CN103074898B - 多排桩基坑支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多排桩基坑支护结构，该支护结构的外排挡土止水桩（1）、中排挡土桩（3）和内排挡土桩（2）分别采用多个并排排列组成且竖向设置，在外排挡土止水桩（1）的顶部设有桩顶圈梁（4），将所有的外排桩连接成一个整体；在中排挡土桩（3）的顶部与对应的外排挡土止水桩（1）的腰部设置第一连接梁板（51）将所有的中排挡土桩（3）和对应的外排挡土止水桩（1）连接成整体；在内排挡土桩（2）的顶部与对应的中排挡土桩（3）的腰部设置有第二连接梁板（52），将所有内排挡土桩（2）与对应的中排挡土桩（3）连接成一个整体；位于两排桩之间填有桩间加固土（6）。该方法施工的多排桩基坑支护结构可以有效维持基坑及边坡稳定，消除坑内支撑。

Description

多排桩基坑支护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木建筑工程中的基坑支护工程，特别涉及一种多排桩基坑支护结构及其施工方法。

背景技术

目前在基坑支护结构中，有无支撑基坑支护结构和有支撑基坑支护结构两种。有支撑基坑支护结构因支撑的存在，土方需要多次倒运，影响土方开挖；支撑施工、养护和拆撑都需要时间，影响施工进度。无支撑基坑支护方案常用的有：双排桩基坑支护结构、桩和锚杆复合支护结构等。双排桩是用桩顶圈梁将二排桩连接成一个整体，以形成一个门式结构；桩和锚杆复合支护结构是指：竖向有桩，在桩与桩之间施做锚杆，锚杆通常要有自由端和固定端二部分构成，长度要求较长，且必须有钻孔和注浆工艺，因工艺复杂，需要占用别人的地下空间而难以使用；本人发明的加筋约束土复合支护结构及施工方法专利大大改善了无支撑基坑支护结构的受力状态和使用范围，但对于较软弱土层仍然不是很理想。

发明内容

技术问题：本发明的目的旨在提供一种多排桩基坑支护结构及其施工方法，该方法为一阶梯状多排桩基坑支护结构，或框架式基坑支护结构，施工方便，能克服了现有技术的不足，取消内支撑，方便挖土和地下室土建施工。

技术方案：本发明的多排桩基坑支护结构由外排挡土止水桩、内排挡土桩、中排挡土桩、桩顶圈梁、连接梁板、桩间加固土、加筋、加筋围檩组成；其中，外排挡土止水桩、中排挡土桩和内排挡土桩分别采用多个并排排列组成且竖向设置，在外排挡土止水桩的顶部设有桩顶圈梁，将所有的外排桩连接成一个整体；在中排挡土桩的顶部与对应的外排挡土止水桩的腰部设置连接梁板，将所有的中排桩和对应的外排桩连接成整体；在内排挡土桩的顶部与对应的中排挡土桩的腰部同样也设置有连接梁板，将所有内排桩与对应的中排桩连接成一个整体；桩间加固土位于两排桩之间。

对于外排挡土止水桩、内排挡土桩、中排挡土桩的桩顶标高一般是外排桩高，内排桩低，中排桩处于二者之间，特除时可采用外排桩与中排桩的桩顶标高一致，或中排桩与内排桩的桩顶标高一致。

为了进一步提高多排桩支护结构的支护效果，在外排挡土止水桩上，还包含有加筋和加筋围檩，加筋横向设置或与水平方向呈小于45度夹角，其一端伸入土中，另一端由加筋围檩固定在外排挡土止水桩上。加筋采用波形板、钢管或型钢。

多排桩基坑支护结构的施工方法是：

1)分别施工外排止水桩、挡土桩、中排挡土桩、内排挡土桩。其中止水桩采用搅拌桩、旋喷桩，挡土桩采用钻孔灌注桩、预应力管桩、H型钢，重复以上的制作，直至形成所有止水桩、挡土桩；

2)采用搅拌桩、或压密注浆施工桩间加固土；

3)开挖至外排挡土止水桩的桩顶标高，施工桩顶圈梁；

4)继续开挖土方至第一层加筋的预定标高，按照设计间隔将加筋水平或与水平方向呈小于45度夹角的角度植入外排挡土止水桩后面的土体；用加筋围檩将加筋的一端与外排挡土止水桩进行连接；

5)重复步骤4)继续施工第二排、第三排等加筋和相应加筋围檩，直至达到第一层连接梁板的标高，施工第一层连接梁板；

6)继续开挖剩余土方，施工剩余连接梁板，直至达到坑底标高。

有益效果：本发明的多排桩基坑支护结构具有支护结构比较宽，结构刚度大，抗变形能力强，适用范围广等优点。与传统的支护结构相比，本发明的优点主要有：

1)支护结构变成多排桩阶梯状或框架式结构后，其刚度大，抗变形能力强，支护深度大，适用土层广；

2)没有内支撑，节省了施工内支撑的时间，以及拆除内支撑的时间，节约工期；同时挖土方便，降低挖土费用，缩短挖土工期；

3)对于大型基坑，可以先施工主楼，后施工裙房，裙房部分的占地可以用于主楼施工的施工场地，这样可以形成流水线施工，有利于缩短工期，有利于各工种的工作安排；

4)与桩和锚杆复合支护相比，该方法占地面积小，无需养护，节约工期，施工时不用水，场地干净；

5)方便地下室分块施工，减少工程造价。

附图说明

图1为多排桩阶梯状基坑支护结构示意图；

图2为带加筋的多排桩阶梯状基坑支护结构示意图；

图3为双排桩框架式基坑支护结构示意图；

图4为带加筋的双排桩框架式基坑支护结构示意图；

图中有：外排挡土止水桩1、内排挡土桩2、中排挡土桩3、桩顶圈梁4、连接梁板5、桩间加固土6、加筋7、加筋围檩8、止水桩11、挡土桩12。

具体实施方式

本发明的多排桩基坑支护结构根据排数的多少和各排桩桩顶标高的不同，可以派生出多排桩阶梯状基坑支护结构、带加筋多排桩阶梯状基坑支护结构、框架式基坑支护结构和带加筋框架式基坑支护结构四种情况：

该支护结构包括外排挡土止水桩1、内排挡土桩2、中排挡土桩3、桩顶圈梁4、第一连接梁板51和第二连接梁板52；其中，外排挡土止水桩1、中排挡土桩3和内排挡土桩2分别采用多个并排排列组成且竖向设置，在外排挡土止水桩1的顶部设有桩顶圈梁4，将所有的外排桩连接成一个整体；在中排挡土桩3的顶部与对应的外排挡土止水桩1的腰部设置第一连接梁板51将所有的中排挡土桩3和对应的外排挡土止水桩1连接成整体；在内排挡土桩2的顶部与对应的中排挡土桩3的腰部设置有第二连接梁板52，将所有内排挡土桩2与对应的中排挡土桩3连接成一个整体；位于两排桩之间填有桩间加固土6。

在外排挡土止水桩1、内排挡土桩2、中排挡土桩3的桩顶标高是外排桩高，内排桩低，中排桩处于二者之间，或某相邻二排桩的桩顶标高一致。

在外排挡土止水桩1上，还包含有加筋7和加筋围檩8，加筋7横向设置或与水平方向呈小于45度夹角，其一端伸入土中，另一端由加筋围檩8固定在外排挡土止水桩1上。

实施例1多排桩阶梯状基坑支护结构

多排桩阶梯状基坑支护结构(如图1所示)具体实施方法为：

1)施工外排止水桩11、挡土桩12、中排挡土桩3、内排挡土桩2，重复以上的制作，直至形成所有止水桩、挡土桩；

2)施工桩间加固土6；

3)开挖土方至外排挡土止水桩1的顶部，施工桩顶圈梁4；

4)开挖土方至中排挡土桩3的桩顶标高，在中排挡土桩3的桩顶和外排挡土止水桩1对应的腰部用钢筋混凝土施工连接梁板5；

5)继续开挖土方至内排挡土桩2的桩顶标高，在内排挡土桩2的桩顶和中排挡土桩3对应的腰部用型钢结构施工连接梁板5。

本实施例中止水桩11采用双轴搅拌桩，所有挡土桩采用钻孔灌注桩，桩间加固土6采用双轴搅拌桩，桩顶圈梁4采用现浇钢筋混凝土.

实施例2带加筋的多排桩阶梯状基坑支护结构

为了进一步提高基坑的支护深度，扩大该方法在软弱土层中的应用，可在上述实施例1的基础上增设加筋7形成带加筋的多排桩阶梯状基坑支护结构(如图2所示)，其具体施工方法与实施例1的施工方法基本相同，区别在于在实例1工序3)与4)之间插入二道工序，即

插入1)继续开挖土方至第一层加筋7的预定标高，按照设计间隔将加筋7水平植入外排挡土止水桩1后面的土体；用加筋围檩8将加筋7的一端与外排挡土止水桩1进行连接；

插入2)重复插入1)继续施工第二排、第三排等加筋7和相应加筋围檩8，直至达到中排挡土桩3的桩顶标高，施工连接梁板5；

本实施例中加筋采用4300X310X85X4的波形护栏板，总长度12.9米，加筋围檩8采用钢结构。

实施例3双排桩框架式基坑支护结构

当支护桩的排数仅剩二排，且二排桩的桩顶标高相同时，即可形成双排桩框架式基坑支护结构(如图3所示)，其具体施工方法如下：

1)施工外排止水桩11、挡土桩12、内排挡土桩2。止水桩11可采用搅拌桩、旋喷桩，挡土桩采用钻孔灌注桩、预应力管桩、H型钢，重复以上的制作，直至形成所有止水桩、挡土桩；

2)施工桩间加固土6；

3)开挖土方至外排挡土止水桩1和内排挡土桩2的顶部，在该二排桩的顶部加设临时支撑；

4)继续开挖土方至连接梁板5的标高，施工连接梁板，该连接梁板位于外排挡土止水桩和内排挡土桩的腰部，将两排桩在桩的腰部连接成一个整体；

6)边回填两排桩之间的土体(也可不回填)，边拆除临时支撑，然后在桩顶施工桩顶圈梁，进一步加强前、后排桩之间的连接；

本实施例中外排挡土止水桩1采用三轴搅拌桩加大直径预应力管桩，内排挡土桩2采用预应力钢管，桩间加固土6采用压密注浆法。

实施例4带加筋的双排桩框架式基坑支护结构

为了进一步提高基坑支护结构的性能，扩大该方法在软弱土层中的应用，可在实施例3的基础上增设加筋7形成带加筋的双排桩框架式基坑支护结构(如图4所示)，其具体施工方法与实施例3的施工方法基本相同，区别在于在上述工序3)之后改变工序，即：

1)施工外排止水桩11、挡土桩12、内排挡土桩2，重复以上的制作，直至形成所有止水桩、挡土桩；

2)施工桩间加固土6；

3)开挖土方至外排挡土止水桩1和内排挡土桩2的顶部，在该二排桩的顶部加设临时支撑；

4)继续开挖土方至加筋7的第一层预定标高，将加筋7植入外排挡土止水桩1后面的土体；施工加筋围檩8将加筋7的一端与外排挡土止水桩1进行连接；

5)重复4)继续施工第二排、第三排等加筋7和相应加筋围檩8，直至达到连接梁板的标高，施工连接梁板，将外排挡土止水桩和内排挡土桩连接成一个整体；

6)边回填内外排桩之间的土体(也可不回填)，边拆除临时支撑，然后在桩顶施工桩顶圈梁4，进一步加强内外排桩之间的连接。

本实施例中加筋7的间距为1.2米，加筋采用型钢，具体为10号H型钢，长度为15米，与水平方向呈10度夹角，加筋围檩8用钢筋混凝土。

Claims (2)

1.一种多排桩基坑支护结构，其特征在于该支护结构包括外排挡土止水桩(1)、内排挡土桩(2)、中排挡土桩(3)、桩顶圈梁(4)、第一连接梁板(51)和第二连接梁板(52)，外排挡土止水桩(1)包括止水桩(11)和挡土桩(12)；其中，外排挡土止水桩(1)、中排挡土桩(3)和内排挡土桩(2)分别采用多个并排排列组成且竖向设置，在外排挡土止水桩(1)的顶部设有桩顶圈梁(4)，将所有的外排桩连接成一个整体；在中排挡土桩(3)的顶部与对应的外排挡土止水桩(1)的腰部设置第一连接梁板(51)将所有的中排挡土桩(3)和对应的外排挡土止水桩(1)连接成整体；在内排挡土桩(2)的顶部与对应的中排挡土桩(3)的腰部设置有第二连接梁板(52)，将所有内排挡土桩(2)与对应的中排挡土桩(3)连接成一个整体；位于两排桩之间填有桩间加固土(6)；

外排挡土止水桩(1)、内排挡土桩(2)、中排挡土桩(3)的桩顶标高是外排桩高，内排桩低，中排桩处于二者之间；

在外排挡土止水桩(1)上，还包含有加筋(7)和加筋围檩(8)，加筋(7)横向设置或与水平方向呈小于45度夹角，其一端伸入土中，另一端由加筋围檩(8)固定在外排挡土止水桩(1)上；

加筋(7)采用波形板、钢管或型钢。

2.一种如权利要求1所述的多排桩基坑支护结构的施工方法，其特征在于该支护结构的施工方法是：

1)施工外排挡土止水桩(1)的止水桩(11)和挡土桩(12)、中排挡土桩(3)、内排挡土桩(2)；其中，止水桩(11)采用搅拌桩或旋喷桩；外排挡土止水桩(1)的挡土桩(12)采用钻孔灌注桩、预应力管桩或H型钢；重复以上的制作，直至形成所有止水桩、外排挡土止水桩(1)的挡土桩(12)；

2)对桩间土进行加固，形成桩间加固土(6)；

3)开挖至外排挡土止水桩(1)的顶部，施工桩顶圈梁(4)；

4)继续开挖土方至第一层加筋(7)的预定标高，按照设计间隔将加筋(7)水平或与水平方向呈小于45度夹角的角度植入外排挡土止水桩(1)后面的土体；用加筋围檩(8)将加筋(7)的一端与外排挡土止水桩(1)进行连接；

5)重复步骤4)继续施工第二排、第三排的加筋(7)和相应加筋围檩(8)，直至达到第一连接梁板(51)的标高，施工第一连接梁板(51)，将外排挡土止水桩(1)和中排挡土桩(3)连成一体；

6)继续开挖剩余土方，施工第二连接梁板(52)，将内排挡土桩(2)和中排挡土桩(3)连成一体。