[发明专利]一种土岩复合地层长短桩组合支护结构及设计方法

说明书

本发明属于城市轨道设计结构技术领域，提供一种土岩复合地层长短桩组合支护结构及设计方法。土岩复合地层长短桩组合支护结构包括：冠梁、钢围檩、支撑件、长桩件和短桩件；本发明的结构和方法，优化围护桩的桩长，减少了长桩在岩层中的冗余长度，节省了工程投资；减少围护桩的入岩深度，提高了在岩层中基坑围护结构的施工效率；优化围护桩的桩径及配筋，充分发挥围护桩的抗弯能力，进一度降低工程造价；提出来长短桩组合支护体系的计算理论，弥补了长短桩组合支护体系理论部分的缺失。

技术领域

本发明属于城市轨道设计结构技术领域，具体涉及一种土岩复合地层长短桩组合支护结构及设计方法。

背景技术

城市轨道交通的建设带动了地下空间的开发利用，促进了基坑工程理论与技术水平的高速发展。基坑工程支护的设计需要考虑基坑自身的稳定性问题，同时需要兼顾对周边环境的影响。由于地铁工程通常位于城市中心。基坑周边环境、地下管网情况复杂，很多基坑支护形式由于外部环境的限制而无法采用。排桩加内支撑的支护体系由于技术成熟，占用场地少，造价适宜，通常是地铁基坑支护的首选。针对排桩支护，桩长需要同时满足整体稳定性、抗隆起稳定性、变形控制等要求，然而根据研究数据显示，基坑底部以下的弯矩随着深度的增加而迅速衰减，一般情况下坑底以下的支护桩抗弯能力难以充分发挥。尤其在土岩复合地层中，基坑的变形主要集中在土层部分，岩层部分的基坑侧向变形很小，等桩长设计必然会造成安全系数的过度冗余。

在土岩复合地层中，传统的等长排桩支护型式存在如下几方面问题：

(1)在土岩复合地层中，岩层中侧压力几乎忽略不计，基坑的侧向土压力主要集中于土层基坑部分；围护桩全部进入坑底以下，在岩层部分的围护桩无法充分发挥抗弯性能，造成材料浪费；

(2)地铁基坑深度较深，岩面较高时，围护桩在岩层中成孔困难，施工效率低，影响工程进度。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种土岩复合地层长短桩组合支护结构，旨在解决现有技术存在的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种土岩复合地层长短桩组合支护结构，包括：

冠梁、钢围檩、支撑件、长桩件和短桩件；

所述长桩件和短桩件在所述冠梁的第一端面并所述冠梁的延伸方向间隔交错连续并排设置；

所述冠梁的第二端面设置有支撑件，并所述冠梁的延伸方向连续并排设置；

所述冠梁的第一端面与所述冠梁的第二端面相互垂直设置；

所述钢围檩与所述冠梁平行设置，所述钢围檩沿所述长桩件的延伸方向连续并排设置；

在所述钢围檩上并沿所述钢围檩的延伸方向连续并排设置有支撑件；

所述长桩件的长度穿过土层、岩层至基坑底面下方，所述短桩件的长度穿过土层至岩层岩面。

优选的，所述短桩件的数量为两个以上。

优选的，所述钢围檩分别设置于所述土层与所述岩层的交界面位置以及所述岩层处。

优选的，所述支撑件包括道砼支撑和道钢支撑，所述道砼支撑设于所述冠梁的第二端面，所述道钢支撑设于所述钢围檩，所述道砼支撑和道钢支撑平行设置。

优选的，所述道钢支撑与所述钢围檩的设置位置与所述钢围檩与所述长桩件的连接位置相对应。

本发明还包括一种土岩复合地层长短桩组合支护结构的设计方法，应用于上述所述的土岩复合地层长短桩组合支护结构，包括以下步骤：