本實用新型涉及建筑基坑支護結構技術領域，特別涉及一種用于軟土基坑的雙排樁支護結構。

背景技術：

對于支護結構可用場地狹小、周邊環境復雜的大面積軟土基坑，雙排樁支護結構具有變形控制強、占地空間小等特點，且避免了設內撐造價高、工期長、施工難度大等缺點，因此在軟土基坑中得到了越來越廣泛的應用。

現有雙排樁支護設計中常認為前排支護樁分擔主要的土壓力，后排支護樁承擔小部分土壓且起支擋和拉錨的作用；但實際上，前排支護樁和后支護排樁共同作用分擔樁后土壓愈均勻對雙排樁支護結構的受力變形愈有利。傳統的雙排樁通過連梁連接前排支護樁與后排支護樁形成整體共同作用，然而工程實踐發現，受軟土地區不均勻變形影響雙排樁支護易出現空間剛度不足連梁扭壞而引起前、后排樁頂部自由位移和轉動。

對于大面積的軟土基坑開挖存在顯著的變形空間效應，雙排樁支護也表現出了明顯的承載土拱效應。現階段場地受限的軟土基坑開挖過程中變形空間效應大多通過內支撐來控制，導致總體工程費用增加和工期增長；此外，雙排樁間施作攪拌樁用以止水且加固樁間土體，攪拌樁的布置型式大多未考慮雙排樁間土壓力傳遞機理，并由此引起的承載土拱效應。

技術實現要素：

為了克服現有雙排樁支護結構存在的不足，本實用新型提出一種相對變形小、工期短、造價低并適用于開挖深度8m內，土質差且周邊環境復雜，大面積開挖軟土基坑的雙排樁支護結構。

為解決上述技術問題所采用的技術方案：一種考慮土拱和變形空間效應的軟土基坑雙排樁支護結構，包括前排支護樁、后排支護樁及連接在前排支護樁與后排支護樁頂部的蓋板，在所述前排支護樁與后排支護樁之間設有拱形攪拌樁止水帷幕并間隔預定距離設有加筋水泥土墻，在所述前排支護樁前還設有用于坑前加固的格柵式攪拌樁。

進一步地，所述前排支護樁、后排支護樁均為灌注樁，所述前排支護樁與后排支護樁的排距為4~5倍樁徑，且布置為梅花形或矩形。

進一步地，所述前排支護樁、后排支護樁通過主筋錨入蓋板中形成空間共同承載結構，所述蓋板的厚度≥0.8倍樁徑，所述前排支護樁和后排支護樁的樁頂伸入蓋板的厚度≥100mm，所述主筋錨入蓋板的長度≥40倍鋼筋直徑。

進一步地，所述拱形攪拌樁止水帷幕與前排支護樁、后排支護樁之間的側向土壓傳遞路徑一致，所述拱形攪拌樁止水帷幕采用三軸攪拌樁。

進一步地，所述前排支護樁、后排支護樁及樁間加筋水泥土墻組成復合墻墩，所述復合墻墩沿基坑邊間隔20m~40m或者6~8倍的樁排距布置。

進一步地，所述拱形攪拌樁止水帷幕的拱腳與前排支護樁相切，所述拱形攪拌樁止水帷幕的軸線設為合理拱軸線以最大限度地發揮拱內土體的強度。

進一步地，所述復合墻墩中加筋水泥土墻嵌入坑底的深度為0.8~1倍基坑深度。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：

1、本實用新型采用一定厚度的蓋板連接前排支護樁與后排支護樁，構成空間共同承載結構，形成的雙排樁支護結構整體性更好，空間抗彎扭剛度顯著增大，可有效防止現有常規雙排樁支護結構中連梁扭壞的情況，且支護結構內力和變形明顯減小；

2、本實用新型在前排支護樁與后排支護樁之間沿基坑邊線間隔設置水泥土墻形成復合墻墩，在不增加支護結構占地空間的情況下，可有效抑制軟土基坑開挖存在的變形空間效應；所述墻墩利用加筋水泥土墻，較灌注樁墻經濟且不會留下地下障礙物；

3、本實用新型基于雙排樁側向荷載傳遞機理，在前排支護樁與后排支護樁間施作拱形攪拌樁止水帷幕，拱形攪拌樁止水帷幕不僅作為止水帷幕用于止水，而且，其拱形布置與雙排樁間側向荷載傳遞路徑吻合，可顯著提高承載拱內土體的強度，有效的控制承載拱內土體壓縮，有利于雙排樁支護結構受力變形；

4、本實用新型中拱形攪拌樁止水帷幕與墻墩均在前排支護樁與后排支護樁之間，這樣無需額外增加地下施作空間，充分利用了雙排樁占地空間小的優勢，適用于周邊建筑環境復雜場地受限的建筑基坑。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明；

圖1為本實用新型實施例的立體示意圖；

圖2為本實用新型實施例的剖面示意圖；

圖3為本實用新型實施例的復合墻墩和蓋板示意圖；

圖4為本實用新型實施例中拱形攪拌樁止水帷幕的示意圖；

附圖標記：1—前排支護樁、2—后排支護樁、3—蓋板、4—拱形攪拌樁止水帷幕、5—加筋水泥土墻、6—格柵式攪拌樁、7—型鋼、8—既有管線、9—土層。

具體實施方式

參照圖1至圖4，本實用新型一種考慮土拱和變形空間效應的軟土基坑雙排樁支護結構，包括前排支護樁1、后排支護樁2及連接在前排支護樁1與后排支護樁2頂部的蓋板3，在前排支護樁1與后排支護樁2之間設有拱形攪拌樁止水帷幕4并間隔預定距離設有加筋水泥土墻5，在前排支護樁1前還設有用于坑前加固的格柵式攪拌樁6。

其中，前排支護樁1和后排支護樁2中各樁基的直徑選取為800mm~1000mm，采用長螺旋或旋挖灌注樁，前排支護樁1與后排支護樁2之間的間距視地質條件和建筑環境而定，排距選取4~5倍樁徑，平面布置為梅花形或者矩形，如本實施例中，采用的梅花形布置。

前排支護樁1與后排支護樁2頂部通過主筋錨入由鋼筋混凝土構成的蓋板3中，前排支護樁1、后排支護樁2及蓋板3三者構成共同承載結構，使得空間抗彎扭剛度顯著增大，其中，蓋板3厚度≥0.8倍樁徑，支護樁頂伸入蓋板3為100mm~150mm，其主筋錨入長度≥40倍鋼筋直徑。

前排支護樁1、后排支護樁2之間設置與支護樁側向土壓傳遞路徑一致的拱形攪拌樁止水帷幕4，拱形攪拌樁止水帷幕4采用直徑≤650mm的三軸攪拌樁咬合而成，樁位布置偏差不得大于20mm，成樁垂直度不超過1/200，水灰比為1.5~2，水泥摻入比不應小于20%。

在前排支護樁1與后排支護樁2之間沿基坑邊方向間隔預定距離設有多個加筋水泥土墻5，前排支護樁1、后排支護樁2及加筋水泥土墻5構成復合墻墩，復合墻墩沿基坑邊緣隔20m~40m或者6~8倍雙排樁排距布置，墻長取1倍排距，由此形成加強支撐點，抑制由空間效應引起的局部大變形。

拱形攪拌樁止水帷幕4為樁承拱，即前排支護樁1為土拱的直接拱腳，拱形攪拌樁止水帷幕4的拱腳與前排支護樁1相切，其軸線基于三鉸拱合理拱軸線設為二次拋物線，最大限度地發揮拱內土體的強度。

各個復合墻墩中，加筋水泥土墻5嵌入坑底的深度為0.8~1倍基坑深度，加筋水泥土墻5通過型鋼插入水泥攪拌樁形成，如本實施例中，采用“隔一插一”方式在水泥攪拌樁中插入H型鋼；地下結構施工完成后H型鋼可回收利用，通過“拔一跳二”的方式拔出H型鋼，逐步釋放應力，避免引起大的擾動。

在復雜環境軟土基坑支護中，本實用新型雙排樁支護結構的施工步驟如下：

（1）根據項目場地勘察報告和初步設計計算結果，確定前排支護樁1、后排支護樁2、拱形攪拌樁止水帷幕4、加筋水泥土墻5及格柵式攪拌樁6的樁徑、樁位及工序等施工參數；測量放樣定線，標出前排支護樁1、后排支護樁2、拱形攪拌樁止水帷幕4、加筋水泥土墻5、格柵式攪拌樁6及H型鋼插入位置；

（2）攪拌樁機就位并校核其垂直度，進行拱形攪拌樁止水帷幕4、加筋水泥土墻5中攪拌樁及格柵式攪拌樁6施工，加筋水泥土墻5攪拌樁施工完成后3小時內在三軸攪拌樁中插入H型鋼7；

（3）在拱形攪拌樁止水帷幕4、加筋水泥土墻5及格柵式攪拌樁6質量穩定前，施作前排支護樁1、后排支護樁2，并將主筋伸出樁頂一段，至少為40倍鋼筋直徑；

（4）開挖蓋板3處土方，支模并綁扎鋼筋，澆筑混凝土，澆筑完成后做好保溫工作；

（5）雙排樁支護結構達到設計強度后，進行基內土方開挖，開挖完施作地下結構后回收H型鋼。

上面結合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型不限于上述實施方式，在所述技術領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。