CN108442383A - 桩顶支撑结构及基坑支护体系 - Google Patents

桩顶支撑结构及基坑支护体系 Download PDF

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陈兆雄
尹谦钧
梁金放
尹春明
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种桩顶支撑结构及基坑支护体系，所述桩顶支撑结构用于与桩体配合，包括：依次连接的冠梁、压顶板和支撑梁，所述冠梁设于桩体的顶部，所述压顶板将冠梁与支撑梁连接，且所述支撑梁的厚度大于所述压顶板以及所述冠梁的厚度。本发明的桩顶支撑结构增加了基坑支护体系的整体刚度和水平刚度，控制支护结构桩顶水平位移，且无需增加桩体，最大程度地降低锚索数量，从而达到降低工程造价的目的。

Description

桩顶支撑结构及基坑支护体系
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，更具体地，涉及一种桩顶支撑结构及基坑支护体系。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，地面建筑物的规模越来越大，同时深入开发地下空间，进而对基坑工程的要求也不断提高，深基坑支护安全及稳定性问题也日趋复杂。深基坑工程属临时性工程，其技术复杂性远高于永久性的基础施工。桩锚支护是深基坑的一种重要的支护措施，它的产生结合于抗滑桩支护方法和锚杆支护方法，其支护原理是综合了抗滑桩和锚索的支护原理，即阻挡基坑边坡下滑的抗滑力主要来源于锚杆所提供的锚固力和抗滑桩提供的阻滑力。桩锚支护中，控制基坑顶部水平位移是一项重要的设计指标。一般是通过增加或加密锚索或桩体数量来实现，但因锚索及桩体造价较高，增加或加密锚索及桩体会使工程投资增加，成本较高。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术为了控制基坑顶部水平位移而增加锚索或桩体从而增大成本的缺陷，提供一种桩顶支撑结构及基坑支护体系。
其技术方案如下：
一种桩顶支撑结构，用于与桩体配合，包括：依次连接的冠梁、压顶板和支撑梁，所述冠梁设于桩体的顶部，所述压顶板将冠梁与支撑梁连接，且所述支撑梁的厚度大于所述压顶板以及所述冠梁的厚度。本技术方案的桩体围绕基坑顶部周围设置，所述冠梁设于桩体顶部，将各个桩体顶部的冠梁连接，从而通过冠梁将各个桩体连成整体，增加整个基坑支护体系的刚度。所述压顶板与冠梁连接，并埋入基坑顶部的地面，增加基坑支护体系的水平刚度，而所述支撑梁设于压顶板的另一端，且所述支撑梁的厚度大于所述压顶板以及所述冠梁的厚度，并埋入基坑顶部的地面，形成整个桩顶支撑结构的支点，作为压顶板以及冠梁的锚固，形成桩顶支撑体系。本实施方式的桩顶支撑结构增加了基坑支护体系的整体刚度和水平刚度，控制支护结构桩顶水平位移，且无需增加桩体，最大程度地降低锚索数量，从而达到降低工程造价的目的。
本技术方案还提供一种基坑支护体系，用于防止基坑顶部水平位移，包括：桩体、与桩体固定连接的锚索，以及如上所述的桩顶支撑结构，所述桩顶支撑结构设于所述桩体的顶部，且所述压顶板与所述支撑梁埋入基坑顶部的地面。本技术方案通过锚索形成锚固作用来加固基坑，提高基坑的承载能力，同时控制基坑顶部水平位移；所述桩顶支撑结构通过互相连接且设于桩体顶部的冠梁、压顶板以及支撑梁，增加了基坑支护体系的整体刚度和水平刚度，尤其是通过具有一定厚度的支撑梁埋入地面，作为支点，从而形成锚固结构，控制支护结构桩顶水平位移，且无需增加桩体，最大程度地降低锚索数量，从而达到降低工程造价的目的。
进一步地，所述压顶板与所述桩体以及所述支撑梁均垂直连接。
进一步地，所述压顶板的宽度大于所述支撑梁的宽度。
进一步地，所述压顶板的厚度小于所述冠梁的厚度。
进一步地，所述压顶板的宽度范围为1m-3m,和/或所述压顶板的厚度范围为150mm-200mm。
进一步地，所述支撑梁的宽度范围为600mm-800mm，和/或，所述支撑梁的厚度范围为800mm-1200mm。
进一步地，所述桩体以及所述桩顶支撑结构均沿基坑顶部边缘设置。
进一步地，所述锚索的数量为至少两个。进一步地，所述锚索在水平面的倾角范围为10°-45°。
附图说明
图1为本发明实施例所述的桩顶支撑结构的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的基坑支护体系的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的基坑支护体系的俯视图；
图4为图3所示的基坑支护体系的局部示意图；
图5为本发明实施例所述的基坑支护体系的计算简图。
附图标记说明：
10、桩体；11、灌注桩；12、旋喷桩；20、冠梁；30、压顶板；40、支撑梁；50、地面；60、锚索。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
如图1所示的一种桩顶支撑结构，用于与桩体10配合，包括：依次连接的冠梁20、压顶板30和支撑梁40，所述冠梁20设于桩体10的顶部，所述压顶板30将冠梁20与支撑梁40连接，且所述支撑梁40的厚度大于所述压顶板30以及所述冠梁20的厚度。本实施方式的桩体10围绕基坑顶部周围设置，所述冠梁20设于桩体10顶部，将各个桩体10顶部的冠梁20连接，从而通过冠梁20将各个桩体10连成整体，增加整个基坑支护体系的刚度。所述压顶板30与冠梁20连接，并埋入基坑顶部的地面50，增加基坑支护体系的水平刚度，而所述支撑梁40设于压顶板30的另一端，且所述支撑梁40的厚度大于所述压顶板30以及所述冠梁20的厚度，并埋入基坑顶部的地面50，形成整个桩顶支撑结构的支点，作为压顶板30以及冠梁20的锚固，形成桩顶支撑体系。增加了基坑支护体系的整体刚度和水平刚度，控制支护结构桩顶水平位移，且无需增加锚索60或桩体10数量，而达到降低工程造价的目的，且工期大大缩短，施工难度低。
如图2至图4所示，本实施方式还提供一种基坑支护体系，用于防止基坑顶部水平位移，包括：桩体10、与桩体10固定连接的锚索60，以及如上所述的桩顶支撑结构，所述桩顶支撑结构设于所述桩体10的顶部。且所述桩体10以及所述桩顶支撑结构均沿基坑顶部边缘设置，即所述冠梁20、压顶板30以及支撑梁40均围绕所述基坑顶部边缘设置，全方位覆盖基坑顶部的地面50，进一步防止基坑顶部水平位移。
结合图5所示的本实施方式的基坑支护体系的计算简图说明本实施方式的桩顶支撑结构的效果，在本实施方式的桩体10顶部设置桩顶支撑结构后，桩体10顶部由自由端变成弹簧支座，对于悬臂结构，带来的位移降低效果是明显的，传统的支护结构为了控制桩顶水平位移，只能通过增加锚索处的弹簧水平刚度来解决，即增加锚索数量或加密锚索间距。而本实施方式在桩体10顶部设置桩顶支撑结构，使桩体10顶部也有支撑效果，提供水平抗侧刚度，成为基坑支护体系的一部分，能有效控制基坑顶部位移，减小了工程投资。
如图4所示，本实施方式的桩体10包括灌注桩11和旋喷桩12，多个所述灌注桩11单排间隔设置，且所述旋喷桩12设于相邻两灌注桩11之间，并与灌注桩11配合形成封闭的止水帷幕。且本实施方式中所述灌注桩11的桩径与所述旋喷桩12的桩径相同，减小了灌注桩11的桩径，减少成本的同时，保证了灌注桩11的强度。所述桩顶支撑结构的冠梁20设于所述灌注桩11的顶部，且将所有灌注桩11连成整体，提高桩顶的强度。且与所述冠梁20连接的所述压顶板30以及所述支撑梁40埋入基坑顶部的地面50。本实施方式中，所述冠梁20、压顶班30以及支撑梁40的顶部平齐，且与地面50顶部平齐，即所述冠梁20、压顶班30以及支撑梁40均完全埋入基坑顶部的地面50中，形成锚固结构。
本实施方式通过锚索60形成锚固作用来加固基坑，提高基坑的承载能力，同时控制基坑顶部水平位移；所述桩顶支撑结构通过互相连接且设于桩体10顶部的冠梁20、压顶板30以及支撑梁40，增加了基坑支护体系的整体刚度和水平刚度，尤其是通过具有一定厚度的支撑梁40埋入地面50，作为支点，从而形成锚固结构，控制支护结构桩顶水平位移，无需增加锚索60，也无需使用双排灌注桩11，而达到降低工程造价的目的。
为了强化支撑梁40的支点作用，提高锚固效果，将所述压顶板30与所述桩体10以及所述支撑梁40均垂直连接，即所述支撑梁40与冠梁20和桩体10平行，提高锚固效果。
由于所述压顶板30主要用于增加基坑支护体系的水平刚度，从而其覆盖于地面50的面积相对较大，将所述压顶板30的宽度设为大于所述支撑梁40的宽度以及大于所述冠梁20的宽度。且由于支点为支撑梁40，而非压顶板30，压从而压顶板30的厚度无需设为太大，为了节约成本，所述压顶板30的厚度小于所述冠梁20的厚度。本实施方式中所述压顶板30的宽度范围为1m-3m,和/或所述压顶板30的厚度范围为150mm-200mm。
由于支撑梁40作为锚固结构的支点，从而所述支撑梁40在保证厚度的同时，也需有一定截面的宽度，加强锚固效果。本实施方式中，所述支撑梁40的宽度范围为600mm-800mm，所述支撑梁的厚度范围为800mm-1200mm。
所述锚索60的数量为至少两个，锚索60数量越多则防止基坑坍塌效果越好，但是为了减少工程造价，本实施方式的锚索60设为两个，两个所述锚索60间隔设置。所述锚索60在水平面的倾角范围为10°-45°。优选地，所述锚索60与所在水平面的倾角宜取15°-25°，避免倾斜角度过小不易注浆施工，或者倾斜角度太大水平拉力变小造成受力损失和材料浪费等，且所述锚索60的锚固段宜设置在土的粘结强度高的土层内。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种桩顶支撑结构，用于与桩体配合，其特征在于，包括：依次连接的冠梁、压顶板和支撑梁，所述冠梁设于桩体的顶部，所述压顶板将冠梁与支撑梁连接，且所述支撑梁的厚度大于所述压顶板以及所述冠梁的厚度。
2.一种基坑支护体系，用于防止基坑顶部水平位移，其特征在于，包括：桩体、与所述桩体固定连接的锚索，以及如权利要求1所述的桩顶支撑结构，所述桩顶支撑结构设于所述桩体的顶部，且所述压顶板与所述支撑梁埋入基坑顶部的地面。
3.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于，所述压顶板与所述桩体以及所述支撑梁均垂直连接。
4.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于，所述压顶板的宽度大于所述支撑梁的宽度。
5.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于，所述压顶板的厚度小于所述冠梁的厚度。
6.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于，所述压顶板的宽度范围为1m-3m,和/或所述压顶板的厚度范围为150mm-200mm。
7.根据权利要求2所述的桩顶支撑结构，其特征在于，所述支撑梁的宽度范围为600mm-800mm，和/或所述支撑梁的厚度范围为800mm-1200mm。
8.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于，所述桩体以及所述桩顶支撑结构均沿基坑顶部边缘设置。
9.根据权利要求2所述的基坑支护体系，其特征在于，所述锚索的数量为至少两个。
10.根据权利要求2-9任一项所述的基坑支护体系，其特征在于，所述锚索在水平面的倾角范围为10°-45°。
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