CN102943480A

CN102943480A - 一种黄土基坑支护方法

Info

Publication number: CN102943480A
Application number: CN2012103794846A
Authority: CN
Inventors: 苏三庆; 燕建龙; 李运军; 解倩丽; 王朝阳
Original assignee: NORTHWEST RESEARCH INSTITUTE OF ENGINEERING INVESTIGATIONS AND DESIGN; Xian University of Science and Technology
Current assignee: NORTHWEST RESEARCH INSTITUTE OF ENGINEERING INVESTIGATIONS AND DESIGN; Xian University of Science and Technology
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: CN102943480B

Abstract

本发明公开了一种黄土基坑支护方法，在基坑需要支护的边壁（1）上以一定倾角β=5-10°打入排水牵拉管（2），排水牵拉管（2）留在边壁（1）外的长度为20-30cm；通过弓形撑（3）的中点处的连接孔（31），将拉杆（5）与排水牵拉管（2）的顶端固定连接，弓形撑（3）两端通过支撑板（4）与支护边壁（1）相接触。与现有技术相比，本发明具有如下优点：（1）一套方案同时解决排水及支护问题。（2）无需在基坑底部支护，解决了后期施工场地占用问题。（3）无需大型施工机械，无需长时间作业。（4）支护装置可多次重复使用，且加工简单。

Description

一种黄土基坑支护方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及的是一种黄土基坑支护方法。

背景技术

在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。

黄土类土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，性质特殊。黄土在干燥时具有较高的强度，而遇水后表现出明显的湿陷性，这是由黄土本身的成分结构决定的。黄土中含60多种矿物，以碎屑矿物为主，并含部分黏土矿物。碎屑矿物中主要为石英、长石、碳酸岩；黏土矿物绝大多数为水云母，并有少量蒙脱石和高岭石等。易溶盐、中溶盐和有机物的含量较少。构成黄土的结构体系是骨架颗粒，它的形态和连接形式影响到结构体系的胶结程度，它的排列方式决定着结构体系的稳定性。湿陷性黄土一般都形成粒状架空点接触或半胶结形式，湿陷程度与骨架颗粒的强度、排列紧密情况、接触面积和胶结物的性质和分布情况有关。黄土在形成时是极松散的，靠颗粒的摩擦和少量水分的作用下略有连接，但水分逐渐蒸发后，体积有所收缩，胶体、盐分、结合水集中在较细颗粒周围，形成一定的胶结连接。经过多次的反复湿润干燥过程，盐分积累增多，部分胶体陈化，因此逐渐加强胶结而形成较松散的结构形式。季节性的短期降雨把松散的粉粒黏结起来，而长期的干旱气候又使土中水分不断蒸发，于是少量的水分连同溶于其中的盐分便集中在粗粉粒的接触点处，可溶盐类逐渐浓缩沉淀而形成为胶结物。随着含水量的减少土粒彼此靠近，颗粒间的分子引力以及结合水和毛细水的连接力也逐渐增大，这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密，形成了以粗粉粒为主体骨架的多空隙结构。当黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，于是结合水连接消失，盐类溶于水中，骨架强度随着降低，土体在上覆土层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下，其结构迅速破坏，土粒向大孔滑移，粒间孔隙减小，从而导致大量的附加沉陷,这就是黄土湿陷现象的内在过程。

湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，并产生显著附加下沉。

基坑：在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。开挖不深者可用放边坡的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工规程确定。开挖较深及邻近有建筑物者，可用基坑壁支护方法，喷射混凝土护壁方法，大型基坑甚至采用地下连续墙和柱列式钻孔灌注桩连锁等方法，防护外侧土层坍入；在附近建筑无影响者，可用井点法降低地下水位，采用放坡明挖；在寒冷地区可采用天然冷气冻结法开挖等等。一般分为无支护和有支护两类。

无支护基坑适用条件：

1、基础埋置不深，施工期较短，挖基坑时不影响邻近建筑物的安全；

2、地下水位低于基底，或者渗透量小，不影响坑壁稳定性。

有支护基坑适用条件：

1、基坑壁土质不稳定，并有地下水的影响；

2、放坡开挖工程量过大，不经济；

3、受施工场地或邻近建筑物限制，不能采用放坡开挖。

基坑支护：为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡。

基坑支护型式主要有： 1. 排桩支护，桩撑、桩锚、排桩悬臂；2.地下连续墙支护；3.水泥土挡墙；4.钢板桩：型钢桩横挡板支护，钢板桩支护； 5.土钉墙（喷锚支护）； 6. 逆作拱墙；7.原状土放坡； 8.基坑内支撑； 9.逆作拱墙　10.桩、墙加支撑***；11.简单水平支撑，12.钢筋混凝土排桩等。

绝大多数基坑坍塌主要由两个原因导致，一是支护不足，二是排水不畅，所以要解决问题，必须同时解决支护强度和排水问题。由于施工场地的限制，如何在有限的场地范围内解决支护强度的问题和排水显得同等重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种黄土基坑支护方法。

本发明的技术方案如下：

一种黄土基坑支护方法，在基坑需要支护的边壁（1）上以一定倾角β=5-10°打入排水牵拉管（2），排水牵拉管（2）留在边壁（1）外的长度为20-30cm；通过弓形撑（3）的中点处的连接孔（31），将拉杆（5）与排水牵拉管（2）的顶端固定连接，弓形撑（3）两端通过支撑板（4）与支护边壁（1）相接触。

所述的黄土基坑支护方法，排水牵拉管（2）在边壁上的密度根据弓形撑（3）的大小而定，上下间距为2-4m，水平间距为4 m。

所述的黄土基坑支护方法，拉杆（5）为直径1-2cm的刚性部件，拉杆（5）中间有可调节螺杆（51），可调节拉杆（5）的长度，调节到弓形撑（3）与排水牵拉管（2）形成牢固连接，并通过支撑板（4）与支护边壁（1）牢固支撑。

所述的黄土基坑支护方法，排水牵拉管（2）是管壁上均匀分布透水圆孔（22）的圆形钢管，透水圆孔（22）直径（1）cm，在圆形钢管长度方向上等间距分布有多排逆止齿（21），沿圆形钢管的圆周均匀设置（3）个逆止齿（21）为一排，各排逆止齿（21）之间交错排列，圆形钢管长度5-10m，逆止齿（21）沿圆形钢管径向的高度为3cm，沿圆形钢管长度方向长10-20cm；圆形钢管一端为角度α=30°的坡面。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）一套方案同时解决排水及支护问题。

（2）无需在基坑底部支护，解决了后期施工场地占用问题。

（3）无需大型施工机械，无需长时间作业。

（4）支护装置可多次重复使用，且加工简单。

附图说明

图1为本发明黄土基坑支护结构示意图；

图2为排水牵拉管结构示意图；2-1为正面视图，2-2为侧面视图；

图3为弓形撑即支撑板结构示意图；

图4为拉杆结构示意图。

1基坑边壁，2排水牵拉管，21逆止齿，22透水圆孔，3弓形撑，31连接孔，4支撑板，5拉杆，51可调节螺杆。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

参考图1，在基坑需要支护的边壁1上以一定倾角β=5—10°打入排水牵拉管2，排水牵拉管2留在边壁1外的长度为20-30cm，连接时操作方便。排水牵拉管2在边壁上的密度根据弓形撑3的大小而定，上下间距为2-4 m，水平间距为4 m。通过弓形撑3的中点处的连接孔31，将拉杆5与排水牵拉管2的顶端固定连接，弓形撑3两端通过支撑板4与支护边壁1相接触。参考图4，拉杆5为直径1-2cm的刚性部件，拉杆5中间有可调节螺杆51，可调节拉杆5的长度，调节到弓形撑3与排水牵拉管2形成牢固连接，并通过支撑板4与支护边壁1牢固支撑。

参考图2，排水牵拉管2是管壁上均匀分布透水圆孔22的圆形钢管，透水圆孔22直径1cm，在圆形钢管长度方向上等间距分布有多排逆止齿21，沿圆形钢管的圆周均匀设置3个逆止齿21为一排，各排逆止齿21之间交错排列，圆形钢管长度视需要而定，一般5-10m，逆止齿21沿圆形钢管径向的高度为3cm，沿圆形钢管长度方向长10-20cm；圆形钢管一端为角度α=30°的坡面。

参考图3，弓形撑3为一弓形部件，两端连接支撑板4，弓形撑3跨度L，弧度R，0.25L≤R≤0.5L，弓形撑3中间设置连接孔31，其直径为1.2cm。

黄土类土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形，属于湿陷性土，其广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区。

随着该区域城市化进程的加快，越来越多的城市建筑在基坑开挖时，由于与邻近建筑的距离有限，使得边坡开挖越来越陡立；而且随着建筑物高度的不断增加，基坑深度也越来越大，传统的支护方法已经难以适应工程的需要。本发明就是针对这种情况，在有限的场地内，本着快速、经济、有效地原则，同时解决黄土中深基坑的支护及排水问题，为本地区的黄土基坑支护提供了一种新的方法。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种黄土基坑支护方法，其特征在于，在基坑需要支护的边壁（1）上以一定倾角β=5-10°打入排水牵拉管（2），排水牵拉管（2）留在边壁（1）外的长度为20-30cm；通过弓形撑（3）的中点处的连接孔（31），将拉杆（5）与排水牵拉管（2）的顶端固定连接，弓形撑（3）两端通过支撑板（4）与支护边壁（1）相接触。

2.根据权利要求1所述的黄土基坑支护方法，其特征在于，排水牵拉管（2）在边壁上的密度根据弓形撑（3）的大小而定，上下间距为2-4m，水平间距为4 m。

3.根据权利要求1所述的黄土基坑支护方法，其特征在于，拉杆（5）为直径1-2cm的刚性部件，拉杆（5）中间有可调节螺杆（51），可调节拉杆（5）的长度，调节到弓形撑（3）与排水牵拉管（2）形成牢固连接，并通过支撑板（4）与支护边壁（1）牢固支撑。

4.根据权利要求1所述的黄土基坑支护方法，其特征在于，排水牵拉管（2）是管壁上均匀分布透水圆孔（22）的圆形钢管，透水圆孔（22）直径（1）cm，在圆形钢管长度方向上等间距分布有多排逆止齿（21），沿圆形钢管的圆周均匀设置（3）个逆止齿（21）为一排，各排逆止齿（21）之间交错排列，圆形钢管长度5-10m，逆止齿（21）沿圆形钢管径向的高度为3cm，沿圆形钢管长度方向长10-20cm；圆形钢管一端为角度α=30°的坡面。