一种双排桩支护结构的制作方法

本实用新型涉及建筑基坑工程技术领域，具体涉及一种双排桩支护结构。

背景技术：

双排桩门架式支护结构，简称双排桩支护结构，是基坑工程中常用的一种支护形式，它由前后两排平行的钢筋混凝土桩以及压顶梁、前后排桩桩顶之间的连梁(或板)形成类似门架的空间结构。

传统的双排桩支护结构只能承受来自侧向的土压力，当基坑开挖时只挡住侧向土体中的固体部分，并不能阻止土体中的水渗流进基坑内部，因此往往需要增设一排止水帷幕以隔断水的渗流。当桩长较长以及地质情况较复杂时，传统的双排桩支护结构因为桩顶只有一道连梁，使得前后排桩桩身产生弯曲变形并不一致，大大降低了双排桩的抗弯能力以及整体侧向刚度。

目前有关在前后排桩之间增设多道水平连接件的方法基本都是在制桩时在前、后排桩桩身的预定位置预设套管，在基坑开挖到一定深度后，将前、后排桩桩身预设套管位置钻穿并加设钢构件，最后利用混凝土进行浇筑。这种方法必须将预设的套管定向安置于未灌浆的桩身中；且必须保证预留套管沿长度方向保持一条直线；在制桩时还要保证泥浆不能进入套管。此种方法在实际施工时难度较大。并且利用此种方法意味着前、后排桩在预设套管位置处于中空状态，当基坑开挖到一定深度后，双排桩受到侧向土压力的作用，各套管位置将出现应力集中现象，桩体易出现断裂破坏或较大的弯曲变形，即使之后通过灌浆将两个套管位置进行填充，前后两次浇筑的水泥之间还是容易出现裂缝，套管位置相比桩身其它位置的强度依然有所降低，伴随着基坑的开挖仍然会出现应力集中现象，导致双排桩支护结构整体强度降低，具有断裂破坏的风险。另一方面，该方法中的水平连接杆件内部虽然设有钢构件，但其钢构件并没有与前、后排桩中的钢筋有效连接起来，当水平连接杆件上产生拉力时，承受拉力的并不是内部的钢构件，而是水平连接杆件与前、后排桩之间胶结的混凝土。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种隔水效果好、刚度大、抗弯能力强的双排桩支护结构，能有效解决传统双排桩整体刚度不足问题，可以在不破坏桩身完整性的基础上保证连接杆件中的钢构件充分发挥其强抗拉性能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种双排桩支护结构，包括前排桩和后排桩，所述前排桩和后排桩的顶部分别设置有冠梁，所述两冠梁之间通过多个桩顶连梁相连接，所述前排桩和后排桩之间还设置有桩身连梁，所述桩身连梁设置有多道，所述桩身连梁包括锚固杆件和混凝土柱，所述锚固杆件的一端套设有锚固头，且所述锚固头沿所述锚固杆件的杆长方向构成滑动导向配合结构。

进一步地，所述锚固头为伞状锚固头，所述伞状锚固头包括固定安装头和环形连接件，所述环形连接件沿其周向间隔设置侧臂。

进一步地，所述侧臂至少设置有三条，且所述侧臂的横截面沿固定安装头根部至端部的方向逐渐减小，所述侧臂外翼缘呈刀片状。

进一步地，所述前排桩和后排桩中分别插入有工字型钢，且所述工字型钢的平面布置形式为插一跳一。

进一步地，所述前排桩的工字型钢上设置有前排侧翼板，后排桩的工字型钢上设置有与所述前排侧翼板相对应的后排侧翼板，所述前排侧翼板和后排侧翼板之间通过所述桩身连梁相连接。

进一步地，所述前排侧翼板和后排侧翼板的中心位置分别设置有空心圆孔，且所述后排侧翼板上空心圆孔的直径大于所述前排侧翼板上空心圆孔直径的1/5～1/3。

更进一步地，所述锚固杆件上还套置有用于展开侧臂的锚固头推进器，所述桩身连梁通过连梁套管贯穿于相应的空心圆孔内。

上述技术方案中提供的双排桩支护结构，无需在桩身上钻孔，而是通过在前排桩和后排桩中插设的工字型钢之间增设多道刚性连接的桩身连梁，并在桩身连梁中加入锚固杆件，在不破坏桩身完整性的情况下有效地增大了双排桩支护结构的整体侧向刚度，同时也增大了双排桩支护结构的抗倾覆安全系数，具有施工成本低、工期短的优点，大幅度减小了双排桩支护结构对地下空间的占用。

附图说明

图1为本实用新型双排桩支护结构的结构示意图；

图2为本实用新型双排桩支护结构的俯视图；

图3为单根前排桩和单根后排桩的剖视图；

图4为桩身连梁的结构示意图；

图5为桩身连梁的使用状态示意图；

图6为本实用新型锚固头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。

本实用新型采取的技术方案如图1至图6所示，一种双排桩支护结构，包括前排桩1和后排桩2，所述前排桩1和后排桩2的顶部分别设置有冠梁3，所述两冠梁3之间通过多个桩顶连梁4相连接，所述前排桩1和后排桩2之间还设置有桩身连梁5，所述桩身连梁5设置有多道，所述桩身连梁5包括锚固杆件52和混凝土柱，所述锚固杆件52的一端套设有锚固头53，且所述锚固头53沿所述锚固杆件52的杆长方向构成滑动导向配合结构。

前排桩1和后排桩2的布置方式均采用现有技术，所述前排桩1和后排桩2沿纵向呈平行布置，沿横向呈矩形布置。

如图6所示，所述锚固头53为伞状锚固头，所述伞状锚固头包括固定安装头531和环形连接件532，所述环形连接件532沿其周向间隔设置侧臂533。所述侧臂533至少设置有三条，且所述侧臂533的横截面沿固定安装头531根部至端部的方向逐渐减小，所述侧臂533外翼缘呈刀片状。

如图2、图3所示，所述前排桩1和后排桩2中分别插入有工字型钢6，且所述工字型钢6的平面布置形式为插一跳一。所述前排桩1和后排桩2均是采用工字型钢6插入水泥土搅拌桩9形成的复合挡土隔水支护结构，使得前排桩1和后排桩2形成双重止水帷幕，集挡土与止水功能于一身。

所述前排桩1的工字型钢6上设置有前排侧翼板7，后排桩2的工字型钢6上设置有与所述前排侧翼板7相对应的后排侧翼板8，所述前排侧翼板7和后排侧翼板8之间通过所述桩身连梁5相连接。前排侧翼板7和后排侧翼板8分布在前排桩1、后排桩2中工字型钢6的外翼缘，且前排侧翼板7和后排侧翼板8的中心位于双排桩支护结构上同一深度。

所述前排侧翼板7和后排侧翼板8的中心位置分别设置有空心圆孔，且所述后排侧翼板8上空心圆孔的直径大于所述前排侧翼板7上空心圆孔直径的1/5～1/3。考虑到钻机水平钻进时方位上的误差，特将后排侧翼板8上开设的空心圆孔直径增大，具体实施时，所述预设好空心圆孔的前排侧翼板7和后排侧翼板8皆按桩身连梁5的设计深度预先焊接于前、后排桩的工字型钢6外翼缘上；为保证焊接有侧翼板后的工字型钢6沿纵向上保留一定间距，所述前排侧翼板7和后排侧翼板8沿纵向的长度必须小于相邻型钢翼缘的净距。

如图5所示，所述锚固杆件52上还套置有用于展开侧臂533的锚固头推进器54，所述桩身连梁5通过连梁套管51贯穿于相应的空心圆孔内。

在前排桩1和后排桩2中插入的型钢为带有多块侧翼板的工字型钢6，每块侧翼板设置在需增设的桩身连梁5处，前排侧翼板7和后排侧翼板8皆平行于工字型钢6外翼缘，且厚度与工字型钢6翼缘相同，使其与工字型钢6融为一体。这样设置保证了连梁与前排桩1、后排桩2的整体性，增加了双排桩支护结构的整体刚性强度。

本实用新型双排桩支护结构，通过在桩身增设多道桩身连梁，使得双排桩支护结构整体侧向刚度增强，能够更好的发挥前、后排桩协调变形的能力。

具体实施时，按照以下步骤进行操作，本实施例中侧臂的数量设置为3条：

一、根据所需的设计要求进行测量放线，对前排桩1和后排桩2进行定位，开挖前排桩1和后排桩2的导沟，放置相应的导轨；

二、运用三轴型钻掘搅拌机沿着导轨在确定好的前排桩1和后排桩2位置钻孔，再将预制好的带有前排侧翼板7、后排侧翼板8的工字型钢6按设计要求垂直插入水泥土搅拌桩9中，并保持插入水泥土搅拌桩9的工字型钢沿纵向呈平行分布；沿横向呈矩形分布；保证插入完成后横向上每一组前排桩1、后排桩2内的工字型钢6顶端处于相同高度；

三、进行前排桩1和后排桩2顶部的冠梁3和桩顶连梁4的施工；

四、开挖基坑，当施工至第一道增设的桩身连梁5位置时，剥离前排侧翼板7上表层水泥土；将钻机调整至水平、垂直对准前排侧翼板7空心圆孔中心状态进行钻孔；每钻进一定深度就设置一节相应深度的连梁套管51，使得整个连梁套管51贯穿于对应的前排侧翼板7和后排侧翼板8上的空心圆孔并出露后排侧翼板0.1至0.2m，钻孔深度应超出后排侧翼板0.5至1m；

五、将锚固杆件52放置于连梁套管51中推进至其端部嵌入钻孔最深处；再将锚固头推进器54套在锚固杆件52上，推进至连梁套管51深处直至无法推进为止，使得原本呈收缩状的锚固头53伸展开来，此时锚固头53的三条侧臂处于同一平面并且垂直于锚固杆件52主体；然后拉回伸展开的锚固头53，使得其三条侧臂卡住连梁套管51。将调配好的混凝土通过锚固头推进器54进行浇筑，一边浇筑一边回收锚固头推进器54；同时拉回锚固杆件52与连梁套管51，当锚固头53的三条侧臂卡住后排侧翼板8后，只需同时回收锚固头53推进器和连梁套管51；待整个桩身连梁5浇筑完毕后，撤回连梁套管51以及锚固头推进器54，在给锚固杆件52施加一定预应力之后通过螺母和垫板将锚固杆件52固定于前、后排侧翼板之间。最后继续开挖基坑，根据需要增设桩身连梁5。

采用上述技术方案提供的双排桩支护结构，工程造价低，并集挡土与止水功能于一身，克服了支护结构施工空间狭小的限制，能有效解决现有的双排桩支护结构整体侧向刚度低问题，并能使前、后排桩中的工字型钢有效连接起来，抗弯能力增强，在双排桩的前排桩和后排桩之间增设多道具有锚固杆件的桩身连梁，充分发挥了桩身连梁中钢构件的抗拉性能。

上述摘要附图以及图4～图6中所示的锯齿状线条均为平滑的直线，不是锯齿结构。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。