[发明专利]一种土岩复合地层长短桩组合支护结构及设计方法

权利要求书

1.一种土岩复合地层长短桩组合支护结构，其特征在于，包括：

冠梁、钢围檩、支撑件、长桩件和短桩件；

所述长桩件和短桩件在所述冠梁的第一端面并所述冠梁的延伸方向间隔交错连续并排设置；

所述冠梁的第二端面设置有支撑件，并沿所述冠梁的延伸方向连续并排设置；

所述冠梁的第一端面与所述冠梁的第二端面相互垂直设置；

所述钢围檩与所述冠梁平行设置，所述钢围檩沿所述长桩件的延伸方向连续并排设置；

在所述钢围檩上并沿所述钢围檩的延伸方向连续并排设置有支撑件；

所述长桩件的长度穿过土层、岩层至基坑底面下方，所述短桩件的长度穿过土层至岩层岩面。

2.根据权利要求1所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构，其特征在于，所述短桩件的数量为两个以上。

3.根据权利要求1所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构，其特征在于，所述钢围檩分别设置于所述土层与所述岩层的交界面位置以及所述岩层处。

4.根据权利要求1所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构，其特征在于，所述支撑件包括道砼支撑和道钢支撑，所述道砼支撑设于所述冠梁的第二端面，所述道钢支撑设于所述钢围檩，所述道砼支撑和道钢支撑平行设置。

5.根据权利要求4所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构，其特征在于，所述道钢支撑与所述钢围檩的设置位置与所述钢围檩与所述长桩件的连接位置相对应。

6.一种土岩复合地层长短桩组合支护结构的设计方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-5任一项所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构，包括以下步骤：

S1、短桩件设计：将短桩件等效为杆件，将道砼支撑和道钢支撑设置为弹性支座，将所述土层与所述岩层的交界面和短桩件的桩底处设置为铰支座，建立短桩件的受力模型，对短桩件进行受力计算，从而确定短桩件的配筋；

S2、长桩件设计：在岩层基坑中，将岩体基坑滑动趋势范围内的岩体规则化为滑块，通过滑块的平衡条件建立静力平衡方程，根据极限平衡法确定边坡滑块作用在长桩件上的力，进一步建立长桩件的受力模型，对长桩件进行受力计算，从而确定长桩件的配筋以及长桩件、短桩件的配比设计。

7.根据权利要求6所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构的设计方法，其特征在于，在S1中：

将弹性支座的间距设为h₁，将弹性支座至岩层顶面的距离设为h₂，将短桩件嵌入至岩层的深度设为h₃；

短桩件在土层两端受力的侧向土压为分别设为e₁、e₂，

其中，上式中：q为坡顶的超载(kPa)；l_d为长桩件与短桩件的间距(m)；c为土层的粘聚力(kPa)；为土层的摩擦角；γ₁为土层的重度(kN/m3)；ka为主动土压力系数。

8.根据权利要求6所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构的设计方法，其特征在于，在S2中：

将长桩件等效为杆件，岩层的岩顶与支撑件作用位置等效为可承受弯矩的弹性支座，将岩层其余支撑等效为弹性支座，将所述土层与所述岩层的交界面和长桩件的桩底处设置为铰支座，将弹性支座的间距设为h₄，弹性支座至基坑底的距离设为h₅；

长桩件在岩层两端受力的侧向岩土压为分别设为e₃、e₄。