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原文传递一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构及其计算方法

专利名称：	一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构及其计算方法
摘要：	本发明提供的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构及其计算方法。所述集束桩垛支护结构包括沿着基坑长边方向等距布置的一排悬臂支护桩和平行置于前排悬臂支护桩后侧的多组后排扶臂桩，其前排的悬臂支护桩的桩顶通过冠梁连为一体；每组后排扶臂桩包括1～2根扶臂桩，且多组后排扶臂桩等距分布在前排悬臂支护桩后侧；每组后排扶臂桩中的每根扶臂桩分别与对应的悬臂支护桩通过横梁连接，其连接后每组后排扶臂桩与其前侧的悬臂支护桩组成一个集束桩垛结构。本发明在宽大基坑长边中部每隔一定距离增设集束桩垛，用于控制宽大基坑长边中部单排悬臂支护桩的侧向变形，加快了施工进度，节省了工期，很大程度上降低了基坑的建设成本及运营成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中冶集团武汉勘察研究院有限公司
发明人：	陈斌;徐永刚;昌钰;丁洪元;宁国立;刘军;叶坤;黄静
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201811574323.6
公开号：	CN109723063A
代理机构：	武汉楚天专利事务所
代理人：	杨宣仙
分类号：	E02D17/04(2006.01);E;E02;E02D;E02D17
申请人地址：	430080 湖北省武汉市青山区冶金大道17号
主权项：	1.一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构，其特征在于：所述集束桩垛支护结构包括沿着基坑长边方向等距布置的一排悬臂支护桩(1)和平行置于前排悬臂支护桩(1)后侧的多组后排扶臂桩(2)，其前排的悬臂支护桩(1)桩顶通过冠梁(4)连为一体；每组后排扶臂桩(2)包括1～2根扶臂桩，且多组后排扶臂桩(2)等距分布在前排悬臂支护桩(1)后侧，且相邻两组后排扶臂桩(2)的间距S与相邻两根悬臂支护桩(1)间距S0的比值为15～25；每组后排扶臂桩(2)中的每根扶臂桩分别与对应的悬臂支护桩(1)通过横梁(3)连接，其连接后每组后排扶臂桩(2)与其前侧的悬臂支护桩(1)组成一个集束桩垛结构；所述每根扶臂桩与对应的悬臂支护桩(1)的中心距Sd为1.5～3.5倍的悬臂支护桩(1)桩径。 2.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构，其特征在于：所述每组后排扶臂桩(2)设有两根臂桩时，两根扶臂桩之间的间距与悬臂支护桩(1)的间距相等。 3.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构，其特征在于：所述前排的悬臂支护桩(1)的桩径D大于后排扶臂桩(2)的桩径d，其差值为50mm～200mm。 4.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构，其特征在于：所述相邻两组后排扶臂桩(2)的间距S与相邻两根悬臂支护桩(1)间距S0的比值为20。 5.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构，其特征在于：所述每根扶臂桩与对应的悬臂支护桩(1)的中心距Sd为2倍的悬臂支护桩(1)桩径D。 6.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构，其特征在于：所述冠梁(4)的高度H不得小于700mm，宽度L应大于前排悬臂支护桩(1)桩径400mm，且两侧应对称各伸出前排桩边缘(L-D)/2。 7.一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构的计算方法，其特征在于该计算方法针对上述权利要求1-6任意一项中的集束桩垛支护结构的受力情况进行计算，具体包括以下步骤： (1)先将每个集束桩垛结构的前后排桩等效为1根桩顶转角为0的大刚度支护桩，然后通过考虑桩顶冠梁的空间效应，与集束桩垛结构区域以外的前排悬臂支护桩一起进行协同受力分析； (2)根据冠梁的平衡和变形协调条件，建立各支护桩桩顶处剪力和位移的关系，然后再采用弹性抗力法对每根桩的弯矩、剪力及水平位移求解；集束桩垛支护结构被动区抗力安全系数不小于1.35。 8.根据权利要求7所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构的计算方法，其特征在于在计算过程中需作下述假设：a.忽略冠梁扭矩的影响；b.冠梁的变形和内力采用欧拉-伯努利梁进行计算；c.冠梁在端点处为弹簧支撑；d.不考虑桩背土压力的空间效应；e.各桩均满足弹性抗力法。 9.根据权利要求7所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构的计算方法，其特征在于：不考虑组合结构移轴的强化效果，桩垛处等效支护桩的刚度取前后排桩的刚度代数和。 10.根据权利要求7所述的一种用于基坑支护的集束桩垛支护结构的计算方法，其特征在于：所述支护桩的变形包括土压力与外部荷载作用产生的刚体转动变形及支护桩自身的弯曲变形两部分，当其刚度足够大时，支护桩自身的弯曲变形几乎忽略不计，而刚体转动变形仅跟土压力及外部荷载有关，当土压力及外部荷载一定时，则刚体转动变形为常数。
所属类别：	发明专利