浅谈双排桩支护结构在基坑支护中的应用

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1、浅谈双排桩支护结构在基坑支护中的应用摘要：双排桩支护在基坑工程屮的应用越来越多，但设计和计算理论还不够成熟。简耍介绍了双排桩支护的计算模型，总结了双排桩支护技术的应用现状和设计要点，指出了需要进一步研究的方向，对于双排桩支护技术的研究和应用具有一定指导作用。关键词：双排桩;基坑;支护;应用中图分类号：TV554.1+2文献标识码：AP、八—1—»1、F1排桩支护是近10年来发展起來的一种支护技术，近几年应用越来越多。双排桩支护在支护形式的分类上属丁悬臂式支护，由于前后排桩、冠梁、连梁形成超静定的空间门架，前后排桩间土经加固后又具有重力式挡上墙的特点，能够承受比普通悬臂桩更大和更复杂的荷载

2、，因此适用的范I韦I和深度更大。对于受场地条件限制，不宜采用锚拉式和支撑式的基坑工程可考虑采用双排桩支护。由于城市建设的发展，越来越多的基坑工程施工受到场地条件的限制，这也促进了双排桩支护技术的应用，目前还出现了采用三排桩支护的案例。对于基坑深度较大(>10m)或存在较厚软土层时双排桩的适用性应慎重考虑，近年來随着双排桩应用的增多，双排桩支护的设计和计算分析理论逐渐完善《建筑基坑支护技术规程》JCJ1202012对双排桩的设计、计算也作出了相应的要求,本文总结分析了双排桩支护的设计和应用，并且以南京小红山汽午客运站基坑双排桩支护结构为基础，分析双排桩支护结构形式的工作机理，探讨双排桩支护

3、结构土压力计算模式（包括桩间土压力计算以及前、后排桩的土压力、整体计算方法）。基于有限元方法建立双排桩支护结构有限元模型，分布不同桩间距、排间距以及不同开挖阶段，双排桩的工作机理及桥的内力及变形变化，进行抗剪性能、抗弯性能分析，整体结构支护体系中连梁作用分析，同时与现场监测结果进行对比分析，计算结果可为类似工程设计提供依据。另外，在基坑工程实践中还出现双排桩+内支撑的支护形式还会出现双排桩+内支撑的支护形式，基坑深度达12.5m,属于组合支护形式。2、双排桩支护设计双排桩支护结构主要有前排桩、后排桩、桩顶冠梁及连梁组成，根据地质条件和截水需要，还可增设桩间加固带及截水帷幕。前后排桩可采用

4、灌注桩或预制桩，前后排桩问茨宜取2-5倍桩径，可采用前后排桩等间距布置，也可采用前排桩密布、后排桩疏布的布桩形式。为了加强前后排桩的整体稳定性，桩顶前后冠梁之问可以压顶板进行连接，压顶板板厚不宜〈200mmo桩顶连梁的刚度对支护结构受力影响较大，连梁梁高不宜〈0.8倍桩径。当开挖范围内存在软上、砂层时可采用桩间加固的力一式加固软弱土层，如搅拌桩、旋喷桩及注浆等。为了保护周边环境，截水时可在前后排桩间或后排桩外侧设计一道封闭的截水帷幕。双排桩支护的设计相对简单，主要是桩间距、连梁、嵌固深度及桩身配筋等。最常见双排桩支护设计形式如图1所示图1双排桩常见形式2、双排桩支护结构受力特征分析双排桩

5、支护结构作为一空间组合支护结构，受力复杂，影响其支护性能的因素较多，本文利用有限元软件对双排桩支护结构体系进行分析计算。采用如表1的参数进行计算表1土层及桩体计算参数层号岩土名称天然密度(g/cm3)粘聚力c/kPa4)/°弹性模量E/MPa泊松比U1回填土1.5030.030.040.302杂填土1.9818.014.440.343强风化闪长岩2.1050303000.344中风化闪长岩2.52403810000.32-排桩及连系梁2.45--30000.25《建筑基坑支护技术规程》JCJ120-2012仅推荐了前后排桩等间距矩形布置的计算方法，当前后排桩梅花形布置、不等间距布置时可采

6、用规程的方法进行计算。支护结构的抗倾覆验算及整体稳定性验算理论相对成熟，可按照《型钢混凝土搅拌墙技术规程》JCJ/T199-2010方法进行验算。对于双排桩的计算模型，主要问题在于确定双排桩前后及桩间土压力分布形式，确定桩顶、桩底约束条件;根据对土压力分布及边界条件的不同假定，有不同的计算方法。目前常用的简便实用计算模型如图2所示，计算假定如下:①前排桩土抗力按照弹性支点法进行计算，与单排桩计算力一法相同；②后排桩后主动土压力基本按照朗肯土压力进行计算;③桩间土采用土的侧限约束假定，桩间土反力由土的压缩模量来确定的刚度系数来计算;④桩顶与连梁按照刚接考虑；⑤桩底按照土反力弹性支座考虑。通

7、过计算可知，前排桩、后排桩桩顶位移量相等，R桩身最大侧移发生在桩顶处;靠近桩顶4m-6m范围内，前排桩、后排桩的侧移量基本一致，但此点以下的后排桩桩身侧移大于前排桩，表明桩间土体受到挤压，双排桩靠前排桩、后排桩与桩间土的变形协调来传递土压力。根据前排桩、后排桩弯矩图的分析，前排桩、后排桩均受到交变应力作用，存在反弯矩点，且此点分布在基坑开挖面附近，后排桩的最大弯矩出现在桩顶。连梁与桩顶餃结时，桩身的侧移有所增加，但只是发生在基坑开挖