刚架护坡桩的试验研究与应用

    在边坡支护中处于同一平面的前桩与后桩之间用刚性节点和刚性横梁联成的一个整体单元，叫做刚架，是三次超静定结构。不设锚杆或支撑，将其用于深基坑或超深基坑的边坡支护，叫刚架护坡。与常用的悬臂桩和锚拉桩相比，刚架护坡桩具有下列特点：

    1. 刚架的顶部为刚性节点，桩梁之间不能相互转动，可以抵抗弯矩。在底部不插入土中的情况下，两榀以上刚架可以组成一个稳定结构。

    2. 刚架可以随下端支承情况的变化自动调整其上、下端的弯矩，同时可以自动调整结构各部分内力，以适应复杂多变、荷载作用位置模糊的边坡支护问题，并可以充分发挥材料的作用，缩小桩径和减少钢筋，达到节约的目的。悬臂桩和锚拉桩都不具备这两种功能。

    3. 刚架护坡桩的抗烦覆能力强，它靠基坑以下的桩前土（稳定土体）的被动土压力和刚架插入基坑部分的前桩抗压、后桩抗拔所形成的力偶来抵抗倾覆力矩，同时刚架上端的刚性节点也增加了刚架的抗倾覆能力。而悬臂桩是靠桩插入基坑部分的桩前的被动土压来抵抗倾覆力矩，锚拉桩是靠桩前的被动土压和插入一侧凌空土体的锚杆的抗拔来抵抗倾覆力矩，它们都比刚架的抗倾覆能力小。

    到目前为止，刚架护坡桩的最大支护深度已达13.5m，嵌固深度仅3m，而实测桩顶位移仅4mm.

    用刚架护坡桩在一定范围内代替悬臂式单桩，可降低材料用量30％以上；代替锚拉桩则可克服其不足，并节约造价5％以上，在不能采用锚杆的工程场地和地质条件下刚架护坡桩更显示出独特的优越性。

    刚架护坡桩边坡支护技术在国内外均属首次研究和应用。它利用超静定刚架结构随支撑条件及荷载条件的变化而自动调整结构内力的特性，解决边坡支护问题，具有适应性强、安全度高、节约材料、施工方便等多种优点。该项目通过理论分析建立的计算模式及编制的计算机程序，计算简捷、快速，数据可靠，可对不同开挖深度、不同地质条件、各种土压力、地面荷载、水压力作用下的刚架进行设计，并绘制投标方案图及配筋图。其设计原理和计算方法不仅适用于深基坑开挖的边坡支护设计，还可用于道路、码头、堤坝、桥梁、山体滑坡的边坡支护设计，具有广泛的实用价值。