桩间支护结构的设置杂谈*

文摘 2024-10-17 20:59 四川

一、桩间支护结构的受力形式

随着点状布置的抗滑桩设置，由于在土质或类土质坡体中两桩之间存在土拱效应，在岩质坡体中两桩之间存在岩桥效应，从而使桩间挂板的受力远比半无限体受力的岩土体小，这也是桩间挂板结构规格远小于其所在的支点---抗滑桩的原因。

1）水平土拱：合理间距设置的抗滑桩可在桩后滑体中产生土拱效应，从而确保了“点”式布置的抗滑桩对“线”状分布下滑力的有效支挡。虽然在理论研究上土拱形式有等腰梯形、正三角形、半圆形等多种假设，但考虑到工程的实用性，桩间水平土拱效应作用下的土压力计算时一般都取两桩间距+桩宽进行最不利计算。

图1 桩间水平土拱示意图

2）竖向土拱：抗滑桩后土体利用土体与抗滑桩形成的摩擦力，以及桩后主动变形区与稳定区界面上由土体抗剪强度提供的反向力，共同形成了竖向土拱效应，从而要依此设置桩间连接件的计算和设置。考虑到工程的实用性，桩间竖向土拱效应作用下的土压力计算时一般都取最大土压力进行最不利计算。

图2 桩间竖向土拱示意图

二、桩间支护结构的形式

伴随着抗滑桩的发展，作为连接点式布置桩之间的工程也在不断发展。从最初的桩间护面墙、挡墙、挂网喷砼，到后期的钢筋混凝土挂板、拱形挂板，直至目前有些工程中采用的具有绿化作用的绿化结构挂板。

其中护面墙、挂网喷砼主要应用于岩质坡体的桩间防护，挡墙主要应用于土质坡体的桩间防护，而钢筋混凝土挂板可应用于任何地层。其中拱形挂板虽然理论上更贴近于岩土体作用下的结构力，但由于施工难度大，且桩间土压力有限，故工程实践中多采用等厚挂板而很少应用。

对于目前工程中最为常用的钢筋混凝土挂板，由于桩间水平和竖向土拱效应的存在，因此，在工程中最为常用的桩间距为5~6m情况下，桩间C30钢筋混凝土挂板的厚度一般30cm≤d≤35cm就可以满足要求。且考虑到现场施作的操作性，桩间挂板宜从上至下等厚，不宜采用变截面。

图3 桩间挡墙工程

图4 桩间挂网喷砼工程

图5 桩间等厚挂板工程

图6 桩间拱形挂板工程

近年来，随着环保意识的增强，笔者曾于10余年前申请过用于绿化的百叶窗挂板绿化结构专利。即利用厚约10~15cm钢筋混凝土板，斜向成30~45°左右与预留于桩体的钢筋连接，从上至下形成百叶窗形式挂板，利用挂板斜向成槽后在其中进行绿化。该工艺工程造价与常规桩间挂板相仿，目前工程虽有应用，但由于相关单位没有掌握其中的细节，造成斜向挂板厚度和间距过大而影响其绿化效果，也由于挂板重量过大而不利于工程的现场施作。但其可进行结构优化后，是具有很好应用前景的。

此外，有些单位应用了组装式桩间绿化工艺，其工程防护和绿化效果较好，在多个工程中有所应用。但由于其造价偏高，工艺复杂，后期养护困难而限制了其推广应用。

图6 桩前百叶窗挂板工程

图7 桩间预制组装工程

三、桩间挂板的选用

目前最为常的抗滑桩间挂板主要有预制和现浇两种形式，施作各有优缺点，主要依据现场施作环境选用。

桩间挂板依据与桩体的相对位置，有桩后挂板、桩前挂板和桩间挂板三种形式。其中

1、填方工程中宜采用桩后挂板，从而方便桩后填土的压实；

2、挖方工程宜采用桩前挂板，从而避免桩后挂板时在桩后开挖过大造成岩土体变形，也有利于在桩间设置地下水的排泄工程；

3、根据工程的具体要求，可设置桩间挂板，即利用桩间预留或植筋在两桩之间设置挂板。在一些具有特殊要求的地段，可采用桩间“T”型挂板。

图8 桩前挂板工程

图9 桩间挂板工程

图10 桩后挂板工程

需要说明的是，桩后挂板只要确保挂板与桩的有效搭接长度，可不设置与桩体的连接钢筋。但对于桩前挂板，不建议采用后期在桩体钻孔植筋，这样极易造成桩体主筋受损，甚至出现为挂板需要而凿掉桩体保护层的情况出现，故宜尽量采用预留筋的连接方式。确需后期植筋连接的，可在桩侧钻孔，这样由于桩体侧面多为结构架立筋，钻孔基本不会影响桩体受力主筋，且施工难度也较小。

图11 桩前挂板钻孔现场

图12 植筋式桩前挂板工程

图13不合理的凿桩挂板

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悠游2019

博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，世界交通灾害防治与应急委员会委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员

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