CN212611713U - 一种承台式桩板墙结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及岩土工程技术领域,特别是一种承台式桩板墙结构,包括设置于地基上的填方路基,所述填方路基的至少一侧设置有与所述填方路基相抵接的挡土组件,所述挡土组件底部连接有承台板,所述承台板靠近所述填方路基的一端上部承载有至少一部分填方路基,所述承台板底部连接有下部桩基,所述下部桩基的下部伸入所述地基。本实用新型所述的一种承台式桩板墙结构,通过在挡土组件与下部桩基之间设置承台板,使得填方路基的部分填方土体施加给承台板一个向下竖向力,大大减小挡土组件受到的总弯矩,以降低挡土组件的结构尺寸,同时,大大减小下部桩基的桩长和桩径,进而降低了施工难度和施工成本。

Description

一种承台式桩板墙结构
技术领域
本实用新型涉及岩土工程技术领域,特别是一种承台式桩板墙结构。
背景技术
桩板墙被广泛用作为路基支挡结构,其通过下部桩基伸入地基的部分的反向侧壁力来平衡上部悬臂端的侧向土压力,具有受力模式简单、桩顶变形控制较好及安全可靠等特点,但当该结构应用于以下情况时,仍存在以下问题:
1).当其用于高速铁路路肩收坡时,若该结构悬臂较大,而《铁路路基支挡结构规范》中又要求“桩板墙桩顶位移应满足≤L/100和≤10cm的双重条件”(L为桩板墙桩悬臂长度),因此不得不通过加大桩径或增长桩长来满足规范要求,这往往导致桩径过大或桩长过长等问题,同时也造成施工较为困难;
2).当其应用于地基条件较差的土层地段路基收坡时,规范除了规定了上述两个条件外,还规定了“锚固点以下H2及H2/3的横向压力小于地基横向压力容许值”(H2为锚固段长度),在设计过程中,为满足上述要求,不得不继续增加锚固段长度,有些地段下部桩基伸入地基的部分甚至达到了桩基悬臂段的 1.5倍~1.7倍,施工难度及工程投资大大增加;
3).当其应用于富水砂层或卵石土等透水地段的路基收坡时,桩基不得不采用钻孔灌注桩,受钻孔机具的限制,目前常用的钻孔桩桩径一般为1.25~2m,但由于圆形的钻孔桩抗弯能力较差,当桩后土压力较大时,设计过程中不得不通过高度加密桩间距来满足结构变形和抗弯要求,如采用桩径1.5m,桩间距 2.5m。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的在路肩收坡时,如果结构悬臂较大、地基条件较差或地基在富水砂层或卵石土等透水地段,需要增大挡土结构及伸入地基下的桩基的结构尺寸,造成施工困难,施工成本高的问题,提供一种承台式桩板墙结构,能够大大减小挡土组件和下部桩基的结构尺寸,进而降低了施工难度和施工成本。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
一种承台式桩板墙结构,包括设置于地基上的填方路基,所述填方路基的至少一侧设置有与所述填方路基相抵接的挡土组件,所述挡土组件底部连接有承台板,所述承台板靠近所述填方路基的一端上部承载有至少一部分填方路基,所述承台板底部连接有下部桩基,所述下部桩基的下部伸入所述地基。
本实用新型所述的一种承台式桩板墙结构,所述承台板底部连接有下部桩基,所述下部桩基的下部伸入所述地基,下部桩基用于利用所述地基支撑整个承台锚拉式桩板墙结构系统,所述承台板靠近所述填方路基的一端上部承载有至少一部分填方路基,在使用时,设置于承台板上方的填方路基的填方土体施加给承台板一个向下竖向力,以此对挡土组件产生一个倾向于填方路基7侧的负向弯矩,抵消土压力对挡土组件产生的正向弯矩,有效控制桩顶位移,而且能够大大减小挡土组件受到的总弯矩,从而大大减小了挡土组件的结构尺寸,进而降低了施工成本,同时,利用地基对承台板靠近所述填方路基的部分的反向支撑力,可有效减小下部桩基伸入所述地基的锚固段对地基土的侧向挤压力,有效控制下部桩基的桩顶位移且能够使得下部桩基桩基弯矩分配均匀,大大减小下部桩基的桩长和桩径。
综上所述,本实用新型所述的一种承台式桩板墙结构,通过在挡土组件与下部桩基之间设置承台板,使得填方路基的部分填方土体施加给承台板一个向下竖向力,大大减小挡土组件受到的总弯矩,以降低挡土组件的结构尺寸同时,利用地基对承台板靠近所述填方路基的部分的反向支撑力,大大减小下部桩基的桩长和桩径,进而降低了施工难度和施工成本。
优选地,本实用新型所述的一种承台式桩板墙结构,还包括锚拉系统,所述锚拉系统的一端与所述挡土组件的上部相连接,所述锚拉系统的另一端与所述承台板靠近所述填方路基的端部相连接。
所述锚拉系统一端连接于所述挡土组件的上部,另一端连接于承台板靠近所述填方路基的端部上,所述锚拉系统、所述挡土组件和所述承台板形成三角结构,通过对挡土组件顶部的反向拉力,既可充分发挥承台板上的填方土体的竖向配重作用,以大大减少挡土组件上部的横向位移,同时,使得所述挡土组件由悬臂受力形式改为一端固定,一端铰接的受力形式,优化了使得挡土组件沿竖向的弯矩分配更加均匀,进一步减小挡土组件的尺寸。
具体地,所述挡土组件包括至少两个间隔设置的上部桩基,相邻所述上部桩基之间连接有挡土结构,所述挡土结构与所述填方路基相抵接。
优选地,所述锚拉系统的一端与所述上部桩基的上部相连接,所述锚拉系统的另一端与所述承台板靠近所述填方路基的端部相连接。
所述锚拉系统一端连接于所述上部桩基的上部,另一端连接于承台板靠近所述填方路基的端部上,所述锚拉系统、所述上部桩基和所述承台板形成三角结构,通过对上部桩基桩顶的反向拉力,既可充分发挥承台板上的填方土体的竖向配重作用,以大大减少上部桩基上部的横向位移,同时,使得所述上部桩基由悬臂受力形式改为一端固定,一端铰接的受力形式,优化了使得上部桩基沿竖向的弯矩分配更加均匀,进一步减小上部桩基的尺寸。
优选地,所述挡土组件靠近所述填方路基的一侧连接有筋板。
通过筋板将所述上部桩基由悬臂受力形式改为一端固定,一端铰接的受力形式,优化了使得上部桩基沿竖向的弯矩分配更加均匀,进一步减小上部桩基的尺寸。
优选地,所述筋板底部与所述承台板相连接。
优选地,所述上部桩基贯穿所述承台板,所述上部桩基和所述下部桩基一一对应设置,所述上部桩基与所述下部桩基一体浇筑成型,使得上部桩基与下部桩基之间更好传力,而且去连接处强度更高,抗弯矩能力更强。
优选地,所述挡土结构靠近所述填方路基的一侧连接有反滤结构,所述反滤结构用于将所述填方路基中的水排出,同时避免填方路基中的水与填方土一起排出。
优选地,所述反滤结构靠近所述填方路基的一侧连接有缓冲效能垫层,所述缓冲效能垫层用于减小地震力对所述挡土组件的影响。
优选地,所述承台板位于所述地基上,挡土结构在受土压力变形时,承台板作用于地基上,地基可提供承台板一个反向支撑力,可有效减小下部桩基伸入所述地基的部分对地基土的侧向挤压,大大减小下部桩基的结构尺寸。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
1、本实用新型所述的一种承台式桩板墙结构,通过在挡土组件与下部桩基之间设置承台板,使得填方路基的部分填方土体施加给承台板一个向下竖向力,大大减小挡土组件受到的总弯矩,以降低挡土组件的结构尺寸同时,利用地基对承台板靠近所述填方路基的部分的反向支撑力,大大减小下部桩基的桩长和桩径,进而降低了施工难度和施工成本。
2、本申请的一种承台式桩板墙结构,所述锚拉系统一端连接于所述挡土组件的上部,另一端连接于承台板靠近所述填方路基的端部上,通过对挡土组件顶部的反向拉力,既可充分发挥承台板上的填方土体的竖向配重作用,以大大减少挡土组件上部的横向位移,同时,使得所述挡土组件由悬臂受力形式改为一端固定,一端铰接的受力形式,优化了使得挡土组件沿竖向的弯矩分配更加均匀,进一步减小挡土组件的尺寸。
3、本申请的一种承台式桩板墙结构,通过筋板将所述上部桩基由悬臂受力形式改为一端固定,一端铰接的受力形式,优化了使得上部桩基沿竖向的弯矩分配更加均匀,进一步减小上部桩基的尺寸。
4、所述反滤结构靠近所述填方路基的一侧连接有缓冲效能垫层,所述缓冲效能垫层用于减小地震力对所述挡土组件的影响。
5、所述承台板位于所述地基上,挡土结构在受土压力变形时,承台板作用于地基上,地基可提供承台板一个反向支撑力,可有效减小下部桩基伸入所述地基的部分对地基土的侧向挤压,大大减小下部桩基的结构尺寸。
附图说明
图1为本申请所述的一种承台式桩板墙结构断面示意图。
图2为本申请所述的一种承台式桩板墙结构平面布置图(承台板不连续)。
图3为本申请所述的一种承台式桩板墙结构平面布置图(承台板连续)。
图4为本申请所述的一种承台式桩板墙结构的结构示意图(使用筋板连接)。
图5为本申请所述的一种承台式桩板墙结构的受力示意图。
图6为本申请所述的一种承台式桩板墙结构的弯矩示意图。
图中标记:1-上部桩基,2-下部桩基,3-承台板,4-锚拉系统,5-挡土结构, 6-反滤结构,7-填方路基,8-缓冲效能垫层,9-地基,10-挡土组件,11-筋板。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型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实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1-3所示,本实施例所述的一种承台式桩板墙结构,包括桩基和与桩基相连的承台板3:桩基包括上部桩基1和下部桩基2,下部桩基2为钢筋混凝土钻孔灌注桩或挖孔桩,纵向间隔设置于地基9中;上部桩基1与下部桩基2通过承台板3连接,上部桩基1可为圆桩或方桩;承台板3设置于上部桩基1与下部桩基2之间,如图2和图3所示,承台板3沿纵向可连续或断开,桩与承台板3通过钢筋牢固连接;锚拉系统4一端连接于上部桩基1顶部,另一端与所述承台板3靠近所述填方路基7的端部相连接,可施加预应力;上部桩基1 靠填方路基7侧依次设置挡土结构5、反滤结构6和缓冲效能垫层8,其中,所述反滤结构6用于将所述填方路基中的水排出,同时避免填方路基中的部分填方土随水一起排出,所述缓冲效能垫层8用于减小地震力对所述挡土组件10的影响。
锚拉系统4一般为锚杆或者锚索,在安装后,可以先施加适当的预应力。
如图5-6所示,所述桩后承台板3上方填方土体作用于承台板3一个向下竖向力,以此对桩基1和2产生一个倾向于线路侧的负向弯矩,抵消土压力对桩基1和2产生的正向弯矩,有效控制桩顶位移且能够使得桩基1和2弯矩分配均匀,进一步减小桩长和桩径。
如图1-3所示,所述靠线路侧承台板3宽度取决于填土高度、上部桩基1 长度及桩后土压力三者大小,根据桩顶位移大小、桩身内力分布情况综合确定,一般为1~3m。
如图2-3所示,所述承台板3设置方式包含两种形式,一种是仅设置于桩基1和2范围,纵向在桩间断开,该种形式优点在于板为单向板,受力简单且弯矩较小,板钢筋混凝土用量少;另外一种承台板3纵向连续设置,该种形式优点在于板后填土竖向力大,桩顶位移控制较好,但承台板3为双向板,受力复杂且较大,板钢筋混凝土用量大。
如图5所示,所述桩板墙结构在受土压力变形时,承台板3设置于桩基靠近填方路基7的部分作用于地基9上,地基9可提供一个反向支撑力,可有效减小桩基2锚固段对地基土的侧向挤压,可进一步减小桩长。
如图1所示,所述锚拉系统4一端设置于上部桩基1桩顶,另一端设置于承台板3上,通过对上部桩基1桩顶的反向拉力,既可充分发挥承台板3上的竖向土体配重,可大大减少桩顶的横向位移。
如图4所示,上部桩基1与承台板3之间可以用锚拉系统4相拉连接,也可以通过筋板11相连接,也能起到相同的效果,更优化地,也可以同时使用锚拉系统4和筋板11,受力更好。
如图1所示,所述锚拉系统4可采用锚杆或锚索,锚杆和锚索可施加低预应力,根据结构悬臂高度和内力大小,综合确定预应力大小,一般可为80~ 120kN。
如图1所示,所述下部桩基2和上部桩基1纵向间隔布置,纵向间距一般为3.5~6m。
如图1所示,所述下部桩基2中主筋应依次深入承台板3和上部桩基1,深入长度应满足设计要求。
如图1-3所示,所述挡土结构5可采用现浇或预制拼装。
如图1-3所示,所述反滤结构6一般为袋装砂卵石、复合排水网等,若该结构用于地震地区,可在反滤层后增加缓冲效能垫层8,减小地震力对结构的影响。
本实施例所述的一种承台式桩板墙结构在施工时,
①整平施工场地,于承台板3处开挖至换填底面;
②施工桩井,整体绑扎钢筋笼,吊装并将钢筋笼放置于桩井内;
③对上部桩基1及承台板3进行立模,在下部桩基2及承台板3混凝土初凝之前须灌注上部桩基1钢筋混凝土;
④待桩身混凝土达到设计强度,施工锚拉系统,并张拉预应力至设计值;
⑤按设计要求由下而上开始边吊装挡土结构5并进行板后反滤层结构6施工、分层填筑路基7;
⑥将桩后填土7压至相应位置的压实标准,施工路基附属工程。
本实施例的有益效果在于:
1)在桩身设置承台板3,利用桩后承台板3上方填方土体作用于承台板3 的向下竖向力,以此对桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩,抵消土压力对桩基产生的正向弯矩;同时利用地基对桩前承台板3的反向支撑力,可有效减小下部桩基2伸入地基9的部分对地基土的侧向挤压,有效控制桩顶位移且能够使得桩基弯矩分配均匀,进一步减小桩长和桩径。
2)在桩顶和承台板3上设置锚拉系统4,通过锚拉系统4对桩顶的反向拉力,既可充分发挥承台板3上的竖向土体配重,可大大减少桩顶的横向位移。
3)桩板墙结构在受土压力变形时,承台板设置于桩基靠近填方路基7的部分作用于地基上,地基可提供一个反向支撑力,可有效减小下部桩基2伸入地基9的部分对地基土的侧向挤压,可进一步减小桩长。
本实用新型解决了传统桩板墙结构所面临的桩顶位移控制困难、悬臂较大时桩径和桩长过大、桩后土压力大导致桩间距过小等技术难题,具有结构新颖、安全可靠、施工方便、节约投资等特点,应用前景广泛。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种承台式桩板墙结构,其特征在于:包括设置于地基(9)上的填方路基(7),所述填方路基(7)的至少一侧设置有与所述填方路基(7)相抵接的挡土组件(10),所述挡土组件(10)底部连接有承台板(3),所述承台板(3)靠近所述填方路基(7)的一端上部承载有至少一部分填方路基(7),所述承台板(3)底部连接有下部桩基(2),所述下部桩基(2)的下部伸入所述地基(9)。
2.根据权利要求1所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:还包括锚拉系统(4),所述锚拉系统(4)的一端与所述挡土组件(10)的上部相连接,所述锚拉系统(4)的另一端与所述承台板(3)靠近所述填方路基(7)的端部相连接。
3.根据权利要求2所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述挡土组件(10)包括至少两个间隔设置的上部桩基(1),所述上部桩基(1)与所述承台板(3)相连接,相邻所述上部桩基(1)之间连接有挡土结构(5),所述挡土结构(5)与所述填方路基(7)相抵接。
4.根据权利要求3所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述锚拉系统(4)的一端与所述上部桩基(1)的上部相连接,所述锚拉系统(4)的另一端与所述承台板(3)靠近所述填方路基(7)的端部相连接。
5.根据权利要求3所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述挡土组件(10)靠近所述填方路基(7)的一侧连接有筋板(11),所述筋板(11)底部与所述承台板(3)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述上部桩基(1)靠近所述填方路基(7)的一侧连接有筋板(11)。
7.根据权利要求3所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述上部桩基(1)贯穿所述承台板(3),所述上部桩基(1)和所述下部桩基(2)一一对应设置,所述上部桩基(1)与所述下部桩基(2)一体浇筑成型。
8.根据权利要求3-7任意一项所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述挡土结构(5)靠近所述填方路基(7)的一侧连接有反滤结构(6)。
9.根据权利要求8所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述反滤结构(6)靠近所述填方路基(7)的一侧连接有缓冲效能垫层(8),所述缓冲效能垫层(8)用于减小地震力对所述挡土组件(10)的影响。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种承台式桩板墙结构,其特征在于:所述承台板(3)位于所述地基(9)上。
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