2 排桩加双层锚杆支护结构设计

双排桩+锚杆复合支护结构数值模拟分析近年来,伴随着经济社会的高速发展,大量高层、超高层建筑以及复杂地下工程不断涌现,使得基坑的开挖深度和开挖面积不断加大,同时由于地下工程空间结构形式的纷繁多样,以及多层地下停车场、复杂地下商业街、大型地铁车站等各种地下设施的配套建设,对基坑支护与开挖技术也提出了更高的要求。

因此,如何合理、安全、有效、准确的对基坑工程问题进行设计、施工、监测就成了当下一个非常重要的课题。

目前基坑支护形式呈现多样化、复合化趋势,其中双排桩+锚杆复合支护结构兼有双排桩结构与传统桩锚支护结构的各自优点,尤其在面对复杂的工程水文地质条件、较高的周边环境要求以及大型地铁站等对变形控制要求格外严格的地方,拥有很大的发展潜力。

虽然,双排桩+锚杆复合支护结构体系在实际工程中有不少成功的案例,但对其更深层次的受力机理还研究的不尽详细,尤其是支护结构所受的土压力的形式以及桩间土与前后排桩的相互作用规律。

对于双排桩+锚杆复合支护体系,针对影响它的各个因素,尤其是支护结构中锚杆的位置、锚杆的长度、锚杆预应力大小、锚杆的排数等对结构受力和变形影响还有待进一步探讨和深入研究。

为此,本文对双排桩+锚杆复合支护结构进行了研究,主要内容和结论如下:1.依托有限元软件MIDAS/GTS,建立了双排桩+锚杆复合支护结构三维数值模型,对双排桩锚杆复合支护结构的内力、变形基本特性进行分析并与双排桩结构进行了对比验证分析,结果表明:双排桩锚杆复合支护结构相比于双排桩结构,前后排桩桩身弯矩幅值以及桩身水平位移幅值均呈现下降趋势,预应力锚杆的加入更好的提高了结构抵抗侧向变形的能力;另外,预应力锚杆还使得前、后排桩桩顶弯矩值更加接近,更利于结构配筋设计。

2.同时还重点研究了双排桩+锚杆复合支护结构中锚杆位置深度、锚杆长度、锚杆预应力大小、锚杆竖向排数及锚杆横向间距等影响因素对支护结构的影响,得到了以下主要认识和结论:随着锚杆锚固位置的不断上移,双排桩锚杆复合结构的前排桩桩身水平位移呈不断下降趋势,到达相应单纯双排结构前排桩位移幅值位置处最小,而后略有增加;而后排桩桩身水平位移变化幅度很小。

带竖向锚索双排桩支护结构的研究与分析双排桩支护结构是近年来出现的一种围护结构形式,它是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的连梁形成的空间门架式结构体系。

由于该种支护结构具有侧向刚度大、施工方便等优点,在工程上得到了越来越广泛的应用。

国内外学者对悬臂式双排桩支护结构进行了大量的研究,尽管研究成果没有统一的设计计算理论,但是对实际工程具有很好的指导意义。

目前,带竖向锚索双排桩支护结构的在工程上已有成功案例,但由于对该支护结构的研究甚少,其工作性能还不明确,很大的限制了该种支护结构的发展。

本文结合国内外在该领域已取得的研究成果,一方面采用理论推导的形式对双排桩支护结构进行理论分析,另一方面对带竖向锚索的双排桩支护结构的工作性能及其影响因素展开深入的研究,主要做了以下几方面的工作:1.总结目前双排桩支护结构在国内外研究和应用的现状及其主要的计算方法,提出该领域尚待研究的问题。

2.继承并改进双排桩支护结构现有计算理论和方法。

本文通过一假想剪切滑裂面,将双排桩支护结构人为分为上下两部分,并对各部分分别进行受力和变形分析,建立各段桩体的挠曲微分方程,用求导的方法求出双排桩各点的变形及内力情况,得出了一种较好的计算方法。

3.总结论文涉及的有限元基本理论,并采用大型有限元软件MIDAS-GTS建立了带竖向锚索双排桩支护结构的有限元模型,探讨了竖向锚索预应力大小及施加竖向锚索的时间对支护结构的影响,并分析了土层参数、双排桩嵌固深度,基坑开挖深度、锚索的布置、后排桩的布置、双排桩排距等因素对支护结构的内力位移产生的影响。

4.采用MIDAS-GTS分析在桩顶盖板上堆载对双排桩支护结构的内力位移产生的影响。

锚杆支护方案1. 引言锚杆支护是一种常用的岩土工程支护方法，用于增加岩石或土层的稳定性，减少变形和破坏。

本文档旨在介绍锚杆支护的基本原理、设计要点以及施工过程。

2. 锚杆支护原理锚杆支护依靠预埋或喷射钢筋等材料形成的锚杆，将地下结构与锚杆连接。

通过锚杆的张拉和固结，增加地下结构的稳定性。

锚杆的受力来源于地下结构自身的重力以及外部荷载，锚杆吸力抵抗土体的相互作用力，从而达到支护的目的。

3. 锚杆支护的设计要点锚杆支护的设计应考虑以下几个要点：3.1 锚杆的材料选择常用的锚杆材料包括钢筋和预应力钢筋。

在选择材料时，需要考虑工程的具体情况，如承载能力要求、耐腐蚀性能等。

3.2 锚杆的布置方式锚杆的布置方式有水平布置和垂直布置两种。

水平布置适用于需要增加地下结构的整体稳定性和刚度的情况，而垂直布置适用于需要增加支护墙稳定性的情况。

3.3 锚杆的布置密度锚杆的布置密度直接影响锚杆支护的效果。

一般情况下，锚杆的布置密度应根据地下结构的稳定性要求和工程经济性综合考虑。

3.4 锚杆的受力状态分析锚杆受力主要包括拉力和剪力。

设计时需要对锚杆的受力状态进行分析，确定合适的拉力和剪力大小，以确保锚杆的使用安全。

4. 锚杆支护的施工过程锚杆支护的施工过程一般包括以下几个步骤：4.1 钻孔首先根据设计要求，在地下结构周围钻孔，钻孔位置和间距要根据具体情况确定。

4.2 安装锚杆在钻孔中安装锚杆，锚杆需要固定住以保证稳定性。

根据设计要求，可以使用锚固剂或钢套等材料进行固定。

4.3 锚杆张拉锚杆安装后，进行张拉作业。

张拉力的大小需要根据设计要求进行控制，以保证锚杆的受力状态满足设计要求。

4.4 锚杆固结完成锚杆张拉后，对锚杆进行固结。

可以使用灌注材料填充钻孔，以增加锚杆与周围土体的粘结力。

5. 锚杆支护的质量控制为了确保锚杆支护的施工质量，需进行以下质量控制措施：•对材料的选择进行检验，确保符合设计要求；•对钻孔的质量进行检测，包括孔径、孔深等；•对锚杆的安装质量进行检查，确保固定牢固；•对锚杆的张拉力进行监测，保证张拉力符合设计要求。

双排灌注桩（椅子桩）支护结构施工工法1.前言随着当前建筑行业的发展，深基坑支护越来越普遍，支护形式也各有相同，同时深基坑出现坍塌频发，其传统的锚索支护方式斜向锚杆对周边建筑及管线影响极大，如何既能减小对周边环境的影响又能提高深基坑的安全性成为一个建筑业研究的难题双排灌注桩（椅子桩）基坑支护结构施工工法的出现有效的解决了斜向锚杆对周边环境的影响，同时也大大提高了基坑支护的安全性，同时对于比较复杂的深基坑传统的双排桩和内支撑支护而言降低了施工成本。

通过在XX项目的实际应用，不断总结施工经验，形成了一套完整的施工工法，为以后的施工提供了很大的便利。

2.特点2.1 施工方便双排灌注桩基坑支护可完全实现机械化施工，不影响土方一次施工。

2.2 对周边环境影响极小本施工方法施工方向为竖向且有一定的施工空间即可，区别于传统的斜向锚杆施工方法，几乎不会对周边建筑及道路等造成影响。

2.3 基坑安全系数更高本工法可根据基坑深度调整，可有效的提高基坑安全系数，且本方法适用于二级基坑。

2.4 可有效实现降本增效本施工方法与传统的双排桩及内支撑支护方法，施工效率更高且可有效的节约材料节约人力，降本增效显著。

3.适用范围本方法适用于基坑附近存在既有建筑物、管线等环境较复杂、施工空间不足的基坑的支护。

4.工艺原理本施工方法原理如下：1、主要冠梁、连梁、围檩三部分与灌注桩之间的土体联合组成受力体系，止水帷幕在双排灌注桩中间，施工时首先施工该支护灌注桩，然后施双轴止水帷幕。

2、后排护坡桩上部放坡部位的弯矩和剪力叠加到支护桩上由围檩传递到前排护坡桩。

3、混凝土并采取整体浇筑混凝土通过前排护坡桩顶的冠梁、连梁和围檩与后排桩连接起来，形成整体的双排护坡桩（椅子桩）支护形式。

原理图如下：5.工艺流程及操作要点5.1 工艺流程5.2 操作要点5.2.1 后插钢筋笼支护灌注桩施工1测量放线：场地平整、放线定位(测设桩位轴线、定位点)。

2长螺旋成孔：1）钻机就位：钻机就位对准桩位点后必须调平，确保成孔的垂直度，结合场地实际情况铺设枕木或钢板，使钻机支撑稳定。

软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法一、前言软土地基是指土壤的承载力较低，水分含量较高以及稳定性较差的地基。

在基坑开挖过程中，软土地基往往会发生坍塌、沉陷和侧方变形等问题，严重影响工程的安全和稳定性。

因此，针对软土地基的深基坑施工，以双排桩+预应力锚索支护工法成为一种重要的选择。

二、工法特点双排桩+预应力锚索支护工法的主要特点包括：①支护结构稳定可靠，能够有效抵抗软土地基的侧方土压力；②适应性强，可用于不同类型的软土地基；③施工周期短，节省施工时间和成本；④工法经验丰富，施工技术成熟可靠。

三、适应范围双排桩+预应力锚索支护工法适用于软土地基的深基坑施工，特别适用于工程规模较大、基坑边界较长并且需要保护周边环境的工程。

四、工艺原理双排桩+预应力锚索支护工法的基本原理是通过双排钢筋混凝土桩和预应力锚索两者的组合使用，以抵抗软土地基的侧方土压力。

首先，进行双排桩的施工，将钢筋混凝土桩依次打入土层中，并在桩顶部分进行水平布置钢梁，形成刚性支撑结构。

接下来，通过预应力锚索将桩与基坑边界连接起来，使整体支撑体系更加稳定。

五、施工工艺1.基坑的测量与标高控制：通过测量和标高控制，确定基坑的开挖范围、坑底的高程和坑壁的斜度。

2.双排桩的施工：按照设计要求，进行双排桩的打桩工作。

先进行桩位的布置，然后采用振动锤或静压法逐桩打入地下，桩顶部分进行水平布置钢梁。

3.预应力锚索的施工：在双排桩的桩体顶部进行预埋锚固管，并注浆灌注，形成锚固点。

然后，将预应力锚索锚固在桩体的锚固点上，并加以预应力，形成拉结系统。

4.基坑开挖与支护：按照双排桩的布置进行基坑开挖，同时使用支撑结构对基坑进行支护，防止坍塌及土体侧方移动。

5.基坑回填与桩身剪切：基坑回填采用合适的材料进行，桩身部分可通过机械剪切器进行剪切，使其与回填土体融为一体。

六、劳动组织施工团队需要包括工程师、技术人员、操作员和劳动者等，负责施工工艺的规划、监管和操作工作，保证施工按照要求进行。

双排桩结构设计（步骤）介绍双排桩的嵌固深度满足嵌固稳定性要求。

嵌固稳定性验算问题与单排悬臂桩类似，应满足作用在后座桩上压力主动炭上与作用在前排桩嵌固段的的被动土压力的力矩平衡条件。

与单排桩不同的是，在双排桩的抗倾覆稳定性验算中，应将双排桩与桩间土看作整体而将其作为力的分析对象，翻船并且考虑了土与桩自重的抗倾覆作用。

具体应按图5.53计算并符合下让式规定∶双排桩结构设计双排桩的设计步骤通常是先进行桩的平面和竖向布置，设定桩长、桩距、排距，然后进行结构内力的计算和嵌固稳定性验算，确定设置的桩长和桩距是否合理可行，再以截面承载力要求设计桩径以及节兰和冠梁截面尺寸，并成功进行桩身和刚架梁、冠梁的配筋。

1、双排桩布置双排桩结构要求地下结构外墙与总体规划红线之间有足够的空间。

典型廊门方式有前后排等桩距的矩形布置（图5.50）和梅花形布置，以及前后排桩距不相等和格栅形布置等。

在竖向，前后排桩可等长和非等长布置，前后桩桩顶主峰可相同也可不同。

由于双排桩的应用研积累不多，平面刚架内力计算方法仅适用于排桩矩形布置的计算，因此，一般可按等长、桩顶标高相同的等桩距矩形人字形方式进行设计，在有足够经验时，可采取其他布方式。

2、桩长、桩距和排距的设计双排桩正方形刚架计算模型，需要有设定桩长和排距，在计算作用在刚架上的土压力时需要设定桩长和桩距。

因此，在设计前先应初步设定桩长、桩距和排距。

以内力计算结果合理的要求确定桩距，再以满足双排桩的嵌固稳定性验算的确定桩长和排距。

桩重要的嵌固深度是容许双排桩结构嵌固稳定性的重要参数。

在初步设置时，对淤泥质土，不宜小于基坑深度，对淤泥，不宜小于1.2倍基坑深度;对一般黏性土、砂土，不宜小于0.6倍基坑深度。

桩距的设置对土压力和结构内力的计算结果产生较大影响，排桩间距的选取仍须按亦须结构弯矩大小与变形要求确定。

大于一般排桩的服务中心距不宜大于桩直径的2.0倍，特殊情况下，排桩间距的确定还要考虑桩间间土的稳定性建议，根据工程经验，对大桩径或黏性土，排桩的净间距在900mm以内，对小桩径或砂土，排桩的净间距在600mm以内较常见。

排桩+锚索支护施工工艺1.1.1.1 设计概况本工程采用旋挖钻孔灌注桩作为护壁桩，冠梁混凝土强度等级为C30.B2C2段护壁桩的设计桩径为1200mm，间距为2000mm，桩长为17.4m，共计11根。

D2E2段护壁桩的设计桩径为1500mm，间距为2200mm，桩长为17.6m，共计19根。

每根桩上设置一道预应力锚索扩大头囊式锚索，锚索水平间距为2.2m，锚索长为18.50m，自由段及普通锚固段孔径为180mm，扩大头锚固段孔径为600mm。

1.1.1.2 总体工艺流程无需改写。

1.1.1.3 旋挖灌注桩施工1）工艺流程放线定位钻机对桩位旋挖埋护筒、旋挖成孔、安装导管、吊装钢筋笼、成孔验收、旋挖清理孔底沉渣、浇灌混凝土、测定桩顶标高、拔出导管、清理场地。

2）操作要点1.根据现场坐标基准点及高程基准点测出桩位中心，然后打入定位桩进行桩位测量。

2.护筒埋设前应在桩位中心测放出定位桩，然后据此引出镶到垂直的十字控制桩上，同时用十字线校正护筒中心及桩位中心，使之重合一致。

3.钻机就位后，首先检查其桩位是否准确，然后调整钻机的高度，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷，并且用水平尺严格检查钻机钻盘中心的水平情况，确保钻机就位水平，钻杆垂直。

4.钻进到设计孔深后，将钻具略微提起，慢速回转，测到终XXX才能提钻，否则继续清孔。

5.钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采用点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求。

6.钢筋笼在孔口焊接，两段笼子应保持顺直，应缓慢下放至孔内，严禁猛提猛墩，隔4米在钢筋笼四周均匀设立3个水泥保护块，钢筋笼下放至预定位置后，应在孔口固定，以防其上窜或下沉。

7.导管在孔口连接应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁，灌注前应保证导管底端距孔底0.5m距离。

8.灌注前，计算出砼灌注初灌量。

施工中要保证灌注初灌量，灌注时导管埋深控制在9-11m，拆管前专人测量孔内砼面，并做好砼灌注记录，灌注砼时要注意控制砼温度和浇注速度。