CN105544560A - 一种用于异型双排桩的梁式连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑支护的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，包括刚架梁、后排墙冠梁和型钢，后排墙内置有型钢，刚架梁的两端分别与前排桩的灌注桩和后排墙内的型钢连接，后排墙冠梁内的后排墙冠梁纵筋在型钢的翼缘两侧布置，并通过内置钢筋进行连接，内置钢筋包括小箍筋、U型主筋和型钢外套箍筋，位于型钢同一侧的后排墙冠梁纵筋绑扎有小箍筋，U型主筋的开口端锚入前排桩冠梁中，U型钢筋的闭口端靠近型钢的翼缘，型钢外套箍筋套拉型钢两侧的小箍筋及U型主筋的闭口端。采用该梁式连接节点，既可避免由于型钢贯穿刚架梁导致刚架梁内的主筋无法穿越后排墙冠梁的难题，同时可以解决型钢贯穿刚架梁后导致刚架梁抗剪承载力和抗弯承载力大幅削弱的问题。

Description

一种用于异型双排桩的梁式连接节点

技术领域

本发明属于基坑支护和边坡防护领域，具体涉及一种用于异型双排桩的梁式连接节点。

背景技术

随着城市化建设的快速发展及城镇一体化建设的大力推进，地下停车场、地下商业广场、地下铁道等地下设施建设都需要进行基坑支护。这些基坑工程往往具有以下特点：地下室外墙紧邻建筑规划红线；基坑周边既有建筑及管网等地下设施大量分布；地下水位较高。由此，使得传统基坑支护技术存在以下三个严重问题：(1)传统土钉支护、复合土钉支护、桩锚支护技术都需要在水平方向施工数十米长的土钉或锚杆，往往超越建筑规划红线、周边既有建筑地下室边线或受地下管网等设施的影响，使得这些支护技术的应用受到限制；(2)传统悬臂桩支护或内支撑支护技术尽管无土钉或锚杆施工，可以在建筑规划红线范围内施工，不受周边地下设施影响，但是悬臂桩支护技术刚度低，基坑深度一般不超过6米，且桩顶变形较大，故工程应用受到一定限制；而内支撑支护技术需在基坑开挖的平面范围内施工大量的钢筋混凝土梁或钢结构支撑构件，不仅影响土方开挖和地下基础及建筑施工，且对于大型基坑，大量支撑构件的安装和拆除既延长工期又增加造价；(3)对于存在地下水的基坑，为减小地下水位对周边既有建筑及地下管网设施的影响，传统基坑支护技术还需要在基坑周边施工一道连续的截水帷幕墙来阻止基坑外地下水流入基坑内，而截水帷幕墙的施工大大延长工程工期、增加工程造价。

为解决传统基坑支护技术的问题，近几年来采用两排钢筋混凝土灌注桩形成的双排桩技术开始在建筑工程中应用。与传统基坑支护技术相比，现有的双排桩技术存在以下优点：(1)无土钉或锚杆施工，不会因其支护结构超过建筑红线或受地下管网设施制约而受到限制；(2)前、后排钢筋混凝土灌注桩通过梁板连接，形成门式刚架结构，整体刚度很大，具有明显的抵抗变形的能力，支护结构变形小，支护基坑深度大；(3)双排桩结构不需要在基坑开挖的平面范围内施工大量的钢筋混凝土梁或钢管形成内支撑，工期缩短，造价降低。

但是现有的双排桩技术为解决基坑开挖时地下水的问题，往往在双排桩外侧或两排桩中间再施工截水帷幕墙进行截水，由此导致了两个严重问题：(1)双排桩支护时，后排桩受力一般比前排桩受力小的多，后排桩仍然采用钢筋混凝土灌注桩显然不经济实用；(2)双排桩中的截水帷幕墙需要单独施工，一般仅考虑其截水作用，而不考虑其挡土作用，不仅浪费材料，增加造价，还延长工期。

异型双排桩是一种支护基坑侧壁的新型双排桩结构，由按一定桩间距布置的钢筋混凝土灌注桩形成的前排桩及前排桩冠梁、水泥土搅拌墙和内置型钢形成的后排墙及后排墙冠梁、连接前排桩和后排墙的刚架梁组成。而前排桩和后排墙必须形成门式刚架结构才能很好地组成刚架体系的支护结构，当后排墙的内置型钢采用可回收方式时，前排桩和后排墙的连接节点对异型双排桩的支护效果极其重要。

发明内容

当异型双排桩中的后排墙内置可回收型钢时，为保证前排桩和后排墙能形成良好的刚架结构体系，本发明提供了一种用于异型双排桩的梁式连接节点。采用该梁式连接节点，既可避免由于型钢贯穿刚架梁导致刚架梁主筋无法穿越后排墙冠梁难题，同时可以解决型钢贯穿刚架梁后导致刚架梁抗剪承载力和抗弯承载力大幅削弱的问题。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于异型双排桩的梁式连接节点，包括刚架梁、后排墙冠梁和型钢，所述型钢的高度高出所述后排墙冠梁的顶部高度30-50cm，所述后排墙冠梁内对应所述型钢的翼缘两侧的位置上分别绑扎有多列后排墙冠梁纵筋，所述型钢内置于所述后排墙冠梁与所述刚架梁的交接处，所述后排墙冠梁纵筋之间通过包含小箍筋、U型主筋和型钢外套箍筋的内置钢筋进行连接，位于所述型钢同一侧的所述后排墙冠梁纵筋绑扎有所述小箍筋，所述U型主筋具有开口端和闭口端，所述U型主筋的开口端锚入前排桩冠梁中，所述U型钢筋的闭口端靠近所述型钢的翼缘，所述型钢外套箍筋按一定间距设置于所述型钢的外侧，所述小箍筋及所述U型主筋的闭口端分别套拉在所述型钢外套箍筋相应的一侧上。

所述型钢外套箍筋沿着所述后排墙冠梁的高度方向分布。

所述小箍筋和所述U型主筋设置在所述型钢的翼缘宽度范围内。

所述后排墙冠梁纵筋分布在所述型钢的两侧，位于所述型钢同一侧的所述后排墙冠梁纵筋各有多根，此多根所述后排墙冠梁纵筋分成两列沿着所述后排墙冠梁的宽度方向设置，每列所述后排墙冠梁纵筋分为多层沿着所述后排墙冠梁的高度方向设置。

所述小箍筋的高度为同一列所述后排墙冠梁最上层纵筋与最下层纵筋的外皮距离，所述小箍筋的宽度为位于所述型钢同一侧的两列所述后排墙冠梁纵筋的外皮距离。

所述内置钢筋还包括用于连接前排桩和后排墙的多个通长主筋，所述通长主筋穿设在所述刚架梁内，所述通长主筋的一端锚入前排桩冠梁中，所述通长主筋的另一端锚入所述后排墙冠梁中。

所述通长主筋设置在所述型钢的翼缘宽度范围外。

所述后排墙冠梁中设置有多个将所述后排墙冠梁纵筋牢固绑扎在一起的整体箍筋，所述整体箍筋沿着所述后排墙冠梁的长度方向分布。

采用上述结构后，解决了两大难题：

(1)解决了刚架梁内的纵筋穿越后排墙冠梁的难题：由于后排墙内的型钢贯穿后排墙冠梁及刚架梁，导致刚架梁内部分纵筋无法直接穿越后排墙冠梁，通过设置型钢外套箍筋将位于型钢相应侧的小箍筋和U型主筋套拉住，可间接保证刚架梁纵向受力筋穿越后排墙冠梁，保障刚架梁纵向受力筋的连续性。

(2)解决了刚架梁抗剪承载力和抗弯承载力难题：由于后排墙内型钢贯穿后排墙冠梁及刚架梁，严重削弱了刚架梁与后排墙冠梁节点处的刚度，显著减小了刚架梁在该处的抗剪和抗弯强度。通过在刚架梁内设置U型主筋、通长主筋和小箍筋保证了刚架梁的抗剪承载力；通过型钢外套箍筋将位于型钢相应侧的小箍筋和U型主筋套拉住，保证了刚架梁的抗弯承载力。

附图说明

图1为本发明一种用于异型双排桩的梁式连接节点的平面结构示意图；

图2为本发明一种用于异型双排桩的梁式连接节点的剖面结构示意图(后排墙有内置型钢的部分)；

图3为本发明一种用于异型双排桩的梁式连接节点的剖面结构示意图(后排墙无内置型钢的部分)。

图中：

前排桩冠梁1刚架梁2

后排墙冠梁3前排桩4

后排墙5型钢6

后排墙冠梁纵筋7和7’型钢外套箍筋81

小箍筋82U型主筋83

通长主筋84整体箍筋85

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

一种用于异型双排桩的梁式连接节点，参见图1-图3，包括前排桩冠梁1、刚架梁2、后排墙冠梁3和使得前排桩4和后排墙5形成刚架结构体系的内置钢筋，前排桩冠梁1设置于前排桩4的顶部位置，后排墙冠梁3设置于后排墙5的顶部位置，前排桩冠梁1与后排墙冠梁3之间连接有刚架梁2，前排桩4和后排墙5通过刚架梁2形成双排桩。

后排墙5内置有型钢6，型钢6位于后排墙冠梁3与刚架梁2的交接处，型钢6的高度高出后排墙冠梁3的顶部高度30-50cm，后排墙冠梁3内对应型钢6的翼缘两侧的位置上分别绑扎有多根后排墙冠梁纵筋7和7’，后排墙冠梁纵筋7和7’的根数由工程需要计算得到，本实施例中，后排墙冠梁纵筋7和7’共12条，此12根后排墙冠梁纵筋7和7’对称分布在型钢6的两侧，位于型钢6同一侧的6根后排墙冠梁纵筋7和7’分成两列沿着后排墙冠梁3的宽度方向设置，远离型钢6的一列后排墙冠梁纵筋7分为四层沿着后排墙冠梁3的高度方向设置，靠近型钢6的一组后排墙冠梁纵筋7’分为两层沿着后排墙冠梁3的高度方向设置，不同列间的最上层的后排墙冠梁纵筋7和7’和最下层的后排墙冠梁纵筋7和7’分别设置在同一水平面上。

内置钢筋包括型钢外套箍筋81、小箍筋82和U型主筋83，型钢6的外侧四周绑扎有多个型钢外套箍筋81，型钢外套箍筋81的个数由实际工程需要计算得到，本实施例中，型钢外套箍筋81有四个，各个型钢外套箍筋81按预设的绑扎间距沿着后排墙冠梁的高度方向分布，最上方的型钢外套箍筋81与最下方的型钢外套箍筋81的间距不大于最上层的后排墙冠梁纵筋7’与最下层的后排墙冠梁纵筋7’的距离。

位于型钢同一侧的6根后排墙冠梁纵筋7和7’绑扎有小箍筋82，小箍筋82套拉在各个型钢外套箍筋81相应的一侧上，U型主筋83用于连接前排桩冠梁1和后排墙冠梁3，U型主筋83具有开口端和闭口端，U型主筋83的开口端锚入前排冠梁1中，U型主筋83的闭口端就近套拉在各个型钢外套箍筋81相应的一侧上。

内置钢筋还包括用于连接前排桩4和后排墙5的多个通长主筋84，通长主筋84穿设在刚架梁2内，通长主筋84的一端锚入前排桩冠梁1中，通长主筋84的另一端锚入后排墙冠梁3中，锚固长度根据工程需要计算以及现有钢筋混凝土技术规范的构造要求确定，同时在后排墙冠梁3中沿着其长度方向设置有多个整体箍筋85，将12根后排墙冠梁纵筋7和7’牢固绑扎在一起。

为了解决该刚架梁与后排墙冠梁节点处的抗剪、抗弯承载力问题，采取了以下措施：

第一，在后排墙5内置型钢6的翼缘宽度范围内，在后排墙冠梁3中对称增设小箍筋82，该小箍筋82高度为同一列中最上层的后排墙冠梁纵筋7和最下层的后排墙冠梁纵筋7的外皮距离，该小箍筋82的宽度分别为位于型钢6同一侧的相邻的两列后排墙冠梁纵筋7和7’间的外皮距离，在型钢6的外围采用型钢外套箍筋81将型钢6两侧的小箍筋82套拉住，通过增设小箍筋82可有效解决该刚架梁与后排墙冠梁节点处的抗剪承载力问题。

第二，在后排墙5内置型钢6的翼缘宽度范围内，设置用于连接前排桩冠梁1与后排墙冠梁3的U型主筋83，U型主筋83的开口端锚入前排桩冠梁1中，U型主筋83的闭口端套拉在各个型钢外套箍筋81就近的一侧上，闭口端与型钢6的翼缘保持约5-7厘米的距离。通过型钢外套箍筋81将位于型钢6相应侧的U型主筋83和小箍筋82套拉住，可有效解决该节点处的抗弯承载力问题。

第三，在后排墙5内置型钢6翼缘宽度范围外，刚架梁2中穿设有通长主筋84，并将通长主筋84分别锚入前排桩冠梁1与后排墙冠梁3中，同时在后排墙冠梁3中设置整体箍筋85，与12根后排墙冠梁纵筋7和7’牢固绑扎在一起，增强了该节点的抗剪和抗弯承载力。

具体施工方法为：

在型钢6翼缘宽度范围内：首先在刚架梁2底部铺设通长主筋84的底层钢筋，再将四个型钢外套箍筋81叠好，将型钢6的两侧的小箍筋82和U型主筋83全部套入型钢外套箍筋81内，然后将套有小箍筋82和U型主筋83的型钢外套箍筋81套在型钢6外，并依次将小箍筋82摆放在型钢6的两侧，将U型主筋83摆放在刚架梁2位置；在型钢6翼缘宽度范围外，按设计要求摆放好整体箍筋85；接着将12根后排墙冠梁纵筋7和7’分别穿入型钢6两侧的小箍筋82和整体箍筋85中，在刚架梁2位置顶部铺设通长主筋84的顶层钢筋，最后调整各箍筋、纵筋、主筋的间距及位置进行绑扎。

采用上述结构后：(1)由于型钢完全置于型钢外套箍筋内，没有与任何纵筋或箍筋交叉，在支护结构使用完毕后，可采用机械将型钢拔出回收再利用，既节省工程造价，又有利于环保；(2)通过在型钢两侧设置小箍筋以及整体箍筋，解决了该刚架梁与后排墙冠梁节点处的抗剪承载力问题；(3)通过采用型钢外套箍筋套拉U型主筋及小箍筋，保证了刚架梁受力的连续性，配合型钢的翼缘宽度范围外的通长主筋，解决了该节点的抗弯承载力问题。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (8)

1.一种用于异型双排桩的梁式连接节点，包括刚架梁、后排墙冠梁和型钢，所述型钢的高度高出所述后排墙冠梁的顶部高度30-50cm，所述后排墙冠梁内对应所述型钢的翼缘两侧的位置上分别绑扎有多列后排墙冠梁纵筋，其特征在于：所述型钢内置于所述后排墙冠梁与所述刚架梁的交接处，所述后排墙冠梁纵筋之间通过包含小箍筋、U型主筋和型钢外套箍筋的内置钢筋进行连接，位于所述型钢同一侧的所述后排墙冠梁纵筋绑扎有所述小箍筋，所述U型主筋具有开口端和闭口端，所述U型主筋的开口端锚入前排桩冠梁中，所述U型钢筋的闭口端靠近所述型钢的翼缘，所述型钢外套箍筋按一定间距设置于所述型钢的外侧，所述小箍筋和所述U型主筋的闭口端分别套拉在所述型钢外套箍筋相应的一侧上。

2.根据权利要求书1所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述型钢外套箍筋沿着所述后排墙冠梁的高度方向设置。

3.根据权利要求书1所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述小箍筋和所述U型主筋设置在所述型钢的翼缘宽度范围内。

4.根据权利要求书1所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述后排墙冠梁纵筋分布在所述型钢的两侧，位于所述型钢同一侧的所述后排墙冠梁纵筋各有多根，此多根所述后排墙冠梁纵筋在所述型钢同一侧分成两列沿着所述后排墙冠梁的宽度方向设置，每列所述后排墙冠梁纵筋分为多层沿着所述后排墙冠梁的高度方向设置。

5.根据权利要求书4所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述小箍筋的高度为同一列所述后排墙冠梁最上层纵筋与最下层纵筋的外皮距离，所述小箍筋的宽度为位于所述型钢同一侧的两列所述后排墙冠梁纵筋的外皮距离。

6.根据权利要求书1所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述内置钢筋还包括用于连接前排桩和后排墙的多个通长主筋，所述通长主筋穿设在所述刚架梁内，所述通长主筋的一端锚入前排桩冠梁中，所述通长主筋的另一端锚入所述后排墙冠梁中。

7.根据权利要求书6所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述通长主筋设置在所述型钢的翼缘宽度范围外。

8.根据权利要求书1所述的一种用于异型双排桩的梁式连接节点，其特征在于：所述后排墙冠梁中设置有多个将所述后排墙冠梁纵筋牢固绑扎在一起的整体箍筋，所述整体箍筋沿着所述后排墙冠梁的长度方向分布。