主辅桩式钢板桩结构制造技术

本发明专利技术提供一种主辅桩式钢板桩结构，该结构的型钢主桩的长度大于钢板桩辅桩的长度，钢板桩辅桩与型钢主桩的长度比为1/2～2/3；相邻两根型钢主桩中心距为3～6m，在相邻两根型钢主桩之间设置钢板桩辅桩；型钢主桩翼缘和钢板桩辅桩的侧边通过锁扣连接，并在型钢主桩、钢板桩辅桩上固定连接帽梁；型钢主桩和锚桩通过钢拉杆连接。有益效果是该结构辅桩的长度和每延米用钢量均大幅度减小，主桩的长度略有增大，最终工程量能减少30％～50％。该结构的主桩最终承担水平荷载，辅桩消除土体的滑动趋势。不仅解决了在深厚淤泥场址难以修建钢板桩结构的难题；同时对于适合传统钢板桩结构的场地节省工程量、降低造价。

Main and auxiliary pile type steel sheet pile structure

The invention provides a main and auxiliary pile sheet pile structure, the structure of the steel main pile is larger than the length of the steel sheet pile auxiliary pile length, pile and steel sheet pile auxiliary main pile length ratio of 1/2 to 2/3; the two adjacent steel main pile center distance is 3 ~ 6m, between two adjacent the main type of steel pile set steel sheet pile type steel main auxiliary pile; pile flange and steel sheet pile auxiliary pile side connected by a lock catch, and in the main pile, steel sheet pile pile cap is fixedly connected with the auxiliary beam; steel main pile and anchor pile by steel rod connection. The invention has the advantages that the structure auxiliary pile length and quantity of steel consumption is greatly reduced, the main pile length increases slightly, the final project can be reduced from 30% to 50%. The main pile of the structure finally bears the horizontal load, and the auxiliary pile eliminates the sliding trend of the soil mass. The utility model not only solves the difficult problem that the steel sheet pile structure is difficult to be constructed in the heavy silt site, but also saves the amount of the engineering and reduces the cost for the site which is suitable for the traditional steel sheet pile structure.

【技术实现步骤摘要】
主辅桩式钢板桩结构
本专利技术涉及港口、修造船水工建筑物、通航枢纽、人工岛、水利及建筑工程领域中的建筑结构，特别是一种适用于港口码头、护岸、地下建构筑物及岸壁挡土建筑物的主辅桩式钢板桩结构。
技术介绍
钢板桩结构是码头、护岸、地下建构筑物及岸壁挡土建筑物等的主要结构型式之一，传统的钢板桩是由钢板桩前墙、锚地墙、拉杆和帽梁组成结构如图1所示。其工作特点是依靠钢板桩前墙来抵挡各种水平荷载和保证结构的整体稳定性(踢脚稳定和圆弧滑动稳定)，前墙的埋深需要同时满足踢脚稳定和圆弧滑动稳定两个条件。传统的钢板桩结构适用于地质条件情况较好的工程。对于淤泥层较厚的港址，传统钢板桩的入土深度将会加大，且钢板桩自身截面特性也会增大，因此既不经济也不容易施工。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种主辅桩式钢板桩结构，该结构各部件作用区分清晰，型钢主桩用以最终承担水平荷载；钢板桩辅桩用以保证墙后土体的圆弧滑动稳定性。该结构能够有效减小传统钢板桩结构的工程量，且具有更加宽广的场地适应性，便于施工、节约成本。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种主辅桩式钢板桩结构，该结构包括有型钢主桩、钢板桩辅桩、锚桩、钢拉杆、帽梁，其中：所述型钢主桩的长度大于钢板桩辅桩的长度，依据工程实际情况，钢板桩辅桩与型钢主桩的长度比为1/2～2/3；相邻两根型钢主桩中心距为3～6m，在相邻两根型钢主桩之间设置钢板桩辅桩；型钢主桩翼缘和钢板桩辅桩的侧边通过锁扣连接，并在型钢主桩、钢板桩辅桩上固定连接帽梁；型钢主桩和锚桩通过钢拉杆连接。本专利技术的效果是与传统钢板桩结构相比，本专利技术结构辅桩的长度和每延米用钢量均大幅度减小；主桩的长度和每延米用钢量略有增长；最终工程量能减少30％～50％。该结构的主桩最终承担水平荷载包括土压力、系缆力、地震力等，辅桩消除土体的圆弧滑动趋势。不仅解决了在深厚淤泥场址难以修建钢板桩结构的难题；同时对于适合传统钢板桩结构的场地，采用本专利技术也可节省工程量、降低造价。附图说明图1传统钢板桩结构示意图；图2是本专利技术的主辅桩式钢板桩结构断面图；图3是本专利技术的主辅桩式钢板桩结构俯视图；图4是本专利技术的主辅桩式钢板桩结构前视图。图中：1、主桩2、辅桩3、锚桩4、拉杆5、帽梁具体实施方式下面结合附图对本专利技术的主辅桩式钢板桩结构进行进一步说明。本专利技术主辅桩式钢板桩结构的设计思想是从结构受力特点入手，设计不同的部件来分别满足结构在水平荷载作用下的稳定要求和结构后方土体的圆弧滑动稳定要求。克服了传统钢板桩的缺点，不仅适用于地质条件较好的场地，也能适用于地质条件较差，例如淤泥层较厚的场地；各组成部件功能区分明显，钢板桩辅桩用以抵抗圆弧稳定，型钢主桩用以最终抵抗水平荷载，主辅桩分别设计，能够节省造价、易于施工。本专利技术主辅桩式钢板桩结构是，该结构包括有型钢主桩1、钢板桩辅桩2、锚桩3、钢拉杆4、帽梁5，所述型钢主桩1的长度大于钢板桩辅桩2的长度，依据工程实际情况，钢板桩辅桩2与型钢主桩1的长度比为1/2～2/3；相邻两根型钢主桩1中心距为3～6m，在相邻两根型钢主桩1之间设置钢板桩辅桩2；型钢主桩1翼缘和钢板桩辅桩2的侧边通过锁扣连接，并在型钢主桩1、钢板桩辅桩2上固定连接帽梁5；型钢主桩1和锚桩3通过钢拉杆4连接。所述型钢主桩1截面为工字、圆形或方形，钢板桩辅桩2截面为U型或Z型；锚桩3截面为圆形或方形或为连续锚定墙。对于传统钢板桩结构，其高度H的确定方法如下：第一步，计算出满足踢脚稳定的前墙高度H1；第二步，计算出满足圆弧稳定的前墙高度H2；第三步，计算前墙高度H＝max{H1，H2}。对于本专利技术的主辅桩式钢板桩结构，钢板桩辅桩2长度Hs由圆弧稳定计算确定。型钢主桩1长度Hk的确定方法如下：第一步，将钢板桩辅桩2上的水平荷载包括土压力、地震力等传递给其相邻的型钢主桩1；第二步，按照水平承载桩来计算确定型钢主桩1的长度Hk。根据上述分析知，钢板桩辅桩2长度Hs＝H2,小于传统钢板桩高度H，经计算辅桩长度Hs与传统钢板桩高度H之比约为1/2～2/3。型钢主桩1的长度比传统钢板桩的高度仅仅增加约10％～25％，这是因为型钢主桩1进入的底层越深，地质的力学特性就越好，能给型钢主桩1提供更高的水平地反力，因而型钢主桩1相对传统钢板桩的高度增加不是很多。又由于钢板桩辅桩2及传统钢板桩的截面抗弯模量都与这两者的长(高)度相关。长(高)度越大，所受水平力就越大，为满足结构自身强度要求的截面抗弯模量也就就越大，经计算分析钢板桩辅桩2的截面抗弯模量约为传统钢板桩的1/3～1/2。型钢主桩1比传统钢板桩的截面抗弯模量约为10％～25％。本专利技术的主辅桩式钢板桩结构比传统钢板桩所受的水平力(土压力、地震力等)要小，即前者需要拉杆提供的拉力比后者小，因此一般来说主辅桩钢板桩比传统钢板桩需要的拉杆4和锚桩3截面都要小。图2-4所示实施例为港口工程的实例，码头面顶标高3.25m，港池底标高-14.61m。辅桩桩尖标高-20m，采用AZ18-700型钢板桩，其截面积为139.2cm2，截面抗弯模量为1800cm3；主桩桩尖标高-28m，采用腹板高1080mm的工字钢，其截面积为394.1cm2，截面抗弯模量为14315cm3，主桩间距3.85m布置。则每延米主辅桩钢板桩等效截面积为327.5cm2/m，等效抗弯模量为9295cm3/m，等效每延米重量为257kg/m；拉杆4高程1.5m，直径75mm；锚桩3距离码头前沿线36m，锚桩3直径914mm，壁厚20mm。图1是相同地质条件下采用传统钢板桩的实例。码头面顶标高3.25m，港池底标高-14.61m。传统钢板桩桩尖标高-25m，采用HZ680MA14型钢板桩，其截面积为257.8cm2，截面抗弯模量为5840cm3；则每延米钢板桩等效截面积为560.4cm2/m，等效抗弯模量为12695cm3/m，等效每延米重量为439kg/m；拉杆4高程1.5m，直径80mm；锚桩3距离码头前沿线36m，锚桩3直径914mm，壁厚22mm。上述分别采用主辅桩式地连墙结构和传统地连墙结构的关键参数列表如下：表1主辅桩式钢板桩与传统钢板桩关键参数对比选取单延米结构段进行比较，主辅桩式钢板桩结构每延米用钢量为257x23.25+309.4x8＝8450.45kg/m；传统钢板桩结构每延米用钢量为439x28.25＝12401.75kg/m；8450.45/12401.75＝68.1％。即采用主辅桩式钢板桩结构能够比传统钢板桩结构每延米节省约32％的用钢量，此外拉杆4和锚桩3的工程量皆有相应的减小。本实例证明了主辅桩式钢板桩式结构的优点，极具推广和应用价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主辅桩式钢板桩结构，该结构包括有型钢主桩(1)、钢板桩辅桩(2)、锚桩(3)、钢拉杆(4)、帽梁(5)，其特征是：所述型钢主桩(1)的长度大于钢板桩辅桩(2)的长度，依据工程实际情况，钢板桩辅桩(2)与型钢主桩(1)的长度比为1/2～2/3；相邻两根型钢主桩(1)中心距为3～6m，在相邻两根型钢主桩(1)之间设置钢板桩辅桩(2)；型钢主桩(1)翼缘和钢板桩辅桩(2)的侧边通过锁扣连接，并在型钢主桩(1)、钢板桩辅桩(2)上固定连接帽梁(5)；型钢主桩(1)和锚桩(3)通过钢拉杆(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种主辅桩式钢板桩结构，该结构包括有型钢主桩(1)、钢板桩辅桩(2)、锚桩(3)、钢拉杆(4)、帽梁(5)，其特征是：所述型钢主桩(1)的长度大于钢板桩辅桩(2)的长度，依据工程实际情况，钢板桩辅桩(2)与型钢主桩(1)的长度比为1/2～2/3；相邻两根型钢主桩(1)中心距为3～6m，在相邻两根型钢主桩(1)之间设置钢板桩辅桩(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶祥记，莫秋荣，刘滨，王丽，李开元，原娟，王翔，
申请(专利权)人：中交第一航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12