[发明专利]复合预应力挡土桩

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，涉及悬臂式排桩支护结构和支锚式排桩支护结构中的复合预应力挡土桩。

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350～2000mm，桩身配筋是采用直径16mm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40～50mm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。上述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，钢筋的抗拉性能很好，但混凝土的抗拉性能较差。因此现有技术，存在因抗拉性能差异大造成钢筋的抗拉承载力未充分发挥时混凝土已发生受拉破坏，钢筋的抗拉承载力无法充分发挥，桩体抗变形能力差等缺点。

发明内容

为了提高挡土桩的钢材利用率、提高挡土桩的抗弯能力、加强桩体抗变形能力，本发明设计了一种更加符合支护结构受力特点的复合预应力挡土桩。

实现上述目的的技术改进方案如下：

复合预应力挡土桩包括素混凝土桩身、钢筋笼和骨架，且骨架与素混凝土桩身同轴，素混凝土桩身包裹着钢筋笼和骨架；所述素混凝土桩身直径为300－1200毫米；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抗剪箍筋；所述骨架包括一组骨架或两组骨架，每组骨架由三根以上的预应力钢绞线组成；所述骨架的预应力钢绞线与钢筋笼的纵筋位于同一圆周的受拉区内；所述每根预应力钢绞线的顶部连接着锚具；所述钢筋笼的底部连接着环板，环板上均布设有通孔，所述每根预应力钢绞线的下端位于环板的通孔内。

 所述一组骨架位于钢筋笼的一侧受拉区内，所述两组骨架对称位于钢筋笼的两侧受拉区内。

 所述预应力钢绞线上套设有套管，所述套管为波纹管。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1、本发明将受力纵筋和预应力钢绞线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、本发明由于在钢筋混凝土中增加了预应力钢绞线，在浇筑桩身混凝土后对受拉区设置的全长无粘结预应力力钢绞线施加预应力，使受拉区的混凝土预先承受压力，能显著提高混凝土的抗拉承载力，提高挡土桩的抗弯承载力和抗变形能力，避免钢筋的抗拉承载力还未充分发挥时混凝土就先发生受拉破坏，使钢材的受拉承载力更大程度的发挥，降低了桩身发生脆性破坏的几率，提高了挡土结构的安全性。

附图说明

图1为本发明应用于悬臂式支护结构示意图。

图2为本发明应用于排桩桩锚支护结构示意图。

图3为本发明应用于排桩内支撑支护结构示意图。

图4为图1的A-A剖视图。

图5为图2的B-B剖视图。

图6为图4的局部放大图。

图7为图1的C-C剖视图。

图8为图1的D-D剖视图。

图9为图2的E-E剖视图。

图10为图2的F-F剖视图。

图11为钢绞线与锚具8连接处的局部放大图。

上述图中：钢绞线1、套管2、受力纵筋3、环形加强筋4、螺旋抗剪箍筋5、素混凝土桩身6、环板7、锚具8、冠梁9、腰梁10、预应力锚杆11、内支撑12、坡顶面13、坡底面14。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例1

基坑较浅时，可采用于悬臂式排桩支护结构，参见图1，由多根复合预应力挡土桩按一定间距排成一列组成柱列式排桩结构，桩与桩通过冠梁9连接，形成悬臂式排桩支护结构。