主动式双向倾斜排桩基坑支护方法技术

本发明专利技术公开了一种主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，采用以下步骤：1)沿基坑边沿内侧将向坑内倾斜的内倾支护桩和向坑外倾斜的外倾支护桩交错打入至桩底设计标高，同时在外倾支护桩的后方设置隔水帷幕；2)在每根内倾支护桩的桩顶设置一台千斤顶；3)在由所有内倾支护桩和所有外倾支护桩构成的双向倾斜排桩上设置将所有内倾支护桩和所有外倾支护桩连成一体的冠梁；4)开挖内倾支护桩所围土体至坑底设计标高，在开挖的过程中或开挖之前，采用步骤2)中设置的千斤顶对内倾支护桩施加控制膨胀力，以减小土体及桩顶位移。本发明专利技术可以在很大程度上减小桩顶位移，减小桩身弯矩，减少工程造价，增加开挖深度，减小基坑发生倾覆破坏的可能性。

Active two-way inclined row pile foundation pit support method

The invention discloses an active two-way inclined row pile foundation pit supporting method, which adopts the following steps: 1) interlacing the inclined inner supporting pile and the inclined outer supporting pile along the inner edge of the foundation pit to the design elevation of the pile bottom, and setting a water-proof curtain behind the inclined supporting pile; 2) setting a jack on the top of each inclined supporting pile; A crown beam is arranged on the two-way inclined row piles consisting of inclined supporting piles and all inclined supporting piles. 4) The soil surrounding the inclined supporting piles is excavated to the design elevation of the bottom of the pit. During or before excavation, the jack set in step 2 is used to exert control expansive force on the inclined supporting piles in order to reduce the soil and pile top. Displacement. The invention can greatly reduce the displacement of the pile top, reduce the bending moment of the pile body, reduce the project cost, increase the excavation depth and reduce the possibility of overturning failure of the foundation pit.

【技术实现步骤摘要】
主动式双向倾斜排桩基坑支护方法
本专利技术涉及一种基坑支护方法，特别是一种主动式双向倾斜排桩基坑支护方法。
技术介绍
桩排支护是目前国内应用最广泛的基坑支护形式之一。桩排结构与地下连续墙相比，具有施工工艺简单、成本低、平面布置灵活等诸多优点。间隔排列的桩排式支护适用于无地下水或允许坑外降水的情况，当设置止水帷幕或与其他混合式桩组成并排连续墙体时，也可用于软弱含水地层。当基坑开挖较浅、地质条件较好、环境要求(尤其是变形要求)不高时，可以采用悬臂桩支护形式。排桩支护还可以利用锚杆进行锚固或者在基坑内加各种类型的支撑，提高排桩的支护能力。当基坑开挖面积较大、地基软弱、环境要求高时，可以采用内撑式支护。当基坑土层条件较好，达到拉锚条件，并且周边环境要求不高时，可以采用拉锚式支护。普通的排桩支护，桩均为竖直桩，利用竖直桩进行排桩支护的缺点主要有：第一，相同开挖深度的桩顶位移大，内力大，使桩后地面产生较大变形，危及周围环境。第二，当桩的强度不够时容易导致护坡桩折断而使基坑失稳，并且基坑可以开挖的深度较小，开挖深度较大时很容易发生倾覆破坏，因此支护结构需要更大截面和插入深度。在深基坑开挖的过程中，由于深基坑的卸荷导致周围土体和基坑本身的位移场和应力场出现较大的变化并且进一步的导致坑周的地表沉降、围护结构侧向变形以及基坑底土体隆起等问题，从而导致桩顶位移过大。如果对其施加主动控制，就可以减小土体及桩顶位移。目前国内外较为先进的一种技术是“深基坑钢支撑轴力液压伺服系统”。然而，这种技术主要依靠水平支撑所施加的液压轴力来对基坑变形进行主动控制，占用空间大，造价高，不环保也不经济。因此，研发一种适用于软土地区超深、超大基坑，同时经济、快速、节能、安全的支护方法是目前市场发展的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种主动式双向双向倾斜排桩基坑支护方法，该方法可以在很大程度上减小桩顶位移，减小桩身弯矩，减少工程造价，增加开挖深度，减小基坑发生倾覆破坏的可能性。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，采用以下步骤：1)沿基坑边沿内侧将向坑内倾斜的内倾支护桩和向坑外倾斜的外倾支护桩交错打入至桩底设计标高，同时在外倾支护桩的后方设置隔水帷幕；2)在每根内倾支护桩的桩顶设置一台千斤顶；3)在由所有内倾支护桩和所有外倾支护桩构成的双向倾斜排桩上设置将所有内倾支护桩和所有外倾支护桩连成一体的冠梁；4)开挖内倾支护桩所围土体至坑底设计标高，在开挖的过程中或开挖之前，采用步骤2)中设置的千斤顶对内倾支护桩施加控制膨胀力，以减小土体及桩顶位移。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：所述步骤1)，内倾支护桩的倾斜角度大于0度小于等于30度。所述步骤1)，外倾支护桩的倾斜角度大于0度小于等于30度。所述步骤1)，内倾支护桩和外倾支护桩桩底深度均为2～2.5倍基坑开挖深度。所述步骤1)，相邻内倾支护桩和外倾支护桩的桩间距为2～2.5倍桩径。所述步骤1)，内倾支护桩和外倾支护桩直径均为300～600mm。所述步骤3)，冠梁宽度大于等于与其连接的支护桩桩径或桩截面边长，高度大于等于与其连接的支护桩桩径的0.6倍或桩截面边长的0.6倍。所述步骤3)，冠梁沿宽度方向两边各扩出1/2桩径或1/2桩截面边长。所述步骤1)，内倾支护桩和外倾支护桩采用跳桩施工方法压入，间隔1～2根桩压入下一根桩。本专利技术具有的优点和积极效果是：一)利用千斤顶对双向倾斜排桩位移进行主动控制，在开挖深度相同的情况下该方法可以在很大程度上减小桩顶位移，使桩后地面变形大大减小，避免对周围环境造成破坏，同时可以减小桩身弯矩，使桩身设计强度降低，从而降低工程造价，具有很大的经济意义。二)利用千斤顶对双向倾斜排桩位移进行主动控制，当桩长和桩设计强度与普通排桩相同时，可以使开挖深度增加，具有较好的技术价值；由于开挖面倾斜，基坑发生倾覆破坏的可能性大大减小，对于基坑工程的安全意义很大；三)利用千斤顶对双向倾斜排桩位移进行主动控制，由于以上双向倾斜排桩支护的优点，原本可能需要采用内撑式支护或拉锚式支护的基坑工程，此时仅利用悬臂桩支护就可以满足设计要求，从而使设计施工更加简便，并且节约材料，从而降低工程费用。综上所述，本专利技术能够适用于使用排桩进行基坑支护又期望减小桩顶位移，增加开挖深度，降低排桩倾覆破坏可能性或减小排桩设计强度以降低造价的基坑支护工程。附图说明图1为应用本专利技术的结构示意图。图中：1、冠梁；2、坑底；3、基坑边沿；4、内倾支护桩；5、外倾支护桩；6、千斤顶。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一种主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，采用以下步骤：1)沿基坑边沿3内侧将向坑内倾斜的内倾支护桩4和向坑外倾斜的外倾支护桩5交错打入至桩底设计标高，同时在外倾支护桩5的后方设置隔水帷幕；2)在每根内倾支护桩4的桩顶设置一台千斤顶6；3)在由所有内倾支护桩4和所有外倾支护桩5构成的双向倾斜排桩上设置将所有内倾支护桩4和所有外倾支护桩5连成一体的一根冠梁1；4)开挖内倾支护桩4所围土体至坑底设计标高，在开挖的过程中或开挖之前，采用步骤2)中设置的千斤顶6对内倾支护桩施加控制膨胀力，以减小土体及双向倾斜排桩桩顶位移。本专利技术是对普通桩排支护的改进，用双向倾斜排桩代替竖直排桩，根据计算以及场地条件，让基坑支护排桩交错地向基坑内侧和外侧倾斜一定角度，同时在内倾支护桩的桩顶设置千斤顶，对桩身施加轴向控制力。本专利技术的基本原理是：一方面，众所周知，边坡坡度小比坡度大时更稳定，更不容易发生倾覆与整体稳定的破坏。同样，存在一定坡度的边坡比竖直的边坡要稳定，因此支护起来要更简单，对支护结构的要求更低。本专利技术的方法正是基于这种思想，在场地允许的情况下，采用具有一定斜度的排桩对基坑进行支护。同时，用斜桩进行基坑支护时，桩后具有滑动趋势的楔形体要比桩竖直时的楔形体小，原因是桩后楔形体因为坡度少了一部分。因此，土体对桩的作用力会大幅减小，这样桩顶位移和桩身受力都会减小很多。另一方面，在深基坑开挖的过程中，由于位移场和应力场的变化会导致周围土体出现变形，从而导致土体及桩顶位移过大，如果能给桩身施加一个推力，推力方向与土体及桩顶的位移方向相反，则可以有效限制位移。本专利技术正是基于这种思想，在内倾支护桩桩顶设置千斤顶，通过千斤顶对桩身施加轴向控制膨胀力，从而会产生水平推力分量，利用千斤顶对于土体及桩顶位移进行实时有效的控制，从而很大程度减小位移。理论上来说，桩的斜度越大，桩的受力和桩顶位移越小，从而越经济，但是桩的斜度不能无限制的增大，因为，由于施工场地的限制，可能没有足够的空间使桩的斜度太大，另一方面，桩的斜度大时，其基坑深度以下的桩由于伸到基坑内部空间以下，可能会影响桩基的施工。另外桩的倾斜会使桩长增大，抵消一部分因桩身强度降低带来的经济性，并且使支护桩施工难度增大。因此斜桩支护在实际应用过程中，其斜度的确定应充分考虑各方面的因素。在相同条件下，采用本专利技术可以减小双向倾斜排桩的倾斜角度，缩短双向倾斜排桩的桩长，缩短双向倾斜排桩的桩间距，缩小双向倾斜排桩的桩径。施工前需要根据场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，其特征在于，采用以下步骤：1)沿基坑边沿内侧将向坑内倾斜的内倾支护桩和向坑外倾斜的外倾支护桩交错打入至桩底设计标高，同时在外倾支护桩的后方设置隔水帷幕；2)在每根内倾支护桩的桩顶设置一台千斤顶；3)在由所有内倾支护桩和所有外倾支护桩构成的双向倾斜排桩上设置将所有内倾支护桩和所有外倾支护桩连成一体的一根冠梁；4)开挖内倾支护桩所围土体至坑底设计标高，在开挖的过程中或开挖之前，采用步骤2)中设置的千斤顶对内倾支护桩施加控制膨胀力，以减小土体及桩顶位移。

【技术特征摘要】
1.一种主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，其特征在于，采用以下步骤：1)沿基坑边沿内侧将向坑内倾斜的内倾支护桩和向坑外倾斜的外倾支护桩交错打入至桩底设计标高，同时在外倾支护桩的后方设置隔水帷幕；2)在每根内倾支护桩的桩顶设置一台千斤顶；3)在由所有内倾支护桩和所有外倾支护桩构成的双向倾斜排桩上设置将所有内倾支护桩和所有外倾支护桩连成一体的一根冠梁；4)开挖内倾支护桩所围土体至坑底设计标高，在开挖的过程中或开挖之前，采用步骤2)中设置的千斤顶对内倾支护桩施加控制膨胀力，以减小土体及桩顶位移。2.根据权利要求1所述的主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，其特征在于，所述步骤1)，内倾支护桩的倾斜角度大于0度小于等于30度。3.根据权利要求1所述的主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，其特征在于，所述步骤1)，外倾支护桩的倾斜角度大于0度小于等于30度。4.根据权利要求1所述的主动式双向倾斜排桩基坑支护方法，其特征在于，所述步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁钰，苏奕铭，郑刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12