CN107059882A - 拱形锚网与桩锚联合支护结构 - Google Patents

拱形锚网与桩锚联合支护结构 Download PDF

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CN107059882A CN201710249474.3A CN201710249474A CN107059882A CN 107059882 A CN107059882 A CN 107059882A CN 201710249474 A CN201710249474 A CN 201710249474A CN 107059882 A CN107059882 A CN 107059882A
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武崇福
刘淑宏
黄健
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02—Foundation pits
    • E02D17/04—Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits

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Abstract

本发明公开了一种拱形锚网与桩锚联合支护结构，设置在基坑侧壁，该结构包括沿竖直方向固定在基坑内底的若干个支护桩、连接在相邻的至少两个所述的支护桩之间的腰梁及连接在相邻的两个所述的支护桩之间的拱形挡板，穿过所述的拱形挡板向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个土钉，穿过所述的腰梁及所述的支护桩向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个预应力锚杆。该结构的有益效果：(a)通过增设拱形挡板与支护桩连成整体，增加了侧向刚度，减小了支护桩变形及配筋量；(b)拱形挡板内增设土钉，减小了支护桩受力，从而减小了锚杆长度；(c)拱形挡板兼挡土及挡水功能，改变了传统桩锚支护体系存在的不足。

Description

拱形锚网与桩锚联合支护结构
技术领域
本发明涉及基坑支护体系，特别是涉及一种拱形锚网与桩锚联合支护结构。
背景技术
基坑是指为了修筑建筑物(包括构筑物)的基础与地下室、埋设市政工程管道以及开发地下空间(如地下车站、商场等)所开挖的地面以下的空间。基坑支护是指为保护地下结构及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境所采取的支挡、加固及保护等工程措施。
基坑工程的支护结构的基本类型有：放坡开挖及简易支护、悬臂式支护结构、水泥土桩墙支护结构、内撑式支护结构、桩锚式支护结构、土钉墙支护结构、逆作法以及其他支护结构。在这些基坑支护结构中，桩锚支护结构是经常采用的一种支护结构，并且得到了持续广泛的应用。
桩锚支护结构由钢筋混凝土灌注桩和水平向或者斜向预应力锚杆构成，桩锚支护结构根据基坑的开挖深度和基坑周围环境等可分为单支点桩锚支护结构和多支点桩锚支护结构。预应力锚杆由自由段和锚固段组成，锚杆施加的预应力由锚杆锚固段提供的锚固力承担。
在基坑开挖过程中，由于基坑土体压力作用，支护桩桩体处于受弯状态，锚杆处于受拉状态。由于锚杆对桩体提供了支撑力，使桩体在水平土压力作用下内力分布趋于均匀，桩身受力较悬臂状态时合理。预先施加的锚杆预应力，使桩锚支护结构在基坑开挖过程中，坑壁水平位移得到有效的控制、抗倾覆稳定性得到很大的提高，桩体的嵌固深度得到显著缩短，施工难度和工程投资得到很大程度的降低。因此桩锚支护结构作为工程实践中常用的支护结构形式，在支护工程中应用广泛。
但现有的技术存在下面两大缺点：(1)排桩侧向刚度小，在土压力作用下，跨中附近通常会产生较大的弯矩，会发生比较大的弯曲变形，使得灌注桩的直径和配筋设计较大；(2)当基坑深度较大或土质条件较差时，锚杆提供的预应力通常较高，此时需要较大的锚固长度，而通常情况下基坑周围环境比较差，城区地质环境比较复杂，地下水位较高，且坑外可使用的空间较小，这些就给桩锚支护结构的应用带来很大的限制，也给桩锚支护结构的设计和施工带来极大困难。
发明内容
本发明实施例提供一种拱形锚网与桩锚联合支护结构，强度高，且兼具挡土和挡水的功能，易实施。
拱形锚网与桩锚联合支护结构，设置在基坑侧壁，该结构包括沿竖直方向固定在基坑内底的若干个支护桩、连接在相邻的至少两个所述的支护桩之间的腰梁及连接在相邻的两个所述的支护桩之间的拱形挡板，穿过所述的拱形挡板向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个土钉，穿过所述的腰梁及所述的支护桩向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个预应力锚杆。
优选地，所述的拱形挡板呈圆弧状拱形。
优选地，所述的腰梁、所述的土钉及所述的预应力锚杆均为钢质结构。
优选地，所述的支护桩和所述的拱形挡板均为混凝土结构。
优选地，所述的预应力锚杆向下倾斜设置。
优选地，所述的腰梁包括上下平行设置的多个。
本发明的支护结构的有益效果：(a)通过增设拱形挡板与支护桩连成整体，增加了侧向刚度，减小了支护桩变形及配筋量；(b)拱形挡板内增设土钉，减小了支护桩受力，从而减小了锚杆长度；(c)拱形挡板兼挡土及挡水功能，改变了传统桩锚支护体系存在的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的拱形锚网与桩锚联合支护结构的结构示意图(土体透明示意)；
图2为本发明实施例提供的拱形锚网与桩锚联合支护结构的俯视图(土体透明示意)；
图3为本发明实施例提供的拱形锚网与桩锚联合支护结构的受力图一；
图4为本发明实施例提供的拱形锚网与桩锚联合支护结构的受力图二。
附图标记说明：
1-支护桩，2-腰梁，3-拱形挡板，4-土钉，5-预应力锚杆；
A-土体对支护结构的作用力，B-预应力锚杆的拉力；C-土钉的拉力。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1及图2所示，一种拱形锚网与桩锚联合支护结构，设置在基坑侧壁，该结构包括沿竖直方向固定在基坑内底的若干个支护桩1、连接在相邻的至少两个所述的支护桩1之间的腰梁2及连接在相邻的两个所述的支护桩1之间的拱形挡板3，穿过所述的拱形挡板3向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个土钉4，穿过所述的腰梁2及所述的支护桩1向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个预应力锚杆5，所述的拱形挡板3呈圆弧状拱形，其中，预应力锚杆5包括靠近支护桩1的自由段和与该自由段相连接的锚固段，所述的腰梁2、所述的土钉4及所述的预应力锚杆5均为钢质结构，所述的支护桩1和所述的拱形挡板3均为混凝土结构，所述的预应力锚杆5向下倾斜设置，所述的腰梁2包括上下平行设置的多个。
如图3和图4所示，基坑侧壁的土体对整个支护结构的作用力A均由预应力锚杆5的拉力B的水平方向分力和土钉4的拉力C的水平方向分力来平衡，进而保证整个结构不坍塌，保证施工安全。
该支护结构中：(1)支护桩1起挡土墙的作用，承受基坑侧壁土体传来的水平压力；(2)拱形挡板3形成空间刚度，与支护桩1形成整体，减小支护体系水平变形；(3)预应力锚杆5分为自由段和锚固段，起拉接支护桩1的作用，同时减小桩水平变形；(4)土钉4锚固在土体中，起拉接拱形挡板3作用；(5)腰梁2固定预应力锚杆5，同时与支护桩1形成整体，起到圈梁作用。
本发明的支护结构经室内实验和现场实验，结果表明：(a)在桩间设置拱形锚网可以与桩体共同形成连续的挡土结构，结构刚度增大30％以上，起到限制桩土位移的作用；桩后与拱板土压力值相差不大，并且分布形式基本相似，最大值均比不设置拱形锚网时的土压力最大值要小，说明拱形锚网对土压力起到调整作用，这样桩的变形及配筋量比不设拱形挡板的桩要小；(b)拱形挡板内增设土钉，分担了20％-30％土压力，减小了作用在支护桩上压力，从而减小了锚杆长度；(c)很直观支护桩与拱形挡板形成的整体结构体系，具有较好的挡土与挡水功能，给建筑基础施工提供了良好的作业条件。
综上，本设计的支护结构能够达到以下技术效果：(a)通过增设拱形挡板与支护桩连成整体，增加了侧向刚度，减小了支护桩变形及配筋量；(b)拱形挡板内增设土钉，减小了支护桩受力，从而减小了锚杆长度；(c)拱形挡板兼挡土及挡水功能，改变了传统桩锚支护体系存在的不足。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.拱形锚网与桩锚联合支护结构，设置在基坑侧壁，其特征在于，该结构包括沿竖直方向固定在基坑内底的若干个支护桩、连接在相邻的至少两个所述的支护桩之间的腰梁及连接在相邻的两个所述的支护桩之间的拱形挡板，穿过所述的拱形挡板向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个土钉，穿过所述的腰梁及所述的支护桩向基坑侧壁土体内延伸设置有若干个预应力锚杆。
2.如权利要求1所述的拱形锚网与桩锚联合支护结构，其特征在于，所述的拱形挡板呈圆弧状拱形。
3.如权利要求1所述的拱形锚网与桩锚联合支护结构，其特征在于，所述的腰梁、所述的土钉及所述的预应力锚杆均为钢质结构。
4.如权利要求1所述的拱形锚网与桩锚联合支护结构，其特征在于，所述的支护桩和所述的拱形挡板均为混凝土结构。
5.如权利要求1所述的拱形锚网与桩锚联合支护结构，其特征在于，所述的预应力锚杆向下倾斜设置。
6.如权利要求1所述的拱形锚网与桩锚联合支护结构，其特征在于，所述的腰梁包括上下平行设置的多个。
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