CN101418570A - 双排桩基坑支护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双排桩基坑支护方法，所述双排桩是前排桩向基坑外侧倾斜、后排桩竖直的双排排桩，该方法包括以下步骤：(a)根据场地条件和计算分析，确定前排桩倾斜角度、确定前后排桩各自的桩长与桩身强度、确定前后排桩之间的间距、确定基坑的开挖级数；(b)确定前后排桩之间联系梁的截面、配筋和间距；(c)施工前后排桩；(d)施工排桩桩顶的冠梁和排桩之间的联系梁；(e)开挖基坑；(f)对基坑坑底进行清理、整平，并进行下一步的施工工作。本发明能够在很大程度上避免设置内支撑和锚杆，适用于软土和各种土质条件，可减小桩顶位移，减小桩身弯矩，降低工程造价，增加开挖深度以及使发生倾覆破坏的可能性减小。
Description
技术领域
本发明涉及地基基础领域，特别涉及一种利用双排桩进行基坑支护的方法。
背景技术
双桩排支护结构具有施工工艺简单、成本低、避免坑内支撑、为开挖施工提供便利作业条件等诸多优点，是目前国内、外新兴的基坑支护形式之一。双排桩支护结构一般为悬臂式，基坑不需要设置内支撑和锚杆。
目前的双排桩支护结构，其前后排桩均采用竖直桩，利用竖直排桩进行基坑支护时存在的常见问题是：桩顶容易产生较大位移，致使桩后基坑外地面产生较大变形，危及周围环境；当桩的强度不够时容易导致护坡桩折断而使基坑失稳；基坑可开挖的深度较小，开挖深度增大时容易倾覆。
一根或两根等少量的斜桩广泛应用于码头、桥梁、送电铁塔等工程桩基中，可采用吊打预制桩、钻孔灌注桩、套管螺旋钻成桩和人工挖孔桩等多种施工方法，是一项比较成熟的施工技术。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够在基坑工程中避免设置内支撑及锚杆两种支护结构，为大面积开挖提供便利施工作业条件、在很大程度上减小桩顶位移，减小桩身弯矩，降低工程造价，增加开挖深度以及使发生倾覆破坏的可能性减小的双排桩基坑支护方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种双排桩基坑支护方法，所述双排桩是前排桩向基坑外侧倾斜、后排桩竖直的双排排桩，该方法包括以下步骤：
(a)根据场地条件和计算分析，确定前排桩倾斜角度、确定前后排桩各自的桩长与桩身强度、确定前后排桩之间的间距、确定基坑的开挖级数；
(b)确定前后排桩之间联系梁的截面、配筋和间距；
(c)施工前后排桩；
(d)施工排桩桩顶的冠梁和排桩之间的联系梁；
(e)开挖基坑；
(f)对基坑坑底进行清理、整平，并进行下一步的施工工作。
所述前排倾斜桩的倾斜角度为：1～15°。
所述前后排桩为钻孔灌注桩或预制桩或套管钻孔灌注桩。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明是对普通双排桩支护结构的改进，对于双排桩中的前排桩采用适当角度的倾斜排桩，代替常用的竖直排桩，根据场地条件和安全稳定性验算结果，使基坑支护的前排桩整体向基坑外侧倾斜某一特定角度。此种方法克服了竖直排桩支护的很多不足，能够在很大程度上减小桩顶位移，减小桩身弯矩，降低工程造价，增加开挖深度以及使发生倾覆破坏的可能性减小。本发明和已有技术相比具有以下优点：在开挖深度相同的情况下该方法可以在很大程度上减小桩顶位移，使桩后地面变形大大减小，避免对周围环境造成破坏，同时可以减小桩身弯矩，使桩身配筋量显著降低，从而降低工程造价，具有很大的经济效益；当桩长和桩设计强度与普通排桩相同时，可以使开挖深度增加，具有较好的技术价值；由于开挖面倾斜，基坑发生倾覆破坏的可能性减小，有利于基坑工程的安全。由于以上倾斜桩支护的优点，原本可能需要采用内撑式支护或拉锚式支护的基坑工程，此时仅利用悬臂桩支护就可以满足设计要求，从而使设计施工更加简便，并且节约材料，降低工程造价。适用于使用双排桩进行支护的基坑工程，相对于竖直双排桩基坑支护方法，应用本发明可以增加基坑开挖深度、减小支护桩桩顶位移、增加排桩抗倾覆性、减小排桩设计强度，能够进一步地降低工程造价。
附图说明
图1是本发明双排桩支护的示意图。
图中：1、后排竖直桩，2、冠梁，3、前排倾斜桩，4、坑底，5、联系梁。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1，本发明利用前排倾斜的双排桩进行基坑支护包括以下步骤：
(a)根据场地条件和安全稳定计算分析，确定最优的前排倾斜排桩3向基坑外侧倾斜的角度，确定前、后排桩之间的间距，对前、后排桩桩长与桩身强度进行设计，确定前、后排桩之间联系梁的截面、配筋量和联系梁间距。确定基坑的开挖级数和开挖次序。
(b)施工后排桩1。后排桩1为竖直排桩，可采用钻孔灌注、人工挖孔、预制桩等多种施工工艺。
(c)施工前排桩3。前排桩3为倾斜桩，倾斜角度为：1～15°。当土质条件比较好时，可采用钻孔灌注桩；当土质条件比较差，容易发生塌孔现象时，可采用预制桩或套管螺旋钻机钻孔灌注成桩。倾斜排桩施工可采用多种方法，如吊打预制桩、钻孔灌注桩、套管螺旋钻钻孔灌注成桩和人工挖孔桩等。其中套管螺旋钻钻孔灌注成桩施工工法，具有钻孔速度快、成桩质量高、套管护壁不易塌孔、桩身倾斜度可准确控制等优点而得到广泛应用。
(d)施工前、后排桩桩顶的冠梁2和排桩之间的联系梁5。
(e)开挖基坑。对于分级开挖的基坑，直至开挖至基坑底部。
(f)对基坑坑底4进行清理、整平，并进行下一步的施工工作。
本发明采用前排桩具有一定斜度的双排桩对基坑进行支护，增加基坑稳定性和抗倾覆性；排桩外侧具有倾斜度的土体对排桩土压力降低，减小排桩顶端位移和桩身弯矩，从而相对提高排桩支护刚度和增加基坑开挖深度。
前排倾斜、后排竖直的双排桩支护结构可形成类似于重力式挡土墙的挡土结构，重力式挡土墙在水利和土木工程领域广泛应用。
实施例1
某办公楼矩形基坑长75.0m，宽18.0m，基坑挖深9.120m，岩土工程勘察报告显示地面至埋深2.4m范围内为杂填土，埋深2.4m至埋深16.5m范围内为粉土。该基坑工程施工场地周边无重要建筑，支护结构采用前排桩倾斜的双排桩。前排倾斜桩倾斜度为15°，支护桩长21m，桩径800mm，桩距100mm，采用吊打预制桩施工工法。后排竖直桩桩长18m，桩径800mm，桩距100mm，采用吊打预制桩施工工法。两排桩之间间距为3.5m，联系梁间距为2.5米。坑内采用疏干井降水，明挖法施工，基坑四个直角处采用45°坡角放坡处理。
实施例2
某地铁车站基坑工程长230.0m，宽22.4m，基坑挖深16.370m。长边方向两侧采用前排桩倾斜的双排桩，两端采用地下连续墙提前封堵。
在基坑开挖深度范围内的地层自上而下垂直分布为：填土，厚度2.70～4.50m；②淤泥，厚度8.10～13.00m；③粗砾砂，厚度1.0～8.0m；④粉质粘土，厚度0.18～2.80m；⑤残积砂质粘性土，厚度1.40～13.10m；⑥全风化花岗岩，厚度0.85～7.85m；⑦-1砂状强风化花岗岩，厚度0.40～14.50m；⑦-2碎块状强风化花岗岩，厚度1.0～3.9m；⑧中风化花岗岩，厚度1.10～12.20m；⑨微风化花岗岩。
支护结构采用前排桩倾斜的双排桩。前排桩倾斜度为11°，支护桩长32.3m，桩径800mm，桩距100mm。后排竖直桩桩长31m，桩径800mm，桩距100mm，两排桩之间间距为3.5m，联系梁间距为2.5米。采用套管螺旋钻机钻孔灌注成桩。
实施例3
某圆形基坑，直径137米，坑深14.150米，采用前排桩倾斜的双排桩进行基坑支护。基坑现场地面标高为海拔2.367米，地面至标高-18米范围内为杂填土和粉土，标高-18米至标高-27米为粉质粘土，土质条件较好。基坑内布置管井进行疏干降水。
基坑支护结构采用前排桩倾斜的双排桩。前排桩倾斜角度为1°，支护桩长31m，桩径800mm，桩底端中心距为850mm，采用套管螺旋钻机钻孔灌注成桩。后排竖直桩桩长29m，桩径800mm，桩距100mm，采用套管螺旋钻机钻孔灌注成桩。两排桩之间间距为3.8m，联系梁间距为2.0米。
本发明的基本原理是：边坡坡度小比坡度大时更稳定，更不容易发生倾覆破坏与整体稳定破坏。同理，存在一定坡度的边坡比竖直的边坡要稳定，因此对支护结构的要求更低。双排桩当前排桩倾斜时可发挥相当于重力式挡土墙的作用，有利于坑外土体稳定，还可以避免在坑内设置内支撑，利于开挖施工作业。本发明的方法正是基于这种思想，在场地允许的情况下，采用前排桩具有一定斜度的双排桩对基坑进行支护。用斜桩进行基坑支护时，桩后具有滑动趋势的楔形体要比桩竖直时的楔形体要小，原因是桩后楔形体因为坡度少了一部分。因此，土体对桩的作用力会大幅减小，这样桩顶位移和桩身受力都会减小很多。理论上来说，桩的斜度越大，桩的受力和桩顶位移越小，从而越经济，但是桩的斜度不能无限制的增大，因为由于施工场地的限制，可能没有足够的空间使桩的斜度太大，另一方面，桩的斜度大时，其基坑深度以下的桩由于伸到基坑内部空间以下，可能会影响桩基的施工。另外桩的倾斜会使桩长增大，抵消一部分因桩身强度降低带来的经济性，并且使支护桩施工难度增大。因此斜桩支护在实际应用过程中，其斜度的确定应充分考虑各方面的因素。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种双排桩基坑支护方法，其特征在于，所述双排桩是前排桩向基坑外侧倾斜、后排桩竖直的双排排桩，该方法包括以下步骤：
(a)根据场地条件和计算分析，确定前排桩倾斜角度、确定前后排桩各自的桩长与桩身强度、确定前后排桩之间的间距、确定基坑的开挖级数；
(b)确定前后排桩之间联系梁的截面、配筋和间距；
(c)施工前后排桩；
(d)施工排桩桩顶的冠梁和排桩之间的联系梁；
(e)开挖基坑；
(f)对基坑坑底进行清理、整平，并进行下一步的施工工作。
2.根据权利要求1所述的双排桩基坑支护方法，其特征在于：所述前排桩的倾斜角度为：1～15°。
3.根据权利要求2所述的双排桩基坑支护方法，其特征在于：所述排桩为钻孔灌注桩或预制桩或套管钻孔灌注桩。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090429 |