使用,在这种背景下产生了复合土钉墙。微型钢管桩复合土钉墙是土钉墙与微型桩的一种复合型式,其理论研究仍有所欠缺,微型钢管桩和土钉与土体之间的作用机理仍不明确。理清了土钉墙支护技术的起源、应用,以及目前微型钢管桩复合土钉墙的使用状况和制约其发展的瓶颈,阐述了研究复合土钉墙的各类方法。设计使用了一套用于研究微型钢管桩复合土钉墙的室内模型设备,并根据实际基坑支护工程进行了对应的系统的室内模型试验;制作了一套采集试验数据的方案,收集了模型试验中的土钉应变、边坡位移、钢管桩应变等数据,并对数据进行了转换分析。根据室内模型试验建立了相应的微型钢管桩复合土钉墙的三维有限元模型,运用有限元程序Midas/GTS对其进行了对比分析,控制单一因素如土质、是否设置钢管桩等,对边坡位移、土钉轴力、钢管桩弯矩等计算结果进行对比分析,并得出重要结论。将室内模型试验结果结合有限元分析结果进行对比分析,得出结论:在传统软件对微型钢管桩复合土钉墙设计缺失的情况下,采用三维有限元仿真模拟软件进行基坑设计是可行的。

关键词：微型钢管桩室内模型有限元模拟复合土钉墙

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微型钢管桩在边坡治理中的应用及其机理分析

微型钢管桩在边坡治理中的应用及其机理分析

作者：杨汉臣中南大学

学位级别：硕士

边坡治理中越来越多的使用微型钢管桩，对于新型滑坡支挡结构—微型钢管桩，具有安全可靠、造价低、工期短、使用范围广等特点，但当前对微型钢管桩的设计计算与加固机理没有一套成熟的理论，本文在总结前人研究成果的基础上，系统分析... 详细信息

边坡治理中越来越多的使用微型钢管桩，对于新型滑坡支挡结构—微型钢管桩，具有安全可靠、造价低、工期短、使用范围广等特点，但当前对微型钢管桩的设计计算与加固机理没有一套成熟的理论，本文在总结前人研究成果的基础上，系统分析了微型钢管桩的加固机理，研究了微型钢管桩的设计计算方法，结合工程实例，归纳起来，本文主要内容与所得成果如下：1、介绍了国内外钢管桩的发展历史和现状;分析微型钢管桩在边坡支护方面存在的问题。2、分析了土质边坡的特点和影响边坡稳定的因素;在极限平衡理论的基础上，提出了微型钢管桩加固机理的分析方法。3、借鉴传统抗滑桩设计计算原理，分析了微型钢管桩在加固边坡时提供的抗力;并对锚杆与微型钢管桩共同使用时的锚固长度进行了分析研究，并得出了技术参数计算公式。4、在分析微型钢管桩的加固机理后，运用反算法推导了指导设计施工的计算公式。5、应用推导公式对一滑坡进行设计，验证了微型钢管桩的加固效果。

关键词：滑坡微型钢管桩抗剪强度指标反算法

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注浆微型钢管桩体抗弯力学性能

建筑科学与工程学报 2020年第4期37卷 87-96页

作者：肖成志司雨王子寒李立书河北工业大学土木与交通学院天津300401 承德市公路工程管理处河北承德067000

基于15根注浆微型钢管桩体的抗弯荷载试验,综合分析钢管直径d和壁厚t、浆体水灰比W、钢管表面布孔直径r和间距s等因素对注浆微型钢管桩体抗弯承载特性、变形和破坏特点的影响。结果表明:相同桩径时,钢管直径和壁厚对微型钢管桩体抗弯承... 详细信息

基于15根注浆微型钢管桩体的抗弯荷载试验,综合分析钢管直径d和壁厚t、浆体水灰比W、钢管表面布孔直径r和间距s等因素对注浆微型钢管桩体抗弯承载特性、变形和破坏特点的影响。结果表明:相同桩径时,钢管直径和壁厚对微型钢管桩体抗弯承载特性影响显著,桩体极限抗弯荷载值随钢管直径和壁厚的增加近似呈线性增加;当0.59≤d/D≤0.72(D为桩径),浆体水灰比在0.45~0.75之间时对桩体极限抗弯荷载的影响较小,钢管表面布孔形式对桩体极限抗弯荷载的影响较小;基于注浆微型钢管桩外包浆体和钢管的荷载-应变曲线分析可知,注浆微型钢管桩体抗弯破坏标准可以以外包浆体的破坏为准;当0.28≤d/D钢管屈服和受压区外包浆体开裂所对应的抗弯荷载与极限抗弯荷载基本相同,而当0.59≤d/D≤0.72时,荷载加至极限抗弯荷载80%时钢管屈服,注浆微型钢管桩体呈现出明显的延性特征,钢管及内核注浆体自身强度发挥充分且抗弯承载作用明显,建议实践中微型钢管桩体钢管设计时以0.59≤d/D≤0.72为宜。

关键词：微型钢管桩注浆抗弯极限荷载钢管抗弯试验