[实用新型]一种大跨度带角撑预应力双排桩支护体系

说明书

本实用新型提供所述一种大跨度带角撑预应力双排桩支护体系。所述支护体系包括靠近基坑内侧的前排桩、位于基坑外侧的后排桩、连接前排桩和后排桩的冠梁以及设置在基坑每个角部的角撑，所述前前排桩是按设计间距沿基坑边缘平行直线布置的灌注桩，所述后排桩是按设计间距远离基坑呈拱形布置的灌注桩，所述冠梁为呈拱形的混凝土结构，并在冠梁内设有预应力筋。本实用新型中的基坑开挖支护体系发挥作用时，预加的预应力可全部或部分抵消卸荷引起的应力变化，增加冠梁的刚度，并利用拱形结构的优势，将力传递到两边的角撑结构，极大地提高了双排桩抵抗变形的能力，从而有效而精确地控制基坑位移，大幅减小基坑的变形，扩展了其适用范围。

技术领域

本发明涉及一种大跨度带角撑预应力双排桩支护体系，具体涉及建筑工程、地铁工程等地下工程基坑开挖围护工程技术领域。

背景技术

随着城市用地的日趋紧张和功能集约化要求，高层或超高层建筑、大型地下综合枢纽建设等成了一种必然趋势，伴随着地下工程建设，应运而生了许多大型复杂深基坑。

目前基坑主要有放坡开挖、悬臂式支护结构、水泥土重力式挡土墙围护结构、内撑式支护结构、拉锚式支护结构、土钉墙支护结构、深井支护结构和双排桩支护结构等多种支护形式。

双排桩与其他支护结构相比，具有以下优点：1)所需场地少、出建筑红线的可能性很小且对周边环境破坏程度小，更好的适用于建筑密集的区域；2)前后排桩与冠梁组成的空间结构，具有较强的整体性和抵抗变形的能力；3)在受到复杂多变的外力作用时，前后排桩在桩顶连梁作用下可以调整分配结构自身内力。凭借其优越的工作性能，双排桩支护结构得到了广泛的应用，但对面积大且深度较大的基坑工程时，双排桩支护结构的抗倾覆及变形很难满足现有设计规范要求，为解决这一问题，有必要对双排桩支护结构进行改进。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术的不足提供一种大跨度带角撑预应力双排桩支护体系，该支护体系极大地提高了双排桩抵抗变形的能力，从而有效而精确地控制基坑位移，大幅减小基坑的变形，扩展了其适用范围。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：所述一种大跨度带角撑预应力双排桩支护体系，其特征在于：包括靠近基坑内侧的前排桩、位于基坑外侧的后排桩、连接前排桩和后排桩的冠梁以及设置在基坑每个角部的角撑，所述前前排桩是按设计间距沿基坑边缘平行直线布置的灌注桩，所述后排桩是按设计间距远离基坑呈拱形布置的灌注桩，所述冠梁为呈拱形的混凝土结构，并在冠梁内设有预应力筋。

本实用新型较优的技术方案：所述后排桩为直立桩，所述前排桩为桩顶向基坑外侧、桩底向基坑内侧呈0～30度倾角的倾斜桩。

本实用新型较优的技术方案：所述预应力筋设置在冠梁靠近基坑的一侧，在冠梁的两端设有预应力筋张拉的锚固端，所述预应力筋的两端通过夹片式锚具固定在冠梁两端的锚固端。

本实用新型较优的技术方案：所述冠梁中的预应力值大小可根据计算公式得到，其中N_P为施加的预应力，β为支点力系数，γ为土的容重，H为开挖深度，K_a为主动土压力系数，L为冠梁的长度，f为预应力筋的垂度，设计时应考虑预应力的损失。上述公式是根据预应力的等效荷载与1995年出版由黄强编著《深基坑支护内力计算手册》中外荷载作用下单支点混合支护结构的支点力相等下的理想平衡状态得到的。

本实用新型较优的技术方案：所述前排桩和后排桩的桩径为500mm～1500mm；所述前排桩桩净距可为250mm～5000mm；所述后排桩桩间距与前排桩的桩间距相等，或是前排桩桩间距的两倍；且前排桩与后排桩桩间距为2.5～5倍的桩径。

本实用新型较优的技术方案：所述基坑较长边的冠梁通过混凝土板对撑分为多段，并在混凝土板对撑下部布置有立柱桩。

本实用新型较优的技术方案：所述角撑布置的角度为30°～50°。