一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，其包括用于插进基坑土层的前排桩和后排桩，所述前排桩的顶部与所述后排桩的顶部之间采用连梁进行连接；并且所述前排桩和所述后排桩采用不同的截面尺寸，使得其具有不同的抗弯刚度。本实用新型专利技术通过调整前后排桩的截面尺寸，使得双排桩的刚架作用最大化，从而达到减少双排桩前后排桩的相对位移和整体变形的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构
本技术涉及基坑支护结构，具体地涉及一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构。
技术介绍
随着基坑开挖深度逐渐增大，传统的双排直桩一般要求开挖深度不大于10m，难以满足工程需求，因此亟待寻找更为有效的支护方式。常规基坑双排桩设计中，前后排桩采用相同的尺寸，相当于将单排桩截面剖分成两半，然后利用连梁形成刚架作用。在假定连梁刚度无穷大时，将一个截面分为两个面积相等的截面，双排桩空间刚度不一定最大，通过合理调整前后排桩的截面，获取最大的抗侧移刚度(抗弯刚度)。
技术实现思路
本技术旨在提供一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，以解决上述问题。为此，本技术采用的具体技术方案如下：一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，其包括用于插进基坑土层的前排桩和后排桩，所述前排桩的顶部与所述后排桩的顶部之间采用连梁进行连接；并且所述前排桩和所述后排桩采用不同的截面尺寸，使得其具有不同的抗弯刚度。进一步地，所述前排桩的抗弯刚度是所述后排桩的抗弯刚度的1～4倍。更进一步地，所述前排桩的抗弯刚度是所述后排桩的抗弯刚度的2倍，可以获取较大的空间刚度。进一步地，所述前排桩和所述后排桩可以是预制式或灌注式的。进一地，所述前排桩和所述后排桩的横截面为圆形或方形。进一步地，所述连梁为板式或者格构式。进一步地，所述连梁的抗弯刚度为所述前排桩和所述后排桩的桩截面抗弯刚度的4～10倍。本技术采用上述技术方案，具有的有益效果是：本技术通过调整前后排桩的截面尺寸，使得双排桩的刚架作用最大化，从而达到减少双排桩前后排桩的相对位移和整体变形的目的。附图说明为进一步说明各实施例，本技术提供有附图。这些附图为本技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。图1是根据本技术第一实施例的变抗弯刚度基坑双排桩支护结构的侧视图；图2是根据本技术第二实施例的变抗弯刚度基坑双排桩支护结构的侧视图；图3示出了三个不同基坑双排桩支护结构的桩顶位移算例的示意图，其中算例1为常规双排桩，算例2为前排大截面双排桩，算例3为后排大截面双排桩；图4a是基坑双排桩支护结构模型试验的模型布置的侧视示意图；图4b是基坑双排桩支护结构模型试验的模型布置的附视示意图；图5示出了的三种不同基坑双排桩支护结构模型试验的桩顶位移曲线。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1和2所示，一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构包括用于插进基坑土层的前排桩1和后排桩2。优选地，前排桩1和后排桩2均为预制式。当然，前排桩1和后排桩2也可以采用灌注桩式。前排桩1与后排桩2之间采用连梁3进行连接。并且，前排桩1和后排桩2采用不同的截面尺寸，使得其具有不同的抗弯刚度。具体地，前排桩1的截面可以大于后排桩2的截面，如图1所示；前排桩1的截面也可以小于后排桩2的截面，如图2所示。优选地，前排桩1的抗弯刚度和后排桩2的抗弯刚度的1～4倍，即，前排桩1的截面积是后排桩2的截面积的1～2倍。这可以有利于增大双排桩的抗侧移刚度，提高支护效果。一般情况下，前排桩刚度为后排桩2倍时，可以获取较大的空间刚度，即较好的支护效果。前排桩1和后排桩2的横截面可以是圆形或方形等。优选地，前排桩1和后排桩2为方形钢筋混凝土预制桩。优选地，前排桩1和后排桩2的桩间距和排距d1均为3～6D，其中D为桩的直径或者边长。前排桩1和后排桩2插进土层的深度h为其长度的1/3。连梁3可以是板式或者格构式。连梁3的抗弯刚度对减少桩顶位移作用明显，一般其抗弯刚度应为桩截面抗弯刚度的4～10倍。优选地，连梁3的刚度为前排桩1和后排桩2的至少10倍。下面以一个模型桩算例为例进行说明，在桩顶右侧施加均布荷载600kPa，前排桩为4根，后排桩为4根，桩弹性模量为13GPa，剪切模量为7.3GPa，连梁刚度为桩体的10倍，连梁横向宽400mm，沿着荷载方向长200mm，厚度50mm，桩截面为正方形，桩长700mm，固定桩底，施加在后侧的荷载为0.4×0.05×600000＝12000N。在保证前后排截面积之和相等的情况下对前后排桩的截面边长进行调整，如表1所示。表1三个双排桩支护结构截面参数前排桩截面边长后排桩截面边长说明算例125mm25mm常规双排桩算例222.8mm27.0mm前排桩扩大截面算例327.0mm22.8mm后排桩扩大截面图3示出了三个算例的桩顶位移的示意图。从图3中可以看出，在荷载值相同(12000N)时，算例1最大水平位移为10.85mm，算例2最大水平位移为5.85mm，算例3最大水平位移为8.11mm，与算例1相比，算例2最大水平位移减少了46.1％，算例3最大水平位移减少了25.3％，证明采用变刚度设计可以使得双排桩抗侧刚度得到明显提升。另外对按照图4a和4b进行布置的三种不同的基坑双排桩支护结构进行了模型试验，在模型基坑后侧施加不同大小的竖向载荷，得到桩顶位移曲线，如图5所示。从图5中可以看出，常规双排桩在荷载作用下，桩顶位移增长最为迅速，且极限承载力仅为1.4kN，前排桩大截面双排桩的极限承载力为2.4kN，后排桩大截面双排桩的极限承载力为1.8kN。说明在截面积之和相等的情况下，对前排桩或者后排桩截面边长进行调整，有利于增大双排桩的抗侧移刚度，提高支护效果，并且前排桩大截面双排桩的支护效果最佳。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本技术的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本技术做出各种变化，均为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，其特征在于，包括用于插进基坑土层的前排桩和后排桩，所述前排桩的顶部与所述后排桩的顶部之间采用连梁进行连接；并且所述前排桩和所述后排桩采用不同的截面尺寸，使得其具有不同的抗弯刚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，其特征在于，包括用于插进基坑土层的前排桩和后排桩，所述前排桩的顶部与所述后排桩的顶部之间采用连梁进行连接；并且所述前排桩和所述后排桩采用不同的截面尺寸，使得其具有不同的抗弯刚度。


2.如权利要求1所述的变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，其特征在于，所述前排桩的抗弯刚度是所述后排桩的抗弯刚度的1～4倍。


3.如权利要求2所述的变抗弯刚度基坑双排桩支护结构，其特征在于，所述前排桩的抗弯刚度是所述后排桩的抗弯刚度的2倍。

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【专利技术属性】
技术研发人员：叶金铋，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：福建;35