锚固悬臂的护坡桩设计和施工的探讨思维导图

传统的悬臂式护坡桩设计，桩端都有一定的入土深度，并由该深度以下的桩后岩土提供的被动土压力使桩身保持平衡。但是，在特殊的施工条件和地质条件下，桩的入土（岩）深度受到限制，给护坡桩、挡土桩的设计和施工提出了新的课题。

悬臂式护坡桩实际上是一根竖起的悬臂梁，入土部分相当于悬臂梁的固定端。通常悬臂梁有如下两种最基本的受力形式。

当悬臂梁在外荷（p1）的作用下，第一种受力形式中的悬臂梁是利用外力（砖墙的压力）使梁获得平衡；第二种受力形式中的悬臂梁则是利用内力（钢筋的拉力）使梁获得平衡，它不需要外部反力也能使悬臂梁正常工作。传统的悬臂式护坡桩受力形式与第一种悬臂梁类似，桩入土（岩）部分的被动土压力相当于砖墙的反力。

从第二种受力形式的悬臂梁工作原理可知，只要受拉钢筋的锚固长度足够，悬臂梁便可正常工作，不必象第一种悬臂梁那样要有一定长度的入墙固定端。同理，只要悬臂桩的受拉钢筋有足够的锚固长度，悬臂桩便可正常工作，毋须桩端要有入岩深度。因此，在岩层埋藏较浅、岩质坚硬而又不允许爆破或冲孔的条件下，采用钻孔桩或人工挖孔桩难于达到需要的深度时，锚固的悬臂护坡桩便应运而生。这种将悬臂桩同桩底岩石连成一体的方法，使桩岩协同工作。它包括①整体抗弯抗倾覆；②整体抗剪抗滑移。

惠阳市教工之家高层住宅楼位于广东惠阳市承修路旁，25层，长52.7m，宽51.3m，采用箱形基础，以-6.3m处的微风化石灰岩作为持力层。北距该楼仅1.9m处有一栋七层教师宿舍楼，宿舍楼采用天然独立基础，柱基尺寸为3m×3m，埋置于-2.0m处的粉质粘土层上；南距该楼2.8m有一栋幼儿园的四层教学楼，天然浅基础；东距该楼4.6m有一栋圆形教学楼，亦为天然浅基础；西距该楼2.5m处有一根街道陶瓷下水管。石灰岩埋藏于-5.5～-6.5m之间，岩质脆硬。地下水不丰富。

（1）主动土压力的计算

（2）七层宿舍楼荷载所产生的主动土压力

（3）倾覆弯矩的计算每单位米长的土体对支护结构的根部产生的弯矩为：M＝EA1×h2＋EA2×h3＝98.9×2.1+350×1.4＝698kN.m。

（5）锚筋数量和锚固长度的确定锚筋数量：经计算，主筋为1625，锚筋数量至少也需1625，利用主筋兼作锚筋，直接锚入岩石，水泥浆灌孔。

（6）桩岩接触面抗剪抗滑移验算如果忽略混凝土与岩石结合处的抗剪能力，则只能由锚筋的抗剪能力抵抗滑移和剪切。

（7）桩顶设置连系梁为使护坡桩整体协同工作，在桩顶设置连系梁一道，梁的截面为1000×400，上下各配516，箍筋采用双肢箍210@200.

该工程于1993年6月动工，7月底完成护坡桩施工。四周均设同类护坡桩，12月底完成土方大开挖。由于资金不到位，至今未进行基础施工，使原来的临时（当时设想基础施工约需3个月）护坡桩变成长期护坡桩，超出了设计能力。但经多次检测，四周建筑物及护坡桩均无异常，七层教师宿舍楼最大垂直偏差只有5mm，说明锚固的悬臂护坡桩设计和施工获得成功。与传统的悬臂式护坡桩相比，缩短工期20天（约四分之一），节约资金约三分之一。

实践证明，这是一种经济实用的桩型，适用于石灰岩或其它类似岩层。这类桩关键在于锚筋的施工，一定程度上运用锚杆技术，为增强锚固和抗剪效果，可在桩的中心附近增设一些短锚筋（作为构造措施，不参与计算）。以上经验，供各位同行参考，共同完善此类桩的设计和施工。