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双排桩支挡结构设计介绍

460 2021-04-22 14:35:42

双排桩(Double-row-piles wall)是近些年来出现的一种新的支护形式。从布桩形式上可理解为将原有密集的单排桩中的部分桩向后移动一定距离,形成两排平行的钢筋混凝土桩,并在桩顶用刚性连梁和冠梁将各排桩连接成为一个整体,沿基坑长度方向形成超静定空间门式刚架结构。双排桩支护结构的侧向刚度相对较大,可以对基坑的变形进行有效的控制,桩间土经过加固后还可以起到止水作用。

 双排桩布置与特点

1.双排桩布置形式

双排桩支护结构的布桩形式非常灵活,常见的形式有矩形格构式、丁字形、连拱形、梅花形、双三角形式。各种布桩的平面和剖面形式如图 3-8、图 3-9 所示。

2.双排桩特点

双排桩支护结构的组合形式有效地利用了各组合构件的良好力学性能,使得双排桩结构具有较单排桩更大的侧向刚度,可以有效地约束支护结构桩体变形,同时又有良好的受力性能。在双排桩支护结构中,前后排桩均分担主动土压力,但前排桩主要起分担土压力的作用,后排桩除分担部分土压力外还起到拉锚和支挡双重作用;且由于充分利用了桩土

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的共同作用效应,改变了土体侧压力的分布,增强了支护效果;同时由于连梁的存在,增加了支护结构自身稳定性和整体刚度。

双排桩支护类似于悬臂式支护,但与单排悬臂桩支护相比,双排桩支护结构很多优点∶

(1)单排悬臂桩通过将桩身嵌入基底以下土体内足够深度来抵抗桩后土体的侧向压力并保持稳定性。桩顶位移和桩身内力、变形均较大。双排桩支护由前后排桩和桩顶刚性连梁形成一个空间超静定结构,具有较大的侧向刚度和整体刚度,加上前后排桩形成与侧压力反向作用的力偶抵抗了倾覆力矩的原因,使双排桩的位移明显减小,桩身的内力也大幅下降。双排桩支护深度比单排桩深,且一般不需要设置锚杆或内支撑,所以常用较小直径的双排桩代替较大直径的悬臂单排桩,降低成本。

(2)悬臂式双排支护桩为超静定结构,可以随着下端支撑情况的变化自动调节其上下端的弯矩,同时能自动调整结构本身的内力,使之适应复杂多变的荷载作用,而单排悬臂桩为一静定结构,则不具备此种功能。

(3)悬臂式双排桩支护结构与拉锚结构相比,对施工场地及周围环境的要求比较低,同时双排桩支护结构对基坑的开挖不会有过多的要求。占据场地小,基坑影响范围小,在建筑物密集的地区更加适用。

(4)具有支护和止水帷幕二合一功能简双排桩虚护结构,可用于港口和码头的建设中,例如水泥土搅拌桩墙符合双排钻孔灌注桩和双舞钢板桩支护结构。此外,双排钢板桩中间填充水泥土的支护结构具有双重防渗的功能,对于有严格防渗要求的建筑物,有广泛的应用前景。

3.5.2 双排桩模型试验

1.模型试验概况

模型试验由中国建筑科学研究院地基所模型试验室进行,模型试验坑长和宽分别为 10m和 4m。

模型试验中桩体采用直径为 30mm 黄铜管模拟,桩长为1.8m,在黄铜管外壁上贴电阻片,经标定后作为正式护坡桩。单排桩同距为 60mm,双排桩间距大1倍,排距试验为 120mm 及 240mm 两种。

试验土料为黏性土及砂土,其物理力学指标及颗粒组成百分比从略。

土压力测量采用应变式的微型土压力盒,直径 25mm,厚 7mm,并专门设计压力盒支座。

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