專利名稱：分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程中的基坑開挖和支護(hù)施工方法，具體為分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法。
背景技術(shù)：
建設(shè)部建質(zhì)200987號文關(guān)于印發(fā)《危險性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》的通知規(guī)定:一般深基坑是指開挖深度超過5m (含5m)或地下室三層以上(含三層)，或深度雖未超過5m，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程。隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑得到了廣泛的應(yīng)用，城市用地越來越緊張，為充分利用地下空間資源，基坑的深度也越來越深。而高層建筑普遍都帶有1-3層的地下室，基坑開挖深度為6 15m。建筑基坑緊鄰周邊建筑或建筑紅線的情況越來越多，有些基坑沒有放坡空間，施工場地狹小，對基坑支護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。在同一基坑工程中，采用單一的支護(hù)形式往往難以同時滿足基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、安全性和適用性要求。在同一基坑工程中合理選用兩種或兩種以上支護(hù)形式進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，可以發(fā)揮各種支護(hù)形式的優(yōu)點(diǎn)，同時保證基坑支護(hù)形式的安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性。目前，基坑工程聯(lián)合支護(hù)的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢。支護(hù)樁是深基坑支護(hù)的重要方式之一，常規(guī)的基坑支護(hù)方法中，支護(hù)樁工程只是一項(xiàng)臨時輔助工程，在完成基坑工程后，圍護(hù)體系報(bào)廢，不能繼續(xù)利用，支護(hù)樁工程的造價相當(dāng)高，一般IOm深的基坑工程，其圍護(hù)費(fèi)用大約是3萬元每延米。這樣對于一個普通高層建筑來說，在地下工程施工中，作為臨時輔助的圍護(hù)工程費(fèi)用就可能要上百萬元，嚴(yán)重制約工程成本預(yù)算控制。目前，如何在保證施工安全的基礎(chǔ)上，在有限的施工作業(yè)面合理的選擇深基坑支護(hù)形式，達(dá)到支護(hù)設(shè)計(jì)的最·大優(yōu)化，大幅度節(jié)約工程成本造價，成為了深基坑施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的方法在深基坑工程施工中，經(jīng)常出現(xiàn)因深基坑支護(hù)工程量大，成本高，影響施工工期的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的深基坑工程中支護(hù)工程量大、成本高的問題，提供了一種分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法，包括如下步驟:
(I)、進(jìn)行現(xiàn)場勘測，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告及周圍建筑情況確定初步方案，進(jìn)行樁基受力驗(yàn)算，按要求組織專家論證，完成方案設(shè)計(jì)；
所述方案設(shè)計(jì)為:對于深度超過5m的深基坑采用呈臺階式分級支護(hù)、分級開挖，根據(jù)基坑開挖深度的不同，自上而下依次采用單排工程樁支護(hù)、雙排工程樁支護(hù)、錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)；(2)、根據(jù)方案設(shè)計(jì)，編制施工組織設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案，按要求進(jìn)行審批，完善技術(shù)準(zhǔn)備工作，進(jìn)行測量放線；
(3)、在地面標(biāo)高，進(jìn)行首層樁基施工，開挖第一級土方，控制開挖深度在2m以內(nèi)，采用自然放坡(根據(jù)開挖土質(zhì)選擇合理的放坡系數(shù));
(4)、第一級土方開挖完后，進(jìn)行首層工程樁和冠梁施工；
(5)、在首層工程樁和冠梁支護(hù)下，開挖第二級土方；
(6)、第二級土方開挖完后，進(jìn)行第二層工程樁和冠梁施工；
(7)、在第二層工程樁和冠梁支護(hù)下，開挖第三級土方；
(8)、以此類推，完成樁基工程和深基坑土方開挖施工。針對深基坑、各級圍護(hù)樁及工程樁樁頂高差大的特點(diǎn)，本方法采用了分級開挖，自上而下依次采用單排工程樁支護(hù)、雙排工程樁支護(hù)、錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)的施工方法，優(yōu)化組合后滿足了各級基坑的支護(hù)要求，同時實(shí)現(xiàn)一樁兩用，大幅節(jié)省了支護(hù)成本，在保證工程正常施工的前提下，最大限度的節(jié)約工程造價，提高工程施工效率。本方法適用于工程地質(zhì)條件差，基坑開挖深度大，群樁密集、工程施工難度大的復(fù)雜工程；適用于工程樁兼支護(hù)樁形式下，深基坑分多級開挖，根據(jù)基坑深度不同，結(jié)構(gòu)受力不同，選用合適的樁基形式進(jìn)行支護(hù)，單排、多排支護(hù)樁型結(jié)合施工的工程；適用于工程造價控制嚴(yán)格、工期緊張、質(zhì)量要求高的工程。具體施工時，作為支護(hù)樁的工程樁具體采用是單排樁支護(hù)，還是單排樁和多排樁結(jié)合支護(hù)，基坑的土方開挖共分幾級，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素綜合確定。支護(hù)樁在設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮建筑物基礎(chǔ)形式，盡可能的用工程樁兼做支護(hù)樁，實(shí)現(xiàn)一樁兩用。施工特點(diǎn)如下`:
1、工程樁兼作支護(hù)樁施工時，經(jīng)過施工前的現(xiàn)場勘測和樁基抗壓抗剪驗(yàn)算，確定保證工程結(jié)構(gòu)及施工安全的專項(xiàng)方案。利用工程樁及上部的承臺連梁將排樁連成整體，形成護(hù)坡樁?；坶_挖時，對邊坡起支護(hù)作用，基槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工完后，再用作外側(cè)結(jié)構(gòu)的樁承臺基礎(chǔ)。2、工程樁兼作支護(hù)樁不僅要滿足工程樁豎向承載力要求，還要具有支護(hù)樁抗側(cè)滑移的能力，分級施工的樁基下一級樁受力時，需要考慮上一級樁土層對其產(chǎn)生的影響。3、根據(jù)工程地質(zhì)條件、基槽開挖深度的需要，將樁基設(shè)計(jì)為單排樁與多排樁結(jié)合施工，基槽分層開挖，將工程需要與樁基支護(hù)形式合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)，既保證工程施工質(zhì)量安全的需要，又最大限度的節(jié)約工程造價，經(jīng)過與同類施工方法比較，本方法優(yōu)勢明顯。本發(fā)明方法設(shè)計(jì)合理、操作簡便、施工快速，主要創(chuàng)新點(diǎn)為:1深基坑采用分級開挖、分級支護(hù)；2工程樁兼作支護(hù)樁；3采用單排樁、雙排樁、錨索支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)；可有效的保證工程施工安全和工期，對同類施工具有很好的借鑒意義，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，解決了目前傳統(tǒng)的方法在深基坑工程施工中，經(jīng)常出現(xiàn)因深基坑支護(hù)工程量大、成本高，影響施工工期的問題。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的施工流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面以陽泉市氧化鋁二期氧化鋁倉及包裝堆棧工程為例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。一種分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法，包括如下步驟:
(1)、進(jìn)行現(xiàn)場勘測，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告及周圍建筑情況確定初步方案，進(jìn)行樁基受力驗(yàn)算，按要求組織專家論證，完成方案設(shè)計(jì)；
所述方案設(shè)計(jì)為:對于深度超過5m的深基坑采用呈臺階式分級支護(hù)、分級開挖，根據(jù)基坑開挖深度的不同，自上而下依次采用單排工程樁支護(hù)、雙排工程樁支護(hù)、錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)；
(2)、根據(jù)方案設(shè)計(jì)，編制施工組 織設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案，按要求進(jìn)行審批，完善技術(shù)準(zhǔn)備工作，進(jìn)行測量放線；
(3)、在地面標(biāo)高，進(jìn)行首層樁基施工，開挖第一級土方，控制開挖深度在2m以內(nèi)，采用自然放坡(根據(jù)開挖土質(zhì)選擇合理的放坡系數(shù));
(4)、第一級土方開挖完后，進(jìn)行首層工程樁和冠梁施工；
(5)、在首層工程樁和冠梁支護(hù)下，開挖第二級土方；
(6)、第二級土方開挖完后，進(jìn)行第二層工程樁和冠梁施工；
(7)、在第二層工程樁和冠梁支護(hù)下，開挖第三級土方；
(8)、以此類推，完成樁基工程和深基坑土方開挖施工。陽泉市氧化鋁二期氧化鋁倉及包裝堆棧工程位于高回填土區(qū)域，由于群樁密集，工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相鄰基礎(chǔ)標(biāo)高落差大，基坑開挖深度17m，采用呈臺階式分四級開挖；第一級采用自然放坡開挖到標(biāo)高-1.6米；第二級在單排工程樁和冠梁支護(hù)下開挖到標(biāo)高-7.1米；第三級在雙排工程樁和冠梁支護(hù)下開挖到標(biāo)高-13.5米；第四級在錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)下開挖到標(biāo)高_(dá)17m?！?、工程原理 1、設(shè)計(jì)原理
工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序主要為:
1.1框架計(jì)算采用PKPM系列軟件(2010版)結(jié)構(gòu)明面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)PMCAD及結(jié)構(gòu)空間有限元分析設(shè)計(jì)軟件SATWE。1.2輪倉體計(jì)算采用SAP2000 (V14.2.3)三維通用結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)程序。1.3倉下抗壓樁兼支護(hù)樁分析計(jì)算采用理正巖土軟件5.1程序。1.4基礎(chǔ)計(jì)算采用PKPM軟件(2010版)基礎(chǔ)工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)JCCAD。1.5樁基設(shè)計(jì)原理:將承受上部結(jié)構(gòu)荷載的樁基礎(chǔ)兼作基坑支護(hù)的護(hù)坡樁，其計(jì)算內(nèi)容主要分兩步進(jìn)行:首先采用《理正深基坑計(jì)算軟件》計(jì)算基坑開挖過程中樁基的內(nèi)力、位移以及土體整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，其中第一級開挖到-1.6m，第二級開挖到-7.lm，第一、二級采用單排樁支護(hù)；第三級開挖到-13.5m，采用雙排樁支護(hù)；第四級開挖到_17m，采用錨索支護(hù)樁與工程樁結(jié)合的支護(hù)方法。計(jì)算雙排樁受力時，還需要考慮第二級土層對其產(chǎn)生的影響。第二步采用sap2000有限元計(jì)算軟件計(jì)算氧化鋁槽倉整體模型，通過整體模型的計(jì)算，得到在上部荷載作用下樁基的受力情況。2、工藝原理2.1利用工程樁及上部的承臺連梁將排樁連成整體，形成護(hù)坡樁，樁基和樁頂連梁在基槽開挖時對邊坡起到支護(hù)作用，上部結(jié)構(gòu)施工時，又作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分。2.2根據(jù)地質(zhì)條件、工程結(jié)構(gòu)、基坑開挖深度的需要，選擇合適的支護(hù)形式，單排與多排樁、錨索支護(hù)樁相結(jié)合的工藝。二、工藝流程及操作要點(diǎn)
1、施工工藝流程:
如圖1所示，首先進(jìn)行現(xiàn)場勘測，確定初步方案，經(jīng)過受力驗(yàn)算、專家論證后，進(jìn)行工程樁基設(shè)計(jì)，并制定詳細(xì)的施工方案。開始首層樁基施工、開挖第一級土方、首層承臺冠梁施工，在首層樁基支護(hù)下，開挖第二級土方，施工下一層樁基，以此類推。施工過程中，每道工序都嚴(yán)格按照施工方案及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行樁基及基坑沉降、位移變形觀測。2、操作要點(diǎn)
2.1施工技術(shù)要求
2.1.1施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)單位提出的設(shè)計(jì)文件、巖土工程勘察資料、建筑樁基技術(shù)規(guī)范和建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程等·制定實(shí)施性的專項(xiàng)施工方案，并組織專家論證。2.1.2樁孔開挖時，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的成孔方法進(jìn)行施工。2.1.3鋼筋籠制作安裝:鋼筋籠配筋嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及施工方案要求進(jìn)行制作安裝。2.1.4為了保證籠頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在主筋上焊接兩根Φ8吊筋，吊筋與主筋采用雙面搭接焊，焊接長度>5d，焊接要牢固。為保障保護(hù)層厚度，鋼筋籠每3米同一截面周圍對稱焊制一組(3個)弓形支耳與主筋焊接。2.1.5鋼筋籠下端主筋的端部應(yīng)加焊加強(qiáng)筋一道，以防止下端鋼筋籠在下入時插入孔壁或在導(dǎo)管提升時卡掛導(dǎo)管。2.1.6樁基及冠梁混凝土必須符合要求。2.1.7現(xiàn)場混凝土澆筑采用串筒，遇見地下水及塌孔時采用導(dǎo)管?；炷敛捎霉捃囘\(yùn)輸并向樁內(nèi)澆筑，澆筑混凝土?xí)r應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層振搗密實(shí)。一般第一步宜澆筑到擴(kuò)底部位的頂面，然后澆筑上部混凝土，分層高度以搗固的工具而定，但不宜大于1.5m?；炷翝仓綐俄敃r，應(yīng)適當(dāng)超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證在剔除浮漿后，樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。2.1.6冠梁施工:排樁施工完畢，基槽開挖到冠梁底位置，清除多余樁頭，清理連接面的殘?jiān)?、浮土、夯?shí)，在冠梁底部鋪筑墊層，而后彈出中線，經(jīng)驗(yàn)線后方可安裝鋼筋，封閉模板，澆筑冠梁混凝土。2.1.7基槽土方開挖:基槽土方開挖前必須對樁基及承臺連梁砼進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到100%后方可開挖。2.2變形觀測
2.2.1本次基坑變形觀測采用電子經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測。2.2.2基坑邊坡水平位移觀測是測量基坑變形觀測點(diǎn)在垂直基坑邊線方向上的水平位移，可采用經(jīng)緯儀小角法觀測。2.2.3施工期間在坡頂設(shè)變形觀測點(diǎn)，觀測點(diǎn)固定鋁箔紙，觀測點(diǎn)間距大約15m，且每邊不少于3點(diǎn)。2.2.4基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置:基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在平行于基坑邊線并通過觀測點(diǎn)或離觀測點(diǎn)距離較近的視線上，根據(jù)現(xiàn)場條件，基準(zhǔn)點(diǎn)的位置應(yīng)離開基坑邊線一定距離設(shè)在穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的位置，當(dāng)按兩個層次布網(wǎng)觀測時，使用前應(yīng)利用檢核點(diǎn)對其進(jìn)行穩(wěn)定性檢測，每條視線至少I個工作基點(diǎn)。2.2.5檢核點(diǎn)的設(shè)置:檢核點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在變形影響范圍以外便于長期保存的穩(wěn)定位置。對于每個基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)的檢核點(diǎn)不得少于2個。2.2.6定向點(diǎn)的設(shè)置:在通過工作基點(diǎn)的視線上、基坑對面的穩(wěn)定建筑物或圍墻上或地面上設(shè)置定向點(diǎn)，作為觀測視線定向的依據(jù)。定向點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量與工作基點(diǎn)對應(yīng)。監(jiān)測警戒值表
權(quán)利要求
1.一種分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法，包括如下步驟 (1)、進(jìn)行現(xiàn)場勘測，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告及周圍建筑情況確定初步方案，進(jìn)行樁基受力驗(yàn)算，按要求組織專家論證，完成方案設(shè)計(jì)； 其特征在于所述方案設(shè)計(jì)為對于深度超過5m的深基坑采用呈臺階式分級支護(hù)、分級開挖，根據(jù)基坑開挖深度的不同，自上而下依次采用單排工程樁支護(hù)、雙排工程樁支護(hù)、錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)； (2)、根據(jù)方案設(shè)計(jì)，編制施工組織設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案，按要求進(jìn)行審批，完善技術(shù)準(zhǔn)備工作，進(jìn)行測量放線； (3)、在地面標(biāo)高，進(jìn)行首層樁基施工，開挖第一級土方，控制開挖深度在2m以內(nèi)，采用自然放坡； (4)、第一級土方開挖完后，進(jìn)行首層工程樁和冠梁施工； (5)、在首層工程樁和冠梁支護(hù)下，開挖第二級土方； (6)、第二級土方開挖完后，進(jìn)行第二層工程樁和冠梁施工； (7)、在第二層工程樁和冠梁支護(hù)下，開挖第三級土方； (8)、以此類推，完成樁基工程和深基坑土方開挖施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法，其特征在于深度為17m的超深基坑的方案設(shè)計(jì)采用呈臺階式分四級開挖；第一級采用自然放坡開挖到標(biāo)高-I. 6米；第二級在單排工程樁和冠梁支護(hù)下開挖到標(biāo)高-7. I米；第三級在雙排工程樁和冠梁支護(hù)下開挖到標(biāo)高-13. 5米；第四級在錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)下開挖到標(biāo)高_(dá)17m。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程中的基坑施工方法，具體為分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法，解決了現(xiàn)有的深基坑工程中支護(hù)工程量大、成本高的問題。一種分級開挖超深基坑工程樁兼作支護(hù)樁分級復(fù)合支護(hù)的工法，包括如下步驟(1)、進(jìn)行現(xiàn)場勘測，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告及周圍建筑情況確定初步方案，進(jìn)行樁基受力驗(yàn)算，按要求組織專家論證，完成方案設(shè)計(jì)；所述方案設(shè)計(jì)為對于深度超過5m的深基坑采用呈臺階式分級支護(hù)、分級開挖，根據(jù)基坑開挖深度的不同，自上而下依次采用單排工程樁支護(hù)、雙排工程樁支護(hù)、錨索支護(hù)樁與工程樁聯(lián)合支護(hù)。本發(fā)明方法設(shè)計(jì)合理、操作簡便、施工快速，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
文檔編號E02D17/02GK103255771SQ20131019550
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月24日
發(fā)明者李海濤, 王永星, 李永飛 申請人:山西太行建設(shè)開發(fā)有限公司