CN103132532A - 一种排桩基坑支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排桩基坑支护方法，所述排桩是向基坑外侧倾斜的单排排桩，该方法包括以下步骤：(a)根据场地条件和计算分析，确定排桩倾斜角度、确定桩长与桩身强度、确定基坑支护结构、确定基坑的开挖级数；(b)施工排桩；(c)施工基坑支护结构；(d)开挖基坑；(e)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

一种排桩基坑支护方法

技术领域

 本发明涉及建筑基坑支护工程施工技术领域，特别涉及一种排桩基坑支护方法。

背景技术

桩排支护结构具有施工工艺简单、成本低、平面布置灵活等诸多优点，是目前国内、外应用最广泛的基坑支护形式之一。排桩支护结构可以分为悬臂式、拉锚式和内撑式三种支护类型。当基坑开挖较浅、地质条件较好、支护结构变形和坑外地面沉降控制要求不高时，可采用悬臂式排桩支护形式。排桩支护还可以结合坑内支撑或锚杆锚固提高支护能力。在软土地区当基坑开挖面积较大、支护结构变形和坑外地面沉降要求较高时，可采用内撑式排桩支护形式。当基坑土质条件可以设置锚杆，并且对周边环境影响不大时，还可采用拉锚式排桩支护形式。

目前的排桩支护结构均采用竖直桩，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。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种排桩基坑支护方法，可有效解决上述问题。

为了达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：一种排桩基坑支护方法，所述排桩是向基坑外侧倾斜的单排排桩，该方法包括以下步骤：  

(a)根据场地条件和计算分析，确定排桩倾斜角度、确定桩长与桩身强度、确定基坑支护结构、确定基坑的开挖级数；  

(b)施工排桩；  

(c)施工基坑支护结构；  

(d)开挖基坑；  

(e)对基坑坑底进行清理、整平，并进行下一步的施工工作。  

　所述排桩的倾斜角度为：1～15°。  

　所述排桩为钻孔灌注桩或预制桩或套管钻孔灌注桩。

所述基坑支护结构为悬臂桩式支护或内撑式式支护或拉锚式支护。

本发明的有益效果是：本发明是对普通竖直桩排支护的改进，用适当角度的倾斜排桩代替竖直排桩，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。适用于使用排桩进行支护的基坑工程，相对于竖直排桩基坑支护方法，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是本发明悬臂支护的示意图；

图2 是本发明拉锚式支护的示意图；

图3 是本发明内撑式支护的示意图。

图中：1、排桩，2、冠梁，3、基坑坑底，4、锚杆，5、内部支撑。

 

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

参阅图1 ～图3 ，本发明利用倾斜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，确定最优的单排排桩1向基坑外侧倾斜的角度，排桩的倾斜角度可以为：1～15°；对桩长与桩身强度进行设计，利用倾斜排桩进行基坑支护的结构类型与普通竖直排桩相同，根据不同场地条件和工程状况，可分别采用悬臂桩支护、内撑式支护或拉锚式支护。如果悬臂桩支护不满足设计要求，可以根据实际情况采用内撑式支护或拉锚式支护，并对支撑或锚杆进行设计，确定基坑的开挖级数；  

(b)施工排桩1。由于排桩为倾斜式支护，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。  

(c)施工基坑支护结构。对于单排桩的支护结构，根据基坑所处的土层特点、周边环境等情况，可以分为以下三种形式：  

①悬臂桩支护。请参阅图1 ，当基坑开挖较浅、地质条件较好、变形控制要求不高时，可以采用排桩1上设置冠梁2的悬臂桩支护形式。在悬臂桩桩身强度达到规定要求后，就可以进行土层的开挖。  

②内撑式支护。请参阅图3 ，当基坑开挖面积较大、地基软弱、变形控制要求高时，可以采用排桩1内侧设置内部支撑5的内撑式支护。首先将基坑土方开挖至第一道钢筋混凝土支撑梁底的垫层底面，然后凿开支护结构与围檩的连接面，并进行钢筋混凝土支撑垫层施工，随后绑扎支撑钢筋，支立侧模板，完成后浇筑混凝土并养护，当混凝土强度达到规定时进行拆模和清理工作。  

③拉锚式支护。请参阅图2 ，当基坑土层条件较好，达到拉锚条件，并且周边环境要求不高时，可以采用排桩1外侧设置锚杆4的拉锚式支护。当基坑首先土层开挖至第一道锚杆中心线以下一定深度处，利用机械钻孔，按照规定制作锚杆并插送杆件，随后进行注浆形成锚固段，最后当锚固体达到一定强度后将其进行张拉及锁定。  

(d)开挖基坑。对于分级开挖的基坑，针对不同的排桩支护形式，重复步骤(c)施工直至开挖至基坑底部。  

(e)对基坑坑底3进行清理、整平，并进行下一步的施工工作。  

本发明采用具有一定斜度的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。  

实施例1  

某宿舍楼基坑工程长65.0m，宽15.0m，基坑挖深5.120m，岩土工程勘察报告显示地面至埋深2m范围内为杂填土，埋深2m至埋深12m范围内为粉土。该基坑工程施工场地周边无重要建筑，支护结构采用倾斜排桩悬臂支护，倾斜度为10°，支护桩长11m，桩径800mm，桩距100mm，采用吊打预制桩施工工法。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190.0m，宽20.7m，基坑挖深14.070m。长边方向两侧采用倾斜排桩加锚杆支护结构，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。  

支护结构采用倾斜排桩加锚杆支护，排桩倾斜度为10°，支护桩长29m，桩径800mm，桩距100mm，采用套管螺旋钻机钻孔灌注成桩。  

锚杆锚固段长度19m，锚杆位于桩顶下3.20m、7.35m和9.95m处共三排，锚孔直径150mm，锚杆倾角α＝15°，锚杆间距1.5m，选用2根28mm的III级(HRB400)钢筋。  

实施例3  

某圆形基坑，直径126米，坑深12.650米，采用倾斜排桩和反压土进行基坑支护。基坑现场地面标高为海拔2.143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。  

基坑支护结构采用倾斜排桩悬臂支护，排桩倾斜角度为1°，支护桩长26m，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。  

坑底预留反压土，反压土高3.5米，坑底部分反压土环形带宽为6米，反压土顶端环形带宽2.5米，反压土土坡坡度为45°，反压土表面喷素混凝土护面。  

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。本发明的方法正是基于这种思想，在场地允许的情况下，采用具有一定斜度的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。

Claims (4)

1.一种排桩基坑支护方法，其特征在于，所述排桩是向基坑外侧倾斜的单排排桩，该方法包括以下步骤： 

(a)根据场地条件和计算分析，确定排桩倾斜角度、确定桩长与桩身强度、确定基坑支护结构、确定基坑的开挖级数； 

(b)施工排桩； 

(c)施工基坑支护结构； 

(d)开挖基坑； 

(e)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所述的一种排桩基坑支护方法，其特征在于：所述排桩的倾斜角度为：1～15°。

3.根据权利要求2所述的一种排桩基坑支护方法，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。

4.根据权利要求2所述的一种排桩基坑支护方法，其特征在于：所述基坑支护结构为悬臂桩式支护或内撑式式支护或拉锚式支护。

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