剛架護坡樁的試驗研究與應(yīng)用

 在邊坡支護中處于同一平面的前樁與后樁之間用剛性節(jié)點和剛性橫梁聯(lián)成的一個整體單元，叫做剛架，是三次超靜定結(jié)構(gòu)。不設(shè)錨桿或支撐，將其用于深基坑或超深基坑的邊坡支護，叫剛架護坡。與常用的懸臂樁和錨拉樁相比，剛架護坡樁具有下列特點：

1. 剛架的頂部為剛性節(jié)點，樁梁之間不能相互轉(zhuǎn)動，可以抵抗彎矩。在底部不插入土中的情況下，兩榀以上剛架可以組成一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

 

2. 剛架可以隨下端支承情況的變化自動調(diào)整其上、下端的彎矩，同時可以自動調(diào)整結(jié)構(gòu)各部分內(nèi)力，以適應(yīng)復(fù)雜多變、荷載作用位置模糊的邊坡支護問題，并可以充分發(fā)揮材料的作用，縮小樁徑和減少鋼筋，達到節(jié)約的目的。懸臂樁和錨拉樁都不具備這兩種功能。

 

3. 剛架護坡樁的抗煩覆能力強，它靠基坑以下的樁前土（穩(wěn)定土體）的被動土壓力和剛架插入基坑部分的前樁抗壓、后樁抗拔所形成的力偶來抵抗傾覆力矩，同時剛架上端的剛性節(jié)點也增加了剛架的抗傾覆能力。而懸臂樁是靠樁插入基坑部分的樁前的被動土壓來抵抗傾覆力矩，錨拉樁是靠樁前的被動土壓和插入一側(cè)凌空土體的錨桿的抗拔來抵抗傾覆力矩，它們都比剛架的抗傾覆能力小。

 

到目前為止，剛架護坡樁的最大支護深度已達13.5m，嵌固深度僅3m，而實測樁頂位移僅4mm.

 

用剛架護坡樁在一定范圍內(nèi)代替懸臂式單樁，可降低材料用量30％以上；代替錨拉樁則可克服其不足，并節(jié)約造價5％以上，在不能采用錨桿的工程場地和地質(zhì)條件下剛架護坡樁更顯示出獨特的優(yōu)越性。

 

剛架護坡樁邊坡支護技術(shù)在國內(nèi)外均屬首次研究和應(yīng)用。它利用超靜定剛架結(jié)構(gòu)隨支撐條件及荷載條件的變化而自動調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力的特性，解決邊坡支護問題，具有適應(yīng)性強、安全度高、節(jié)約材料、施工方便等多種優(yōu)點。該項目通過理論分析建立的計算模式及編制的計算機程序，計算簡捷、快速，數(shù)據(jù)可靠，可對不同開挖深度、不同地質(zhì)條件、各種土壓力、地面荷載、水壓力作用下的剛架進行設(shè)計，并繪制投標(biāo)方案圖及配筋圖。其設(shè)計原理和計算方法不僅適用于深基坑開挖的邊坡支護設(shè)計，還可用于道路、碼頭、堤壩、橋梁、山體滑坡的邊坡支護設(shè)計，具有廣泛的實用價值。