多級(jí)h型擋土樁及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多級(jí)h型擋土樁，包括若干排設(shè)置在基坑中的豎肢，所述豎肢是鋼柱。第一排豎肢與基坑的內(nèi)壁面接觸。從第一排豎肢到第n排豎肢，其高度逐漸下降。所述豎肢垂直于水平面，所述豎肢的下端插入基坑的底面。所述豎肢插入基坑的底面的部分為嵌固段，所述豎肢露出基坑的底面的部分為自由段。所述豎肢的嵌固段中澆筑混凝土。所述豎肢的自由段中填充沙土和/或石膏。相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。
【專利說(shuō)明】
多級(jí)h型擋土粧及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于巖土工程領(lǐng)域，具體涉及基坑工程和臨時(shí)邊坡工程。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)外大量高(超高)層建筑項(xiàng)目日益增多，基坑工程數(shù)量不斷增多，基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越深，開(kāi)挖面積逐漸增大，周邊場(chǎng)地越來(lái)越狹窄，且大多分布在沿海工程地質(zhì)條件較差、建(構(gòu))筑物密集的大中城市，出現(xiàn)的問(wèn)題也越來(lái)越多，使施工所遇到的難度也越來(lái)越大。因?yàn)樵谏罨娱_(kāi)挖支護(hù)過(guò)程中，不僅要保證基坑自身的穩(wěn)定，還必須保證臨近建筑設(shè)施的安全與穩(wěn)定，所以在基坑施工過(guò)程中要綜合考慮整個(gè)工程的安全性、合理性、經(jīng)濟(jì)性，選用最合適的支護(hù)形式。
[0003]目前，基坑支護(hù)形式主要有:放坡開(kāi)挖、拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)、土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)、重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)、擋土樁板墻等，其基本原理是通過(guò)連桿、樁或混凝土墻體將基坑邊坡荷載傳遞給基坑底部或后部的穩(wěn)定巖土體，進(jìn)而確?；舆吰路€(wěn)定。放坡開(kāi)挖需要較大水平距離減緩基坑邊坡的坡度，直至基坑穩(wěn)定，一般在城市用地及其緊張的環(huán)境下難以實(shí)施。拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)和土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的支護(hù)方法，在基坑支護(hù)工程中占有主導(dǎo)地位，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于施工簡(jiǎn)單方便、噪音污染小、工期較短、安全度較高、造價(jià)低，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的許多缺點(diǎn)，因此大受巖土工程界的歡迎。而其不足之處是適用的基坑深度較小，與被動(dòng)支護(hù)形式相比變形通常較大，基坑周邊需要較大的放坡空間，在大多數(shù)城市地下室工程中難以滿足要求。重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)是依靠自身墻體與基底的摩阻力來(lái)抵抗墻后土體的水平作用力，能夠滿足一些基坑深度不大，對(duì)變形要求不嚴(yán)格的基坑工程，其缺點(diǎn)是施工過(guò)程中一般需要先在擬建基坑后側(cè)形成臨時(shí)斜坡后在實(shí)施重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)，可能造成臨時(shí)邊坡垮塌失穩(wěn)。內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)是設(shè)置于基坑內(nèi)部，承受圍護(hù)墻傳來(lái)的水土壓力等外荷載的結(jié)構(gòu)體系，由支撐、圍擦(腰梁)和立柱等構(gòu)件組成，目前采用的支撐材料主要有型鋼、鋼管和鋼筋混凝土等，其平面布置形式有井字形加角撐、圓形(橢圓形)鋼筋混凝土環(huán)梁封閉式桁架等，該類支護(hù)結(jié)構(gòu)的缺陷是設(shè)計(jì)難度，深層基坑施工空間狹小、施工難度大，成本較高。擋土樁板墻使用時(shí)間較久，在設(shè)計(jì)和施工中都積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，通常變形較小，在工程中使用較多。支護(hù)結(jié)構(gòu)中的樁是主要受力結(jié)構(gòu)，有多種形式，主要有:鉆孔灌注樁、預(yù)制鋼筋混凝土板樁或者鋼板樁、人工挖孔樁等，擋土樁的懸臂段為8?15m邊坡，當(dāng)土質(zhì)邊坡高度超過(guò)20m后擋土樁就難以達(dá)到治理效果了。為了施工方便，擋土樁一般采用等截面樁，因此擋土樁的經(jīng)濟(jì)性較差，懸臂段越長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)性越差，同時(shí)施工難度大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高，其局限性日益突出。
[0004]大多數(shù)基坑邊坡為臨時(shí)工程，建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到地面高程后就能夠承擔(dān)外圍土體的側(cè)向荷載，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)就完成了它的歷史使命，但傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu)大多采用鋼筋混凝土材料，難以回收利用。隨著科學(xué)技術(shù)的向前發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)、新方法在工程中應(yīng)用日益增多，人們對(duì)基坑支護(hù)形式的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)可能不能滿足強(qiáng)度或者變形要求，有時(shí)即使?jié)M足要求也可能會(huì)花費(fèi)非常大的代價(jià)，因此研發(fā)一種擋土高度大，經(jīng)濟(jì)性好、施工方便快捷的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)已成為目前基坑支護(hù)工程中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是解決現(xiàn)有的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)容易坍塌的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種多級(jí)h型擋土樁，包括若干圈設(shè)置在基坑中的豎肢，每一圈豎肢由若干根豎肢組成，每一根豎肢的下端插入基坑底部。第一圈豎肢與基坑的側(cè)壁接觸，從第一圈豎肢到第N圈豎肢，逐漸向所述基坑的中央靠近。從第一圈豎肢到第N圈豎肢，其露在基坑底面之上的高度逐漸下降。
[0007]相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。
[0008]進(jìn)一步，每一根所述豎肢插入基坑的底面的部分為嵌固段，每一根所述豎肢露出基坑的底面的部分為自由段。編織在所述豎肢的嵌固段外表面的鋼筋籠中澆筑混凝土。在所述豎肢的自由段外表面澆筑沙土和/或石膏。即使得沙土和/或石膏附著于所述豎肢的自由段。
[0009]進(jìn)一步，包括若干根長(zhǎng)度分別為H1、H2……Hn的豎肢，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，Η1>Η2>……>Ηη。所述豎肢的嵌固端外表面編織了鋼筋籠。長(zhǎng)度為Η1、Η2……Hn的豎肢依次被稱為豎肢Ζ1、豎肢Ζ2……豎肢Zn。若干根所述豎肢Zl組成所述第一圈豎肢，若干根所述豎肢Ζ2組成所述第二圈豎肢，……，若干根所述豎肢Zn組成所述第η圈豎肢。
[0010]進(jìn)一步，所述豎肢是截面為H型的鋼柱、工字鋼、鋼管、箱型截面鋼、槽鋼或角鋼。
[0011]進(jìn)一步，每一根豎肢與水平面的夾角為α，0° < α <30°。
[0012]本發(fā)明的目的之二是解決現(xiàn)有的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)難以施工和撤除的問(wèn)題。
[0013]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干不等長(zhǎng)的豎肢。
[0014]繞著基坑的邊緣鉆一圈深孔，在所述深孔中放入豎肢。
[0015]在逐漸將基坑挖到預(yù)定深度(預(yù)定深度為An)的過(guò)程中，每當(dāng)基坑的深度達(dá)到設(shè)定值時(shí)(基坑的深度依次達(dá)到Al、Α2……An—i時(shí))，便繞著坑底鉆一圈深孔。在所述深孔中放入豎肢。
[0016]隨著基坑的深度增加，已經(jīng)放入深孔中的豎肢便會(huì)逐漸露出(豎肢的上端逐漸露出)，需要在露出的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條。
[0017]當(dāng)基坑的深度達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，便在基坑中構(gòu)筑固定建筑物。此后，便可拆除各個(gè)豎肢。
[0018]更為具體地，開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，SI > S2 >……> Sn。
[0019]長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢依次被稱為豎肢Z1、豎肢Z2……豎肢Zn。
[0020]I)沿著將要開(kāi)挖的所述基坑的邊緣鉆第一圈深孔，所述第一圈深孔包括若干個(gè)深度為Hl的深孔。所述第一圈深孔中，孔距為K1。往每一個(gè)深度為Hl的深孔中放入豎肢Zl后，向深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Zl的底部附著高度為hi的混凝土。繼續(xù)向深孔中注入沙土或石膏，填充每一根豎肢Zl與深孔的孔壁之間的間隙。在相鄰的豎肢Zl之間安裝橫梁。
[0021]2)將所述基坑的深度挖到Al，使得若干豎肢Zl的上端露出。在相鄰的豎肢Zl之間安裝橫梁和/或綴條。
[0022]3)在被挖到深度為Al的基坑的底部鉆第二圈深孔，所述第二圈深孔與第一圈深孔之間的距離為D2。所述第二圈深孔中，包括若干個(gè)深度為H2的深孔。所述第二圈深孔中，孔距為K2。往每一個(gè)深度為H2的深孔中放入豎肢Z2后，向深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Z2的底部附著高度為h2的混凝土。繼續(xù)向深孔中注入沙土或石膏，填充豎肢Z2與深孔的孔壁之間的間隙。在相鄰的豎肢Z2之間安裝橫梁。
[0023]4)將所述基坑的深度挖到A2，使得豎肢Zl與豎肢Z2的上端露出。在相鄰的豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條。在相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條。
[0024]5)在被挖到深度為A2的基坑的底部鉆第三圈深孔，所述第三圈深孔與第二圈深孔之間的距離為D3。所述第三圈深孔中，包括若干個(gè)深度為H3的深孔。所述第三圈深孔中，孔距為K3。向每一個(gè)深度為H3的深孔中放入豎肢Z3后，往深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Z3的底部附著高度為h3的混凝土。繼續(xù)往深孔中注入沙土或石膏，填充豎肢Z3與深孔的孔壁之間的間隙。在相鄰的豎肢Z3之間安裝橫梁。
[0025]6)將所述基坑的深度挖到A3，使得豎肢Z1、豎肢Z2和豎肢Z3的上端露出。在相鄰的豎肢Z3之間安裝橫梁和/或綴條。在相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條。在相鄰的豎肢Z2與豎肢Z3之間安裝橫梁和/或綴條。
[0026]7)繼續(xù)將所述基坑的深度挖到預(yù)定的深度。
[0027]進(jìn)一步，步驟6)結(jié)束后，參照步驟5)?步驟6)的方法，在所述基坑中依次鉆第四圈深孔、第五圈深孔……第N圈深孔。所述第四圈深孔包括若干孔距為K4的、深度為H4的深孔、第五圈深孔包括若干孔距為K5的、深度為H5的深孔……第N圈深孔包括若干孔距為Kn的、深度為Hn的深孔。所述深度為H4的深孔中放入豎肢Z4、所述深度為H5的深孔中放入豎肢Z5……所述深度為Hn的深孔中放入豎肢Zn。每一圈豎肢之間的距離依次為D1、D2……Dn。所述基坑的深度依次挖到A4、A5、……An+相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。
[0028]值得說(shuō)明的是，本發(fā)明提供了一種新型基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案，利用便于加工和靈活連接的鋼結(jié)構(gòu)，隨著基坑的挖掘，從外圍開(kāi)始逐步施工。該施工方案作業(yè)面寬、施工方便。而且，該施工方案使得基坑在開(kāi)挖的過(guò)程中就得到支護(hù)。
[0029]本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的。上述技術(shù)方案減小了工程費(fèi)用和施工難度，縮短了工期，可實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)材料的多次利用，同時(shí)該結(jié)構(gòu)可適用于除基坑支護(hù)以外的臨時(shí)邊坡支護(hù)工程。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1多級(jí)h型支護(hù)結(jié)構(gòu)立體圖。
[0031]圖2本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)圖和受力圖。
[0032]圖3本發(fā)明的平面示意圖。
[0033]圖4本發(fā)明的結(jié)構(gòu)內(nèi)力示意圖。
[0034]圖5多級(jí)h型擋土樁結(jié)構(gòu)施工流程圖。
[0035]圖6為基坑頂部俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0037]實(shí)施例1:
[0038]一種多級(jí)h型擋土樁，包括若干圈設(shè)置在基坑中的豎肢，每一圈豎肢由若干根豎肢組成。參見(jiàn)圖6，該圖是基坑的俯視圖，由若干根豎肢圍成三個(gè)豎肢圈。每一根豎肢的下端插入基坑底部(基面)。第一圈豎肢與基坑的側(cè)壁接觸，從第一圈豎肢到第N圈豎肢(圖6中，N= “三”，第N圈豎肢即第三圈豎肢)，逐漸向所述基坑的中央靠近。從立面圖方向看，從第一圈豎肢到第N圈豎肢，其露在基坑底面之上的高度逐漸下降。這就使得從立面上看，由相鄰兩排豎肢組成的擋土樁呈h型，由η排豎肢組成的擋土樁呈多級(jí)h型
[0039]相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。實(shí)施例中，通過(guò)焊接或高強(qiáng)螺栓連接的方式，將橫梁和/或綴條與豎肢連接。值得說(shuō)明的是，橫梁分為同一圈內(nèi)各個(gè)豎肢相互連接和不同在一個(gè)圈的各個(gè)豎肢相互連接。橫梁可以采用高強(qiáng)螺栓或焊接等方式與豎肢剛性連接。橫梁可以是截面為H型的鋼材、工字鋼、鋼管、箱型截面鋼、槽鋼或角鋼，也可以是具有組合截面或其他形狀截面的鋼材。綴條為豎肢之間的斜向連接，多采用工字鋼、槽鋼、鋼管或角鋼，增強(qiáng)豎肢之間的連接和應(yīng)力的傳遞。
[0040]優(yōu)選地，所述豎肢錨固段周圍編織鋼筋籠，所述鋼筋籠附著在豎肢錨固段的外表面，以便在所述豎肢錨固段周圍澆筑附著物。每一根所述豎肢插入基坑的底面的部分為嵌固段，每一根所述豎肢露出基坑的底面的部分為自由段。編織在所述豎肢的嵌固段外表面的鋼筋籠中澆筑混凝土。在所述豎肢的自由段填充沙土和/或石膏。
[0041]實(shí)施例2:
[0042]本實(shí)施例的主要結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。包括若干根長(zhǎng)度分別為S1、S2……Sn的豎肢，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，SI > S2 >……> Sn。所述豎肢的錨固段外表面編織了鋼筋籠。長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢依次被稱為豎肢Ζ1、豎肢Ζ2……豎肢Zn。若干根所述豎肢Zl組成所述第一圈豎肢，若干根所述豎肢Ζ2組成所述第二圈豎肢，……，若干根所述豎肢Zn組成所述第N圈豎肢。
[0043]具體地，本實(shí)施例N = “五”。即包括若干根長(zhǎng)度分別為S1、S2、S3、S4和S5的豎肢，其中，SI = 21米、S2 = 18米、S3 = 15米、S4 = 12米、S5 = 9米。所述豎肢的錨固段外表面編織了鋼筋籠。長(zhǎng)度為S1、S2、S3、S4和S5的豎肢依次被稱為豎肢Ζ1、豎肢Ζ2、豎肢Ζ3、豎肢Ζ4、豎肢Ζ5。若干根所述豎肢Zl組成所述第一圈豎肢，若干根所述豎肢Ζ2組成所述第二圈豎肢，若干根所述豎肢Ζ3組成所述第三圈豎肢，若干根所述豎肢TA組成所述第四圈豎肢，若干根所述豎肢Ζ5組成所述第五圈豎肢。
[0044]為了使單樁承受的水平力合理分散到嵌固段土層，防止嵌固段巖體應(yīng)力過(guò)分集中，使嵌固段巖土體破壞，如圖1或圖3所示，在平面上采用梅花形或矩形布置。
[0045]如圖3所示，樁的平面間距應(yīng)根據(jù)單樁的受力情況和嵌固段的地質(zhì)條件確定，并滿足樁基相關(guān)規(guī)范的要求，這種平面布置也增大了樁受力平面外的剛度，增大了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。根據(jù)土力學(xué)，支擋結(jié)構(gòu)承受的巖土側(cè)向壓力為三角形分布或梯形分布，受力示意如圖2所示，計(jì)算方法為:
[0046]Ea = ah+0.5kh2
[0047]通過(guò)對(duì)多級(jí)h型擋土樁結(jié)構(gòu)力學(xué)求解，結(jié)構(gòu)內(nèi)力如圖4所示，本結(jié)構(gòu)第一排彎矩圖曲線為多段拋物線組成，彎矩值變幅較小，第二排到最后一排彎矩圖曲線為多段斜線組成，彎矩值變幅也較小，而傳統(tǒng)的擋土樁結(jié)構(gòu)彎矩隨基坑深度成立方指數(shù)增加，深度越大內(nèi)力越大。第一排剪力圖曲線為多段拋物線組成，剪力值變幅較小，第二排到最后一排彎矩圖曲線為多段豎直線組成，剪力值變幅也較小，而傳統(tǒng)的擋土樁結(jié)構(gòu)彎矩隨深度成平方指數(shù)增加，深度越大內(nèi)力越大。綜合分析表明，本發(fā)明的多級(jí)h型擋土樁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布較均勻，內(nèi)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的擋土樁結(jié)構(gòu)。建筑材料在荷載大，結(jié)構(gòu)受力不利的位置分布較多，在荷載小的位置分布較少，科學(xué)合理的利用了建筑材料。
[0048]實(shí)施例中，所述豎肢是截面為H型的鋼柱、工字鋼、鋼管、箱型截面鋼、槽鋼或角鋼，也可以是具有組合截面或其他形狀截面的鋼柱。
[0049]實(shí)施例3:
[0050]本實(shí)施例的主要結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
[0051]只是，所述豎肢可以是垂直于水平面，也可以是傾斜的(與水平面呈一定的夾角)即，每一根豎肢與水平面的夾角為a，0° < a彡90°，優(yōu)選地為:30° ^ a ^ 90°。
[0052]另外，本實(shí)施例中，各個(gè)豎肢圈的間距可以接近于O。即每一圈豎肢是相鄰的。
[0053]一種實(shí)現(xiàn)方式中，第一圈豎肢垂直于水平面，其余各圈豎肢均是傾斜的。
[0054]實(shí)施例4:
[0055]本實(shí)施例公開(kāi)一種多級(jí)h型擋土樁施工方法，可以通過(guò)該方法建成實(shí)施例1、2或3的多級(jí)h型擋土樁。
[0056]開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干不等長(zhǎng)的豎肢。
[0057]繞著基坑的邊緣鉆一圈深孔，即形成第一圈深孔。在第一圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入豎肢。
[0058]逐漸將基坑挖到預(yù)定深度(本實(shí)施例中，基坑預(yù)定深度為A5，A5 = 15m)，在此過(guò)程中:
[0059]當(dāng)基坑的深度達(dá)到Al = 3m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第二圈深孔。在第二圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入豎肢。
[0060]當(dāng)基坑的深度達(dá)到A2 = 6m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第三圈深孔。在第三圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入豎肢。
[0061]當(dāng)基坑的深度達(dá)到A3 = 9m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第四圈深孔。在第四圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入豎肢。
[0062]當(dāng)基坑的深度達(dá)到A4 = 12m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第五圈深孔。在第五圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入豎肢。
[0063]繼續(xù)將基坑的深度挖到預(yù)定深度15m,便在基坑中構(gòu)筑固定建筑物(地下室等)。當(dāng)基坑中構(gòu)筑固定建筑物達(dá)到一定高度(或者是固定建筑物的高度與基坑上表面平齊)，且足以支護(hù)基坑的坑壁時(shí)，可以全部拆除或部分拆除豎肢。
[0064]本實(shí)施例的優(yōu)選方案是:
[0065]開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干不等長(zhǎng)的豎肢。所述豎肢的形狀、結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1或2。本實(shí)施例中，基坑預(yù)定深度為15m、底面積為30mX30m = 900m2。
[0066]繞著基坑的邊緣鉆一圈深孔，即形成第一圈深孔。第一圈深孔中，孔距為2m。第一圈深孔中的每一個(gè)深孔的深度為20m。在第一圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入長(zhǎng)度為21m的豎肢。在這些長(zhǎng)度為21m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。
[0067]逐漸將基坑挖到預(yù)定深度，在此過(guò)程中:
[0068]當(dāng)基坑的深度達(dá)到Al = 3m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第二圈深孔。第二圈深孔中，孔距為2m。所述第二圈深孔與第一圈深孔之間的距離為O?lm。第二圈深孔中的每一個(gè)深孔的深度為17m。在第二圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入長(zhǎng)度為18m的豎肢。在這些長(zhǎng)度為18m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。同時(shí)，隨著基坑的深度達(dá)至Ij 3m，之前放入的21m長(zhǎng)的豎肢的會(huì)露出一部分，在長(zhǎng)度為18m和21m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。
[0069]當(dāng)基坑的深度達(dá)到A2 = 6m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第三圈深孔。第三圈深孔中，孔距為2m。所述第三圈深孔與第二圈深孔之間的距離為O?lm。第三圈深孔中的每一個(gè)深孔的深度為14m。在第三圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入長(zhǎng)度為15m的豎肢。在這些長(zhǎng)度為15m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。同時(shí)，隨著基坑的深度達(dá)至IJ 6m，之前放入的21m和18m長(zhǎng)的豎肢的會(huì)露出一部分，在長(zhǎng)度為15m、18m和21m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。
[0070]當(dāng)基坑的深度達(dá)到A3 = 9m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第四圈深孔。第四圈深孔中，孔距為2m。所述第四圈深孔與第三圈深孔之間的距離為O?lm。第四圈深孔中的每一個(gè)深孔的深度為11m。在第三圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入長(zhǎng)度為12m的豎肢。在這些長(zhǎng)度為12m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。同時(shí)，隨著基坑的深度達(dá)至Ij 9m，之前放入的15m、21m和18m長(zhǎng)的豎肢的會(huì)露出一部分，在長(zhǎng)度為12m、15m、18m和21m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。
[0071]當(dāng)基坑的深度達(dá)到A4 = 12m時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔，即形成第五圈深孔。第五圈深孔中，孔距為2m。所述第五圈深孔與第四圈深孔之間的距離為O?lm。第五圈深孔中的每一個(gè)深孔的深度為8m。在第三圈深孔中的每一個(gè)深孔中放入長(zhǎng)度為9m的豎肢。在這些長(zhǎng)度為9m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。同時(shí)，隨著基坑的深度達(dá)到12m,之前放入的12m、15m、21m和18m長(zhǎng)的豎肢的會(huì)露出一部分,在長(zhǎng)度為9m、12m、15m、18m和21m的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條，使其相互連接。
[0072]值得說(shuō)明的是，當(dāng)每一圈豎肢之間的距離為O時(shí)，支擋結(jié)構(gòu)為變截面樁。
[0073]將基坑的深度挖到15m,即達(dá)到預(yù)定深度。此時(shí),在便在基坑中構(gòu)筑固定建筑物。
[0074]當(dāng)基坑中構(gòu)筑固定建筑物(地下室等)達(dá)到一定高度，且足以支護(hù)基坑的坑壁時(shí)，可以全部拆除或部分拆除豎肢，回填基坑。實(shí)施例中，也可以不拆除豎肢，將其作為永久性支護(hù)埋入地下。還可以不拆除21m的豎肢，將其作為永久性支護(hù)埋入地下。
[0075]優(yōu)選地，還可以向放入了豎肢的深孔中澆筑混凝土、砂土和/或石膏。使得這些物質(zhì)附著于豎肢的外表面。
[0076]實(shí)施例5:
[0077]本實(shí)施例公開(kāi)一種多級(jí)h型擋土樁施工方法，可以通過(guò)該方法建成實(shí)施例1、2或3的多級(jí)h型擋土樁。
[0078]開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，SI > S2 >......> Sn。
[0079]長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢依次被稱為豎肢Ζ1、豎肢Ζ2……豎肢Zn。
[0080]I) I)參見(jiàn)圖5的a部分，沿著將要開(kāi)挖的所述基坑的邊緣鉆第一圈深孔，所述第一圈深孔包括若干個(gè)深度為Hl的深孔。所述第一圈深孔中，孔距為K1。本實(shí)施例中，所有深孔的直徑一般為1.0?1.5m，大于豎肢的直徑，以便于放入豎肢。往每一個(gè)深度為Hl的深孔中放入豎肢Zl后，向深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Zl的底部附著高度為hi的混凝土。繼續(xù)向深孔中注入沙土或石膏，填充每一根豎肢Zl與深孔的孔壁之間的間隙。在相鄰的豎肢Zl之間安裝橫梁。
[0081]2)參見(jiàn)圖5的b部分，將所述基坑的深度挖到Al，使得若干豎肢Zl的上端露出。在相鄰的豎肢Zi之間安裝橫梁和/或綴條。(采用焊接或高強(qiáng)螺栓連接的方式)
[0082]3)參見(jiàn)圖5的c部分，在被挖到深度為Al的基坑的底部鉆第二圈深孔，所述第二圈深孔與第一圈深孔之間的距離為D2。所述第二圈深孔中，包括若干個(gè)深度為H2的深孔。所述第二圈深孔中，孔距為K2。往每一個(gè)深度為H2的深孔中放入豎肢Z2后，向深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Z2的底部附著高度為h2的混凝土。繼續(xù)向深孔中注入沙土或石膏，填充豎肢Z2與深孔的孔壁之間的間隙。在相鄰的豎肢Z2之間安裝橫梁。
[0083]4)參見(jiàn)圖5的d部分，將所述基坑的深度挖到A2，使得豎肢Zl與豎肢Z2的上端露出。在相鄰的豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條。在相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條。
[0084]5)在被挖到深度為A2的基坑的底部鉆第三圈深孔，所述第三圈深孔與第二圈深孔之間的距離為D3。所述第三圈深孔中，包括若干個(gè)深度為H3的深孔。所述第三圈深孔中，孔距為K3。向每一個(gè)深度為H3的深孔中放入豎肢Z3后，往深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Z3的底部附著高度為h3的混凝土。繼續(xù)往深孔中注入沙土或石膏，填充豎肢Z3與深孔的孔壁之間的間隙。在相鄰的豎肢Z3之間安裝橫梁。
[0085]6)將所述基坑的深度挖到A3，使得豎肢Z1、豎肢Z2和豎肢Z3的上端露出。在相鄰的豎肢Z3之間安裝橫梁和/或綴條。在相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條。在相鄰的豎肢Z2與豎肢Z3之間安裝橫梁和/或綴條。
[0086]7)繼續(xù)將所述基坑的深度挖到預(yù)定的深度。
[0087]實(shí)施例6:
[0088]本實(shí)施例5的步驟6)結(jié)束后，參照步驟5)?步驟6)的方法，在所述基坑中依次鉆第四圈深孔、第五圈深孔……第N圈深孔。所述第四圈深孔包括若干孔距為K4的、深度為H4的深孔、第五圈深孔包括若干孔距為K5的、深度為H5的深孔……第N圈深孔包括若干孔距為Kn的、深度為Hn的深孔。所述深度為H4的深孔中放入豎肢Z4、所述深度為H5的深孔中放入豎肢Z5……所述深度為Hn的深孔中放入豎肢Zn。所述基坑的深度依次挖到A4、A5、……An。相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。
[0089]實(shí)施例7:
[0090]在實(shí)施例5結(jié)束后，即是將所述基坑的深度挖到預(yù)定的深度后，在所述基坑中修建固定建筑物的基礎(chǔ)及地下室，地下室側(cè)墻為基坑的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0091]所述基坑永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部與基坑上邊緣的距離為An，且能有效支護(hù)時(shí)，拆除各個(gè)豎肢Zn之間安裝的橫梁和/或綴條。拆除相鄰的豎肢Zn-1與豎肢Zn之間安裝的橫梁和/或綴條。取出豎肢Zn。
[0092]......
[0093]所述基坑永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部與基坑上邊緣的距離為A2且能有效支護(hù)時(shí)，拆除各個(gè)豎肢Z4之間安裝的橫梁和/或綴條。拆除相鄰的豎肢Z3與豎肢TA之間安裝的橫梁和/或綴條。取出豎肢Z4。
[0094]所述基坑永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部與基坑上邊緣的距離為Al且能有效支護(hù)時(shí)，拆除各個(gè)豎肢Z3之間安裝的橫梁和/或綴條。拆除相鄰的豎肢Z2與豎肢Z3之間安裝的橫梁和/或綴條。取出豎肢Z3。
[0095]所述基坑永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部與基坑上邊緣的距離平齊，且能有效支護(hù)時(shí)，拆除各個(gè)豎肢Z2之間安裝的橫梁和/或綴條。拆除相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝的橫梁和/或綴條。取出豎肢Z1、Z2。當(dāng)?shù)谝蝗ωQ肢(豎肢Zl)的全部或一部分作為永久設(shè)施也可不取出，被填埋在基坑中。
[0096]實(shí)施例8:
[0097]在實(shí)施例6結(jié)束后，即是將所述基坑的深度挖到預(yù)定的深度后，在所述基坑中修建固定建筑物的基礎(chǔ)及地下室，地下室側(cè)墻為基坑的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0098]隨著所述固定建筑物的地下室的不斷升高，依次拆除安裝在各圈豎肢上安裝的橫梁和/或綴條，將各圈豎肢依次取出，并回填基坑側(cè)壁與所述固定建筑物之間的間隙。
【權(quán)利要求】
1.一種多級(jí)h型擋土樁，其特征在于:包括若干圈設(shè)置在基坑中的豎肢，每一圈豎肢由若干根豎肢組成，每一根豎肢的下端插入基坑底部；第一圈豎肢與基坑的側(cè)壁接觸，從第一圈豎肢到第N圈豎肢，逐漸向所述基坑的中央靠近；從第一圈豎肢到第N圈豎肢，其露在基坑底面之上的高度逐漸下降； 相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)h型擋土樁，其特征在于:每一根所述豎肢插入基坑的底面的部分為嵌固段，每一根所述豎肢露出基坑的底面的部分為自由段；編織在所述豎肢的嵌固段外表面的鋼筋籠中澆筑混凝土 ；在所述豎肢的自由段澆筑沙土和/或石膏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)h型擋土樁，其特征在于:包括若干根長(zhǎng)度分別為H1、H2……Hn的豎肢，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，Hl > Η2 >……> Hn ;所述豎肢的外表面編織了鋼筋籠；長(zhǎng)度為Η1、Η2……Hn的豎肢依次被稱為豎肢Zl、豎肢Ζ2……豎肢Zn ；若干根所述豎肢Zl組成所述第一圈豎肢，若干根所述豎肢Ζ2組成所述第二圈豎肢，……，若干根所述豎肢Zn組成所述第η圈豎肢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)h型擋土樁，其特征在于:所述豎肢是截面為H型的鋼柱、工字鋼、鋼管、箱型截面鋼、槽鋼或角鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)h型擋土樁，其特征在于:每一根豎肢與水平面的夾角為α ,30°彡α < 90。。
6.多級(jí)h型擋土樁施工方法，其特征在于: 開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干不等長(zhǎng)的豎肢； 繞著待挖的基坑的邊緣鉆一圈深孔，在所述深孔中放入豎肢； 在逐漸將基坑挖到預(yù)定深度的過(guò)程中，每當(dāng)基坑的深度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，便繞著坑底鉆一圈深孔；在所述深孔中放入豎肢； 隨著基坑的深度增加，已經(jīng)放入深孔中的豎肢便會(huì)逐漸露出，在露出的豎肢之間安裝橫梁和/或綴條； 當(dāng)基坑的深度達(dá)到預(yù)定深度時(shí)，便在基坑中構(gòu)筑固定建筑物。
7.多級(jí)h型擋土樁施工方法，其特征在于: 開(kāi)挖基坑前，準(zhǔn)備若干長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢，其中，η為大于或等于3的自然數(shù)，SI > S2 >......> Sn ； 長(zhǎng)度為S1、S2……Sn的豎肢依次被稱為豎肢Zl、豎肢Z2……豎肢Zn ； 1)沿著將要開(kāi)挖的所述基坑的邊緣鉆第一圈深孔，所述第一圈深孔包括若干個(gè)深度為Hl的深孔；所述第一圈深孔中，孔距為Kl ;往每一個(gè)深度為Hl的深孔中放入豎肢Zl后，向深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Zl的底部附著高度為hi的混凝土 ；繼續(xù)向深孔中注入沙土或石膏，填充每一根豎肢Zl與深孔的孔壁之間的間隙；在相鄰的豎肢Zl之間安裝橫梁； 2)將所述基坑的深度挖到Al，使得若干豎肢Zl的上端露出；在相鄰的豎肢Zl之間安裝橫梁和/或綴條； 3)在被挖到深度為Al的基坑的底部鉆第二圈深孔，所述第二圈深孔與第一圈深孔之間的距離為D2 ;所述第二圈深孔中，包括若干個(gè)深度為H2的深孔；所述第二圈深孔中，孔距為K2 ;往每一個(gè)深度為H2的深孔中放入豎肢Z2后，向深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Z2的底部附著高度為h2的混凝土 ；繼續(xù)向深孔中注入沙土或石膏，填充豎肢Z2與深孔的孔壁之間的間隙；在相鄰的豎肢Z2之間安裝橫梁； 4)將所述基坑的深度挖到A2，使得豎肢Zl與豎肢Z2的上端露出；在相鄰的豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條；在相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條； 5)在被挖到深度為A2的基坑的底部鉆第三圈深孔，所述第三圈深孔與第二圈深孔之間的距離為D3 ;所述第三圈深孔中，包括若干個(gè)深度為H3的深孔；所述第三圈深孔中，孔距為K3 ;向每一個(gè)深度為H3的深孔中放入豎肢Z3后，往深孔中澆筑混凝土，使得每一根豎肢Z3的底部附著高度為h3的混凝土 ；繼續(xù)往深孔中注入沙土或石膏，填充豎肢Z3與深孔的孔壁之間的間隙；在相鄰的豎肢Z3之間安裝橫梁； 6)將所述基坑的深度挖到A3，使得豎肢Z1、豎肢Z2和豎肢Z3的上端露出；在相鄰的豎肢Z3之間安裝橫梁和/或綴條；在相鄰的豎肢Zl與豎肢Z2之間安裝橫梁和/或綴條；在相鄰的豎肢Z2與豎肢Z3之間安裝橫梁和/或綴條； 7)繼續(xù)將所述基坑的深度挖到預(yù)定的深度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級(jí)h型擋土樁施工方法，其特征在于:步驟6)結(jié)束后，參照步驟5)?步驟6)的方法，在所述基坑中依次鉆第四圈深孔、第五圈深孔……第N圈深孔；所述第四圈深孔包括若干孔距為K4的、深度為H4的深孔、第五圈深孔包括若干孔距為K5的、深度為H5的深孔......第N圈深孔包括若干孔距為Kn的、深度為Hn的深孔；所述深度為H4的深孔中放入豎肢Z4、所述深度為H5的深孔中放入豎肢Z5......所述深度為Hn的深孔中放入豎肢Zn ;所述基坑的深度依次挖到A4、A5、……Alri ;相鄰的豎肢之間通過(guò)橫梁和/或綴條連接。
【文檔編號(hào)】E02D17/04GK104164880SQ201410255504
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】易朋瑩 申請(qǐng)人:易朋瑩