文档介绍：混合支挡及复杂边坡勘察设计
1 引言
由于建筑功能及环境需求，在山地、丘陵工程建设中往往形成高切坡、深填方边坡。伴随着经济及技术的发展，边坡规模日趋高大，使得以往单一边坡支挡结构显然不适应发展潮流，混合支挡结构在经济技术发展中应运构可用于较高的土质边坡，坡底土层较厚，且地基承载力较低，必须采用桩基础，以承载力较高的岩层作持力层。桩上设置托梁(承台梁)，梁上设重力式或衡重式挡墙。承台可设置于坡底地面以下(低承台)，也可设置于边坡上(高承台)。该混合结构的受力特点为：上部重力式挡墙承受墙后土体压力，下部托梁和桩承受上部墙体传递过来的水平荷载及竖向偏心力产生的弯矩，其中竖向力包括上部墙体的自重、墙背与第二破裂面之间的有效荷载和墙背土压力竖向分力。
如果土体产生的侧向力较大，使桩顶产生过大的位移，桩截面及桩身配筋较大，嵌岩段较深，则可在桩顶附近设置锚索(新近填土中应对锚索预先进行保护，避免锚索承受竖向不利荷载)，使桩从不利的“悬臂”受力状态变为较为有利的“简支梁”或“连续梁”受力状态。也可采用前后双排桩与托梁构成门字形框架结构来控制桩顶位移，减少桩身内力。
近几年的工程设计实践中，下部桩基使用斜桩 (倾斜度不超过15°) 技术，依靠桩顶竖向荷载对桩身截面负弯矩抵消部分桩顶向外水平力及向外偏心力矩对桩身截面产生的正弯矩，同时由于斜桩后为仰坡，侧向土压力比直桩要小，故此结构坡顶位移、桩身截面内力、配筋明显减少，据分析在相同嵌固深度情况下，一般可减少30%～40%，经济效益显著。
直桩与斜桩内力对比图
该结构的桩基实为偏心受压构件，其受力状况比纯弯构件要好（配筋量一般少5-10%），但设计中应进行桩基竖向承载力及桩身正截面承载力计算。
另外，重力式或衡重式挡墙与托梁连接部位的构造处理也很重要，墙底应设计成逆坡，墙底及托梁顶部设置防滑插筋。
桩基托梁重力式挡墙三维模型示意图 Pile foundation joe beam gravity retaining wall 3d model schemes
工程实例
，由于场地环境限制，边坡治理工程只能近于直立，而且坡下填土层厚约6m多，强风化基岩厚约6m，强风化及土体工程特征较差。如此高的填方边坡且地基条件较差，采用桩基托梁+衡重式挡墙较合适。但如采用直桩，则桩项位移、桩身配筋都非常大。经经济技术比较，采用斜桩桩基托梁+衡重式挡墙。衡重式挡墙高10m，，宽3m，为高承台。斜桩桩长约24m，桩间距5m， m×，嵌入中风化基岩约3m，悬臂长约9m，斜桩倾角10°。
某填方边坡高约17m，由于场地环境限制，边坡治理工程只能进于直立。虽坡下土层及强风化层厚较小，，但挡墙前缘为斜坡，经方案比较，采用桩锚托梁+衡重式挡墙。衡重式墙高9m，，桩长约14m，悬臂长约6m， m×，桩间距5m，嵌入中等风化约4m。，，锚入中等风化基岩6m。
设计计算要点
A、桩顶在竖向、水平荷载及力矩作用下内力计算：桩受外部荷载段按静力平衡法；桩的嵌固段按弹性地基梁法，将嵌固段顶部的剪力、弯矩等效处理来反求作用于受荷段的岩土压力，然后可按常用软件计算。
B、杆件有限单元法：可考虑复杂的受力状态。
C、桩可按偏压构件配筋，并应进行桩的竖向承载力验算。
D、托梁受竖向、水平荷载作用计算
上部桩锚结构+下部肋锚结构
该组合结构用于稳定性较差的岩土边坡，边坡高度及岩土侧压力或剩余下滑力较大，坡顶上已有建筑，对变形要求较高，且放坡空间有限。采取分阶治理，上部采用桩锚结构，下部采用仰斜式肋锚结构，由于场地的限制，上部位于坡上的半坡桩必须穿过下部岩坡的潜在滑移面，或桩的嵌固段离下部边坡潜在滑移面的水平距离小于3～5倍桩径。则下阶边坡的支挡结构受到岩体对桩的水平抗力反作用力及桩的竖向嵌固力引起的侧向压力作用，下阶边坡的肋锚结构上部岩土侧向压力显著增大，相应部位的锚杆钢筋截面及锚固长度应加强处理。上部桩锚结构可按“强锚弱桩”的原则设计，以减少桩对下部边坡的影响。
如果将桩加长，嵌固段下移，以满足嵌固段离坡面的边缘宽度要求，使上部与下部结构相互无影响，则这种支挡结构不属混合支挡结构范畴。采用此设计方案亦可行，但投资可能会增大。
上部桩锚结构下部肋锚结构三维模型示意图 Upper pile anchor structure and bottom ribs anchor structure3d model schemes
工程实例
某环境边坡高约43m，以岩坡为主，岩坡为顺向坡，稳定性受倾角67°的岩层岩面控制。由于建筑场地限制，放坡