在邊坡支護(hù)中處于同一平面的前樁與后樁之間用剛性節(jié)點(diǎn)和剛性橫梁聯(lián)成的一個(gè)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(hù),叫剛架護(hù)坡。與常用的懸臂樁和錨拉樁相比,剛架護(hù)坡樁具有下列特點(diǎn):
1.剛架的頂部為剛性節(jié)點(diǎn),樁梁之間不能相互轉(zhuǎn)動(dòng),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(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
2.剛架可以隨下端支承情況的變化自動(dòng)調(diào)整其上、下端的彎矩,同時(shí)可以自動(dòng)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(hù)問(wèn)題,并可以充分發(fā)揮材料的作用,縮小樁徑和減少鋼筋,達(dá)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(hù)坡樁的抗煩覆能力強(qiáng),它靠基坑以下的樁前土(穩(wěn)定土體)的被動(dòng)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(lái)抵抗傾覆力矩,同時(shí)剛架上端的剛性節(jié)點(diǎn)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(dòng)土壓來(lái)抵抗傾覆力矩,錨拉樁是靠樁前的被動(dòng)土壓和插入一側(cè)凌空土體的錨桿的抗拔來(lái)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(hù)坡樁的最大支護(hù)深度已達(dá)13.5m,嵌固深度僅3m,而實(shí)測(cè)樁頂位移僅4mm.
用剛架護(hù)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(jià)5%以上,在不能采用錨桿的工程場(chǎng)地和地質(zhì)條件下剛架護(hù)坡樁更顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。
剛架護(hù)坡樁邊坡支護(hù)技術(shù)在國(guó)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(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力的特性,解決邊坡支護(hù)問(wèn)題,具有適應(yīng)性強(qiáng)、安全度高、節(jié)約材料、施工方便等多種優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)目通過(guò)理論分析建立的計(jì)算模式及編制的計(jì)算機(jī)程序,計(jì)算簡(jiǎn)捷、快速,數(shù)據(jù)可靠,可對(duì)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(jìn)行設(shè)計(jì),并繪制投標(biāo)方案圖及配筋圖。其設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法不僅適用于深基坑開挖的邊坡支護(hù)設(shè)計(jì),還可用于道路、碼頭、堤壩、橋梁、山體滑坡的邊坡支護(hù)設(shè)計(jì),具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。
“剛架護(hù)坡樁的試驗(yàn)研究與應(yīng)用”于1996年8月20日通過(guò)了建設(shè)部組織的技術(shù)鑒定。鑒定會(huì)認(rèn)定:剛架護(hù)坡樁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布特性與其它懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)相比,減少校頂位移,提高抗傾覆能力,具有重要實(shí)用價(jià)值,其總體研究和應(yīng)用達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
剛架護(hù)坡樁已在北京服裝學(xué)院、北京富國(guó)廣場(chǎng)等多項(xiàng)工程中應(yīng)用,均取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。1997年,剛架護(hù)坡樁邊坡支護(hù)技術(shù)被列為中建總公司科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃項(xiàng)目。1998年,剛架護(hù)坡樁工法被批準(zhǔn)為國(guó)家一級(jí)工法。
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