專利名稱：利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑領域中地下工程基坑圍護技術領域，是一種特別適用于淤泥質土、泥炭質土、飽和含水砂層、粉質粘土和土砂互層等不易成孔、成槽的軟弱地層的基坑圍護方法。
背景技術：
地下鐵道、城市道路和高層建筑工程中有許多明挖深基坑?，F(xiàn)有的基坑的圍護結構通常采用地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、打入樁、勁性水泥旋噴(SMW)樁等多種支擋形式。對于淤泥質土、泥炭質土、飽和含水砂層、粉質粘土和土砂互層等不易成孔、成槽的軟弱地層，例如長江三角洲、珠江三角洲和環(huán)渤海灣等沿海的軟土地層及沿長江和珠江等江河的沖積階地，采用現(xiàn)有的基坑圍護技術，明顯存在缺陷地下連續(xù)墻、鉆孔樁等的共同缺點是造價較高、施工周期長，對環(huán)境的影響較大；勁性水泥旋噴(SMW)樁的型鋼回收存在一定困難，并且施工質量不易保證，不可避免對環(huán)境的污染，且不適用于較深的基坑；鋼板樁只適用于淺基坑。所以，必需開發(fā)新的基坑圍護結構。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供適用于軟弱地層的基坑圍護方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設計了一種利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，包括以下步驟①制作鋼箱樁采用型鋼或鋼板焊接成鋼箱樁箱體，鋼箱樁箱體的兩側設置有樁間橫向連接構件；②安設地面導向結構澆筑鋼筋混凝土作為基坑圍護的導向墻或安設鋼制構件作為地面導向結構；③定位將多根鋼箱樁分別沿導向結構依次定位；④沉樁將鋼箱樁打壓入土中；⑤接樁當基坑較深預制的鋼箱樁不夠長時，通過樁身接長構件接長鋼箱樁；⑥分層開挖，在鋼箱樁的基坑側安裝圍檁、架設支撐，并完成施工。在上述技術方案中步驟①中所述的鋼箱樁箱體橫截面呈矩形、方形、圓形、凸字形、折角形或多邊形。在步驟③中用起重設備將鋼箱樁吊起、對中就位，第一根鋼箱樁采用專用支架扶持穩(wěn)固，使樁身垂直、定位準確，并使相鄰的鋼箱樁的橫向連接構件套插到位。在步驟③中，樁間連接件為拉鉤形套插式連接構件。在步驟④中沉樁阻力較大的局部采用樁芯排土的方法沉樁。在步驟④中在鋼箱樁的上端安設樁帽，采用液壓高頻振動錘或其他打樁機將鋼箱樁打入土中，或采用壓樁機壓入土中。在步驟①完成之后步驟②進行之前，先進行遷移地下管線，清除表層雜填土中的石塊、地下殘留構筑物等阻礙沉樁的物體。在步驟⑤中所述的樁身接長構件包括安裝在鋼箱樁箱體端部四周側壁的鋼節(jié)點板，鋼箱樁端部和鋼節(jié)點板上設有若干螺栓孔，采用高強螺栓將垂直方向上相鄰的鋼箱樁箱體連接在一起。在步驟⑤中樁身接長構件布置在圍檁上、下，在箱體側面腹板上設有操作手孔。本發(fā)明利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，具有以下優(yōu)點1、在施工現(xiàn)場，直接將鋼箱樁打或壓入土中組合成地下樁墻，為基坑提供安全可靠的圍護，施工效率高、施工周期短；2、在專業(yè)工廠焊制的鋼箱樁嚴格按設計要求制造，質量可靠，有利于成樁質量；3、沒有傳統(tǒng)圍護樁澆注成樁前的成槽或成孔過程，可避免泥漿對環(huán)境的污染，也沒有混凝土澆注作業(yè)工序，有利于保護環(huán)境；4、鋼箱樁之間采用掛鉤形套插式接頭連接，鋼箱樁之間連接嚴密，不易發(fā)生滲漏。 必要時可增加水泥旋噴或注漿止水，噴注范圍容易控制，防水效果可靠；5、鋼箱樁可回收再利用，能極大地降低工程造價，節(jié)約資源；本發(fā)明利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法特別適用于淤泥質土、泥炭質土、飽和含水砂層、粉質粘土和土砂互層等不易成孔、成槽的軟弱地層，例如長江三角洲、珠江三角洲和環(huán)渤海灣等沿海的軟土地層及沿長江和珠江等江河的沖積階地軟弱地層。


圖1是本發(fā)明鋼箱樁基坑圍護結構示意圖；圖2是圖1的橫剖視圖；圖3是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第一種橫截面結構示意圖；圖4是兩個圖3中所示鋼箱樁連接結構示意圖；圖5是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第二種橫截面結構示意圖；圖6是兩個圖5中所示鋼箱樁連接結構示意圖；圖7是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第三種橫截面結構示意圖；圖8是兩個圖7中所示鋼箱樁連接結構示意圖；圖9是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第四種橫截面結構示意圖；圖10是兩個圖9中所示鋼箱樁連接結構示意圖；圖11是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第五種橫截面結構示意圖；圖12是兩個圖11中所示鋼箱樁連接結構示意圖；圖13是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第六種橫截面結構示意圖；圖14是兩個圖13中所示鋼箱樁連接結構示意圖；圖15是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第七種橫截面結構示意圖；圖16是本發(fā)明設有兩個通孔的鋼箱樁箱體第八種橫截面結構示意圖；圖17是本發(fā)明鋼箱樁的樁身接長構件橫截面結構示意圖；圖18是圖17的左視結構示意圖；圖19是本發(fā)明的樁間止水的第一種方式結構示意圖；圖20是本發(fā)明的樁間止水的第二種方式結構示意4
圖21是本發(fā)明的樁間止水的第三種方式結構示意圖；圖22是本發(fā)明的樁間止水的第四種方式結構示意圖；圖中1-地面，2-基地，3-鋼箱樁箱體，4-圍檁，5-鋼支撐，6-樁身接長構件，7-連接件，8-節(jié)點板，9-高強螺栓，10-注漿止水區(qū)，11-旋噴止水區(qū)，12、手孔。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，包括以下步驟首先，制作鋼箱樁采用型鋼或鋼板焊接成預制尺寸的鋼箱樁，如圖1、圖2和圖3 所示，制成的包括鋼箱樁箱體3，鋼箱樁箱體3的兩側對稱地設置有用于橫向相鄰的鋼箱樁之間相連接的連接構件7，在鋼箱樁箱體3的側面焊設有統(tǒng)長的拉鉤形套插式連接構件，使得相鄰的鋼箱樁之間相互拉連，并使前一個鋼箱樁的連接構件接口成為下一鋼箱樁的沉樁導向槽。樁間拉鉤形套插式連接構件屬“鉸接”，因此很容易使鋼箱樁墻做成小偏角的折線形。第二步，吊裝就位將制作的鋼箱樁運輸?shù)绞┕さ攸c，安設地面1導向結構，澆筑鋼筋混凝土作為基坑圍護的導向墻或安設鋼制件作為導向結構；導向結構安設前應遷移地基2下的管線，清除表層雜填土中的石塊、地下殘留構筑物等阻礙沉樁的物體；然后吊立鋼箱樁并連接相鄰鋼箱樁用起重機將鋼箱樁吊起、對中就位，第一根鋼箱樁采用專用支架扶持穩(wěn)固，使樁身垂直、定位準確，并使相鄰的鋼箱樁的橫向連接構件套插到位。第三步，進行沉樁在鋼箱樁的上端安設樁帽，采用液壓高頻振動錘或打樁機將鋼箱樁打入土中，或采用壓樁機壓入土中；遇沉樁阻力太大、入土困難時，局部可適當采用樁芯排土；然后再進行接樁當基坑較深預制的鋼箱樁不夠長時，可通過樁身接長構件接長鋼箱樁；鋼箱樁的樁身接長構件應在圍檁上、下交錯左、右間隔布置，參閱圖1所示。為便于安設螺栓，樁身側面腹板的適當位置可預設操作手孔12。最后開挖支撐開挖支撐過程中或完成后，若發(fā)現(xiàn)樁間有滲漏水的情況，則需進行樁間止水處理，在相鄰的鋼箱樁之間的連接構件的迎水面一側做水泥旋噴止水或在預留空腔內做注漿止水處理，并完成施工。鋼箱樁箱體3的橫截面可以為多種形狀，并可根據(jù)基坑深度、基坑形狀和地基2地層情況，鋼箱樁箱體3的橫截面外形可采用圓形、方形、橢圓形、品字形或多邊形，鋼箱樁箱體3的橫截面內空采用單腔或多腔的形式，如圖3-圖16所示。根據(jù)土壓力大小，選用合適的橫截面形狀和內空分孔。地層軟易打入者可用較寬的單樁截面，地面1較硬應采用較窄的單樁截面。樁墻轉折處可選用凸字形截面形狀的鋼箱樁；橫向相鄰鋼箱樁箱體3之間的連接件采用拉鉤形套插式連接件7，如圖3-圖16所示，兩樁間可設一個連接件7，也可設兩個連接件7 ；連接件7可居中布置，也可單側布置；如圖17和圖18所示，鋼箱樁箱體3端部的四周安裝有鋼節(jié)點板8，鋼節(jié)點8上安裝高強螺栓9，采用加鋼節(jié)點板的高強螺栓將縱向相鄰的鋼箱樁箱體3相連接起來。整個工程完成后，用起重設備和打樁機具逐一拔出鋼箱樁，回收后，經養(yǎng)護修整可供重復使用。
權利要求
1.一種利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于包括以下步驟①制作鋼箱樁采用型鋼或鋼板焊接成鋼箱樁箱體，鋼箱樁箱體的兩側設置有樁間橫向連接構件；②安設地面導向結構澆筑鋼筋混凝土作為基坑圍護的導向墻或安設鋼制構件作為地面導向結構；③定位將多根鋼箱樁分別沿導向結構依次定位；④沉樁將鋼箱樁打入或壓入土中；⑤接樁當基坑較深預制的鋼箱樁不夠長時，通過樁身接長構件接長鋼箱樁；⑥分層開挖，在鋼箱樁的基坑側安裝圍檁、架設支撐，并完成施工。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于步驟①中所述的鋼箱樁箱體橫截面呈矩形、方形、圓形、凸字形、折角形或多邊形。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于步驟③中用起重設備將鋼箱樁吊起、對中就位，第一根鋼箱樁采用專用支架扶持穩(wěn)固，使樁身垂直、定位準確，并使相鄰的鋼箱樁的橫向連接構件套插到位。
4.根據(jù)權利要求3所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于在步驟③中， 樁間連接件為拉鉤形套插式連接構件。
5.根據(jù)權利要求3所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于在步驟④中沉樁阻力較大的局部采用樁芯排土的方法沉樁。
6.根據(jù)權利要求1所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于步驟④中在鋼箱樁的上端安設樁帽，采用液壓高頻振動錘或其他打樁機將鋼箱樁打入土中，或采用壓樁機壓入土中。
7.根據(jù)權利要求1所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于在步驟①完成之后步驟②進行之前，先進行遷移地下管線，清除表層雜填土中的石塊、地下殘留構筑物等阻礙沉樁的物體。
8.根據(jù)權利要求1所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于步驟⑤中所述的樁身接長構件包括安裝在鋼箱樁箱體端部四周側壁的鋼節(jié)點板，鋼箱樁端部和鋼節(jié)點板上設有若干螺栓孔，采用高強螺栓將垂直方向上相鄰的鋼箱樁箱體連接在一起。
9.根據(jù)權利要求1或8所述的利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，其特征在于步驟⑤ 中樁身接長構件布置在圍檁上、下，在箱體側面腹板上設有操作手孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用鋼箱樁進行基坑圍護的方法，包括以下步驟①制作鋼箱樁采用型鋼或鋼板焊接成鋼箱樁箱體，鋼箱樁箱體的兩側設置有樁間橫向連接構件；②安設地面導向結構澆筑鋼筋混凝土作為基坑圍護的導向墻或安設鋼制構件作為地面導向結構；③定位將多根鋼箱樁分別沿導向結構依次定位；④沉樁將鋼箱樁打入土中；⑤接樁當基坑較深預制的鋼箱樁不夠長時，通過樁身接長構件接長鋼箱樁；⑥開挖支撐分層開挖，在鋼箱樁的基坑側安裝圍檁、架設支撐，并完成施工。本發(fā)明施工效率高、施工周期短、成樁質量可靠、工程造價低、節(jié)約資源等優(yōu)點，特別適合于淤泥質土、泥炭質土、飽和含水砂層、粉質粘土和土砂等不易成孔、成槽的軟弱地層。
文檔編號E02D5/04GK102359112SQ20111020738
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權日2011年7月22日
發(fā)明者周心培, 周磊 申請人:中鐵第四勘察設計院集團有限公司