无冠梁双桩单元桩顶遮挡板的制作方法

本实用新型涉及一种无冠梁双桩单元桩顶遮挡板，属于土木工程技术领域。

背景技术：

地面下施工开挖超5米深时，基坑侧壁围护结构可采用压入预应力混凝土管桩或钻孔灌注桩。当采用预应力混凝土管桩或钻孔灌注桩挡土时，由于桩顶侧壁土体受地面雨水渗流冲刷、搬运材料等因素的影响，桩顶土体易坍塌，一般明显坍塌深度在半米左右，向下软化渗入则更深，使这一范围的土体与挡桩脱离。目前，现有基坑顶这部分土体是由桩顶已设置的现浇钢筋混凝土冠梁来遮挡，相邻两桩之间的间距是1.5～2D，其中D为桩的直径，人们一直认为钢筋混凝土排桩顶端必须设置连续冠梁，它能协调桩顶位移，同时冠梁的顶面与侧面对土体起防护作用。当设有锚杆施加预压力时，冠梁的协同作用反而限制阻碍了预压力传入土体中，使锚杆预压的有利作用失效。

也就是说，当设有现浇钢筋混凝土冠梁时，由于梁的侧向约束刚度较大，且把所有的桩顶连接到一起，导致锚杆预压力向土中的传递产生限制作用，使得锚杆预压的有利作用失效，这是一不利因素；现浇钢筋混凝土冠梁不适用基坑侧壁高低起伏突变，同时现浇钢筋混凝土冠梁的造价较高，施工周期较长。

综上，现有的现浇钢筋混凝土冠梁存在锚杆预压力向土中的传递产生限制作用以及现浇钢筋混凝土冠梁的造价高、施工周期长的问题。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有的现浇钢筋混凝土冠梁存在锚杆预压力向土中的传递产生限制作用以及现浇钢筋混凝土冠梁的造价高、施工周期长的问题，进而提供一种无冠梁双桩单元桩顶遮挡板。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本实用新型的无冠梁双桩单元桩顶遮挡板包括遮板1、挡板2和连接木方3，遮板1与挡板2的长度相等设置，遮板1与挡板2沿长度方向两端对齐设置，遮板1与挡板2垂直设置且通过连接木方3固定连接，连接木方3位于遮板1与挡板2的角部连接内侧，连接木方3的两端长度小与遮板1的两端长度，遮板1与挡板2的横截面呈倒L形；每个双桩单元之间搭接有一个桩顶遮挡板，遮板1水平搭接在双桩单元上端面上，挡板2竖直挡在双桩单元顶部的侧壁上，连接木方3两端顶在双桩单元的两个挡桩6之间；连接木方3的横截面为正方形；遮板1的长度等于连接木方3的长度加上挡桩6的直径，连接木方3的竖直中心线与遮板1的竖直中心线重合设置。

进一步地，遮板1和挡板2均为木模板。

进一步地，遮板1的宽度与双桩单元桩的直径相等设置，遮板1的长度为双桩单元的中心距。

进一步地，挡板2的高度范围为300～600mm。

进一步地，连接木方3的横截面尺寸为35mm*35mm～60mm*60mm。

进一步地，双桩单元两个挡桩6之间的间距为桩直径的3～4倍。

进一步地，双桩单元两个挡桩6之间的间距为桩直径的3.5倍。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的无冠梁双桩单元桩顶遮挡板是将现有的现浇钢筋混凝土冠梁取消，改变成由木模板组装成的桩顶倒L形侧向桩间遮挡板，独立的双桩单元结构体的分段担梁能够紧密贴靠桩身，不需要桩顶冠梁协调；

本实用新型桩顶连接倒L形侧向桩间遮挡板，取消了现浇钢筋混凝土冠梁对锚杆预压力向土中传递的限制作用，本实用新型有利于锚杆预压力向土中传递，能确保遮挡围护基坑侧壁桩顶部土体坍塌，本实用新型的无冠梁独立双桩单元适用于基坑侧壁高低起伏突变；同时还具有节省造价、缩短工期的优点；造价降低了50％以上，地下施工期缩短了25％，本实用新型取代了现浇钢筋混凝土冠梁，形成独立双桩单元静压预制管桩，可实现整体装配化。

附图说明

图1是本实用新型的无冠梁双桩单元桩顶遮挡板的整体安装结构立体图；

图2是本实用新型的无冠梁双桩单元桩顶遮挡板的结构立体图；

图3是本实用新型的无冠梁双桩单元桩顶遮挡板的横截面示意图。

图中：

①遮板；②挡板；③连接木方；④预应力锚杆；⑤担梁；⑥挡桩；⑦土体；⑧基坑底部标高；⑨基坑顶部标高

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～3所示，本实施方式的无冠梁双桩单元桩顶遮挡板包括遮板1、挡板2和连接木方3，遮板1与挡板2的长度相等设置，遮板1与挡板2沿长度方向两端对齐设置，遮板1与挡板2垂直设置且通过连接木方3固定连接，连接木方3位于遮板1与挡板2的角部连接内侧，连接木方3的两端长度小与遮板1的两端长度，遮板1与挡板2的横截面呈倒L形；每个双桩单元之间搭接有一个桩顶遮挡板，遮板1水平搭接在双桩单元上端面上，挡板2竖直挡在双桩单元顶部的侧壁上，连接木方3两端顶在双桩单元的两个挡桩6之间。

遮板1的长度等于连接木方3的长度加上挡桩6的直径，连接木方3的竖直中心线与遮板1的竖直中心线重合设置。

连接木方3两端顶在双桩单元之间可以限制倒L形桩间遮挡板沿平面滑移。

使用时，多个双桩单元依次组成连续的单排挡土桩。

本实用新型取消了现有桩顶现浇钢筋混凝土冠梁，形成无冠梁独立双桩单元。

本实用新型施工过程：先施工无冠梁独立双桩单元，待其施工完毕后，在独立双桩单元顶铺设倒L形桩间遮挡板，桩间遮挡板可现场成批量加工制作。

具体实施方式二：如图1～3所示，本实施方式遮板1和挡板2均为木模板。如此设计，节省造价、施工方便，缩短工期，可实现装配化。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1所示，本实施方式遮板1的宽度与双桩单元桩的直径相等设置，遮板1的长度为双桩单元的中心距。如此设计，可以实现批量预制装配，代替现浇钢混冠梁，即环保绿色，又降低造价。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：如图1～3所示，本实施方式挡板2的高度范围为300～600mm。如此设计，可以实现批量预制装配，代替现浇钢混冠梁，即环保绿色，又降低造价。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：如图3所示，本实施方式连接木方3的横截面尺寸为35mm*35mm～60mm*60mm。连接木方3的横截面为正方形。如此设计，连接木方3两端顶在双桩单元之间可以限制倒L形桩间遮挡板沿平面滑移，并且遮板1与挡板可以通过连接木方3稳固连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：如图1所示，本实施方式双桩单元两个挡桩6之间的间距为桩直径的3～4倍。如此设计，造价降低50％以上，实现装配化。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：如图1所示，本实施方式双桩单元两个挡桩6之间的间距为桩直径的3.5倍。如此设计，造价降低50％以上，实现装配化。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

实施例：

独立双桩单元可按以下公式算例设计：

土层为粘性土公式：

H＝H_0τ+ΔH₁-ΔH₃≥h (4)

式中：

Δσ₁：土体单元垂直向压应力增量；

Δσ₃：土体单元水平向压应力增量；

ΔH₁﹑ΔH₃：基坑侧壁直立深度增量；

H：基坑侧壁直立深度计算值；

h：现场基坑侧壁直立开挖深度。

C：土体内粘聚力；

土体内摩擦角；

γ：土层天然重度；

设计采用预压力锚杆双桩单元，对桩侧施加预压力见图1所示，

钢混桩径：0.4m，桩距：1.2m，锚杆水平间距2.4m；基坑土层为粘土可塑，三轴剪切试验提供：C＝31.09KPa，γ＝19KPa/m。基坑顶面附加分布无限均荷

依现场基坑直立开挖深度h，由公式(4)相关式ΔH₁试算Δσ₃(均值)，桩背后土中压应力增量P＝26KPa(分布范围为ΔH₁)。

按式(1)：H0c＝2×31.09/19×tg52.71°＝4.30m

按式(2)：△H1＝3/19×tg²52.71°×26＝7.08m

按式(3)：△H3＝1/19×tg²37.29°×20＝0.61m

按式(4)：H＝4.30+7.08-0.61＝11.38-0.61＝10.77m

桩长取9.9m(侧壁根部满足边坡稳定抗滑移要求)。坑顶放坡深0.61m，则基坑现场挖深为：h0＝h+0.61＝11.38m。

锚杆层数：10.77/3.3＝3.26(取三层锚杆)，从坑底面计锚杆竖向间距：

1.5m，3.3m，3.3m(竖向平均间距：3.3m)；侧压应力增量按实际分布长度折算△H1/H×P得：

Npi＝7.08/10.77×26×1.2×3.3＝67.7KN

锚杆水平拉力设计值：2Npi＝2×67.7＝135KN

由模型简图1，按地基梁解算得调幅弯矩(纯弯曲):M＝21KN.m

钢混桩配筋：换算断面0.30m×0.30m C25

沿圆截面分布钢筋HRB400箍筋HPB300也可压入外直径300 PC管桩，地下工程完工后拔出。