一種傾斜裝配式雙排鋼板樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種傾斜裝配式雙排鋼樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是指在地基土中設(shè)置兩排平行樁，前后兩排樁樁體呈矩形或梅花形布置，在兩排樁頂設(shè)置圈梁，并用聯(lián)系梁連接，沿坑壁平行方向，形成門字形空間結(jié)構(gòu)，為空間超靜定結(jié)構(gòu)，整體剛度大，可以有效的限制基坑變形，在復(fù)雜多變的外荷載作用下，能自動(dòng)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的內(nèi)力，使之適應(yīng)復(fù)雜而又往往難以預(yù)計(jì)的荷載條件。
[0003]傳統(tǒng)的雙排樁一般采用鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁具有承載力高、可以穿越各種土質(zhì)復(fù)雜或軟硬變化較大的土層(如各類黏性土、砂土、碎礫石土、風(fēng)化巖及多夾層的巖層)、施工工藝成熟以及對(duì)周圍建筑影響小等優(yōu)點(diǎn)。但鉆孔灌注樁具有施工環(huán)節(jié)較多、技術(shù)要求高、工藝較復(fù)雜、施工和養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、造價(jià)高等缺點(diǎn)。也有采用雙排高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁(如東南大學(xué)李仁民等，ZL 2010 2 0121882.4)，該樁型具有工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠、施工速度快、造價(jià)較低、檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]上述雙排樁體系僅能在樁頂通過(guò)圈梁和連梁實(shí)現(xiàn)連接，雙排樁在樁頂變形協(xié)調(diào)，但樁頂以下部位兩排樁中間沒(méi)有任何連接，前排樁和后排樁變形不協(xié)調(diào)，一般前排樁變形大，后排樁變形小，不能充分發(fā)揮后排樁的作用，即兩排樁的整體剛度不大，抗彎和抗變形能力不強(qiáng)，適用挖深一般不超過(guò)9米，當(dāng)基坑開(kāi)挖深度更大時(shí)，雙排樁會(huì)因樁身位移及樁身內(nèi)力過(guò)大而不再適用。
[0005]在實(shí)際工程中，樁因功能需求、場(chǎng)地條件和施工技術(shù)限制，一般以垂直形式工作，當(dāng)用做基礎(chǔ)時(shí)，主要傳遞豎向力；當(dāng)用做基坑以及其他需要抵抗較大水平力的工程中，一般采用增加樁徑或者使用水平支護(hù)體系的方法來(lái)提高水平抗力，造成了一定程度的浪費(fèi)。將樁體斜置，相對(duì)豎直樁，在提供相同水平力的時(shí)候，斜樁可以愛(ài)用較小的截面和較短的樁長(zhǎng)。但因?yàn)闂l件和施工技術(shù)限制目前斜樁僅在碼頭、橋梁工程中使用。
[0006]鋼板樁是一種帶鎖扣或鉗口的熱軋(或冷彎)型鋼，打入后靠鎖扣或鉗口相互連接咬合，形成連續(xù)的鋼板樁圍護(hù)墻，用來(lái)?yè)跬梁蛽跛Ｆ渚哂惺┕た旖?，基坑施工結(jié)束后鋼板樁可拔除，循環(huán)利用，經(jīng)濟(jì)性較好等特點(diǎn)，在水利、交通等行業(yè)中得到了廣泛的使用。但由于鋼板樁抗側(cè)剛度相對(duì)較小，變形較大。在周邊環(huán)境要求較高和挖深較大的基坑工程中應(yīng)用較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:提供一種具有良好的工況適應(yīng)性以及強(qiáng)度的傾斜裝配式雙排鋼板樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。
[0008]本發(fā)明是通過(guò)如下方法實(shí)現(xiàn)的:
一種傾斜裝配式雙排鋼板樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括前排鋼板樁、后排鋼板樁以及連接前后排樁的加強(qiáng)構(gòu)件。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，前排鋼板樁和后排鋼板樁均由U形鋼板組成。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述U形鋼板邊緣設(shè)置有U形彎折部，所述U形鋼板之間通過(guò)U形彎折部互相扣搭進(jìn)行固定。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，前排鋼板樁和后排鋼板樁中至少有一排相對(duì)于地面傾斜。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述加強(qiáng)構(gòu)件的縱向方向上、從上到下的寬度互不相坐寸ο
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述加強(qiáng)構(gòu)件為工字型鋼。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述前排鋼板樁和后排鋼板樁上均設(shè)置有至少一對(duì)開(kāi)口狀的矩形鎖扣，所述工字型鋼的兩條平行邊分別插入到前排鋼板樁和后排鋼板樁上對(duì)應(yīng)的鎖扣中。
[0015]一種裝配式雙排鋼樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟:
第一步:根據(jù)場(chǎng)地條件和計(jì)算分析，確定前排鋼板樁的型號(hào)、樁長(zhǎng)，傾斜角度，鎖扣的長(zhǎng)度，確定后排鋼板樁的型號(hào)、樁長(zhǎng)，鎖扣長(zhǎng)度，以及雙排樁的排距，計(jì)算加強(qiáng)構(gòu)件的尺寸和間距；
第二步:根據(jù)加強(qiáng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，加工或選擇合適的鋼板樁；
第三步:施工前排鋼板樁；
第四步:在前排鋼板樁鋼板樁處，順著鋼板樁矩形鎖扣，施工加強(qiáng)構(gòu)件，使其通過(guò)扣件與前排鋼板樁形成可靠連接；
第五步:施工后排鋼板樁，鋼板樁鎖扣和加強(qiáng)構(gòu)件后翼板相扣；
第六步:開(kāi)挖基坑；
第七步:對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層，施工底板及主體結(jié)構(gòu)；
第八步:回填土，拔出后排鋼樁、加強(qiáng)構(gòu)件和前排鋼樁。
[0016]有益效果
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):預(yù)制鋼板樁可以工廠化生產(chǎn)，生產(chǎn)速度快，樁身質(zhì)量可靠，施工快捷，循環(huán)使用，綠色環(huán)保，造價(jià)低廉。支護(hù)結(jié)構(gòu)可以同時(shí)擋土和止水，傾斜鋼板樁增強(qiáng)抵抗水變形能力，通過(guò)加強(qiáng)構(gòu)件使前后排鋼板樁形成空間超靜定結(jié)構(gòu)，整體剛度大，有利于減小內(nèi)力和變形，在復(fù)雜多變的外荷載作用下，能自動(dòng)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的內(nèi)力，使之適應(yīng)復(fù)雜而又往往難以預(yù)計(jì)的荷載條件和更深的基坑工程。
[0017]本發(fā)明設(shè)置兩排鋼板樁，其中至少一排樁設(shè)置為傾斜樁，前后兩排鋼樁中間通過(guò)工字型鋼板連接成為整體，形成傾斜裝配式雙排鋼樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有同時(shí)兼有擋土和止水功能，整體水平剛度大，施工靈活，循環(huán)使用，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為傾斜裝配式雙排鋼樁平面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為鋼板粧不意圖；
圖3為連接大工字鋼示意圖； 圖4為前排樁傾斜，后排樁垂直工況狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為前排樁傾斜，后排樁垂直工況狀態(tài)的側(cè)視圖；
圖6為前排樁垂直，后排樁傾斜工況狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為前排樁垂直，后排樁傾斜工況狀態(tài)的側(cè)視圖；
圖8為前排樁傾斜，后排樁傾斜工況狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖9為前排樁傾斜，后排樁傾斜工況狀態(tài)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]【具體實(shí)施方式】一:(前排樁傾斜，后排樁垂直)
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
如圖圖1-3及圖4-5所示，一種傾斜裝配式雙排鋼樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括前排鋼板樁1、后排鋼板樁2和中間連接加強(qiáng)構(gòu)件3。
[0022]前排鋼板樁I由普通U型鋼板樁11和鋼板樁12組成，后排鋼板樁2由普通U型鋼板樁21和鋼板樁22組成。加強(qiáng)構(gòu)件3為工字型鋼，工字型鋼的縱向方向上底部的寬度小于頂部的寬度。
[0023]基于本發(fā)明的傾斜裝配式雙排鋼板樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟: 第一步:根據(jù)場(chǎng)地條件和計(jì)算分析，確定前排鋼板樁I的型號(hào)、樁長(zhǎng)，傾斜角度，鎖扣的長(zhǎng)度，確定后排鋼板樁2的型號(hào)、樁長(zhǎng)，鎖扣長(zhǎng)度，以及雙排樁的排距，計(jì)算加強(qiáng)構(gòu)件3的尺寸和間距；
第二步:根據(jù)加強(qiáng)構(gòu)件3的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，加工或選擇合適的鋼板樁；
第三步:施工前排鋼板樁I ;
第四步:在前排鋼板樁I鋼板樁處，順著鋼板樁矩形12 (4)鎖扣，施工加強(qiáng)構(gòu)件3，使其通過(guò)扣件12 (4)與前排鋼板樁形成可靠連接；
第五步:施工后排鋼板樁2，鋼板樁鎖扣22 (4)和加強(qiáng)構(gòu)件3后翼板相扣；
第六步:開(kāi)挖基坑；
第七步:對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，澆筑墊層，施工底板及主體結(jié)構(gòu)；
第八步:回填土