CN101314947B - 使用人工挖孔桩的基坑支护及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑工程中采用人工挖孔桩对基坑进行支护的基坑支护及实现该基坑支护的施工方法。本发明中的基坑支护包括人工挖孔桩，在相邻的两桩之间沿基坑侧壁由上向下间隔排列设置两端分别连接在两相邻的人工挖孔桩内的横向传力物，同时改变人工挖孔桩竖筋的配筋模式及桩底的形状。本发明可增加桩间的距离，减少桩总数，也能减少单桩钢筋用量，减少单桩桩底不必要的土方挖掘与填充砼，从而使整个基坑支护缩短工期，成本降低。

Description

使用人工挖孔桩的基坑支护及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑工程中支护，更具体地说，涉及一种使用人工挖孔桩对基坑侧壁进行支护的基坑支护，以及实现该中基坑支护的施工方法。

背景技术

人工挖孔桩往往被用着对建筑基坑侧壁支护的构件。在传统的技术中，如图1、图2、图3、图4所示，使用人工挖孔桩作为基坑支护时，在开挖基坑土之前以一定的距离间隔预先施工人工挖孔桩100，然后分步逐层开挖基坑土，对桩间土的支护，在桩与桩的之间的空隙则采取挂钢网210、压钢筋条220并打土钉230等并将其进行固接，最后喷射砼或抹灰对桩间土进行封闭。采用这种支护及实现该种支护的施工方法时，由于桩与桩之间没有直接的传力物，不能有效地传递来自桩间土的侧压力。因此，为考虑施工安全，桩与桩之间的间隙不能太大，这就导致对一定长度基坑侧壁进行支护时需要较多的桩，也就导致需要更多的砼，使成本增加，施工慢。其次，人工挖孔桩传统上是用做大承力桩，其布筋模式为均布于桩芯110边沿的竖向筋111加水平圆弧型箍筋112，而人工挖孔桩用作基坑支护时，其所受的力主要来自侧壁的压力，在此采用传统大承力桩的配筋模式则造成钢筋不必要的浪费。另外，对于桩底部分，其支护受力犹如悬挑梁，只需靠近基坑侧一半左右的桩体就可以实现安全有效的支护承力，因此，采用圆柱形的桩底则增加桩孔土方的挖掘量及砼的填充量，导致成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中使用人工挖孔桩作基坑支护时桩与桩间距小、所需桩的总数大而导致工程所需砼总量大、施工慢及桩芯配筋不合理造成钢筋浪费等问题，提供一种可增加桩的间距、减少桩总数与桩芯配筋浪费等而加快施工速度、缩短工期、降低成本的使用人工挖孔桩的基坑支护及实现该种基坑支护的施工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种使用人工挖孔桩的基坑支护，包括人工挖孔桩、在两相邻的两桩之间设置若干横向传力物，所述的横向传力物的两端分别连接在两相邻的人工挖孔桩内，横向传力物沿基坑侧壁由上向下间隔排列。横向传力物在桩两端的具体位置根据实际情况、需要来定。

在本发明所述的使用人工挖孔桩的基坑支护中，所述的人工挖孔桩的桩芯在靠近基坑的一侧进行半桩配筋，在接有横向传力物的部分侧面加密配竖向筋。所谓的半桩配筋就是按设计在满足承力、施工安全的条件下在桩需要的一侧配竖向筋，同时在两桩相临的端面配加强筋，而背向基坑侧的一侧不配竖向、水平箍筋或按设计配少量的构造筋。如果两桩间土距较大，半桩配筋按需要可能超过半桩来配筋。

在本发明所述的使用人工挖孔桩的基坑支护中，所述人工挖孔桩的桩底是半桩。所谓的半桩是桩上部的横截面为正常桩的截面，向下逐渐向基坑所需一侧逐渐收缩变小，至最下端时，桩底的横截面只有正常桩横截面的一半或大于一半，在半桩的收缩面可用砼封壁，也可为土壁或抹灰壁。

在本发明所述的使用人工挖孔桩的基坑支护中，所述横向传力物为抗拉强度较好且满足安全承力要求的铁丝、或钢丝、或钢筋等物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种使用人工挖孔桩的基坑支护的施工方法。该种施工方法是在基坑支护按正常施工过程中，加入如下工序：在人工逐节向下挖桩孔时，在与临近桩孔相对应的孔壁上自上而下按设计要求设置连通两相邻桩孔的钻孔并在其中预置横向传力物，横向传力物两端分别留设在该两相邻的两桩孔内，在其后的工序中使横向传力物的两端分别固接在两相邻的桩护壁内或桩芯内。根据实际情况也可预留钻孔，在其中预置横向传力物可延后至桩成孔之后。在挖基坑土与修整桩间土时，在横向传力物与桩间土之间插入网或在横向传力物的外侧外挂网并使之与横向传力物连接，然后在其上喷细石砼或抹灰封闭实现桩间土的支护。

在本发明所述的基坑支护的施工方法中，在挖桩孔底端的桩孔时，使桩孔随深度方向逐渐向基坑一侧方向缩小的半桩孔；所谓的半桩孔为用来浇注半桩的桩孔，其上部的横截面为正常桩孔的截面、下部逐渐向所需一侧收缩、至最底端时，桩孔的横截面只有正常桩孔横截面的一半或大于一半。

在本发明所述的基坑支护的施工方法中，预置横向传力物可以一次完成，也可分两次或多次完成。所谓一次完成就是在挖好一节桩孔后，在孔壁上向相邻的桩孔自上而下按设计要求钻孔并在其中预置连接两桩孔的横向传力物，在其后做桩护壁时，使横向传力物两端分别固设在两桩的护壁中，或留设在桩护壁的内侧以便在其后所进行的桩芯浇注砼时固接在桩芯内。所谓的两次或多次完成是挖好一节桩孔后，在与相邻桩孔相对应的孔壁上自上而下按设计要求预置若干横向传力物接头，然后做桩护壁，使横向传力物接头的一端埋置在桩护壁的外侧的土中，另一端固接在桩护壁内或留设在桩护壁的内侧以便在其后所进行的桩芯浇注砼时固接在桩芯内。横向传力物接头可以是较短的预置件如短插筋，也可以长度较长的预置件如长度较长钢筋。当横向传力物接头可为较短的预置件，预置时，可在做桩护壁前将露在桩护壁外侧的部分直接插入土中，也可在桩护壁完成后，从桩护壁上的预留孔中插入横向传力物接头。在清理修整完一层基坑土及桩间土后，先将相邻两桩露出桩外的相对应的横向传力物接头用钢筋或铁丝或钢丝等中间连接物连接成连接两桩的横向传力物，然后进行后续施工。当横向传力物接头露在桩护壁外侧的部分较长时，可将其露在外侧的部分弯折成弧形，用隔离物包覆放置在桩面向基坑的一侧孔壁土中，然后进行桩护壁及桩芯的浇注；相应地，清理修整完一层基坑土及桩间土后，先将露在桩外弯折成弧形的横向传力物接头拉扳到位，与相邻桩上对应的横向传力物接头连接成两相邻桩的横向传力物。

本发明中的人工挖孔桩包括桩护壁与桩芯，具体施工时，在满足设计、施工安全的前提下，横向传力物的端头可固接在桩护壁内，也可固接在桩护壁内。

本发明与现有的使用人工挖孔桩的基坑支护技术相比，具有如下优点：

1、在桩间设置横向传力物，可有效地将桩间土对护壁的侧压力传递至两侧的桩上，从而可适当增大桩间的距离间隔，使在对一定长度基坑侧壁进行支护时，减小桩的总数，相应的减少了支护桩所用的砼用量，从而使施工成本降低，提高施工速度，缩短工期。

2、仅在人工挖孔桩面向基坑的一侧进行半桩配筋，背向基坑的一侧按设计不配筋或根据需要只配少量的构造筋；这样在满足承力、施工安全的前提下，可节省钢筋，从而降低成本。

3、在桩底采取半桩，在满足承力、施工安全的前提下，减少挖桩孔时的土方挖掘量以及浇注桩芯时的砼使用量，节省成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中使用人工挖孔桩作支护桩时的基坑支护竖向剖面图示意图；

图2与图3是现有技术中使用人工挖孔桩作支护桩时的单桩横向剖面示图；

图4是现有技术中使用人工挖孔桩桩底垂直基坑侧壁方向的剖面示图；

图5是本发明第一个实施例中使用人工挖孔桩的基坑支护的竖向剖面示意图；

图6是本发明第一个实施例中使用人工挖孔桩的基坑支护的单桩横向剖面示意图；

图7是本发明第一个实施例中使用人工挖孔桩的基坑支护的单桩桩底垂直基坑侧壁方向的剖面示意图；

图8是图7A-A向的剖面示意图；

图9是本发明第二个实施例中使用人工挖孔桩的基坑支护的竖向剖面示意图；

图10是本发明第二个实施例中使用人工挖孔桩的基坑支护的单桩横向剖面示意图；

图11是本发明第三个实施例中使用人工挖孔桩的基坑支护的两相邻桩横向剖面示意图。

具体实施方式

图5、图6、图7、图8示出了本发明的第一个较优实施方式。

请参阅图5、图6、图7、图8所示，在本发明中，使用人工挖孔桩的基坑支护，包括人工挖孔桩100、在竖直向每隔一定距离设置水平腰梁130及锚索140。如图6所示，其中人工挖孔桩的桩形为两端为弧形、中间为槽形。在桩芯配筋时也只在桩的中心线面向基坑的一侧按设计进行了配竖筋111和水平箍筋112，两桩相邻的端部配加强筋113，在设有横向传力物300的部分端面设有加强筋113，而背向基坑的一侧没有配筋。如图5所示：在两相邻的两桩之间设置横向传力物300，横向传力物300的两端分别连接在两根相邻的人工挖孔桩100内，横向传力物300沿基坑侧壁由上向下间隔排列。人工挖孔桩100的底部是半桩。所谓的半桩是在满足该桩承力要求的前提下，桩的上部横截面为正常桩的横截面，向下逐渐向一侧收缩变小，如图7、图8所示，至桩的最下端时，其横截面只有、或大于正常桩横截面的一半。在本实施例中，所述横向传力物300为抗拉强度较好的钢筋，在具体实施时也可以是铁丝、或钢丝等。

实现上述使用人工挖孔桩的基坑支护的施工方法：是在传统人工挖孔桩作基坑支护时的施工方法的基础上的改进，即在人工逐节向下挖桩孔时，向下每挖好一节桩孔，根据设计要求，在孔壁上自上而下则向邻近的桩孔方向钻孔，在每个钻孔中预置横向传力物300，横向传力物300的一端留在该桩孔中，其中另外一端则留设在与该桩孔相邻的两桩孔内，然后浇注桩护壁120，使横向传力物300的端头留在桩护壁120的内侧，以便在浇注桩芯110时该横向传力物的端头能连接在人工挖孔桩的桩芯110中。随着桩孔向下挖掘，在桩孔的底部也逐渐向基坑内侧方向缩小。在对桩芯配筋时，只在面向基坑的这一侧配竖筋111与水平弧形箍筋112，在设有横向传力物的部分侧面配加强筋113，同时在两桩相临的端面配加强筋113，而背向基坑的一侧不配钢筋。在分层逐步开挖基坑土及清理修整桩间土，每清理修整完一层基坑土，在横向传力物300与土方之间插入竖向钢网210并使其与横向传力物300固接，喷射砼或抹灰封闭该层桩间土完成对该层桩间土的支护。如此重复直到基坑支护完成。

在本实施例中，横向传力物300的设置是在做桩护壁120之前，在具体实施时，也可先做桩护壁120，在桩护壁砼中预留孔，等单桩护壁施工完成后再从桩护壁砼中的预留孔钻孔设置横向传力物300，使横向传力物300的端头固接于桩芯内。

在本实施例上述的施工方法中，预置横向传力物300是一次完成的，即在埋置人工挖孔桩100的过程中一次完成横向传力物300的预设。

图9、图10示出了本发明的第二个较优实施方式。

请参阅图9、图10所示，本实施例与第一个实施例相比，不同之处在于：在本实施例中，人工挖孔桩100的桩型为圆形人工挖孔桩。如图10所示，桩芯110配筋也只在桩的面向基坑的一侧按设计进行了配竖向筋111和水平弧形箍筋112，同时在两桩相临的端面配加强筋113，而在的另外一侧只按设计在满足安全的前提下配少量的构造筋114，在设有横向传力物的部分端面设有加强筋113。

本实施例与第一个实施例相比，不同之处还在于：在本实施例中，横向传力物的设置是分两次完成的。其具体实施是：如图9所示，首先在人工逐节向下挖桩孔做桩护壁时，在向邻近的桩孔方向，按设计要求，在孔壁上自上而下插设短插筋作为横向传力物接头310，横向传力物接头310的一端留在土内，其中另外一端则留设在该桩孔中，然后浇注桩护壁120，并使横向传力物接头的一端留在桩护壁120的内侧以便在浇注桩芯时该横向传力物的端头能固接在人工挖孔桩的桩芯110内。其次，在清理修整基坑土及桩间土时，露出人工挖孔桩上横向传力物接头310露在桩外的一端，并用钢筋做中间连接物320将相邻的两桩上对应的横向传力物接头310焊连形成横向传力物300，然后进行以后的工序完成基坑侧壁的支护。

在本实施例中，横向传力物接头310的设置是在做桩护壁120之前，在具体实施时，也可先做桩护壁120，在桩护壁砼中预留孔，等单桩护壁施工完成后再从桩护壁砼中的预留孔或钻孔设置接头310，使横向传力物接头310的一端固接于桩芯内。

本实施例中采用二次完成横向传力物的预置，与第一个实施例中一次完成横向传力物的预置相比，具有施工更方便、更安全的优点。

图11示出了本发明的第三个较优实施方式。

采用二次完成横向传力物300的预置具有多种方法，本实施例与第二个实施例相比，本实施例提供的是另外一种分两次完成横向传力物300的预置的施工方法，具体方式如下：首先，在人工逐节向下挖桩孔做桩护壁时，按设计要求自上而下插设若干较长的钢筋作为横向传力物接头310，如图11所示，横向传力物接头310为较长的钢筋弯折而成，其较短的一端指向孔内，而较长的一端则用隔离物包覆并弯折成弧形，贴在靠基坑一侧的孔壁上，其弯折的长度以能够实现与相邻桩上的横向传力物接头310安全对接为准。然后浇注桩孔的桩护壁120，并将横向传力物接头较短的一端的端头留在桩护壁的内侧以便在浇注桩芯时该横向传力物的端头能固接在人工挖孔桩的桩芯110内。其次，在清理修整基坑土及桩间土时，每清理修整完一层基坑土，露出人工挖孔桩上横向传力物接头的弯折部分，将其扳到位，去除包覆的隔离物，将其与相邻桩上对应的横向传力物接头310连接成横向传力物，然后进行以后的工序完成基坑侧壁的支护。采用此种两次完成横向传力物的预置，工序简单方便，不用中间连接物。

在本实施例中，横向传力物的两端均固设在桩芯110中，在具体实施时，在满足承力、施工安全的前提下，也可固设在桩的护壁120之中。

Claims (7)

1.一种使用人工挖孔桩的基坑支护，包括人工挖孔桩，其特征在于：在相邻的两桩之间设置若干横向传力物，所述的横向传力物的两端分别连接在两相邻的人工挖孔桩内，横向传力物沿基坑侧壁由上向下间隔排列。

2.根据权利要求1所述的使用人工挖孔桩的基坑支护，其特征在于：所述的人工挖孔桩的桩芯在面向基坑的一侧进行半桩配筋，在接有横向传力物的部分侧面配加强筋。

3.根据权利要求1所述的使用人工挖孔桩的基坑支护，其特征在于：所述人工挖孔桩的底部是半桩，所述半桩是桩上部的横截面为正常桩的截面，向下逐渐向基坑所需一侧逐渐收缩变小，至最下端时，桩底的横截面只有正常桩横截面的一半或大于一半。

4.一种使用人工挖孔桩的基坑支护的施工方法，其特征在于：人工逐节向下挖桩孔时，在与相邻桩孔相对的孔壁上自上而下按设计要求设置连通两相邻桩孔的钻孔并在其中预置横向传力物，横向传力物两端分别留设在该两相邻的两桩孔内，在其后的工序中使横向传力物的两端分别固接在两相邻的桩护壁内或桩芯内。

5.一种使用人工挖孔桩的基坑支护的施工方法，其特征在于：人工逐节向下挖桩孔时，在与相邻桩孔相对应的孔壁上自上而下按设计要求设置横向传力物接头，横向传力物接头的一端则埋设在桩壁外的土中，另一端留设在桩孔内并在其后的工序中使该端固接在两相邻的桩护壁内或桩芯内；在开挖基坑土及清理修整桩间土时，将相邻两桩露在桩外侧的对应横向传力物接头直接连接或用中间连接物连接成连接两桩的横向传力物。

6.根据权利要求5所述的基坑支护的施工方法，其特征在于：在开挖基坑土及清理修整桩间土时，用中间连接物将相邻两桩露在桩外侧的对应横向传力物接头固接成连接两桩的横向传力物。

7.根据权利要求5所述的基坑支护的施工方法，其特征在于：所述的横向传力物接头埋设在桩壁土方中的部分是弯折成弧形、置于桩孔面向基坑一侧的孔壁土方中；在挖基坑土及修整桩间土时，将其弯折于桩外的部分拉到位与相邻桩对应的横向传力物接头相连形成横向传力物。

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