CN111576452A - 一种双排桩支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双排桩支护结构，包括前排桩和后排桩，所述前排桩的桩顶设置有前排冠梁，所述后排桩的桩顶设置有后排冠梁，所述前排冠梁与后排冠梁之间设置有刚架梁，所述前排冠梁、后排冠梁和刚架梁共同形成平面桁架结构，前后排的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的连接腹杆，所述前排桩中的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的前排腹杆，相邻的两前排桩身与对应的后排桩之间形成空间三角桁架立柱结构。本发明为克服现有双排桩空间体系作用效应有限和单排桩抗弯能力弱的问题，提供一种桩身连接了腹杆的空间三角形桁架立柱结构支护体系，可以实现前、后排桩之间的有效连接，形成空间一体结构，增强双排桩的侧向刚度，加强了结构支护体系的抗弯能力。

Description

一种双排桩支护结构

技术领域

本发明涉及市政工程、建筑工程和水利工程技术领域，特别涉及一种适用于高边坡支挡、深基坑支护和深河堤防护方面的双排桩支护结构，可作为临时或永久结构使用。

背景技术

随着国家公园城市建设的快速发展，高边坡、深基坑和高河堤等危险性较大的项目工程越来越多，而安全问题重视程度也达到了新高度。双排桩支护结构作为一种较为新型的支护型式，其支护结构刚度因为其模型类似于门架结构，作用基理虽然比单排桩有了较大提高，在抗弯能力方面较单排桩也有了较大改善，但是双排桩与刚架梁形成门架结构，在桩排间距小于4倍桩径时，空间体系作用效应有限，门架结构前、后排桩结构整体作用效果有限，需要加强桩体结构间的连接，以发挥更高效的空间结构体系作用。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的现有双排桩空间体系作用效应有限和单排桩抗弯能力弱的问题，提供一种可以增强双排桩的侧向刚度，并加强结构支护体系抗弯能力的双排桩支护结构。

本发明技术的技术方案是这样实现的：一种双排桩支护结构，包括前排桩和后排桩，所述前排桩的桩顶设置有前排冠梁，所述后排桩的桩顶设置有后排冠梁，其特征在于：所述前排冠梁与后排冠梁之间设置有刚架梁，所述前排冠梁、后排冠梁和刚架梁共同形成平面桁架结构，前后排的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的连接腹杆，所述前排桩中的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的前排腹杆，相邻的两前排桩身与对应的后排桩之间形成空间三角桁架立柱结构。

本发明所述的双排桩支护结构，其所述前排桩和后排桩在纵向上呈双排交错布置，所述前排冠梁与后排冠梁以桩位节点作为连接点，所述刚架梁设置在前排冠梁与后排冠梁的相邻连接点之间，所述前排冠梁与后排冠梁之间的刚架梁整体呈连续的W形。

本发明所述的双排桩支护结构，其所述竖向间隔布置的相邻连接腹杆之间设置有斜腹杆，所述斜腹杆的一端与前排桩的桩身连接，其另一端与后排桩的桩身连接。

本发明所述的双排桩支护结构，其相邻前、后排桩之间的连接腹杆、前排腹杆和斜腹杆均设置于基坑或边坡底以上桩身范围。

本发明所述的双排桩支护结构，其所述连接腹杆与对应的前排腹杆在同一水平面上。

本发明所述的双排桩支护结构，其所述前排桩设置有前排桩腹杆预留钢筋，所述后排桩设置有后排桩腹杆预留钢筋，所述连接腹杆两端分别与前、后排相邻桩身上对应的预留钢筋连接。

本发明所述的双排桩支护结构，其在所述前排桩上设置有螺栓孔或前排腹杆预留钢筋，所述前排腹杆通过螺栓与前排桩的对应螺栓孔连接，或者所述前排腹杆与前排桩上预设的前排腹杆预留钢筋连接。

本发明所述的双排桩支护结构，其在竖向上相邻连接腹杆之间设置有网喷混凝土，所述前排桩设置有前排桩钢筋网预留钢筋，所述后排桩设置有后排钢筋网预留钢筋，所述网喷混凝土的钢筋网前后两端分别与前、后排相邻桩身上对应的预留钢筋连接，所述钢筋网的上下两端分别与对应的连接腹杆连接。

本发明所述的双排桩支护结构，其所述前排冠梁的宽度大于前排桩的桩径，所述后排冠梁的的宽度大于后排桩的桩径。

本发明所述的双排桩支护结构，其所述前排桩桩顶设置有前排连接板，所述后排桩桩顶设置有后排连接板，所述刚架梁两端分别与对应的前排连接板和后排连接板螺栓连接。

本发明为克服现有双排桩空间体系作用效应有限和单排桩抗弯能力弱的问题，提供一种桩身连接了腹杆的空间三角形桁架立柱结构支护体系，可以实现前、后排桩之间的有效连接，形成了空间一体结构，增强了双排桩的侧向刚度，加强了结构支护体系的抗弯能力，可以实现混凝土构件预制安装或现浇施工成形，同时也可实现型钢杆件拼装施工成形并可回收重复利用，可有效减少工程周期、减少占用地下空间和降低工程造价。

本发明所述双排桩空间体系土体开挖形成锯齿状土侧面，锯齿状土侧面凹形空间与本发明空间三角桁架立柱结构有独特匹配作用，在基坑支护中有引、排基坑外地下水管线安装空间作用，在边坡支护工程中是种植植物美化环境作用，而在水利河堤工程中有降低水的流速度、减少冲刷和美化环境的作用。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图2是本发明的立体空间示意图。

图3是图2的剖视图。

图4是本发明中桩身与腹杆连接的示意图。

图5是本发明中桩身与网喷混凝土连接的示意图。

图6是本发明中另一种结构的冠梁与刚架梁连接的示意图。

图7是本发明中另一种结构的腹杆与网喷混凝土的连接示意图。

图中标记：1为前排桩，2为后排桩，3为前排冠梁，4为后排冠梁，5为刚架梁，6为连接腹杆，7为前排腹杆，8为斜腹杆，9为前排桩腹杆预留钢筋，10为后排桩腹杆预留钢筋，11为前排腹杆预留钢筋，12为网喷混凝土，13为前排桩钢筋网预留钢筋，14为后排钢筋网预留钢筋，15为前排连接板，16为后排连接板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”、“周向”、“层”、“级”、“前排”、“后排”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的桩位或杆件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。尽管参照实施例对本发明进行详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对下述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1至7所示，一种双排桩支护结构，包括前排桩1和后排桩2，所述前排桩1的桩顶设置有前排冠梁3，所述后排桩2的桩顶设置有后排冠梁4，所述前排冠梁3的宽度大于前排桩1的桩径，以确保前排桩间可靠连接，所述后排冠梁4的的宽度大于后排桩2的桩径，以确保后排桩间可靠连接，所述前排冠梁3与后排冠梁4之间设置有刚架梁5，所述前排冠梁3、后排冠梁4和刚架梁5共同形成平面桁架结构，桁架由地质变化、支护高度变化和施工工筹等进行分段，分段设置沉降缝，具体地，所述前排桩1和后排桩2在纵向上呈双排交错布置，所述前排冠梁3与后排冠梁4以桩位节点作为连接点，所述刚架梁5设置在前排冠梁3与后排冠梁4的相邻连接点之间，所述前排桩1桩顶设置有前排连接板15，所述后排桩2桩顶设置有后排连接板16，所述刚架梁5两端分别与对应的前排连接板15和后排连接板16螺栓连接，所述前排冠梁3与后排冠梁4之间的刚架梁5整体呈连续的W形，其刚度较大，且能够节省材料，而且前排冠梁3、后排冠梁4及刚架梁5可成型为一整体结构，形成实体大冠梁。

以上结构形成了本发明双排桩的主体结构，具有较好的支护作用，进而开挖基坑土方，常见以1～3米为一级，一级分为3～4层，每级土方开挖同时挖除桩间土形成土侧面为锯齿状，该锯齿状土侧面凹形空间与本发明空间三角桁架立柱结构有独特匹配作用，在基坑支护中是引、排放基坑外地下水的空间，在边坡支护工程中有种植植物美化环境作用，在水利河堤工程中有降低水的流速度、减少冲刷的作用，施工连接前排桩腹杆预留钢筋和后排桩腹杆预留钢筋的连接腹杆，连接腹杆间的网喷混凝土以挡土，网喷混凝土的钢筋网与前排桩钢筋网预留钢筋和后排桩钢筋网预留钢筋焊接或绑扎，网喷钢筋网延伸与连接腹杆钢筋相连并绑扎。

具体地，前后排的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的连接腹杆6，所述前排桩1中的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的前排腹杆7，桩身上预留有连接各腹杆的钢板、钢筋、销轴或者螺栓，所述连接腹杆6与对应的前排腹杆7在同一水平面上，相邻的两前排桩身与对应的后排桩之间形成空间三角桁架立柱结构，所述连接腹杆和前排腹杆的实施步骤与土方分层分级开挖一致，由上而下每开挖一级土，同步实施该级对应的连接腹杆和前排腹杆，同步形成三角形空间桁架体系，该结构能使双排桩更好的形成一个整体，大大提高了双排桩的整体侧向刚度及侧向抗弯能力。

为了进一步提高连接部结构的稳定性和可靠性，所述竖向间隔布置的相邻连接腹杆6之间设置有斜腹杆8，所述斜腹杆8的一端与前排桩1的桩身连接，其另一端与后排桩2的桩身连接，相邻前、后排桩之间的连接腹杆6、前排腹杆7和斜腹杆8均设置于基坑或边坡底以上桩身范围，开挖至基坑或坡底后，可根据情况设置钢筋网并采用混凝土进行三角区域封底。

在本实施例中，所述前排桩1设置有前排桩腹杆预留钢筋9，所述后排桩2设置有后排桩腹杆预留钢筋10，所述连接腹杆6两端分别与前、后排相邻桩身上对应的预留钢筋连接，在所述前排桩1上设置有螺栓孔或前排腹杆预留钢筋11，所述前排腹杆7通过螺栓与前排桩1的对应螺栓孔连接，或者所述前排腹杆7与前排桩1上预设的前排腹杆预留钢筋11连接，所述前排腹杆可采用双拼槽钢，以起连接前排桩为一个整体而固定作用。

其中，在竖向上相邻连接腹杆6之间设置有网喷混凝土12以达到挡土作用，当前、后排桩采用可回收的钢管桩时，桩间采用可拆卸式挡土板，所述前排桩1设置有前排桩钢筋网预留钢筋13，所述后排桩2设置有后排钢筋网预留钢筋14，所述网喷混凝土12的钢筋网前后两端分别与前、后排相邻桩身上对应的预留钢筋连接，所述钢筋网的上下两端分别与对应的连接腹杆6连接，桩间采用可拆卸式挡土板时，预留钢筋13、14可采用预留螺栓孔。

本发明的双排桩支护结构由于设置了前、后排桩顶冠梁之间刚架梁和桩间竖向腹杆连接，该结构改变了传统的双排桩整体连接点少的特点，使双排桩形成了一体化的空间三角桁架立柱结构，双排桩的整体水平方向刚度得到了提升，也提高了排桩的水平抗弯能力；主要用于市政工程、水利工程和建筑工程等行业中深基坑、高边坡和河堤等土体支护，具有结构可靠度高、实施简便，节省材料，工程造价低的特点。

具体实施例一

一种双排桩支护结构，场景为在边坡支挡中使用，属于为永久结构，前排桩的桩径为800mm，后排的桩桩径800mm，采用机械成孔施工钢筋混凝土灌注桩，双排等边三角形布置，间距2m，前排桩的桩身预留有若干组前排桩腹杆预留钢筋，该钢筋每组10根且直径22mm，用于连接前排腹杆的钢筋每组10根且直径为22mm，前排桩钢筋网预留钢筋直径为10mm且每竖向间距150mm，后排桩身预留有若干组后排桩腹杆预留钢筋，该钢筋每组10根且直径为22mm，后排钢筋网预留钢筋直径为10mm且每竖向间距150mm；前排桩顶设置有1000×600mm的前排冠梁，后排桩顶设置有1000×600mm的后排冠梁，采用400×400mm刚架梁连接前排冠梁和后排冠梁。

接着进行一侧边坡土方开挖，开挖采用分层分级开挖，2～4层为一级，每开挖一层就采用逆作法实施网喷混凝土进行挡土，网喷混凝土为现浇钢筋混凝土板厚200mm，钢筋网连接前排桩钢筋网预留钢筋和后排桩腹杆预留钢筋，每开挖一级同步实施前排桩与后排桩之间300×300mm连接腹杆和连接前排桩的300×300mm前排腹杆，均为现浇钢筋混凝土结构，连接腹杆其一端钢筋连接前排桩腹杆预留钢筋，另一端连接后排桩腹杆预留钢筋，前排腹杆连接前排桩的预留钢筋，连接腹杆与前排腹杆水平高程一致。随着开挖深度的加大，结构整体的受力也有所加大，连接腹杆与前排腹杆可以选择加密竖向间距，为了进一步增加刚度，连接腹杆之间还可以设置斜腹杆。重复分层分级开挖实施网喷混凝土、连接腹杆和前排腹杆，需要时实施斜腹杆，一直挖至坡底，坡底采用混凝土封底并在坡脚处设置排水沟。另为了边坡的美观，在每级连接腹杆和前排腹杆间摆设花盆种植藤蔓植物。

具体实施例二

一种双排桩支护结构，与实施例一的不同之处在于使用场景为临时基坑支护。前排桩和后排桩采用钢管桩，钢管桩直径为500mm，采用振冲成桩式艺，双排等边三角形布置，间距1.5m。前排桩桩身预留螺栓孔，后排桩身预留螺栓孔。前排桩顶设置有双拼300mm工字钢前排冠梁和前排连接板，后排桩顶设置有双拼300mm工字钢后排冠梁和后排连接板，采用刚架梁分别通过连接板和螺栓连接前排桩和后排桩。

接着进行基坑分层分级开挖，每层高500mm开挖安装V字形挡土板，该挡土板相当于实施例一中的网喷混凝土，其材料为波形钢板高500mm，钢板厚3mm，波高100mm，分别通过预留孔连接前排与后侧。每级高2000mm开挖安装桩之间的连接腹杆，其材料为双拼160mm槽钢，其一端采用螺栓连接前排桩的预留孔，一端连接后排桩的预留孔，前排桩之间安装双拼200mm工字钢前排腹杆，前排腹杆采用螺栓对接桩身预留孔。通过循环分层、分级开挖和安装挡土板、连接腹杆、前排腹杆至基坑底。支护结构拆除回填工序则与开挖工序相反，根据基坑挡土板、连接腹杆和前排腹杆的分层位置情况，从下往上逐件拆除，每拆除一层杆件及时回填对应高度土方并夯实；重复以上工序直到顶冠梁底高程，后拆除刚架梁、前排冠梁和后排冠梁；最后逐根拔除钢管桩并分层填充砂砾土夯实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双排桩支护结构，包括前排桩(1)和后排桩(2)，所述前排桩(1)的桩顶设置有前排冠梁(3)，所述后排桩(2)的桩顶设置有后排冠梁(4)，其特征在于：所述前排冠梁(3)与后排冠梁(4)之间设置有刚架梁(5)，所述前排冠梁(3)、后排冠梁(4)和刚架梁(5)共同形成平面桁架结构，前后排的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的连接腹杆(6)，所述前排桩(1)中的相邻桩身之间设置有竖向间隔布置的前排腹杆(7)，相邻的两前排桩身与对应的后排桩之间形成空间三角桁架立柱结构。

2.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：所述前排桩(1)和后排桩(2)在纵向上呈双排交错布置，所述前排冠梁(3)与后排冠梁(4)以桩位节点作为连接点，所述刚架梁(5)设置在前排冠梁(3)与后排冠梁(4)的相邻连接点之间，所述前排冠梁(3)与后排冠梁(4)之间的刚架梁(5)整体呈连续的W形。

3.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：所述竖向间隔布置的相邻连接腹杆(6)之间设置有斜腹杆(8)，所述斜腹杆(8)的一端与前排桩(1)的桩身连接，其另一端与后排桩(2)的桩身连接。

4.根据权利要求3所述的双排桩支护结构，其特征在于：相邻前、后排桩之间的连接腹杆(6)、前排腹杆(7)和斜腹杆(8)均设置于基坑或边坡底以上桩身范围。

5.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：所述连接腹杆(6)与对应的前排腹杆(7)在同一水平面上。

6.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：所述前排桩(1)设置有前排桩腹杆预留钢筋(9)，所述后排桩(2)设置有后排桩腹杆预留钢筋(10)，所述连接腹杆(6)两端分别与前、后排相邻桩身上对应的预留钢筋连接。

7.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：在所述前排桩(1)上设置有螺栓孔或前排腹杆预留钢筋(11)，所述前排腹杆(7)通过螺栓与前排桩(1)的对应螺栓孔连接，或者所述前排腹杆(7)与前排桩(1)上预设的前排腹杆预留钢筋(11)连接。

8.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：在竖向上相邻连接腹杆(6)之间设置有网喷混凝土(12)，所述前排桩(1)设置有前排桩钢筋网预留钢筋(13)，所述后排桩(2)设置有后排钢筋网预留钢筋(14)，所述网喷混凝土(12)的钢筋网前后两端分别与前、后排相邻桩身上对应的预留钢筋连接，所述钢筋网的上下两端分别与对应的连接腹杆(6)连接。

9.根据权利要求1所述的双排桩支护结构，其特征在于：所述前排冠梁(3)的宽度大于前排桩(1)的桩径，所述后排冠梁(4)的的宽度大于后排桩(2)的桩径。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的双排桩支护结构，其特征在于：所述前排桩(1)桩顶设置有前排连接板(15)，所述后排桩(2)桩顶设置有后排连接板(16)，所述刚架梁(5)两端分别与对应的前排连接板(15)和后排连接板(16)螺栓连接。

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