專利名稱：排樁基坑支護方法
技術領域：
本發明涉及地基基礎領域，特別涉及一種利用排樁進行基坑支護的方法。
技術背景樁排支護結構具有施工工藝簡單、成本低、平面布置靈活等諸多優點，是目前國內、 外應用最廣泛的基坑支護形式之一。排樁支護結構可以分為懸臂式、拉錨式和內撐式三 種支護類型。當基坑開挖較淺、地質條件較好、支護結構變形和坑外地面沉降控制要求 不高時，可采用懸臂式排樁支護形式。排樁支護還可以結合坑內支撐或錨桿錨固提高支 護能力。在軟土地區當基坑開挖面積較大、支護結構變形和坑外地面沉降要求較高時， 可采用內撐式排樁支護形式。當基坑土質條件可以設置錨桿，并且對周邊環境影響不大 時，還可采用拉錨式排樁支護形式。目前的排樁支護結構均采用豎直樁，利用豎直排樁進行基坑支護時存在的常見問題 是樁頂容易產生較大位移，致使樁后基坑外地面產生較大變形，危及周圍環境；當樁 的強度不夠時容易導致護坡樁折斷而使基坑失穩；基坑可開挖的深度較小，開挖深度增 大時容易傾覆。一根或兩根等少量的斜樁廣泛應用于碼頭、橋梁、送電鐵塔等工程樁基中，可采用 吊打預制樁、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，是一項比較 成熟的施工技術。發明內容本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種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，增加開挖深度以及使發生傾覆破壞的可能性減小的 排樁基坑支護方法。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是 一種排樁基坑支護 方法，所述排樁是向基坑外側傾斜的單排排樁，該方法包括以下步驟-(a) 根據場地條件和計算分析，確定排樁傾斜角度、確定樁長與樁身強度、確定基 坑支護結構、確定基坑的開挖級數；(b) 施工排樁；(C)施工基坑支護結構；(d) 開挖基坑；(e) 對基坑坑底進行清理、整平，并進行下一步的施工工作。所述排樁的傾斜角度為1 15° 。所述排樁為鉆孔灌注樁或預制樁或套管鉆孔灌注樁。所述基坑支護結構為懸臂樁式支護或內撐式式支護或拉錨式支護。本發明具有的優點和積極效果是本發明是對普通豎直樁排支護的改進，用適當角 度的傾斜排樁代替豎直排樁，根據場地條件和安全穩定性驗算結果，使基坑支護的排樁 整體向基坑外側傾斜某一特定角度。此種方法克服了豎直排樁支護的很多不足，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，增加開挖深度以及使發生傾 覆破壞的可能性減小。本發明和已有技術相比具有以下優點在開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，避免對周圍環境造 成破壞，同時可以減小樁身彎矩，使樁身配筋量顯著降低，從而降低工程造價，具有很 大的經濟效益；當樁長和樁設計強度與普通排樁相同時，可以使開挖深度增加，具有較 好的技術價值；由于開挖面傾斜，基坑發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的優點，原本可能需要采用內撐式支護或拉錨式支護的基坑 工程，此時僅利用^:臂樁支護就可以滿足設計要求，從而使設計施工更加簡便，并且節 約材料，降低工程造價。適用于使用排樁進行支護的基坑工程，相對于豎直排樁基坑支 護方法，應用本發明可以增加基坑開挖深度、減小支護樁樁頂位移、增加排樁抗傾覆性、 減小排樁設計強度，能夠進一步地降低工程造價。
圖1是本發明懸臂支護的示意圖； 圖2是本發明拉錨式支護的示意圖； 圖3是本發明內撐式支護的示意圖。圖中1、排樁，2、冠梁，3、基坑坑底，4、錨桿，5、內部支撐。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖 詳細說明如下請參閱圖1~圖3，本發明利用傾斜排樁進行基坑支護包括以下步驟 (a)根據場地條件和安全穩定計算分析，確定最優的單排排樁l向基坑外側傾斜的 角度，排樁的傾斜角度可以為1 15° ;對樁長與樁身強度進行設計，利用傾斜排樁進 行基坑支護的結構類型與普通豎直排樁相同，根據不同場地條件和工程狀況，可分別采 用懸臂樁支護、內撐式支護或拉錨式支護。如果懸臂樁支護不滿足設計要求，可以根據 實際情況采用內撐式支護或拉錨式支護，并對支撐或錨桿進行設計，確定基坑的開挖級 數；(b)施工排樁l。由于排樁為傾斜式支護，當土質條件比較好時，可采用鉆孔灌注 樁；當土質條件比較差，容易發生塌孔現象時，可采用預制樁或套管螺旋鉆機鉆孔灌注 成樁。傾斜排樁施工可采用多種方法，如吊打預制樁、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 樁質量高、套管護壁不易塌孔、樁身傾斜度可準確控制等優點而得到廣泛應用。(C)施工基坑支護結構。對于單排樁的支護結構，根據基坑所處的土層特點、周邊 環境等情況，可以分為以下三種形式(B懸臂樁支護。請參閱圖1，當基坑開挖較淺、地質條件較好、變形控制要求不高時， 可以采用排樁1上設置冠梁2的懸臂樁支護形式。在懸臂樁樁身強度達到規定要求后， 就可以進行土層的開挖。G)內撐式支護。請參閱圖3，當基坑開挖面積較大、地基軟弱、變形控制要求高時， 可以采用排樁1內側設置內部支撐5的內撐式支護。首先將基坑土方開挖至第一道鋼筋 混凝土支撐梁底的墊層底面，然后鑿開支護結構與圍檁的連接面，并進行鋼筋混凝土支 撐墊層施工，隨后綁扎支撐鋼筋，支立側模板，完成后澆筑混凝土并養護，當混凝土強 度達到規定時進行拆模和清理工作。O)拉錨式支護。請參閱圖2，當基坑土層條件較好，達到拉錨條件，并且周邊環境要 求不高時，可以采用排樁1外側設置錨桿4的拉錨式支護。當基坑首先土層開挖至第一 道錨桿中心線以下一定深度處，利用機械鉆孔，按照規定制作錨桿并插送桿件，隨后進 行注漿形成錨固段，最后當錨固體達到一定強度后將其進行張拉及鎖定。 '(d) 開挖基坑。對于分級開挖的基坑，針對不同的排樁支護形式，重復步驟(c) 施工直至開挖至基坑底部。(e) 對基坑坑底3進行清理、整平，并進行下一步的施工工作。本發明采用具有一定斜度的排樁對基坑進行支護，增加基坑穩定性和抗傾覆性；排 樁外側具有傾斜度的土體對排樁土壓力降低，減小排樁頂端位移和樁身彎矩，從而相對 提高排樁支護剛度和增加基坑開挖深度。實施例1某宿舍樓基坑工程長65. 0m，寬15. 0m，基坑挖深5. 120m，巖土工程勘察報告顯示地 面至埋深2m范圍內為雜填土，埋深2m至埋深12m范圍內為粉土。該基坑工程施工場地 周邊無重要建筑，支護結構采用傾斜排樁懸臂支護，傾斜度為10° ，支護樁長llm，樁 徑800mm，樁距lOOmm，采用吊打預制樁施工工法。坑內采用疏干井降水，明挖法施工， 基坑四個直角處采用45°坡角放坡處理。實施例2某地鐵車站基坑工程長190. 0m，寬20. 7m，基坑挖深14. 070m。長邊方向兩側采用傾 斜排樁加錨桿支護結構，兩端采用地下連續墻提前封堵。在基坑開挖深度范圍內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. Om; 粉質粘土，厚度0. 18 2. 80m;⑤殘積 砂質粘性土，厚度1. 40 13. 10m;⑥全風化花崗巖，厚度0. 85 7. 85m;⑦-l砂狀強風化 花崗巖,厚度0.40 14.50m;⑦-2碎塊狀強風化花崗巖，厚度1. 0 3. 9m;⑧中風化花崗 巖，厚度l. 10 12.20m;⑨微風化花崗巖。支護結構采用傾斜排樁加錨桿支護，排樁傾斜度為10° ，支護樁長29m，樁徑800mm， 樁距100mm，采用套管螺旋鉆機鉆孔灌注成樁。錨桿錨固段長度19m，錨桿位于樁頂下3. 20m、 7. 35m和9.95m處共三排，錨孔直徑 150mra，錨桿傾角a =15° ，錨桿間距1. 5ra，選用2根28mra的III級(HRB400)鋼筋。實施例3某圓形基坑，直徑126米，坑深12.650米，采用傾斜排樁和反壓土進行基坑支護。 基坑現場地面標高為海拔2. M3米，地面至標高-18米范圍內為雜填土和粉土，標高-18 米至標高-27米為粉質粘土， 土質條件較好。基坑內布置管井進行疏干降水。基坑支護結構采用傾斜排樁懸臂支護，排樁傾斜角度為1° ，支護樁長26m，樁徑 800mm，樁底端中心距為850mm，采用套管螺旋鉆機鉆孔灌注成樁。坑底預留反壓土，反壓土高3.5米，坑底部分反壓土環形帶寬為6米，反壓土頂端 環形帶寬2.5米，反壓土土坡坡度為45。，反壓土表面噴素混凝土護面。本發明的基本原理是:邊坡坡度小比坡度大時更穩定，更不容易發生傾覆破壞與整體 穩定破壞。同理，存在一定坡度的邊坡比豎直的邊坡要穩定，因此對支護結構的要求更 低。本發明的方法正是基于這種思想，在場地允許的情況下，采用具有一定斜度的排樁 對基坑進行支護。用斜樁進行基坑支護時，樁后具有滑動趨勢的楔形體要比樁豎直時的 楔形體要小，原因是樁后楔形體因為坡度少了一部分。因此，土體對樁的作用力會大幅 減小，這樣樁頂位移和樁身受力都會減小很多。理論上來說，樁的斜度越大，樁的受力 和樁頂位移越小，從而越經濟，但是樁的斜度不能無限制的增大，因為由于施工場地的 限制，可能沒有足夠的空間使樁的斜度太大，另一方面，樁的斜度大時，其基坑深度以 下的樁由于伸到基坑內部空間以下，可能會影響樁基的施工。另外樁的傾斜會使樁長增 大，抵消一部分因樁身強度降低帶來的經濟性，并且使支護樁施工難度增大。因此斜樁 支護在實際應用過程中，其斜度的確定應充分考慮各方面的因素。盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述 的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普 通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下， 還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種排樁基坑支護方法，其特征在于，所述排樁是向基坑外側傾斜的單排排樁，該方法包括以下步驟(a)根據場地條件和計算分析，確定排樁傾斜角度、確定樁長與樁身強度、確定基坑支護結構、確定基坑的開挖級數；(b)施工排樁；(c)施工基坑支護結構；(d)開挖基坑；(e)對基坑坑底進行清理、整平，并進行下一步的施工工作。
2. 根據權利要求1所述的排樁基坑支護方法，其特征在于所述排樁的傾斜角度為1 150 0
3. 根據權利要求2所述的排樁基坑支護方法，其特征在于所述排樁為鉆孔灌注樁或預制樁或套管鉆孔灌注樁。
4. 根據權利要求2所述的排樁基坑支護方法，其特征在于所述基坑支護結構為懸臂樁式支護或內撐式式支護或拉錨式支護。
全文摘要
本發明公開了一種排樁基坑支護方法，所述排樁是向基坑外側傾斜的單排排樁，該方法包括以下步驟(a)根據場地條件和計算分析，確定排樁傾斜角度、確定樁長與樁身強度、確定基坑支護結構、確定基坑的開挖級數；(b)施工排樁；(c)施工基坑支護結構；(d)開挖基坑；(e)對基坑坑底進行清理、整平，并進行下一步的施工工作。本發明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，增加開挖深度以及使發生傾覆破壞的可能性減小。
文檔編號E02D17/20GK101408023SQ20081015292
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月11日 優先權日2008年11月11日
發明者楊建民, 程雪松, 旭 鄧, 剛 鄭 申請人:天津大學