[发明专利]倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构及其构建方法

说明书

本发明公开了一种倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构，包括倾斜于水平面布设的楔形桩A和垂直于水平面布设的楔形桩B，所述楔形桩A和所述楔形桩B交替排列构成排桩支护结构；所述楔形桩A和所述楔形桩B沿基坑边沿内侧设置，在所述楔形桩A和所述楔形桩B的桩顶上设有冠梁；所述楔形桩A的下部向基坑内倾斜，所述楔形桩A和所述楔形桩B的横截面的面积从桩顶至桩底依次变小；所述楔形桩A的桩顶中心连线与所述楔形桩B的桩顶中心连线平行或重合。本发明还公开了一种倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构的构造方法。本发明可减小桩顶位移，增加开挖深度，降低基坑倾覆破坏可能性，可减小支护桩设计强度以降低造价。

技术领域

本发明涉及一种基坑支护结构及构造方法，特别涉及一种倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构及其构建方法。

背景技术

目前，随着国家城市化进程的推进，地下大面积大长度基坑占我国基坑总面积的80％以上。但是传统的支护方式存在着较大的不足和缺陷：1.对于悬臂基坑支护结构，仅能适用于基坑开挖深度较浅，土质条件较好的基坑工程中；2.对于内支撑支护结构，虽然其可以应用在深基坑中，但是施工复杂，施工工期长，环境污染严重，并且造价高。因此倾斜桩支护结构应运而生，通过将竖直悬臂支护桩向基坑内倾斜一定角度，形成倾斜支护桩，并将倾斜支护桩与竖直支护桩交替布置，便可形成斜直交替支护结构。传统的斜直交替支护桩均采用管桩，在软土地基基础工程中，管桩受力形式大多为摩擦基础桩，而管桩桩身的混凝土强度(C60-C100)很高，但桩体的比表面积(单位混凝土体积与桩身外表面积之比)较小，因此管桩桩身外表与土壤间的作用力远远小于桩身强度，桩身结构强度没有能够得到充分的发挥，造成了混凝土管桩承载力的很大浪费，无法充分发挥支护结构的桩身摩擦力。而支护结构整体支护能力主要靠直桩给予斜桩的拉力来发挥，传统的管桩未能充分发挥此拉力。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构及其构建方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构，包括倾斜于水平面布设的楔形桩A和垂直于水平面布设的楔形桩B，所述楔形桩A和所述楔形桩B交替排列构成排桩支护结构；所述楔形桩A和所述楔形桩B沿基坑边沿内侧设置，在所述楔形桩A和所述楔形桩B的桩顶上设有冠梁；所述楔形桩A的下部向基坑内倾斜，所述楔形桩A和所述楔形桩B的横截面的面积从桩顶至桩底依次变小；所述楔形桩A的桩顶中心连线与所述楔形桩B的桩顶中心连线平行或重合。

进一步地，所述楔形桩A的轴线与所述楔形桩B的轴线之间的夹角角度≤30°。

进一步地，所述楔形桩A或所述楔形桩B的桩底深度为2～2.5倍基坑开挖深度。

进一步地，所述楔形桩A或所述楔形桩B的楔角为5°～15°，所述楔形桩A或所述楔形桩B的顶端桩径为600～1200mm。

进一步地，所述冠梁的宽度方向边缘超出所述楔形桩A及所述楔形桩B的桩顶边缘，所述冠梁的高度大于等于所述楔形桩A或所述楔形桩B的平均桩径的0.6倍。

进一步地，所述冠梁的宽度方向边缘超出所述楔形桩A和所述楔形桩B的桩顶边缘的尺寸为：所述楔形桩A或所述楔形桩B的平均桩径的0.5倍。

本发明还提供了一种倾斜楔形桩与竖直楔形桩的组合支护结构的构造方法，该方法包括：预制楔形桩A和楔形桩B；在现场沿基坑边沿内侧布设楔形桩A和楔形桩B，使楔形桩A和楔形桩B交替排列构成排桩支护结构；使楔形桩A的轴线倾斜于水平面且其下部向基坑内倾斜；使楔形桩B的轴线垂直于水平面；使楔形桩A和楔形桩B的横截面的面积从桩顶至桩底依次变小；使楔形桩A的桩顶中心连线与楔形桩B的桩顶中心连线平行或重合；楔形桩A和楔形桩B均采用跳桩施工方法，间隔1～2根桩压入下一根预制桩；在楔形桩A和楔形桩B的桩顶上预制冠梁。

进一步地，在现场布设楔形桩A和楔形桩B的方法包括如下步骤：