一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构技术领域
本实用新型涉及一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构，属于临时性地下围护工程领域。
背景技术
随着我国各大城市地下空间开发的深入，涌现出大量的深基坑临时性围护工程，悬臂式双排桩结构作为一种高效的支护体系被广泛的使用。然而，普通悬臂式双排桩常会出现桩间土体流失、强度降低等现象，使得桩、土间的协同作用被削弱，从而导致普通悬臂式双排桩结构受力性能大幅度降低。相对而言，首先，双排挤扩支盘桩因挤扩机具的挤压作用，支盘周边的土体被压密，其物理力学性质有所提高；其次，前后排桩上的支盘相连或相接近，在土压力的作用下将形成较为可靠的传递荷载的通道，使得前后排桩体的受力更加均匀合理；最后，由于设置有分支和承力盘，桩体的抗压及抗拔能力提高，故其抗倾覆能力也得以增强。因此，在土层性质适合的前提下，用双排挤扩支盘桩基坑支护结构替换普通双排桩基坑支护结构是非常必要的。
发明内容
本实用新型提供了一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构，有效解决因桩间土体流失及强度削弱而导致双排桩支护结构效能减退的问题。
本实用新型的技术方案是：一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构，包括前排直杆桩1、后排直杆桩2、分支3、承力盘4、刚架梁5、冠梁6、支托7；
在前排直杆桩1、后排直杆桩2上对称布置分支3和/或承力盘4，前排直杆桩1、后排直杆桩2通过刚架梁5连接在一起形成平面刚架，在后排直杆桩2与刚架梁5的节点处加支托7，同一水平方向上的前排直杆桩1、后排直杆桩2分别通过冠梁6连接起来。
所述前排直杆桩1、后排直杆桩2上对称布置分支3和承力盘4采用“相同深度处同类型，上下相邻处不同类型”的原则设置。
所述分支3和承力盘4的外径取为直杆桩直径的2至3倍，高度取为其外径的1/3至1/2倍，分支3的单支宽度取为直杆桩直径的1/2倍。
所述刚架梁5和冠梁6的宽度大于直杆桩直径，高度大于直杆桩直径的0.8倍。
所述支托7的直角边长取0.5m。
其中，所述前排直杆桩1和后排直杆桩2为圆形截面桩体，采用钻孔灌注的方法施工，其直径可为600mm、800mm、1000mm等。
所述分支3和承力盘4需根据工程地质勘察资料，选择合适的地层作为持力层。所述分支3和承力盘4适合的土层为可塑、坚硬状态的黏性土，中密、密实的粉土和砂土，碎石土，全风化岩石和强风化软质岩石。
其中坑底以上支盘之间的竖向间距宜取为3至6倍桩径，坑底以下支盘之间的竖向间距可以适当增大；其中，若设置了分支3和承力盘4，则支盘表示分支3和承力盘4；若仅仅设置了分支3，则支盘表示分支3；若仅仅设置了承力盘4，则支盘表示承力盘4。
所述分支3和承力盘4，当前排直杆桩1或者后排直杆桩2的水平间距较小时（间距小于分支3、承力盘4的外径时表示间距小），可采取“隔一做一”的方式，而当前排直杆桩1或者后排直杆桩2的水平间距较大时，可采取“满堂布置”的方式。“隔一做一”表示间隔布置。
本实用新型的工作原理是：
作为基坑支护结构使用的普通双排桩基坑支护体系，一般由前排直杆桩1、后排直杆桩2、刚架梁5、冠梁6组成。其中，前排直杆桩1、后排直杆桩2主要用于抵抗基坑外主动土压力，而刚架梁5和冠梁6主要是扮演传递荷载及协调变形的角色，其水平承载力主要由结构的侧向刚度和前后排桩侧摩擦阻力形成的反向力偶提供。本专利中在前排直杆桩1、后排直杆桩2上同深度处设置分支3、承力盘4，一方面提高了双排桩支护结构的侧向刚度，使前排直杆桩1、后排直杆桩2的受力更加均匀，桩土间的协同作用更加显著；另一方面前排直杆桩1、后排直杆桩2的桩侧摩擦阻力增加，从而达到提高双排桩结构体系受力效能的目的。
本实用新型的使用过程是：
（1）根据原设计及工程地质勘察资料，选择合适的地层作为持力层，设计分支、承力盘的位置及其形式；
（2）现场测设平面控制网；
（3）轴线及桩位放样，桩机就位进行成孔施工；
（4）支盘成形，即钻孔结束后，支盘成形设备组装就位，由起重设备将支盘成形机主机及接长杆起吊入孔，主机到达设计的第一个分支3或承力盘4深度后，开始支盘成形施工，使用支盘成形机分别沿基坑和垂直基坑的方向挤扩一次（工臂伸出和回缩一次）就可完成分支的成形施工，而承力盘的成形可以视为分支成形的叠加，即先在设定位置完成一次挤扩，然后改变设备的角度再次进行一次挤扩施工，并保证连续两次挤扩形成的分支相接，按此规则依次进行挤扩施工，就可完成承力盘成形施工，从上往下依次施工；
（5）成桩施工；
（6）刚架梁5及冠梁6施工；
（7）完成施工。
本实用新型的有益效果是：用抗压及抗拔承载力较高的挤扩支盘桩替代普通直杆桩，可以大幅度提高双排桩支护结构的抗倾覆能力。同时，前、后排桩的同深度处设置支盘，并使两支盘相接，既提高双排桩侧向刚度以及前后排桩的协同性，又增强了双排桩支护结构的有效性和可靠性，从而实现对深基坑双排桩支护结构体系水平受力性能的深化和改良。
附图说明
图1为本实用新型支护结构立面；
图2为本实用新型支护结构平面图（一）；
图3为本实用新型支护结构平面图（二）；
图4为本实用新型分支的俯视图；
图5为本实用新型分支的侧视图；
图6为本实用新型分支的正视图；
图7为本实用新型承力盘俯视图；
图8为本实用新型承力盘正视图；
图中各标号：1—前排直杆桩；2—后排直杆桩；3—分支；4—承力盘；5—刚架梁；6—冠梁；7—支托；h—桩的悬臂长度；ld—桩的嵌固长度；Sy—双排桩排间距；b0—支护桩水平间距；b1—坑底以上相邻支盘的竖向间距；b2—坑底以下相邻支盘的竖向间距；bd—分支单支的宽度；lb—分支单支斜边长度；hz—分支单支高度；d—桩的直径；D—支盘的直径；hp—承力盘的高度。
具体实施方式
实施例1：如图1-8所示，一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构，包括前排直杆桩1、后排直杆桩2、分支3、承力盘4、刚架梁5、冠梁6、支托7；
在前排直杆桩1、后排直杆桩2上对称布置分支3和/或承力盘4，前排直杆桩1、后排直杆桩2通过刚架梁5连接在一起形成平面刚架，在后排直杆桩2与刚架梁5的节点处加支托7，同一水平方向上的前排直杆桩1、后排直杆桩2分别通过冠梁6连接起来。
所述前排直杆桩1、后排直杆桩2上对称布置分支3和承力盘4采用“相同深度处同类型，上下相邻处不同类型”的原则设置。
所述分支3和承力盘4的外径取为直杆桩直径的2倍，高度取为其外径的1/3倍，分支3的单支宽度取为直杆桩直径的1/2倍。
所述刚架梁5和冠梁6的宽度大于直杆桩直径，高度大于直杆桩直径的0.8倍。
所述支托7的直角边长取0.5m。
实施例2：如图1-8所示，一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构，包括前排直杆桩1、后排直杆桩2、分支3、承力盘4、刚架梁5、冠梁6、支托7；
在前排直杆桩1、后排直杆桩2上对称布置分支3和/或承力盘4，前排直杆桩1、后排直杆桩2通过刚架梁5连接在一起形成平面刚架，在后排直杆桩2与刚架梁5的节点处加支托7，同一水平方向上的前排直杆桩1、后排直杆桩2分别通过冠梁6连接起来。
所述分支3和承力盘4的外径取为直杆桩直径的3倍，高度取为其外径的1/2倍，分支3的单支宽度取为直杆桩直径的1/2倍。
所述刚架梁5和冠梁6的宽度大于直杆桩直径，高度大于直杆桩直径的0.8倍。
所述支托7的直角边长取0.5m。
实施例3：如图1-8所示，一种矩形布置的双排挤扩支盘桩基坑支护结构，包括前排直杆桩1、后排直杆桩2、分支3、承力盘4、刚架梁5、冠梁6、支托7；
在前排直杆桩1、后排直杆桩2上对称布置分支3和/或承力盘4，前排直杆桩1、后排直杆桩2通过刚架梁5连接在一起形成平面刚架，在后排直杆桩2与刚架梁5的节点处加支托7，同一水平方向上的前排直杆桩1、后排直杆桩2分别通过冠梁6连接起来。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。