專利名稱：一種提高基坑雙排支護(hù)樁整體性和側(cè)向剛度的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高基坑雙排支護(hù)樁整體性和側(cè)向剛度的施工方法。
背景技術(shù)：
目前，地下空間的開發(fā)與利用的力度越來越大，基坑工程也就顯得越來越重要。在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中，懸臂式排樁支護(hù)是使用極為普遍的，但是不宜用于開挖深度大的基坑，例如軟土場地中開挖深度不宜大于5m，僅勉強(qiáng)夠一層地下室的深度。同樣懸臂式排樁支護(hù)也不宜用于基坑邊土體水平位移控制的要求較高時(shí)。究其原因，主要是懸臂式排樁側(cè)向剛度較弱，隨著基坑深度的增加，排樁體系的側(cè)向剛度衰減加劇。雙排樁乃至多排樁能顯著提高基坑支護(hù)體系的側(cè)向剛度，變形較大的坑邊可以選用。但是，現(xiàn)有技術(shù)下的雙排樁乃至多排樁，僅依靠地面上的冠梁以及冠梁之間的連梁或連板連接，地面以下則沒有任何連接構(gòu)件，所以雙排樁或多排樁的整體性和側(cè)向剛度發(fā)揮得并不充分。假設(shè)雙排樁是建在地面以上的構(gòu)筑物，則在雙排樁之間設(shè)置支撐是一種很容易實(shí)現(xiàn)的提高整體性的手段，日常生活用品——梯子就類似于設(shè)置了支撐后的雙排樁。但是可以假想一下，如果梯子的兩根邊柱之間僅在頂端設(shè)置一道類似于冠梁的支撐，此外柱體之間通高只有類似于土體的散體物填充，那么梯子越高其整體性越令人擔(dān)憂。埋在土體中的雙排樁就類似于只在頂端設(shè)置一道支撐的令人擔(dān)憂的梯子。但因?yàn)殡p排樁是埋置在地面以下的結(jié)構(gòu)物，樁體周圍全是土，試圖清空排樁之間的土之后再施工樁體間的縱向支撐是很難實(shí)現(xiàn)的，所以現(xiàn)有的排樁支護(hù)技術(shù)只能通過簡單加大樁身直徑來滿足設(shè)計(jì)所需要的支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性和側(cè)向剛度，同時(shí)配置大量的樁身鋼筋和內(nèi)插型鋼來滿足支護(hù)樁承載力的需要。雙排支護(hù)樁之間的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐連接能夠很好地解決雙排樁支護(hù)體系整體性不強(qiáng)、側(cè)向剛度較弱、用鋼量大的問題。因?yàn)檫@種連接方法能高效地把單體樁連成整體，同時(shí)縱向鋼筋混凝土腹桿支撐又使支護(hù)樁的受力特性從懸臂梁轉(zhuǎn)變成帶有中間支座的連續(xù)梁，從而顯著降低支護(hù)樁承受的彎矩，減少樁身配筋量，所以較之現(xiàn)有排樁支護(hù)技術(shù)的簡單加大樁身直徑、配置大量樁身鋼筋和內(nèi)插型鋼的方法，既能獲得更好的整體剛度，又能節(jié)省造價(jià)。而且本發(fā)明施工簡單，以現(xiàn)有的施工技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，無需開發(fā)新的專用工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高基坑雙排支護(hù)樁整體性和側(cè)向剛度的施工方法。該方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡單、布置靈活、施工方便。本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下步驟(I).按常規(guī)工藝對雙排支護(hù)樁進(jìn)行鉆孔、泥漿護(hù)壁、放置支護(hù)樁樁身鋼筋籠、清孔、灌注混凝土、養(yǎng)護(hù)；所述的支護(hù)樁樁身鋼筋籠制作時(shí)需將第一波紋管、第二波紋管、波紋管前蓋、波紋管后蓋、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠、支架鋼筋、洞口加強(qiáng)鋼筋一并綁扎成型；所述的波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠包括波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠縱筋、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠箍筋；所述的支架鋼筋用于固定波紋管，波紋管上下各有三根支架鋼筋或多根；步驟(2).基坑開挖至第一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐底標(biāo)高位置以下1. 5m，此1. 5m為后序步驟的操作空間，可根據(jù)實(shí)際需要增減；步驟(3).鉆開第一排支護(hù)樁中第一波紋管外的前混凝土保護(hù)層以及波紋管前蓋、波紋管后蓋、后混凝土保護(hù)層，并繼續(xù)鉆進(jìn)兩排支護(hù)樁之間的土層，直至鉆開第二排支護(hù)樁中第二波紋管外的前混凝土保護(hù)層以及波紋管前蓋；步驟(4).將臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒的一端從第一波紋管的波紋管前蓋處插入，直至該端到達(dá)第二波紋管的波紋管后蓋處；臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒的另一端露出第一排支護(hù)樁的長度200_，此200_為后序步驟的操作空間，可根據(jù)實(shí)際需要增減；步驟(5).制作縱向鋼筋混凝土腹桿支撐的鋼筋籠，并放置在臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒內(nèi)，然后一邊往臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒內(nèi)水平向壓力灌注混凝土，一邊抽出臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒；步驟(6).當(dāng)?shù)谝坏揽v向鋼筋混凝土腹桿支撐達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，繼續(xù)開挖基坑至第二道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐底標(biāo)高位置以下1. 5m，此1. 5m為后序步驟的操作空間，可根據(jù)實(shí)際需要增減；步驟(7).重復(fù)步驟(3) 步驟(6)，完成所有縱向鋼筋混凝土腹桿支撐；所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐的數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定；步驟(8).當(dāng)最后一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，繼續(xù)開挖基坑至坑底標(biāo)高，完成基坑開挖。本發(fā)明中基坑開挖至每一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐底標(biāo)高以下約1. 5m時(shí)，均應(yīng)暫停開挖，先施工縱向鋼筋混凝土腹桿支撐。本發(fā)明所述的波紋管必須用波紋管前蓋和波紋管后蓋封住，以防灌注支護(hù)樁的混凝土?xí)r混凝土流入波紋管內(nèi)。本發(fā)明所述的第一排支護(hù)樁內(nèi)第一波紋管可做成楔形，即朝基坑內(nèi)的開口較小，朝基坑外的開口較大，可防止縱向鋼筋混凝土腹桿支撐受力較大時(shí)發(fā)生刺穿前排支護(hù)樁式破壞；第二排支護(hù)樁內(nèi)第二波紋管長度占第二排支護(hù)樁直徑的1/2 2/3，以保證第二波紋管尾端后部留有足夠厚度的樁體混凝土，以給縱向鋼筋混凝土腹桿支撐提供較好的支承力。本發(fā)明所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐必須從上往下逐層施工，在上一道支撐達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后方能進(jìn)行下一道支撐的施工；且所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐既可作為前排支護(hù)樁與正后方的后排支護(hù)樁之間的正交支撐，也可作為前排支護(hù)樁與正后方的后排支護(hù)樁的相鄰樁之間的斜交支撐，只需在步驟中改變波紋管的定位即可。本發(fā)明中，支護(hù)體系承受的土壓力根據(jù)現(xiàn)有地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)條文進(jìn)行計(jì)算。本發(fā)明中，雙排樁、縱向鋼筋混凝土腹桿支撐的承載力和配筋根據(jù)現(xiàn)有的混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)條文進(jìn)行計(jì)算。本發(fā)明僅涉及雙排支護(hù)樁之間的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐連接，形成完整的支護(hù)體系所必須的其它元素，如排樁縱向支撐的腰梁、地表和基坑底的排水措施、止水帷幕、基坑分層開挖措施等仍服從于現(xiàn)有的規(guī)范和工藝。本發(fā)明中，還需通過科學(xué)研究定量地得出雙排樁的側(cè)向剛度計(jì)算方法和水平位移計(jì)算方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下1、提高雙排樁的整體受力性能和側(cè)向剛度。采用本發(fā)明，雙排樁之間的縱向連接不再僅僅依賴于冠梁和樁間土，而是通過豎向分層設(shè)置鋼筋混凝土腹桿柱連接，形成具有多個(gè)冗余度的超靜定結(jié)構(gòu)體系，可以顯著提高雙排樁的整體性和側(cè)向剛度，能有效克服懸臂式排樁支護(hù)體系在基坑工程中開挖深度淺的弱點(diǎn)。2、縱向支撐布置靈活，既可正交又可斜交。采用本發(fā)明，雙排樁之間的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐的位置完全由設(shè)計(jì)需要確定，前排樁既可與正后方的樁設(shè)置支撐，也可與左后方或者右后方的樁設(shè)置支撐，形成樁體、直腹桿、斜腹桿共同組成的空間受力結(jié)構(gòu)體系。3、節(jié)約造價(jià)，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。采用本發(fā)明，可以在相同的設(shè)計(jì)條件下，比現(xiàn)有的雙排樁技術(shù)使用更小的樁身直徑和更少的鋼筋配置，或者采用與現(xiàn)有雙排樁技術(shù)相同的樁身直徑和鋼筋配置，而能實(shí)現(xiàn)更深的基坑開挖。其經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在兩方面一、從支護(hù)體系上來說，加大排樁的前后間距、增加縱向鋼筋混凝土腹桿支撐的道數(shù)，雙排樁支護(hù)體系的整體性和側(cè)向剛度即可顯著提高，而材料用量卻增加不多；二、從單體支護(hù)樁來說，受力特性從懸臂梁轉(zhuǎn)變成帶有中間支座的連續(xù)梁，支護(hù)樁承受的彎矩顯著降低。因而本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)具有更高的性能價(jià)格比，具有比較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


附圖1是本發(fā)明的支護(hù)樁立面配筋圖。附圖2是本發(fā)明的支護(hù)樁A-A剖面圖。附圖3是本發(fā)明的支護(hù)樁B-B剖面圖。附圖4是本發(fā)明的支護(hù)樁成型前的C-C剖面圖。附圖5是本發(fā)明的支護(hù)樁成型后的C-C剖面圖。圖中雙排支護(hù)樁1、支護(hù)樁樁身鋼筋籠1-1、第一波紋管2-1、第二波紋管2-2、波紋管前蓋3-1、波紋管后蓋3-2、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠4、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠縱筋4-1、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠箍筋4-2、支架鋼筋5、洞口加強(qiáng)鋼筋6、臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7、縱向鋼筋混凝土腹桿支撐8。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步具體說明。實(shí)施例基坑開挖深度7m,設(shè)雙排懸臂式支護(hù)樁進(jìn)行基坑支護(hù),樁身直徑1000mm,前后樁間距3000mm。雙排樁之間設(shè)兩道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐，第一道中心距樁頂1. 5m，第二道中心距樁頂4m。如圖1、圖2、圖3所示，一種提高基坑雙排支護(hù)樁整體性和側(cè)向剛度的施工方法，具體實(shí)施如下步驟⑴.按常規(guī)工藝對雙排支護(hù)樁I進(jìn)行鉆孔、泥漿護(hù)壁、放置支護(hù)樁樁身鋼筋籠1-1、清孔、灌注混凝土、養(yǎng)護(hù)；所述的支護(hù)樁樁身鋼筋籠1-1制作時(shí)需將第一波紋管2-1、第二波紋管2-2、波紋管前蓋3-1、波紋管后蓋3-2、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠4、支架鋼筋5、洞口加強(qiáng)鋼筋6 —并綁扎成型；所述的波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠包括波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠縱筋4-1、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠箍筋4-2 ；所述的第一波紋管2-1、第二波紋管2-2直徑317臟，外徑413臟，壁厚2臟，波紋管前后蓋直徑略大于波紋管外徑；波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠縱筋配3並16，箍筋配Φ8@100，用于保護(hù)波紋管不被外力撞擊而損壞；支架鋼筋為每道波紋管的上K各3416，洞口加強(qiáng)鋼筋6為4X3416鋼筋網(wǎng)片，在第一波紋管2-1、第二波紋管2-2的前后端各設(shè)一片，支架鋼筋5和洞口加強(qiáng)鋼筋6用于固定波紋管位置，保護(hù)波紋管不被外力撞擊而移位。步驟(2).基坑開挖至第一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐底標(biāo)高位置以下1. 5m ；BP第一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐中心距樁頂1. 5m，為保證有足夠的施工操作面，基坑開挖至距樁頂3m。步驟(3).鉆開第一排支護(hù)樁中 第一波紋管2-1外的前混凝土保護(hù)層以及波紋管前蓋3-1、波紋管后蓋3-2、后混凝土保護(hù)層，并繼續(xù)鉆進(jìn)兩排支護(hù)樁之間的土層，直至鉆開第二排支護(hù)樁中第二波紋管2-2外的前混凝土保護(hù)層以及波紋管前蓋3-1 ；步驟(4).將臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒(7)的一端從第一波紋管(2-1)的波紋管前蓋(3-1)處插入，直至該端到達(dá)第二波紋管(2-2)的波紋管后蓋(3-2)處，第二波紋管后蓋3-2距離第二排支護(hù)樁尾端的長度d2為350mm ;臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7的另一端露出第一排支護(hù)樁的長度dl為200mm，具體參照圖2、圖3 ;所述的臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7的筒外徑300mm，略小于波紋管直徑，壁厚3mm。步驟(5).如圖4、圖5所示，制作縱向鋼筋混凝土腹桿支撐8的鋼筋籠，并放置在臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7內(nèi)，然后一邊往臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7內(nèi)水平向壓力灌注混凝土，一邊抽出臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7，混凝土強(qiáng)度等級C35 ；所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐8的鋼筋籠的縱筋配6業(yè)20，箍筋配Φ8@100，成型后的鋼筋籠最外直徑小于臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒7的內(nèi)徑。步驟(6).當(dāng)?shù)谝坏揽v向鋼筋混凝土腹桿支撐8的混凝土達(dá)到立方體試塊抗壓強(qiáng)度25MPa后，繼續(xù)開挖基坑至第二道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐底標(biāo)高位置以下1. 5m ;即第二道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐中心距樁頂4m，為保證有足夠的施工操作面，基坑開挖至距樁頂5. 5mο步驟(7).重復(fù)步驟步驟(3) 步驟(6)，完成所有縱向鋼筋混凝土腹桿支撐8 ；所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐8的數(shù)量在本實(shí)施例中一共有兩道；步驟(8).當(dāng)最后一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐8的混凝土達(dá)到立方體試塊抗壓強(qiáng)度25MPa后，繼續(xù)開挖基坑至坑底標(biāo)高，完成深度為7m的基坑開挖。
權(quán)利要求
1.一種提高基坑雙排支護(hù)樁整體性和側(cè)向剛度的施工方法，其特征在于包括以下步驟 步驟(I).按常規(guī)工藝對雙排支護(hù)樁(I)進(jìn)行鉆孔、泥漿護(hù)壁、放置支護(hù)樁樁身鋼筋籠(1-1)、清孔、灌注混凝土、養(yǎng)護(hù)；所述的支護(hù)樁樁身鋼筋籠(1-1)制作時(shí)需將第一波紋管(2-1)、第二波紋管(2-2)、波紋管前蓋(3-1)、波紋管后蓋(3-2)、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠(4)、支架鋼筋(5)、洞口加強(qiáng)鋼筋(6)—并綁扎成型； 所述的波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠(4)包括波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠縱筋(4-1)、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠箍筋(4-2)； 所述的支架鋼筋(5)用于固定波紋管，波紋管上下各有三根支架鋼筋(5)或多根； 步驟(2).基坑開挖至第一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)底標(biāo)高位置以下1. 5米，此1.5米為后序步驟的操作空間，可根據(jù)實(shí)際需要增減； 步驟(3).鉆開第一排支護(hù)樁中第一波紋管(2-1)外的前混凝土保護(hù)層以及波紋管前蓋(3-1)、波紋管后蓋(3-2)、后混凝土保護(hù)層，并繼續(xù)鉆進(jìn)兩排支護(hù)樁之間的土層，直至鉆開第二排支護(hù)樁中第二波紋管(2-2)外的前混凝土保護(hù)層以及波紋管前蓋(3-1)； 步驟(4).將臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒(7)的一端從第一波紋管(2-1)的波紋管前蓋(3-1)處插入，直至該端到達(dá)第二波紋管(2-2)的波紋管后蓋(3-2)處；臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒(7)的另一端露出第一排支護(hù)樁的長度200毫米，此200毫米為后序步驟的操作空間，可根據(jù)實(shí)際需要增減；步驟(5).制作縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)的鋼筋籠，并放置在臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒(7)內(nèi)，然后一邊往臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒(7)內(nèi)水平向壓力灌注混凝土，一邊抽出臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒(7)； 步驟(6).當(dāng)?shù)谝坏揽v向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，繼續(xù)開挖基坑至第二道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)底標(biāo)高位置以下1. 5米，此1. 5米為后序步驟的操作空間，可根據(jù)實(shí)際需要增減； 步驟(7).重復(fù)步驟(3) 步驟￠)，完成所有縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)； 所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)的數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定； 步驟(8).當(dāng)最后一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，繼續(xù)開挖基坑至坑底標(biāo)高,完成基坑開挖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的步驟⑵和步驟(6)中，基坑開挖至每一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐底標(biāo)高以下約1. 5米時(shí)，均應(yīng)暫停開挖，先施工縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的波紋管必須用前蓋(3-1)和后蓋(3-2)封住，以防灌注支護(hù)樁的混凝土?xí)r混凝土流入波紋管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述第一排支護(hù)樁內(nèi)第一波紋管(2-1)可做成楔形，即朝基坑內(nèi)的開口較小，朝基坑外的開口較大，可防止縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)受力較大時(shí)發(fā)生刺穿前排支護(hù)樁式破壞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于，第二排支護(hù)樁內(nèi)第二波紋管(2-2)長度占第二排支護(hù)樁直徑的1/2 2/3，以保證第二波紋管(2-2)尾端后部留有足夠厚度的樁體混凝土，以給縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)提供較好的支承力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在干，縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)必須從上往下逐層施工，在上一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后方能進(jìn)行下一道縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)的施工。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的縱向鋼筋混凝土腹桿支撐(8)既可作為前排支護(hù)樁與正后方的后排支護(hù)樁之間的正交支撐，也可作為前排支護(hù)樁與正后方的后排支護(hù)樁的相鄰樁之間的斜交支撐，只需在步驟(I)中改變波紋管的定位即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高基坑雙排支護(hù)樁整體性和側(cè)向剛度的施工方法。具體步驟為1、按常規(guī)工藝施工支護(hù)樁后，但在制作支護(hù)樁樁身鋼筋籠時(shí)需將波紋管、波紋管前后蓋、波紋管外加強(qiáng)鋼筋籠、支架鋼筋、洞口加強(qiáng)鋼筋等一并綁扎成型；2、基坑開挖至第一道縱向支撐底標(biāo)高位置；3、鉆通前后波紋管；4、插入臨時(shí)鋼管護(hù)壁筒；5、制作并放置縱向支撐的鋼筋籠，然后邊水平向壓力灌注混凝土，邊抽出鋼管護(hù)壁筒；6、當(dāng)?shù)谝坏揽v向支撐達(dá)到要求后，繼續(xù)開挖基坑至第二道縱向支撐底標(biāo)高位置；7、重復(fù)步驟3~6，完成所有縱向支撐后，完成基坑開挖。本發(fā)明顯著提高雙排支護(hù)樁的整體性和側(cè)向剛度，降低支護(hù)樁承受的彎矩，具有很高的性能價(jià)格比。
文檔編號(hào)E02D17/02GK103046554SQ20121053148
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者錢錚, 王奎華 申請人:浙江大學(xué)