專利名稱：一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程中穩(wěn)定基坑的一種方法，具體地說(shuō)主要是在較松軟的土質(zhì)中穩(wěn)定基坑的拉護(hù)方法，即開(kāi)發(fā)了摩擦樁的一種新用途，它能拉護(hù)和穩(wěn)定建筑工程中的基坑。
現(xiàn)有技術(shù)中在較松軟的土質(zhì)上建造高層樓房深基坑的開(kāi)挖均須支護(hù)，以防坑壁坍塌，目前國(guó)內(nèi)外的支護(hù)方法的思路大都均來(lái)自于“擋”，即沿基坑周邊打入用鋼板樁、鋼筋砼樁、板樁或澆筑鋼砼連續(xù)墻、水泥攪拌樁等置于基坑底面以下一定深度，以阻擋坑壁土的壓力，若基坑深度過(guò)大，或土質(zhì)松軟，為防支擋構(gòu)件傾倒，還須對(duì)這些豎樁設(shè)置水平支撐，或以錨桿打入土中，在其背面拉住，這種基坑的支護(hù)方法不僅存在施工周期長(zhǎng)，工程造價(jià)高，還時(shí)有坍塌現(xiàn)象發(fā)生，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)方法，它即能保證施工安全，又能節(jié)約造價(jià)和提前工期。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于隨著基坑下挖深度的增加，將若干根樁按一定的間距，以水平或傾斜狀分批打入基坑中至少一面的坑壁內(nèi)。樁可為竹樁、木樁、鋼樁或鋼筋砼樁；樁的間距通常為0.3m-1.5m。
本發(fā)明撇開(kāi)了現(xiàn)有的被動(dòng)地支擋可能滑動(dòng)的土體的思想，創(chuàng)立了一種新的構(gòu)思、即利用摩擦樁主動(dòng)地加強(qiáng)土的抗拉強(qiáng)度，從根本上不讓其滑動(dòng)破壞，并采用了簡(jiǎn)單有效的方法，使用若干根樁，例如選用常見(jiàn)的易于取材的毛竹做成樁，按一定的間距以水平或具有一定的傾斜角分批打入基坑壁，起到筋的作用，以增強(qiáng)土體自身的凝聚力，使土體像巖體一樣，無(wú)需借助支擋工程，不僅坑壁能直立不坍，坑底不會(huì)膨凸，坑底連同坑壁也不會(huì)產(chǎn)生整體滑動(dòng)，這就是本基坑拉護(hù)法的基本思路。根據(jù)土力學(xué)中經(jīng)典的Rankin理論，凡具有凝聚力c(kPa)的粘土的直立高度z0＝2c/γt9(45°-4φ/2)，式中，/為土的重度(kN/m3)，φ為土的內(nèi)摩阻角，如此，設(shè)軟土的φ＝10°，γ＝20kN/m3，則欲使5m的坑壁直立，只需令土具備凝聚力c＝39.85kN/m2(kPa)，這個(gè)凝聚力，就是由打入土中的竹樁所產(chǎn)生的摩擦力提供。而據(jù)試驗(yàn)，一根埋深5m的水平竹樁(直徑8cm)具有1000-2000kN的抗撥力。
竹樁打入軟土，與鋼筋砼相似，兩者結(jié)成一個(gè)整體，此整體能在多大外力作用下不致破壞，則取決于土對(duì)樁的握裹力，亦即樁與土之間的摩阻力，而摩阻力又取決于樁、土間的法向應(yīng)力和摩阻系數(shù)。我們?cè)谘芯苛饲叭说拇罅磕Σ翗秱髁C(jī)理和承載力試驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，推出豎樁的幾個(gè)重要公式摩擦樁的極限承載力F0＝(π/2)DγfK0l2(1)式中D為樁直徑，f為樁土間摩阻系數(shù)，K0為靜止土壓力系數(shù)，l為樁長(zhǎng)。樁身的軸向力Q(z)＝P－(π/2)·DγfK0z2(2)式中P為樁頂荷載，z為樁身某一點(diǎn)的深度。樁身的有效長(zhǎng)度l0＝P/[(π/2)Dγf·K0](3)又將以上三式轉(zhuǎn)用到平樁上，推出平樁的有效長(zhǎng)度l0＝A·Kα/(2Df) (4)平樁的抗撥強(qiáng)度Fh＝2Dγhfl0(5)每根平樁拉護(hù)土壁的面積A＝2Dfl0/Kα(6)式中h為平樁的埋深(從地面算起)，A為每根樁的拉護(hù)土壁的面積。Ka＝tg2(45°－φ/2)，及φ為土的摩阻角。此外，還制定了一套豎樁的壓人和起撥的試驗(yàn)程序及計(jì)算公式以確定摩阻系數(shù)這一重要參數(shù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有施工簡(jiǎn)單，基坑造價(jià)低(約占現(xiàn)有造價(jià)的1/5)，工期短(無(wú)需28天的砼養(yǎng)保期)，安全可靠的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明基坑拉護(hù)的一縱剖面示意2為本發(fā)明基坑拉護(hù)的另一縱剖面示意3為本發(fā)明基坑拉護(hù)一實(shí)施例的縱剖面示意4為本發(fā)明基坑拉護(hù)一實(shí)施例的橫剖面示意圖下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的描述，并給出實(shí)施例。
本發(fā)明為一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)方法，可先將基坑向下挖一定的深度，將若干根樁(如在江南地區(qū)可使用當(dāng)?shù)刈盍畠r(jià)的材料毛竹做成樁)以一定的間距，按水平或傾斜狀打入基坑中至少一面的坑壁中，樁1的間距及樁的長(zhǎng)度，須經(jīng)過(guò)勘察和土質(zhì)化驗(yàn)，并按以上已給出的公式和基坑壁的面積計(jì)算確定。通常樁的間距為0.3m-1.5m，樁的直徑為5cm-25cm；樁的長(zhǎng)度為2m-20m，若一根樁不夠長(zhǎng)，樁與樁間可采用接頭進(jìn)行連接；為了增加樁與土間的摩擦力，在樁表面可設(shè)置倒刺，在打平樁時(shí)在樁內(nèi)可設(shè)置流水孔，使樁兼起濾水管的作用，以利于基坑地下水位逐步降低，防止坑底產(chǎn)生土涌，傾斜樁的傾斜角度可為0-90°間，最佳傾斜角為46°；將一批樁打入基坑壁后，按樁的間距將基坑底的土挖至下一批打樁的深度，然后再進(jìn)行下一批的打樁，就這樣分批將樁打入基坑中的坑壁內(nèi)，直至預(yù)定的坑深；在打樁過(guò)程中可采用打樁設(shè)備將樁打入基坑壁中，根據(jù)在實(shí)踐中的摸索，在較松軟的土中最佳的打樁設(shè)備可采用挖土機(jī)上的翻斗施壓；若基坑底是流塑軟土，為防止其拱起(被動(dòng)破壞和滑動(dòng))，則可按一定的間距在基坑的坑底面還可設(shè)置豎直或傾斜樁；若基坑邊緣處的土很松軟，還可在基坑邊緣的1m-15m處設(shè)置斜樁；根據(jù)需要也可以在基坑邊做不小于45°的護(hù)坡。
實(shí)施例在昆山長(zhǎng)江浮法玻璃有限公司凈水車間的基坑中使用該拉護(hù)法，首先進(jìn)行勘察和取樣土質(zhì)化驗(yàn)，查清基坑所在地的地層，土的物理力學(xué)性質(zhì)，地下水位及其滲透性能，取得設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)，此外還進(jìn)行了不同長(zhǎng)度和斜度的壓樁和撥樁試驗(yàn)，確定土和樁的摩阻系數(shù)及凝聚力，然后通過(guò)計(jì)算，確定在基坑打樁的部位，樁與樁的間距及樁的直徑，長(zhǎng)度等，由于該工程的地下水位高，還要進(jìn)行抽水井的位置和數(shù)目設(shè)計(jì)，進(jìn)行抽水。本實(shí)施例中的平樁選用直徑φ8-10cm長(zhǎng)8-9m的竹樁，打通所有竹節(jié)并按一定間距在樁的四周砍出魚(yú)鱗狀倒刺，隔30cm左右打一流水孔，竹尾部砍出30°左右的破口，以利于樁的打入該工程的基坑深分兩類，南面為-3m，北面為-4m，對(duì)于-4m深的坑，從地表以下1.5m放60°的坡，從該深度開(kāi)始按50cm間距打入水平竹樁，打完一排樁后將基坑中的土下挖至所需的深度，再按50cm的列距和行距打入第二排樁，隨著基坑下挖的深度，直至打完第四排樁；對(duì)于坑深3m的部分，按上述方法在地面以下1m開(kāi)始打入第一排平樁后，隨著基坑下挖的深度進(jìn)行打樁，直至打完第三批平樁，最后在坑底按45°壓入5m長(zhǎng)左右的斜樁，樁間距為0.5m竹樁的壓入利用挖土機(jī)的挖斗施壓，正常情況下每分鐘可壓入3根，這樣可邊挖土邊壓入竹樁，連續(xù)作業(yè)，直至完工。該基坑工程從8月18日開(kāi)始至8月23日完成，出土共2500m3，用毛竹1500根，扣除下雨、停電、斷路等耽誤，實(shí)際作業(yè)時(shí)間僅40小時(shí)，中間歷經(jīng)8月21日及25日兩次暴雨沖刷和浸泡，又經(jīng)8月27日水淹16小時(shí)以上，坑邊又經(jīng)重車碾壓，但基坑無(wú)任何坍塌現(xiàn)象，經(jīng)一周觀測(cè)，坑壁最大位移僅6mm，說(shuō)明本拉護(hù)法在穩(wěn)定基坑上的應(yīng)用是成功的。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于隨著基坑下挖深度的增加，將若干根樁按一定的間距，以水平或傾斜狀分批打入基坑中至少一面的坑壁內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于樁可為竹樁、木樁、鋼樁或鋼筋砼樁；樁的間距為0.3m-1.5m。
3.按權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于在樁表面可設(shè)置倒刺，在樁內(nèi)可設(shè)置流水孔。
4.按權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于傾斜的角度為0°-90°，最佳傾斜角為46°。
5.按權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于可采用打樁設(shè)備將樁打入基坑壁中，最佳的打樁設(shè)備可采用挖土機(jī)上的翻斗施壓。
6.按權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于樁的直徑為5cm-25cm；樁的長(zhǎng)度為2m-20m，樁與樁間可采用接頭連接。
7.按權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于在基坑的坑底面還可設(shè)置豎直或傾斜樁。
8.按權(quán)利要求1或2所述的一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征在于還可在基坑邊緣的1m-15m處設(shè)置斜樁；也可以在基坑邊緣做不小于45°的護(hù)坡。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種穩(wěn)定建筑基坑的拉護(hù)法，其特征為隨著基坑下挖深度的增加，將若干根樁按一定的間距，以水平或傾斜狀分批打入基坑中至少一面的坑壁內(nèi)。本發(fā)明適用于松軟的土質(zhì)中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有施工簡(jiǎn)單、基坑造價(jià)低(約占現(xiàn)有造價(jià)的1/5)，工期短、安全可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D17/04GK1152060SQ9611653
公開(kāi)日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1996年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月15日
發(fā)明者陳雨孫, 丁秀玲 申請(qǐng)人:于秀玲