[發明專利]一種樁板U型支擋減載結構及施工工藝

有效

• 申請號: 201910704612.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110439007B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 馬強;胡斌;肖衡林;陳智;劉永莉;李麗華;胡智;楊義聰;牟佳;黃朝綱
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪;王敏鋒

1.一種樁板U型支擋減載結構，其特征在于：所述樁板U型支擋減載結構包括矩形截面抗滑樁(2)、減載塊(1)、柔性填料EPS板(3)以及矩形鋼板(4)；所述矩形截面抗滑樁(2)是多根；所述減載塊(1)與矩形截面抗滑樁(2)并行并與矩形截面抗滑樁(2)固定連接；所述矩形鋼板(4)設置在相鄰兩根矩形截面抗滑樁(2)上并與相鄰兩根矩形截面抗滑樁(2)形成牢固的橫截面呈U型的支擋減載結構；所述柔性填料EPS板(3)填充在U型的支擋減載結構內部并與矩形鋼板(4)相貼合；所述U型的支擋減載結構自上而下從穩定土體(I)伸向失穩土體(II)中；

所述矩形截面抗滑樁(2)的寬、厚截面尺寸為a×b，相鄰兩根矩形截面抗滑樁(2)軸心間距為c，矩形截面抗滑樁(2)的總長度為d，矩形截面抗滑樁(2)的地面以上長度為e，矩形截面抗滑樁(2)埋置土下長度為d-e，上述單位均是m；

所述減載塊(1)的厚度f是b/4，寬度為a，高度為e；

所述矩形鋼板(4)的高度為e，寬度為c，厚度i是5～20mm；

所述柔性填料EPS板(3)的寬度為c-a，高度為e，厚度h₁的取值是b/20～b/5，密度ρ的取值是10～30kg/m³。

2.根據權利要求1所述的樁板U型支擋減載結構，其特征在于：所述柔性填料EPS板(3)的厚度h₁的取值是b/10。

3.一種樁板U型支擋減載結構的施工工藝，其特征在于：所述施工工藝包括：

1)通過人工開挖處理后澆筑得到矩形截面抗滑樁(2)，所述矩形截面抗滑樁(2)是多根；所述矩形截面抗滑樁(2)的寬、厚截面尺寸為a×b，相鄰兩根矩形截面抗滑樁(2)軸心間距為c，矩形截面抗滑樁(2)的總長度為d，矩形截面抗滑樁(2)的地面以上長度為e，矩形截面抗滑樁(2)埋置土下長度為d-e，上述單位均是m；

2)在矩形截面抗滑樁(2)面向土體的一側設置與矩形截面抗滑樁(2)結構相對應的減載塊(1)，所述減載塊(1)與矩形截面抗滑樁(2)形成一個整體；

3)以相鄰的兩個矩形截面抗滑樁(2)為結構單元，在其背向土體一側安裝矩形鋼板(4)，所述矩形鋼板(4)與矩形截面抗滑樁(2)共同形成一個整體橫截面呈U型支擋減載結構；

4)在步驟3)制備形成的U型支擋減載結構的內部放置柔性填料；所述柔性填料與矩形鋼板(4)相貼合；

5)對U型支擋減載結構進行受力分析計算，具體是：

5.1)對U型支擋減載結構單元進行減載受力分析計算，對U型支擋結構受墻背水平土壓力C點取矩，由∑Mc＝0，則根據朗金土壓力理論可知，其中K_p為被動土壓力系數，K_a為主動土壓力系數，γ為墻背土體的重度，土的粘聚力c₀忽略不計為0；x₁為土壓力為0點至基坑地面的長度，x₂為土壓力為0點至樁底的長度，P₁為被動土壓力，P₂為主動土壓力；

5.2)只考慮樁的地面以上部分，把樁-板及減載塊整體簡化成一端固定，一端自由的懸臂梁結構受均布荷載的情況，則均布荷載大小為主動土壓力

5.3)將柔性填料EPS板(3)的塑性階段考慮為彈性變化，故假設柔性填料EPS的彈性階段、塑性階段的彈性模量系數分別為E₁、E₂；卸除土壓力分別為ΔP₁、ΔP₂；對U型支擋減載結構的水平變形進行受力分析，根據彈性力學知識，U型支擋減載結構內部中柔性填料EPS板與墻背土體之間的剛度差異引起的水平位移差δ₁由下列公式計算得到：其中E_s為墻背土體的變形模量系數，μ₁為墻背土體泊松比，K₁為水平位移影響系數，與鋼板高度e和寬度c比值有關；式中K₁為水平位移影響系數取值；

5.4)柔性填料EPS板產生的壓縮變形δ₂由下列公式得到：其中卸除的土壓力ΔP取值分別為ΔP₁、ΔP₂，EPS板的厚度為h₁，EPS板彈性模量系數E取值分為E₁、E₂兩種情況；

5.5)綜上所述步驟，由δ₁＝δ₂可聯立上式方程③④⑤可以得到EPS板卸除土壓力為：由水平方向受力平衡可得，則考慮EPS板減載后的土壓力為