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。