专利名称：一种基坑的施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑施工领域，更具体地说，涉及一种基坑的施工方法。
背景技术：
在建筑施工领域中，基坑是指为进行建筑物基础与地下室的施工而开挖的地面以 下的空间，通过开挖基坑能够按照设计所指定的位置进行基础的施工作业。为了保证地下 结构施工以及基坑周边环境的安全，在基坑的周边通常采用基坑支护措施，以对基坑侧壁 以及周边环境进行支挡、加固和保护，这就是所谓的基坑支护技术。根据不同的地质条件和施工条件，可以选择不同类型的传统的基坑支护技术。典 型的基坑支护技术有放坡开挖支护技术，其优点在于，作业施工较为方便，而且成本相对较 低。因此，在通常情况下，大都采用放坡开挖支护技术。然而，放坡开挖支护技术也具有其局限性。具体来说，放坡开挖支护技术适用于场 地开阔且周围无重要建筑物的施工条件，因此一般不适用于城市的市区。因此，对于市区等 不适用放坡开挖的情形，可以采用如钢板桩等其他支护技术。但是钢板桩支护技术需要围 绕基坑周边铺设大量的钢板，成本非常昂贵。随着建筑业的快速发展，尤其是城市建设的大规模进行，需要开发一种新型的基 坑的施工方法，该施工方法能够在不适用采取放坡开挖的情况中进行基坑支护，同时成本 相对较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在不适用采取放坡开挖的情况中进行基坑支护且 成本相对较低的施工方法。根据本发明的一个方面，提供了一种基坑的施工方法，其中，该施工方法包括如下 步骤a)在第一作业面上，沿待开挖的基坑的周边垂直地打入多根桩，该多根桩彼此之 间具有间隔且所述多根桩的顶端突出于所述第一作业面；b)将所述各根桩的顶端分别连接于固定设置在所述待开挖的基坑的周边之外的 基础部，从而对各根桩施加拉力；c)开挖基坑至第二作业面，该第二作业面低于所述第一作业面且高于各根桩的底 端，从而形成基坑；d)在所述基坑内进行基础施工，然后回填所述基坑，在完成回填之前切断所述各 根桩与所述基础部之间的连接，在完成回填之后，将所述各根桩拔出。按照本发明所提供的基坑的施工方法，该施工方法适用于无法采用放坡开挖的支 护技术的工作场合，并且不需用利用大量的钢板，还能够将各根桩回收利用，从而极大程度 上降低了施工成本。优选地，所述第一作业面为待施工的地面，或者所述第一工作面为通过挖掘地面而形成的低于地面的作业面。优选地，所述多根桩中相邻的两根桩之间的间距Ll为IOOmm至300mm。优选地，所述基础部包括固定埋设在所述第一作业面中的第一地锚，所述步骤b) 包括将所述各根桩的顶端通过各自的拉紧件分别连接于所述第一地锚。优选地，每根桩的顶端与所述第二作业面之间的距离L2不大于该根桩的长度L的 1/2。优选地，所述施工方法还包括在进行步骤C)的过程中或在完成步骤C)后，利用 多根杆500将所述多根桩200彼此固定连接在一起，其中，所述多根杆500包括横杆和/或 斜杆，该横杆的纵向方向垂直于所述桩的纵向方向，所述斜杆的纵向方向倾斜于所述桩的 纵向方向。优选地，所述步骤d)还包括在完成回填之前切断所述各根桩200之间的固定连 接。优选地，所述施工方法还包括在完成步骤C)后，将所述各根桩200分别支撑于固 定设置在所述基坑之内的基础部600，从而对所述各根桩200施加支撑力。优选地，固定设置在所述基坑之内的所述基础部600为埋设在所述第二作业面 400中的第二地锚601，将所述各根桩200分别支撑于固定设置在所述基坑之内的基础部 600包括在所述各根桩200与所述第二地锚601之间固定连接刚性支撑杆，该刚性支撑杆 包括平行于水平面的水平支撑杆205和/或倾斜于水平面的斜向支撑杆206。优选地，所述步骤d)还包括在完成回填之前切断所述各根桩200与所述第二地 锚601之间的固定连接。优选地，所述桩为包括钢桩的金属桩。进一步优选地，所述金属桩为槽钢。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1为表示在完成基坑开挖后的桩的支护状态示意图；图2为图1中A-A截面图。附图标记说明第一作业面100桩200顶端201底端202拉紧件203水平支撑杆205斜向支撑杆206基坑的周边之外的基础部 300第一地锚301第二作业面400
杆500基坑之内的基础部600第二地锚60具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细地描述。本发明提供的施工方法包括如下步骤a)在第一作业面100上，沿待开挖的基坑的周边垂直地打入多根桩200，该多根桩 200彼此之间具有间隔且所述多根桩200的顶端201突出于所述第一作业面100 ；b)将所述各根桩200的顶端201分别连接于固定设置在所述待开挖的基坑的周边 之外的基础部300，从而对各根桩200施加拉力；c)开挖基坑至第二作业面400，该第二作业面400低于所述第一作业面100且高 于各根桩200的底端202，从而形成基坑；d)在所述基坑内进行基础施工，然后回填所述基坑，在完成回填之前切断所述各 根桩200与所述基础部300之间的连接，在完成回填之后，将所述各根桩200拔出。在本发明所提供的施工方法中，主要改进的地方涉及基坑的支护作业。因此，在本 说明书中将着重对基坑的支护作业及其相关内容做详细地描述，而省略本发明所提供的施 工方法中与传统基坑的施工方法类似或相同的部分，例如对于基坑内进行的基础施工将不 做详细描述。根据预先的建筑物设计方案，首先选择基坑开挖的位置，从而能够确定待开挖的 基坑的各项参数，例如基坑的深度、范围、长、宽等，进而能够获知基坑的周边。也就是说，能 够确定基坑的周边或边缘。关于基坑的设计选择可以通过建筑领域中传统或常用的方法来 实现，这里不再对其进行详细描述。在完成基坑的确定后，在第一作业面100上开始作业。第一作业面100是进行打 桩作业的作业面。该第一作业面100既可以是经过清理后待施工的地面，或者也可以是经 过对地面进行挖掘后所形成的低于地面的作业面。这可以根据具体的施工条件而加以选择 设计。通常，第一作业面100的平整度相对较高，以便于打桩作业的进行，并能够确保各根 桩深入第一作业面100内的深度具有较高的一致性。在确定了待施工的基坑的周边后，沿待施工的基坑的周边，在第一作业面100上 进行打桩作业，即将多根桩200打入第一作业面100中，并使各根桩200的顶端201均暴露 于第一作业面100之外。在打桩作业过程中，与传统的钢板桩不同，多根桩200彼此之间具有间隔。通过设 置有间隔，能够极大程度上降低桩本身所带来的成本。而且，即便是在完成基坑的开挖之 后，由于土壤自身具有的粘附性，土壤也不会通过相邻的桩200之间的间隙而进入基坑内。 因此，上述桩200的设置方式不但能够降低成本，还完全适用于对基坑周边的土方起到支 护作用。如图2所示，多根桩200中相邻的两根桩之间的间距Ll优选为IOOmm至300mm， 更优选为150mm至250mm，最优选为200mm。该间距Ll可以根据施工条件以及地质土壤状 态而加以选择设计。另外，多根桩200中相邻的任意两根桩之间的间距Ll可以相等，如图2所示。但本发明并不限于此，多根桩200中相邻的任意两根桩之间的间距Ll也可以彼此 不相等。适用于本发明的桩通常为板条状的形状或者为长条状的形状。例如，所述桩可以 为木桩、钢筋混凝土桩、竹桩等。但是在优选情况下，为了获得较好的支护效果，所述桩为钢 桩，例如可以利用各种已有的槽钢。因此，在本发明的技术方案中，可以根据具体的工况来 选择采用何种桩。在工程实践中，所述桩200优选使用槽钢。这是因为，槽钢在建筑领域中的应用非 常普遍，一方面来说，槽钢是直接从钢铁制造工厂中生产的产品，因此当使用槽钢作为上述 桩时不需要额外的加工处理工序；另一方面来说，当完成槽钢的回收利用后，槽钢既可以用 于其它的基坑施工，也可应用于其他方面，如构建钢筋混凝土结构的建筑物等。从这一点来 说，采用槽钢作为上述桩具有取材广泛，作业快速方便且成本较低的优点。在完成步骤a)后(打桩作业)，各根桩200已经深入第一作业面100中，如图1所 示。优选情况下，各根桩200均具有相同长度，同时进入第一作业面100的深度也相等。但 各根桩200的横截面形状可以相同，也可以不相同。但本发明并不限于此，各根桩200的长 度也可以不相同，各根桩200深入第一作业面100的深度也可以不相同，只要能够实现其对 基坑周边的支护作业即可。
在完成打桩作业后，进行步骤b)的作业，也就是将各根桩200的顶端201分别连 接于固定设置在所述待开挖的基坑的周边之外的基础部300，从而对各根桩200施加拉力。如图1所示，基础部300位于待开挖的基坑的周边之外，通过连接基础部300与各 根桩200，从而能够在在各根桩200与基础部300之间实现力的传递，以对各根桩200施加 拉力，防止在完成基坑的挖掘工作后基坑周边的土方的推力使各根桩200偏斜或倾倒。上述基础部300可以具有各种形式并通过多种方式来形成。例如，基础部300可以为插入第一作业面100中的多根长钢钉，并通过连接件拉紧 各根长钢钉和对应的各根桩200。或者，基础部300可以为固定设立在待施工的基坑周边之 外的固定建筑物。换句话说，只要是能够作为对各根桩200施加拉紧力的基础的部件即可。在优选情况下，所述基础部300包括固定埋设在所述第一作业面100中的第一地 锚301，如图1所示。该第一地锚301通常是通过堆砌钢筋混凝土柱、墩等建筑结构而形成。
优选地，所述步骤b)包括将所述各根桩200的顶端201通过各自的拉紧件203分 别连接于所述第一地锚301。如图1所示，在各根桩200的顶端201与第一地锚301之间均 连接有拉紧件203，从而通过该拉紧件203实现对各根桩200的顶端201的拉紧。基础部300和各根桩200之间的拉力连接可以通过多种方式来实现。例如，可以 在基础部300与各根桩200之间连接钢丝绳，该钢丝绳用作上述拉紧件203，从而在基础部 300和各根桩200之间实现柔性连接。但本发明并不限于此，也可以在基础部300与各根桩 200之间通过刚性连接件实现刚性连接，只要能够实现对各根桩200的顶端201施加拉紧力 即可。例如，在所述桩200为槽钢的情况下，拉紧件203可以为钢筋，该钢筋的一端固定埋 设在第一地锚203中，另一端固定在桩200的顶端201上。钢筋与桩200的顶端201的固 定可以通过焊接、绑定或紧固件的方式来实现，这些方式也同样可选择地适用于其他类型 的拉紧件203与桩200之间的固定连接。在完成步骤b)后，已经沿待施工的基坑的周边打入多根桩200，且每根桩200伸入第一作业面100的深度处于合适的位置，并将各根桩200的顶端201进行了拉紧处理。在 该情况下，进行步骤c)的作业。具体来说，在待施工的基坑的周边范围内开挖基坑，至第二 作业面400，该第二作业面400低于所述第一作业面100且高于各根桩200的底端202，从 而形成基坑。如图1所示，第二作业面400低于第一作业面100，但高于各根桩200的底端202， 从而能够确保各根桩200的一部分插入第二作业面400之中，起到支护作用。在挖掘到第 二作业面400后，第二作业面400相对于第一作业面100的凹陷形成基坑，该基坑的周边均 由预先打入的各根桩200来支护。第二作业面400可以为进行施工作业的作业面，如可以 在该第二作业面400上进行堆砌作业。这种支护方法能够应用于不适合采用放坡开挖的情形中。而且，与钢板桩的支护 技术相比，不需要成本昂贵的钢板，而是采用各根桩200，因此能够极大程度上降低成本。而 且，在各根桩200之间虽然具有间隔，但是利用土壤之间的粘附性，同样能够防止基坑周边 的土方通过所述间隔进入基坑之内，因此能够起到足够可靠的支护作用。优选情况下，为了确保各根桩200牢固地插入第二作业面400之中，如图1所示， 每根桩200的顶端201与所述第二作业面400之间的距离L2不大于该根桩的长度L的1/2， 进一步优选地，L2/L < = 1/3。例如，在桩200的长度L为9m的情况下，该桩200伸入第二 作业面400的深度为6m从该桩200的顶端201到第二作业面400的距离L2为3m。
通常情况下，利用上述步骤b)中对各根桩200的拉紧能够确保各根桩200的牢固 设置。但在某些基坑周边的土方对根桩200的推力较大的情形中，优选地需要进一步加强 各根桩200的牢固程度，因此在优选情况下，所述基坑的施工方法还包括在进行步骤c)的 过程中或在完成步骤c)后，也就是在开挖基坑的过程中且还未到达第二作业面400之前， 或者在到达第二作业面400之后，利用多根杆500将所述多根桩200彼此固定连接在一起， 其中，所述多根杆500包括横杆和/或斜杆，该横杆的纵向方向垂直于所述桩的纵向方向， 所述斜杆的纵向方向倾斜于所述桩的纵向方向。如图2所示，各根桩200通过杆500固定连接在一起，从而形成一体的笼体结构，
以获得更高的结构强度，具有更好的牢固可靠性。杆500可以是各种适于将多根桩200彼此固定连接在一起的杆状件。例如，杆500 可以是钢筋或木板，通过绑定、焊接、紧固件固定等可选择的方式而与各根桩200固定连接。通常，为了方便起见，杆500固定连接在各根桩200朝向基坑内部的侧部上。杆500可以以多种方式连接在各根桩200上，例如杆500可以包括横杆和/或斜 杆，只要能够实现将各根桩200彼此之间的固定连接即可。此外，每根桩200上可以连接一 根杆500，也可连接两根或更多根杆500，这可以根据具体的应用场合而加以选择。例如，在 对各根桩200的牢固程度要求较高的工作场合，可以设置多根杆500。优选地，为了进一步提高各根桩200的牢固程度，该基坑的施工方法还包括在完 成步骤c)后，将所述各根桩200分别支撑于固定设置在所述基坑之内的基础部600，从而对 所述各根桩200施加支撑力。通过将各根桩200支撑于设置在基坑之内的基础部600，如图1所示，能够对各根 桩200施加从基坑向外的支撑力，即推力，从而抵抗来自于基坑周边的土方的压力，减轻了拉紧件的负载。各根桩200与基础部600之间的连接可以通过多种方式来实现。例如优选地，固 定设置在基坑之内的所述基础部600为埋设在所述第二作业面400中的第二地锚601，将所 述各根桩200分别支撑于固定设置在所述基坑之内的基础部600包括在所述各根桩200 与所述第二地锚601之间固定连接刚性支撑杆，该刚性支撑杆包括平行于水平面的水平支 撑杆205和/或倾斜于水平面的斜向支撑杆206。基础部600的方式不限于上述第二地锚601 (该第二地锚601与上述第一地锚301 形成方式类似，这里不再赘述)，例如，基础部600可以为楔入第二作业面400的长钢钉，并 在该长钢钉与各根桩200之间固定设置刚性支撑杆。如图1所示，刚性支撑杆可包括水平支撑杆205，该水平支撑杆205通常固定连接 于对应的桩200的邻近第二作业面400的部位上。刚性支撑杆可包括斜向支撑杆206，该斜 向支撑杆206倾斜于水平面，通常斜向支撑杆206固定连接于对应的桩200的顶端201以 下且暴露于第二作业面400的部位上。斜向支撑杆206相对于水平面的倾斜角度可以根据 具体的应用场合而加以选择设计。 在完成了上述步骤工序后，各根桩200得以牢固地起到支护作用。此时，可以在基 坑内进行基础施工。关于基础施工可以采用传统的基坑的施工方法中类似或相同的方法进 行，这里不再详细描述。完成基础施工后，需要对基坑进行回填。在上述步骤d)中，在完成回填之前，需要 使各根桩200相互分离，以便于回收，从而能够应用于另一基坑施工现场。因此，与传统的 钢板桩的支护技术相比，由于各根桩200能够重复利用，从而进一步降低成本。针对各根桩200的牢固固定方式的不同，可以采取不同的方式使各根桩200相互 分离，以便于回收利用。例如，在各根桩200连接于基础部300的情况中，需要切断所述各根桩200与所述 基础部300之间的连接，并在完成回填之后，将所述各根桩200拔出。上述切断各根桩200 与所述基础部300之间的连接的工序，可以在回填基坑的过程中进行，因而完成基坑的回 填后，可以将各根桩200拔出。在各根桩200还具有彼此之间的固定连接的情况中(通过上述杆500)，除了切断 各根桩200与所述基础部300之间的连接之外，上述步骤d)还包括在完成回填之前切断所 述各根桩200之间的固定连接。在各根桩200支撑于基础部600的情形中，上述步骤d)还包括在完成回填之前 切断所述各根桩200与所述第二地锚601之间的固定连接。总之，在完成回填之前，使各根桩200彼此分离，并切断对各根桩200的固定连接， 以有利于完成回填后将各根桩200拔出。以上描述了按照本发明优选实施方式的基坑的施工方法，该施工方法适用于无法 采用放坡开挖的支护技术的工作场合，并且不需用利用大量的钢板，还能够将各根桩回收 利用，从而极大程度上降低了施工成本。需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，可以通过任 何合适的方式进行任意组合，而不限于权利要求书中引用关系的限制，其同样落入本发明 所公开的范围之内。另外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
权利要求
一种基坑的施工方法，该施工方法包括如下步骤a)在第一作业面(100)上，沿待开挖的基坑的周边垂直地打入多根桩(200)，该多根桩(200)彼此之间具有间隔且所述多根桩(200)的顶端(201)突出于所述第一作业面(100)；b)将所述各根桩(200)的顶端(201)分别连接于固定设置在所述待开挖的基坑的周边之外的基础部(300)，从而对各根桩(200)施加拉力；c)开挖基坑至第二作业面(400)，该第二作业面(400)低于所述第一作业面(100)且高于各根桩(200)的底端(202)，从而形成基坑；d)在所述基坑内进行基础施工，然后回填所述基坑，在完成回填之前切断所述各根桩(200)与所述基础部(300)之间的连接，在完成回填之后，将所述各根桩(200)拔出。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其中，所述第一作业面(100)为待施工的地面，或 者所述第一工作面(100)为通过挖掘地面而形成的低于地面的作业面。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其中，所述多根桩(200)中相邻的两根桩之间的间 距(Li)为 IOOmm 至 300mm。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其中，所述基础部(300)包括固定埋设在所述第一 作业面(100)中的第一地锚(301)，所述步骤b)包括将所述各根桩(200)的顶端(201)通 过各自的拉紧件(203)分别连接于所述第一地锚(301)。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其中，每根桩(200)的顶端(201)与所述第二作业 面(400)之间的距离(L2)不大于该根桩的长度(L)的1/2。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其中，该施工方法还包括在进行步骤c)的过程 中或在完成步骤c)后，利用多根杆(500)将所述多根桩(200)彼此固定连接在一起，其中， 所述多根杆(500)包括横杆和/或斜杆，该横杆的纵向方向垂直于所述桩的纵向方向，所述 斜杆的纵向方向倾斜于所述桩的纵向方向。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其中，所述步骤d)还包括在完成回填之前切断 所述各根桩(200)之间的固定连接。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其中，该施工方法还包括在完成步骤c)后，将所 述各根桩(200)分别支撑于固定设置在所述基坑之内的基础部(600)，从而对所述各根桩 (200)施加支撑力。
9.根据权利要求8所述的施工方法，其中，固定设置在所述基坑之内的所述基础部(600)为埋设在所述第二作业面(400)中的第二地锚(601)，将所述各根桩(200)分别支 撑于固定设置在所述基坑之内的基础部(600)包括在所述各根桩(200)与所述第二地锚(601)之间固定连接刚性支撑杆，该刚性支撑杆包括平行于水平面的水平支撑杆(205)和/ 或倾斜于水平面的斜向支撑杆(206)。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其中，所述步骤d)还包括在完成回填之前切断 所述各根桩(200)与所述第二地锚(601)之间的固定连接。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的施工方法，其中，所述桩为包括钢桩的金属桩。
12.根据权利要求11所述的施工方法，其中，所述钢桩为槽钢。
全文摘要
一种基坑的施工方法，包括如下步骤a)在第一作业面(100)上，沿待开挖的基坑的周边垂直地打入多根桩(200)，该多根桩彼此之间具有间隔且所述多根桩的顶端(201)突出于所述第一作业面；b)将所述各根桩的顶端分别连接于固定设置在所述待开挖的基坑的周边之外的基础部(300)，从而对各根桩施加拉力；c)开挖基坑至第二作业面(400)，该第二作业面低于所述第一作业面且高于各根桩的底端(202)，从而形成基坑；d)在所述基坑内进行基础施工，然后回填所述基坑，在完成回填之前切断所述各根桩与所述基础部之间的连接，在完成回填之后，将所述各根桩拔出。该方法适用于无法采用放坡开挖的支护技术的工作场合，并且极大程度上降低了施工成本。
文档编号E02D5/28GK101967829SQ20101053081
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者张兴军, 李飒岩, 杨学雄, 王振国, 赵云志, 酒大雷, 韩晶 申请人:中国神华能源股份有限公司;北京国华电力有限责任公司;神华国华(北京)电力研究院有限公司