专利名称：一种稳定建筑基坑的拉护法的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑工程中稳定基坑的一种方法，具体地说主要是在较松软的土质中稳定基坑的拉护方法，即开发了摩擦桩的一种新用途，它能拉护和稳定建筑工程中的基坑。
现有技术中在较松软的土质上建造高层楼房深基坑的开挖均须支护，以防坑壁坍塌，目前国内外的支护方法的思路大都均来自于“挡”，即沿基坑周边打入用钢板桩、钢筋砼桩、板桩或浇筑钢砼连续墙、水泥搅拌桩等置于基坑底面以下一定深度，以阻挡坑壁土的压力，若基坑深度过大，或土质松软，为防支挡构件倾倒，还须对这些竖桩设置水平支撑，或以锚杆打入土中，在其背面拉住，这种基坑的支护方法不仅存在施工周期长，工程造价高，还时有坍塌现象发生，造成很大的经济损失。
本发明的目的在于提供一种稳定建筑基坑的拉护方法，它即能保证施工安全，又能节约造价和提前工期。
本发明的技术方案是这样实现的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于随着基坑下挖深度的增加，将若干根桩按一定的间距，以水平或倾斜状分批打入基坑中至少一面的坑壁内。桩可为竹桩、木桩、钢桩或钢筋砼桩；桩的间距通常为0.3m-1.5m。
本发明撇开了现有的被动地支挡可能滑动的土体的思想，创立了一种新的构思、即利用摩擦桩主动地加强土的抗拉强度，从根本上不让其滑动破坏，并采用了简单有效的方法，使用若干根桩，例如选用常见的易于取材的毛竹做成桩，按一定的间距以水平或具有一定的倾斜角分批打入基坑壁，起到筋的作用，以增强土体自身的凝聚力，使土体像岩体一样，无需借助支挡工程，不仅坑壁能直立不坍，坑底不会膨凸，坑底连同坑壁也不会产生整体滑动，这就是本基坑拉护法的基本思路。根据土力学中经典的Rankin理论，凡具有凝聚力c(kPa)的粘土的直立高度z0＝2c/γt9(45°-4φ/2)，式中，/为土的重度(kN/m3)，φ为土的内摩阻角，如此，设软土的φ＝10°，γ＝20kN/m3，则欲使5m的坑壁直立，只需令土具备凝聚力c＝39.85kN/m2(kPa)，这个凝聚力，就是由打入土中的竹桩所产生的摩擦力提供。而据试验，一根埋深5m的水平竹桩(直径8cm)具有1000-2000kN的抗拨力。
竹桩打入软土，与钢筋砼相似，两者结成一个整体，此整体能在多大外力作用下不致破坏，则取决于土对桩的握裹力，亦即桩与土之间的摩阻力，而摩阻力又取决于桩、土间的法向应力和摩阻系数。我们在研究了前人的大量摩擦桩传力机理和承载力试验资料的基础上，推出竖桩的几个重要公式摩擦桩的极限承载力F0＝(π/2)DγfK0l2(1)式中D为桩直径，f为桩土间摩阻系数，K0为静止土压力系数，l为桩长。桩身的轴向力Q(z)＝P－(π/2)·DγfK0z2(2)式中P为桩顶荷载，z为桩身某一点的深度。桩身的有效长度l0＝P/[(π/2)Dγf·K0](3)又将以上三式转用到平桩上，推出平桩的有效长度l0＝A·Kα/(2Df) (4)平桩的抗拨强度Fh＝2Dγhfl0(5)每根平桩拉护土壁的面积A＝2Dfl0/Kα(6)式中h为平桩的埋深(从地面算起)，A为每根桩的拉护土壁的面积。Ka＝tg2(45°－φ/2)，及φ为土的摩阻角。此外，还制定了一套竖桩的压人和起拨的试验程序及计算公式以确定摩阻系数这一重要参数。
本发明与现有技术相比，具有施工简单，基坑造价低(约占现有造价的1/5)，工期短(无需28天的砼养保期)，安全可靠的特点。
图1为本发明基坑拉护的一纵剖面示意2为本发明基坑拉护的另一纵剖面示意3为本发明基坑拉护一实施例的纵剖面示意4为本发明基坑拉护一实施例的横剖面示意图下面结合附图对本发明进一步的描述，并给出实施例。
本发明为一种稳定建筑基坑的拉护方法，可先将基坑向下挖一定的深度，将若干根桩(如在江南地区可使用当地最廉价的材料毛竹做成桩)以一定的间距，按水平或倾斜状打入基坑中至少一面的坑壁中，桩1的间距及桩的长度，须经过勘察和土质化验，并按以上已给出的公式和基坑壁的面积计算确定。通常桩的间距为0.3m-1.5m，桩的直径为5cm-25cm；桩的长度为2m-20m，若一根桩不够长，桩与桩间可采用接头进行连接；为了增加桩与土间的摩擦力，在桩表面可设置倒刺，在打平桩时在桩内可设置流水孔，使桩兼起滤水管的作用，以利于基坑地下水位逐步降低，防止坑底产生土涌，倾斜桩的倾斜角度可为0-90°间，最佳倾斜角为46°；将一批桩打入基坑壁后，按桩的间距将基坑底的土挖至下一批打桩的深度，然后再进行下一批的打桩，就这样分批将桩打入基坑中的坑壁内，直至预定的坑深；在打桩过程中可采用打桩设备将桩打入基坑壁中，根据在实践中的摸索，在较松软的土中最佳的打桩设备可采用挖土机上的翻斗施压；若基坑底是流塑软土，为防止其拱起(被动破坏和滑动)，则可按一定的间距在基坑的坑底面还可设置竖直或倾斜桩；若基坑边缘处的土很松软，还可在基坑边缘的1m-15m处设置斜桩；根据需要也可以在基坑边做不小于45°的护坡。
实施例在昆山长江浮法玻璃有限公司净水车间的基坑中使用该拉护法，首先进行勘察和取样土质化验，查清基坑所在地的地层，土的物理力学性质，地下水位及其渗透性能，取得设计的基本数据，此外还进行了不同长度和斜度的压桩和拨桩试验，确定土和桩的摩阻系数及凝聚力，然后通过计算，确定在基坑打桩的部位，桩与桩的间距及桩的直径，长度等，由于该工程的地下水位高，还要进行抽水井的位置和数目设计，进行抽水。本实施例中的平桩选用直径φ8-10cm长8-9m的竹桩，打通所有竹节并按一定间距在桩的四周砍出鱼鳞状倒刺，隔30cm左右打一流水孔，竹尾部砍出30°左右的破口，以利于桩的打入该工程的基坑深分两类，南面为-3m，北面为-4m，对于-4m深的坑，从地表以下1.5m放60°的坡，从该深度开始按50cm间距打入水平竹桩，打完一排桩后将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桩，随着基坑下挖的深度，直至打完第四排桩；对于坑深3m的部分，按上述方法在地面以下1m开始打入第一排平桩后，随着基坑下挖的深度进行打桩，直至打完第三批平桩，最后在坑底按45°压入5m长左右的斜桩，桩间距为0.5m竹桩的压入利用挖土机的挖斗施压，正常情况下每分钟可压入3根，这样可边挖土边压入竹桩，连续作业，直至完工。该基坑工程从8月18日开始至8月23日完成，出土共2500m3，用毛竹1500根，扣除下雨、停电、断路等耽误，实际作业时间仅40小时，中间历经8月21日及25日两次暴雨冲刷和浸泡，又经8月27日水淹16小时以上，坑边又经重车碾压，但基坑无任何坍塌现象，经一周观测，坑壁最大位移仅6mm，说明本拉护法在稳定基坑上的应用是成功的。
权利要求
1.一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于随着基坑下挖深度的增加，将若干根桩按一定的间距，以水平或倾斜状分批打入基坑中至少一面的坑壁内。
2.按权利要求1所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于桩可为竹桩、木桩、钢桩或钢筋砼桩；桩的间距为0.3m-1.5m。
3.按权利要求1或2所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于在桩表面可设置倒刺，在桩内可设置流水孔。
4.按权利要求1或2所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于倾斜的角度为0°-90°，最佳倾斜角为46°。
5.按权利要求1或2所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于可采用打桩设备将桩打入基坑壁中，最佳的打桩设备可采用挖土机上的翻斗施压。
6.按权利要求1或2所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于桩的直径为5cm-25cm；桩的长度为2m-20m，桩与桩间可采用接头连接。
7.按权利要求1或2所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于在基坑的坑底面还可设置竖直或倾斜桩。
8.按权利要求1或2所述的一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征在于还可在基坑边缘的1m-15m处设置斜桩；也可以在基坑边缘做不小于45°的护坡。
全文摘要
本发明公开了一种稳定建筑基坑的拉护法，其特征为随着基坑下挖深度的增加，将若干根桩按一定的间距，以水平或倾斜状分批打入基坑中至少一面的坑壁内。本发明适用于松软的土质中，与现有技术相比，具有施工简单、基坑造价低(约占现有造价的1/5)，工期短、安全可靠的特点。
文档编号E02D17/04GK1152060SQ9611653
公开日1997年6月18日 申请日期1996年10月15日 优先权日1996年10月15日
发明者陈雨孙, 丁秀玲 申请人:于秀玲