[发明专利]一种新型型钢悬臂支护结构及其设计计算方法

说明书

本发明公开一种新型型钢悬臂支护结构及其设计计算方法，即提出一种等截面条件下以增强不同部位刚度为主的型钢悬臂结构和针对该结构的设计计算方法。本发明与现有常用支护结构相比，有效减小结构几何尺寸、减少钢筋用量、高效传递滑坡推力、确保结构自身安全。型钢悬臂支护结构采用技术方案：根据治理对象现场条件计算得到桩身截面尺寸与钢筋用量。根据计算结果设计桩身悬臂段与嵌固段中加入型钢的几何尺寸与长度。通过对型钢悬臂支护结构计算，得到型钢悬臂支护结构最优几何尺寸与结构配筋。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域。

背景技术

斜边坡防滑坡有着非常重要的意义，目前实现斜边坡防滑坡的方式有多种，其各有有缺陷。

1、抗滑桩支护技术(钻孔灌注桩型)

在目前边坡、基坑支护中，抗滑桩支护应用比较广泛。它是由钻孔灌注桩直线排列，并由联系梁连接，共同抵抗侧向土压力或滑坡推力的结构形式。

抗滑桩是应用广泛成熟的成桩技术。但钻孔灌注排桩抗侧向荷载的能力低等缺点阻碍了它的更广泛的使用。它的缺点主要有：

从力学性能角度，圆形桩用于抵抗侧向荷载，在满足抗剪条件下，抵抗弯矩的能力低，主要原因是，圆形截面不是抗弯的有利构件截面，一般采用矩形、“工”形等；因此，对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡根本无法满足工程治理要求。

从经济角度，由于抗弯性能差，需要配置大量钢筋抗弯，材料利用不充分，不经济；

从安全性角度，挠度大，由于桩径不大，桩长细比大，悬臂式的桩挠度大，桩受拉面容易开裂，影响桩寿命，耐久性差，从而降低了安全性。

由于以上缺点，使钻孔灌注排桩只能应用于边坡高度、基坑深度不大或滑坡推力不大的情况，限制了它的使用范围。

2、抗滑桩支护技术(矩形抗滑桩结构)

现今的滑坡、边坡工程治理的支挡结构，应用广泛、典型的是人工挖孔的矩形抗滑桩。对滑坡推力或下滑力大的治理工程，往往首选大桩径的抗滑桩。但这一抗滑结构，存在如下问题：

从力学性能角度，矩形桩虽然在抵抗侧向荷载上优于圆形桩用于，但其抵抗弯矩的能力仍然较低，主要原因是，桩悬臂段是以桩身自身强度来抵抗滑坡推力的作用，其抵抗作用非常有限，桩顶位移大，将导致边坡坡顶存在的既有建(构)筑物发生变形；因此，对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡根本无法满足工程治理要求。

施工安全性差；

大矩形截面抗滑桩，当桩深度很大，达30～40m时，采用的仍旧是人工挖孔工艺，要求桩孔满足人工挖孔要求，加上护壁宽，桩截面较大，这样的孔坑需采取特别的桩孔支护护壁手段，如处理不当就可能酿成重大安全事故。

施工期长，受季节影响；

大矩形截面抗滑桩施工，由于采用人工挖孔，人工挖方量大，效率低，施工严重受到挖土方工期的影响，所需施工期长；逢雨季，往往不能施工，受季节影响大。对工期要求严格的治理项目产生极大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型型钢悬臂支护结构，其特征在于:包括若干位于斜坡一侧的桩体；

所述桩体从上到下依次是普通钢筋混凝土桩悬臂段、型钢加固钢筋混凝土桩悬臂段、加强型钢加固钢筋混凝土桩悬臂段、加强型钢加固钢筋混凝土桩嵌固段、型钢加固钢筋混凝土桩嵌固段和普通钢筋混凝土桩嵌固段。

所述斜边坡包括一个滑床以及一个位于该滑床上的滑坡体。所述普通钢筋混凝土桩悬臂段、型钢加固钢筋混凝土桩悬臂段和加强型钢加固钢筋混凝土桩悬臂段的一侧为临空面、另一侧与滑坡体接触。