[实用新型]组合加劲灌注桩

说明书

技术领域

本实用新型属于岩土工程领域，具体涉及悬臂式排桩支护结构和支锚式排桩支护结构中的组合加劲灌注桩。

背景技术

目前，国内用于基坑围护的柱列式挡土桩主要为机械成孔或人工挖孔钢筋混凝土灌注桩，形状为圆形，直径为400～1200毫米，桩身配筋是采用直径16毫米以上受力纵筋和构造钢筋组成圆形钢筋笼，其直径小于桩径，外侧留有40～50毫米作为保护层。截面配筋存在以下几种形式：

悬臂式，因单侧承受土压力，拉区仅在迎土侧存在，将大部分纵筋集中在受拉区范围内，而其他部分仅为构造配筋；

支锚式，因为施加了锚杆或支撑形成坑内的弹性支座，挡土桩两侧都会存在受拉区，故采用均匀配筋方式；

优化的支锚式，将纵筋集中配置在受拉区内，中和轴附近不配筋或仅构造配筋；

现有的几种桩配筋形式都是沿桩的圆周在一定范围内均匀布置受力钢筋，因距中和轴的距离不同会造成不同位置的纵筋受力大小不一致，应力难以很好地分配，一旦个别纵筋在发生较大变形后破坏，则桩的共同受力体系被打破，将很可能发生突然的脆性破坏。而且，钢筋笼自身没有抗弯刚度，这样只能通过增大桩径来提高桩身抗弯刚度，混凝土用量大。因此现有技术，存在钢材利用率低，混凝土用量大，桩体抗变形能力差等缺点。

中国专利“组合劲性混凝土桩”(专利号200720042973.7)，内置由相对排列的槽钢或工字钢以及由上而下均匀布置的连接板或连接筋组成的钢骨架，并在满足构造要求的前提下尽量远离轴心布置骨架，提高骨架抗弯刚度，使钢材的抗弯性能尽可能地发挥，节约了钢材。但是，该桩型在桩体内仅设置型钢骨架，考虑型钢在圆形截面内布置的局限性，其仅适用与桩径300毫米-600毫米的截面，因此抗弯、抗剪能力仍较低，必须结合预应力锚杆使用，即在桩锚体系中应用，一般难以单独悬臂使用，且最大适用基坑深度不超过15米，桩长不超过20米，仍具有较大的局限性。

实用新型内容

为了提高挡土桩的钢材利用率、减少混凝土用量、加强桩体承载力及抗变形能力，本实用新型的目的是设计一种更加符合支护结构受力特点的组合加劲灌注桩。

具体结构设计方案如下：

组合加劲灌注桩包括素混凝土桩身、钢筋笼和型钢骨架，且型钢骨架与素混凝土桩身同轴，素混凝土桩身包裹着钢筋笼和型钢骨架，所述型钢骨架包括一根以上的槽钢或工字钢，所述钢筋笼包括均布在圆周上的纵筋、环抱着纵筋的环形加强筋和螺旋箍筋；

所述素混凝土桩身直径为400-1200毫米，桩长为5-25米；

所述一根以上的槽钢或工字钢与钢筋笼的纵筋位于同一圆周的受拉区内，或位于钢筋笼内部；槽钢或工字钢腹板上自上而下均匀分布设有抗剪键。

型钢骨架包括一对或两对由两根对称设置的槽钢或工字钢组成的骨架，每对槽钢或工字钢径向之间由上至下均布设有水平连接筋，相邻水平连接筋之间的距离为500-1000毫米。

所述抗剪键为栓钉或钢板或短钢筋，相邻抗剪键之间的间距为200-500毫米。

两根以上组合加劲灌注桩排列形成排桩，相邻组合加劲灌注桩顶部由冠梁连接；所述排桩一侧由上至下设有一根以上腰梁，腰梁平行于冠梁，腰梁外侧设有一根以上的水平支撑杆。

所述相邻组合加劲灌注桩之间设有预应力锚杆，预应力锚杆的一端连接着腰梁，且与组合加劲灌注桩呈45-85度角。

本实用新型的有益技术效果体现在以下几个方面：

1、本实用新型将受力纵筋和型钢集中地配置在受拉区，相对于传统的钢筋混凝土挡土桩，配筋方式更加符合单向受弯的受力模式，有效提高了钢材利用率；

2、本实用新型由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢以其固有的强度和延性，以及型钢、钢筋、混凝土三为一体地工作使型钢混凝土挡土桩比传统的钢筋混凝土挡土桩承载力大、刚度大、延性好，使基坑开挖及使用时更加安全。另外，其良好的延性还能在一定程度上降低桩体发生脆性破坏的可能，避免突发性事故的发生，提高了安全性。

3、在主要承受单方向水平荷载的挡土结构中，弯矩是控制荷载，因型钢自身具有一定的抗弯刚度，抗弯性能良好，因此，通过在桩内配置型钢，可以将挡土桩的直径大大缩小，如：对于深度10m以内的较浅基坑，如结合预应力锚杆使用，桩径最小可为400毫米。故本实用新型可节省大量混凝土，减少工程造价和地下空间的占用，具有很好的经济效益和环境效益；