本发明涉及港口、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地连墙结构。
背景技术：
地连墙结构是码头、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，传统的地连墙结构是由地下连续墙前墙、锚地墙、拉杆组成如图1所示。其工作特点是依靠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。如果场址地质条件较差，前墙的埋深将会很大，同时前墙壁厚也会增大，工程造价会激剧上升，因此传统的地连墙结构仅适用于地质条件情况较好的工程。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种新型的地连墙结构——主辅桩式地连墙结构。该结构各部件作用区分清晰：主桩用以最终承担水平荷载；辅桩用以保证墙后土体的稳定性。该结构能够有效减小传统地连墙结构的工程量，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，本发明采用的技术方案是提供一种主辅桩式地连墙结构，该结构包括有主桩、辅桩、锚桩、钢拉杆构成的地连墙结构，其中：所述主桩的长度大于辅桩的长度，依据工程实际情况，辅桩与主桩的长度之比为1/2～2/3，在相邻两根主桩之间设置辅桩，相邻两根主桩中心距约为3～6m，主桩翼缘和辅桩的钢筋绑扎在一起，在现浇混凝土时主辅桩形成连续墙结构；主桩和锚桩通过钢拉杆连接。
本发明的效果是与传统地连墙结构相比，该结构主桩最终承担是水平荷载包括土压力、系缆力、地震力等，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地连墙结构的难题；同时对于适合传统地连墙的场地，采用该结构也可减小工程量、降低造价。该结构辅桩的高度和厚度均大幅度减小；主桩的高度和厚度略有增长；最终工程量能减少30％～50％。
附图说明
图1为传统地下连续墙结构；
图2为本发明的主辅桩式地连墙结构断面图；
图3为本发明的主辅桩式地连墙结构俯视图；
图4为本发明的主辅桩式地连墙结构前视图。
图中：
1、主桩2、辅桩3、锚桩4、拉杆
具体实施方式
下面结合附图对本发明的主辅桩式地连墙结构进行进一步说明。
本发明的主辅桩式地连墙结构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，克服了传统地连墙结构的缺点，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，辅桩用以抵抗土体的圆弧滑动，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。
本发明主辅桩式地连墙结构是主辅桩式地连墙结构是，该结构包括有主桩1、辅桩2、锚桩3、钢拉杆4构成的地连墙结构，所述主桩1的长度大于辅桩2的长度，依据工程实际情况，辅桩2与主桩1长度之比为1/2～2/3，在相邻两根主桩1之间设置辅桩2，相邻两根主桩中心距约为3～6m，主桩1翼缘和辅桩2的钢筋绑扎一起，在现浇混凝土时主辅桩形成连续墙结构；主桩1和锚桩3通过钢拉杆4连接。
所述主桩1截面为圆形或方形，辅桩2截面为矩形、锚桩3截面为圆形或方形或为连续锚定墙。
对于传统地连墙前墙，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}。
对于本发明的主辅桩地连墙结构，辅桩长度hs由圆弧滑动稳定计算确定。主桩长度hk的确定方法如下：第一步，将辅桩上的水平荷载包括土压力、地震力等传递给其相邻的主桩；第二步，按照水平承载桩来计算确定主桩的高度hk。
根据上述分析知，辅桩长度hs＝h2,小于传统地连墙高度h，经计算辅桩长度hs与传统地连墙高度h之比约为1/2～2/3。主桩的长度比传统地连墙的高度仅仅增加约10％～25％，这是因为主桩1进入的底层越深，地质的力学特性就越好，能给主桩1提供更高的水平地反力，因而主桩1相对传统地连墙的长度增加不是很多。
又由于辅桩2及传统地连墙的厚度都与这两者的长(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厚度也就就越大，经计算分析辅桩厚度ts约为传统地连墙厚度t的1/3～1/2。主桩1的截面厚度tk比传统地连墙厚度t增加约为10％～25％。
主辅桩地连墙结构比传统地连墙所受的水平力包括土压力、地震力等要小，即前者需要钢拉杆4提供的拉力比后者小，因此主辅桩地连墙比传统地连墙结构需要的钢拉杆4和锚桩截面都要小。
图2-4所示实施例为港口工程的实例，码头面顶标高5m，港池底标高-5m。辅桩桩尖标高-9m，即辅桩2的长度hs＝14m，辅桩2壁厚ts＝1m，单片辅桩宽3m；主桩桩尖标高-26m，即主桩1长度hk＝31m，主桩1厚度为tk＝1.8m，主桩沿着地连墙方向宽1m；相邻两根主桩1间距4m，即净距3m(亦即辅桩2宽度3m)；拉杆高程2m，钢拉杆4直径为75mm，间距4m布置；锚桩距离码头前沿线39m；锚桩3直径为0.8m，壁厚12mm。
图1是相同地质条件下采用传统地连墙结构的实例。码头面顶标高为5m，港池底标高为-5m。地连墙底标高为-23m，即墙高h＝28m，壁厚t＝1.5m；拉杆高程2m，拉杆直径为85mm，间距4m布置；锚桩距离码头前沿线39m；锚桩直径为0.8m，壁厚12mm。锚桩直径0,8m，壁厚14mm。
上述分别采用主辅桩地连墙结构和传统地连墙结构的关键参数列表如下：
表1主辅桩式地连墙与传统地连墙关键参数对比
选取4m长度一个结构段进行比较，主辅桩地连墙工程量为1根主桩+1根辅桩，即31x1.8x1+14x1x3＝97.8m3；传统地连墙4m前墙工程工程量为28x4x1.5＝168m3。采用主辅桩地连墙结构能够比传统地连墙工程量节省约42％，此外钢拉杆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地连墙结构的优点，极具推广和应用价值。