專利名稱：雙排樁基坑支護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地基基礎(chǔ)領(lǐng)域，特別涉及一種利用雙排樁進(jìn)行基坑支護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
雙樁排支護(hù)結(jié)構(gòu)具有施工工藝簡(jiǎn)單、成本低、避免坑內(nèi)支撐、為開(kāi)挖施工提供便利 作業(yè)條件等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)、外新興的基坑支護(hù)形式之一。雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)一般 為懸臂式，基坑不需要設(shè)置內(nèi)支撐和錨桿。
'目前的雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，其前后排樁均采用豎直樁，利用豎直排樁進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí) 存在的常見(jiàn)問(wèn)題是樁頂容易產(chǎn)生較大位移，致使樁后基坑外地面產(chǎn)生較大變形，危及 周圍環(huán)境；當(dāng)樁的強(qiáng)度不夠時(shí)容易導(dǎo)致護(hù)坡樁折斷而使基坑失穩(wěn)；基坑可開(kāi)挖的深度較 小，丌挖深度增大時(shí)容易傾覆。
一根或兩根等少量的斜樁廣泛應(yīng)用于碼頭、橋梁、送電鐵塔等工程樁基中，可采用 吊打預(yù)制樁、鉆孔灌注樁、套管螺旋鉆成樁和人工挖孔樁等多種施工方法，是一項(xiàng)比較 成熟的施工技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種能夠在基坑工程中避免設(shè)置內(nèi) 支撐及錨桿兩種支護(hù)結(jié)構(gòu)，為大面積丌挖提供便利施工作業(yè)條件、在很大程度上減小樁 頂位移，減小樁身彎矩，降低工程造價(jià)，增加開(kāi)挖深度以及使發(fā)生傾覆破壞的可能性減 小的雙排樁基坑支護(hù)方法。
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是 一種雙排樁基坑支 護(hù)方法，所述雙排樁是前排樁向基坑外側(cè)傾斜、后排樁豎直的雙排排樁，該方法包括以 下歩驟
(a) 根據(jù)場(chǎng)地條件和計(jì)算分析，確定前排樁傾斜角度、確定前后排樁各自的樁長(zhǎng)與 樁身強(qiáng)度、確定前后排樁之間的間距、確定基坑的開(kāi)挖級(jí)數(shù)；
(b) 確定前后排樁之間聯(lián)系梁的截面、配筋和間距； -(C)施工前后排樁；
(d) 施工排樁樁頂?shù)墓诹汉团艠吨g的聯(lián)系梁；
(e) 開(kāi)挖基坑；
(f) 對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，并進(jìn)行下一歩的施工工作。所述甜排傾斜樁的傾斜角度為1 15° 。 所述甜后排樁為鉆孔灌注樁或預(yù)制樁或套管鉆孔灌注樁。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明是對(duì)普通雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，對(duì)于雙 排樁中的甜排樁采用適當(dāng)角度的傾斜排樁，代替常用的豎直排樁，根據(jù)場(chǎng)地條件和安全 穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果，使基坑支護(hù)的甜排樁整體向基坑外側(cè)傾斜某一特定角度。此種方法克 服了豎直排樁支護(hù)的很多不足，能夠在很大程度上減小樁頂位移，減小樁身彎矩，降低 工程造價(jià)，增加丌挖深度以及使發(fā)生傾覆破壞的可能性減小。本發(fā)明和已有技術(shù)相比具 有以下優(yōu)點(diǎn)在丌挖深度相同的情況下該方法可以在很大程度上減小樁頂位移，使樁后 地面變形大大減小，避免對(duì)周圍環(huán)境造成破壞，同時(shí)可以減小樁身彎矩，使樁身配筋量 顯著降低，從而降低工程造價(jià)，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益；當(dāng)樁長(zhǎng)和樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度與普通排樁 相同時(shí)，可以使丌挖深度增加，具有較好的技術(shù)價(jià)值；由于丌挖面傾斜，基坑發(fā)生傾覆 破壞的可能性減小，有利于基坑工程的安全。由于以上傾斜樁支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，原本可能需 要采用內(nèi)撐式支護(hù)或拉錨式支護(hù)的基坑工程，此時(shí)僅利用懸臂樁支護(hù)就可以滿足設(shè)計(jì)要 求，從而使設(shè)計(jì)施工更加簡(jiǎn)便，并且節(jié)約材料，降低工程造價(jià)。適用于使用雙排樁進(jìn)行 支護(hù)的基坑工程，相對(duì)于豎直雙排樁基坑支護(hù)方法，應(yīng)用本發(fā)明可以增加基坑丌挖深度、 減小支護(hù)樁樁頂位移、增加排樁抗傾覆性、減小排樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度，能夠進(jìn)一歩地降低工程 造價(jià)。


圖1是本發(fā)明雙排樁支護(hù)的示意圖。
圖中1、后排豎直樁，2、冠梁，3、前排傾斜樁，4、坑底，5、聯(lián)系梁。
具體實(shí)施例方式
為能進(jìn)一歩了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖
詳細(xì)說(shuō)明如下
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明利用前排傾斜的雙排樁進(jìn)行基坑支護(hù)包括以下歩驟
(a) 根據(jù)場(chǎng)地條件和安全穩(wěn)定計(jì)算分析，確定最'優(yōu)的前排傾斜排樁3向基坑外側(cè)傾 斜的角度，確定前、后排樁之間的間距，對(duì)前、后排樁樁長(zhǎng)與樁身強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定 前、后排樁之間聯(lián)系梁的截面、配筋量和聯(lián)系梁間距。確定基坑的丌挖級(jí)數(shù)和丌挖次序。
(b) 施工后排樁l。后排樁l為豎直排樁，可采用鉆孔灌注、人工挖孔、預(yù)制樁等
多種施工工藝。
(c) 施工甜排樁3。甜排樁3為傾斜樁，傾斜角度為1 15° 。當(dāng)土質(zhì)條件比較好 時(shí)，可采用鉆孔灌注樁；當(dāng)土質(zhì)條件比較差，容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象時(shí)，可采用預(yù)制樁或套管螺旋鉆機(jī)鉆孔灌注成樁。傾斜排樁施工可采用多種方法，如吊打預(yù)制樁、鉆孔灌注樁、 套管螺旋鉆鉆孔灌注成樁和人工挖孔樁等。其中套管螺旋鉆鉆孔灌注成樁施工工法，具 有鉆孔速度快、成樁質(zhì)量高、套管護(hù)壁不易塌孔、樁身傾斜度可準(zhǔn)確控制等優(yōu)點(diǎn)而得到 廣泛應(yīng)用。
(d) 施工前、后排樁樁頂?shù)墓诹?和排樁之間的聯(lián)系梁5。
(e) 開(kāi)挖基坑。對(duì)于分級(jí)開(kāi)挖的基坑，直至開(kāi)挖至基坑底部。
(f) 對(duì)基坑坑底4進(jìn)行清理、整平，并進(jìn)行下一步的施工工作。 本發(fā)明采用前排樁具有一定斜度的雙排樁對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)，增加基坑穩(wěn)定性和抗傾
覆性；排樁外側(cè)具有傾斜度的土體對(duì)排樁土壓力降低，減小排樁頂端位移和樁身彎矩， 從而相對(duì)提高排樁支護(hù)剛度和增加基坑開(kāi)挖深度。
前排傾斜、后排豎直的雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可形成類似于重力式擋土墻的擋土結(jié)構(gòu)，重 力式擋土墻在水利和土木工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
實(shí)施例1
某辦公樓矩形基坑長(zhǎng)75. 0m，寬18. Om，基坑挖深9. 120m，巖土工程勘察報(bào)告顯示地 面至埋深2.4m范圍內(nèi)為雜填土，埋深2.4m至埋深16.5m范圍內(nèi)為粉土。該基坑工程施 工場(chǎng)地周邊無(wú)重要建筑，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用前排樁傾斜的雙排樁。前排傾斜樁傾斜度為15° ， 支護(hù)樁長(zhǎng)21m，樁徑800mra，樁距100mra，采用吊打預(yù)制樁施工工法。后排豎直樁樁長(zhǎng)18m， 樁徑800ram，樁距100mm，采用吊打預(yù)制樁施工工法。兩排樁之間間距為3. 5m，聯(lián)系梁間 距為2.5米?？觾?nèi)采用疏干井降水，明挖法施工，基坑四個(gè)直角處采用45。坡角放坡處 理。
實(shí)施例2
某地鐵車站基坑工程長(zhǎng)230. 0m，寬22. 4m，基坑挖深16. 370m。長(zhǎng)邊方向兩側(cè)采用前 排樁傾斜的雙排樁，兩端采用地下連續(xù)墻提前封堵。
在基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)的地層自上而下垂直分布為填土，厚度2. 70 4. 50m;②淤泥， 厚度8. 10 13. OOm;③粗礫砂，厚度1. 0 8. 0m;④粉質(zhì)粘土，厚度0. 18 2. 80m;⑤殘積 砂質(zhì)粘性土，厚度1.40 13. 10m;⑥全風(fēng)化花崗巖，厚度0.85 7.85m;⑦-1砂狀強(qiáng)風(fēng)化 花崗巖，厚度0.40 14.50m;⑦-2碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，厚度1. 0 3. 9m;⑧中風(fēng)化花崗 巖，厚度1. 10 12. 20m;⑨微風(fēng)化花崗巖。
支護(hù)結(jié)構(gòu)采用前排樁傾斜的雙排樁。前排樁傾斜度為11° ，支護(hù)樁長(zhǎng)32.3m，樁徑 800mm，樁距100mm。后排豎直樁樁長(zhǎng)31m，樁徑800mm，樁距l(xiāng)OOmm，兩排樁之間間距為 3.5m，聯(lián)系梁間距為2.5米。采用套管螺旋鉆機(jī)鉆孔灌注成樁。
實(shí)施例3
某圓形基坑，直徑137米，坑深14. 150米，采用前排樁傾斜的雙排樁進(jìn)行基坑支護(hù)。 基坑現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高為海拔2.367米，地面至標(biāo)高-18米范圍內(nèi)為雜填土和粉土，標(biāo)高-18米至標(biāo)高-27米為粉質(zhì)粘土， 土質(zhì)條件較好?；觾?nèi)布置管井進(jìn)行疏干降水。
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用前排樁傾斜的雙排樁。前排樁傾斜角度為r ，支護(hù)樁長(zhǎng)31m，樁 徑800mm，樁底端中心距為850mm，采用套管螺旋鉆機(jī)鉆孔灌注成樁。后排豎直樁樁長(zhǎng)29m， 樁徑800隱，樁距100鵬，采用套管螺旋鉆機(jī)鉆孔灌注成樁。兩排樁之間間距為3.8m，聯(lián) 系梁間距為2.0米。
本發(fā)明的基本原理是:邊坡坡度小比坡度大時(shí)更穩(wěn)定，更不容易發(fā)生傾覆破壞與整體 穩(wěn)定破壞。同理，存在一定坡度的邊坡比豎直的邊坡要穩(wěn)定，因此對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求更 低。雙排樁當(dāng)前排樁傾斜時(shí)可發(fā)揮相當(dāng)于重力式擋土墻的作用，有利于坑外土體穩(wěn)定， 還可以避免在坑內(nèi)設(shè)置內(nèi)支撐，利于開(kāi)挖施工作業(yè)。本發(fā)明的方法正是基于這種思想， 在場(chǎng)地允許的情況下，采用前排樁具有一定斜度的雙排樁對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。用斜樁進(jìn)行 基坑支護(hù)時(shí)，樁后具有滑動(dòng)趨勢(shì)的楔形體要比樁豎直時(shí)的楔形體要小，原因是樁后楔形 體因?yàn)槠露壬倭艘徊糠?。因此，土體對(duì)樁的作用力會(huì)大幅減小，這樣樁頂位移和樁身受 力都會(huì)減小很多。理論上來(lái)說(shuō)，樁的斜度越大，樁的受力和樁頂位移越小，從而越經(jīng)濟(jì)， 但是樁的斜度不能無(wú)限制的增大，因?yàn)橛捎谑┕?chǎng)地的限制，可能沒(méi)有足夠的空間使樁 的斜度太大，另一方面，樁的斜度大時(shí)，其基坑深度以下的樁由于伸到基坑內(nèi)部空間以 下，可能會(huì)影響樁基的施工。另外樁的傾斜會(huì)使樁長(zhǎng)增大，抵消一部分因樁身強(qiáng)度降低 帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)性，并且使支護(hù)樁施工難度增大。因此斜樁支護(hù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其斜度 的確定應(yīng)充分考慮各方面的因素。
盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述 的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下， 還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種雙排樁基坑支護(hù)方法，其特征在于，所述雙排樁是前排樁向基坑外側(cè)傾斜、后排樁豎直的雙排排樁，該方法包括以下步驟(a)根據(jù)場(chǎng)地條件和計(jì)算分析，確定前排樁傾斜角度、確定前后排樁各自的樁長(zhǎng)與樁身強(qiáng)度、確定前后排樁之間的間距、確定基坑的開(kāi)挖級(jí)數(shù)；(b)確定前后排樁之間聯(lián)系梁的截面、配筋和間距；(c)施工前后排樁；(d)施工排樁樁頂?shù)墓诹汉团艠吨g的聯(lián)系梁；(e)開(kāi)挖基坑；(f)對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，并進(jìn)行下一步的施工工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙排樁基坑支護(hù)方法，其特征在于所述前排樁的傾斜角 度為1 15° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙排樁基坑支護(hù)方法，其特征在于所述排樁為鉆孔灌注 樁或預(yù)制樁或套管鉆孔灌注樁。 —
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙排樁基坑支護(hù)方法，所述雙排樁是前排樁向基坑外側(cè)傾斜、后排樁豎直的雙排排樁，該方法包括以下步驟(a)根據(jù)場(chǎng)地條件和計(jì)算分析，確定前排樁傾斜角度、確定前后排樁各自的樁長(zhǎng)與樁身強(qiáng)度、確定前后排樁之間的間距、確定基坑的開(kāi)挖級(jí)數(shù)；(b)確定前后排樁之間聯(lián)系梁的截面、配筋和間距；(c)施工前后排樁；(d)施工排樁樁頂?shù)墓诹汉团艠吨g的聯(lián)系梁；(e)開(kāi)挖基坑；(f)對(duì)基坑坑底進(jìn)行清理、整平，并進(jìn)行下一步的施工工作。本發(fā)明能夠在很大程度上避免設(shè)置內(nèi)支撐和錨桿，適用于軟土和各種土質(zhì)條件，可減小樁頂位移，減小樁身彎矩，降低工程造價(jià)，增加開(kāi)挖深度以及使發(fā)生傾覆破壞的可能性減小。
文檔編號(hào)E02D17/20GK101418570SQ20081015363
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者楊建民, 剛 鄭 申請(qǐng)人:天津大學(xué)