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1、10申请公布号CN103352468A43申请公布日20131016CN103352468ACN103352468A21申请号201310118939322申请日20130408E02D17/02200601E02D17/0420060171申请人温州天然工程勘察有限公司地址325200浙江省温州市龙湾区高新技术产业园区清江路110号45层72发明人刘羽74专利代理机构杭州斯可睿专利事务所有限公司33241代理人郑书利54发明名称深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法57摘要本发明公开了一种深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法，包括A、收集围护工程服务的建筑、。
2、结构施工图，明确开挖面建筑标高；B、收集工程地质报告，了解基坑挖深影响范围内场地土层野外描述记录及土层的各项物理、力学试验指标；C、采用分析软件对各围护剖面进行常规计算分析，确定围护桩桩径、桩长及桩体配筋，运用长短桩相间的设计方法对剖面单元体进行复核设计；在短桩设计时，按施工所在地传统经验确定桩体嵌入深度、桩径和桩体配筋。本专利既满足了围护剖面单体计算所要求的各项安全系数，又运用短桩填补了长桩间的间隙，控制住了桩间土体的蠕动变形，还有利于减少围护桩混凝土方量及桩体配筋用量，大大降低材料成本。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书。
3、1页说明书6页附图2页10申请公布号CN103352468ACN103352468A1/1页21一种深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法，其特征是包括A、收集围护工程服务对象的建筑、结构施工图，明确开挖面的建筑标高，整理围护工程的平面布置图；B、收集工程场地地质报告，充分了解基坑挖深影响范围内的场地土层野外描述记录及土层的各项物理、力学试验指标；C、采用深基坑计算分析软件对各围护剖面进行常规计算分析，确定围护桩桩径、桩长及桩体配筋，运用长短桩相间的设计方法对剖面单元体进行复核设计并计算，在剖面计算分析时，只计入长桩的桩径、桩间距和配筋参数，做到长桩的桩径、桩长及配筋满足围护剖。
4、面整体安全、抗倾覆安全、抗隆起安全等的安全系数；在短桩设计时，按施工所在地传统经验确定桩体嵌入深度、桩径和桩体配筋。权利要求书CN103352468A1/6页3深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法技术领域0001本发明涉及一种深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法。背景技术0002随着经济的发展，城市化步伐的加快，为满足日益增长的市民出行、轨道交通换乘、商业、停车等功能的需要，在用地愈发紧张的密集城市中心，结合城市建设改造开发大型地下空间已成为一种必然，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、地下停车库、地下街道、地下商场、地下变电站、地下仓库、。
5、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等，在地下空间的开发利用过程中，深基坑工程成为不可回避的问题。特别是随着基坑土方的开挖，将会引起基坑周边土体应力应变的重分布，进而引起周边土体的蠕动变形，当变形累计值较大时，便会影响基坑周边环境安全。如何确保地下室施工安全，减小基坑土方开挖对周边环境的影响，以及在满足安全的前提下，尽量地节省围护工程造价，已经成为岩土工程界面临的难题。0003在具有深厚软土层分布的上海、浙江等地区，钻孔灌注桩（刚性桩）加现浇钢筋混凝土支撑的围护体系得到了广泛的运用。因为该围护体系具有较大的刚度，在基坑开挖过程中对控制坑外土体位移具有较好的效果。但该围护体系同时也具有施工周期。
6、长，围护造价高等缺点。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在满足了围护剖面单体计算所要求的各项安全系数的前提下减少围护桩混凝土方量及桩体配筋用量的深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法。0005为此，本发明提供的深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法，包括A、收集围护工程服务对象的建筑、结构施工图，明确开挖面的建筑标高，整理围护工程的平面布置图；B、收集工程场地地质报告，充分了解基坑挖深影响范围内的场地土层野外描述记录及土层的各项物理、力学试验指标；C、采用深基坑计算分析软件对各围护剖面进行常规计算分析，确定围护桩桩径、桩长及桩体配筋，运用长短。
7、桩相间的设计方法对剖面单元体进行复核设计并计算，在剖面计算分析时，只计入长桩的桩径、桩间距和配筋参数，做到长桩的桩径、桩长及配筋满足围护剖面整体安全、抗倾覆安全、抗隆起安全等的安全系数；在短桩设计时，按施工所在地传统经验确定桩体嵌入深度、桩径和桩体配筋。0006本发明提供的深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法，既满足了围护剖面单体计算所要求的各项安全系数，又运用短桩填补了长桩间的间隙，控制住了桩间土体的蠕动变形，还有利于减少围护桩混凝土方量及桩体配筋用量，大大降低材料成本。说明书CN103352468A2/6页4附图说明0007图1为实施例1提供的支撑体系轴线布置图。0008。
8、图2为长短桩设计图。0009图3为常规设计桩体设计包络图。0010图4为本发明刚性长短桩设计桩体设计包括图。具体实施方式0011本发明提供的深厚淤泥质软土地区深基坑围护工程中的刚性长短桩布设方法包括A、收集围护工程服务对象的建筑、结构施工图，明确开挖面的建筑标高，整理围护工程的平面布置图；B、收集工程场地地质报告，充分了解基坑挖深影响范围内的场地土层野外描述记录及土层的各项物理、力学试验指标；C、采用深基坑计算分析软件对各围护剖面进行常规计算分析，确定围护桩桩径、桩长及桩体配筋，运用长短桩相间的设计方法对剖面单元体进行复核设计并计算，在剖面计算分析时，只计入长桩的桩径、桩间距和配筋参数，做到长。
9、桩的桩径、桩长及配筋满足围护剖面整体安全、抗倾覆安全、抗隆起安全等的安全系数；在短桩设计时，按施工所在地传统经验确定桩体嵌入深度、桩径和桩体配筋。0012如图1、图2北门村商业服务大楼位于乐清市乐成镇双雁路与丹霞路交叉口的东南角（道路边多市政管线分布）；场地东、南两侧毗邻乐清市第八小学多层行政科技楼、教学楼（振动灌注桩基础），周边环境复杂。本工程000为黄海标高505M，场地地坪高程为460M，即相对标高045M；地下室底板面标高410M，底板厚400MM，多桩承台高度1400MM，本基坑开挖至承台垫层底的深度为530M（垫层以025M计）。0013工程地质及水文地质情况根据乐清市建筑设计院工。
10、程勘察处编制的岩土工程勘察报告（2003106），基坑开挖深度影响范围内的土层自上而下依次为（1）素填土黄褐色，松散，主要由碎石、块石、砂土和粉质粘土组成，层厚120150M，局部缺失。（2）粘土褐黄灰黄色，软塑可塑状，含少量粉细砂、铁锰质结核及氧化斑点，上部有030M左右的耕植土，含少量植物根茎，该土层厚度160170M，全场分布。（31）淤泥青灰、灰色，流塑状，含少量粉细砂，贝壳碎片及有机质等，该土层厚1701730M，全场分布。（32）淤泥青灰、灰色，流塑状，含少量粉细砂，贝壳碎片及有机质等，该土层厚390500M，全场分布。（33）粘土灰色，软塑，含少量粉细砂，炭化植物碎屑等，该层厚度。
11、130270M，全场分布。（41）含粉质粘土砾砂灰紫色，松散，卵石颗粒（粒径20MM）约占1520，一般颗粒粒径2070MM，少数颗粒粒径70MM，圆砾（粒径220MM）约占15左右，颗粒形状呈次棱角、亚圆形，石质为中风化岩，砂土约占30左右，以中砂为主其余为软塑粉质粘土。该层层厚090330M，局部缺失。（42）圆砾灰紫色，松散稍密状，卵石（粒径20MM）颗粒占42左右，颗粒以2060MM为主，少量粒径大于60MM，圆砾（粒径220MM）颗粒占344左右，颗粒形状以次棱角状、亚圆形状为主，石质为中风化岩，砂类土约占1015，以中粗砂为主，次为细砂，其余为软塑可塑状的粉质粘土。该层局部含有圆砾。
12、数量较少的软塑粉质粘土，呈透镜体分布。该层层厚290370M。（5）粘土灰色，软塑，含少量粉细砂，局部含少量圆砾，半炭化植物碎屑、灰白斑团、斑点等，该层厚度110180M。（61）含粉质粘土圆砾灰黄色，松散稍密，卵石颗粒（粒径20MM）约占1520，一般颗粒粒径2060MM，少数颗粒粒径100MM，说明书CN103352468A3/6页5圆砾（粒径220MM）约占1520左右，颗粒形状呈次棱角、亚圆形，石质为中风化岩，砂土约占15左右，其余为粉质粘土。该层层厚090160M，仅局部有分布。（62）圆砾灰紫黄色，稍密中密，卵石颗粒约占179311，颗粒粒径以2070MM为主，少数颗粒粒径大于15。
13、0MM，圆砾颗粒（粒径220MM）约占254455，颗粒形状呈亚圆、次棱角状，石质为中风化岩，砂土约占15，以中粗砂为主，次为细砂，其余为软塑粉质粘土，局部含有砾卵颗粒较少的软粘土透镜体分布。该层面埋深307332M，层厚710790M。0014下表为各土层的物理力学性质指标各土层物理力学性质指标表1注（）内的数值为计算取值C、值为快剪指标据地质报告反映，本场地浅部为赋存于粘土、淤泥的孔隙性潜水，径流条件差，水量小。潜水水位埋深浅，勘察期间测得地下水位埋深约010170M，主要受大气降水和地表水渗入补给，地下水位受大气降水的影响。场地地下水对砼有微腐蚀性。0015支护结构的选型与比较（一）、支。
14、护特点1、工程地下室外墙距离用地红线近，西、北侧道路多有市政管线分布，且车流量密集，东、南侧为乐清市第八小学，场地周边环境均需重点保护。围护结构应具有较好的刚度，有利于控制坑外土体的位移。00162、基坑开挖面及坑底位于含水量高达747、流塑状、力学指标低的深厚淤泥土，为保证围护结构稳定，围护桩体应有较大的嵌入深度，被动区土体需进行加固处理，还应采取措施防止桩间流土的发生。0017（二）、方案的确定综合考虑本支护工程特点，围护结构适宜采用钻孔灌注桩加一道钢筋混凝土支撑体系，同时对被动区土体进行搅拌桩加固，并在钻孔桩外增加一排水泥土搅拌桩帷幕防止桩说明书CN103352468A4/6页6间土流失。
15、。00181、支撑体系的设计本工程地下室面积71147M2，地下室基坑周长125M，支撑体系轴线布置如图1所示共设1道支撑，支撑构建设计数据如下支撑编号宽度（MM）高度（MM）结构顶标高配筋冠梁（GL）1000700145M720主支撑（ZC1）700700145M520连系支撑（ZC2）6006001475M4202、搅拌桩桩长的设计搅拌桩分为主动区围护桩和被动区加固体桩，桩体设计数据如下桩体类型桩顶标高（M）桩底标高（M）有效桩长（M）主动区围护桩100775675被动区加固体桩47511457003、钻孔灌注桩的设计1）、常规设计桩体设计数据如下参照图3、且从1）中分析来看，由于该工程场。
16、地淤泥土层深厚，含水量高，力学指标差，当钻孔灌注桩桩底未穿透淤泥层土时，剖面整体稳定性验算仅为096，远小于规范130安全系数的要求；直到钻孔灌注桩底穿透淤泥土层，进入33粘土及41含粉质粘土砂砾层时，整体安全系数才得以满足要求，并迅速达到254的安全系数；由此得到围护钻孔灌注桩桩长达2565M。虽然围护桩的设计达到了规范要求，但围护桩的嵌入比却远大于温州地区围护设计经验值180250，使得桩体单价高达8850元，大大提高了该工程的围护费用，不说明书CN103352468A5/6页7能满足围护结构经济性要求。0019鉴于该工程排桩围护体常规设计所产生的超高造价不合理性，设计人员通过与专家的沟通。
17、，并借鉴温州大学潘林友教授“刚性长短桩复合地基”设计理论与应用研究一文的成功经验，提出了刚性长短桩在本基坑工程中的应用设计思路，通过设计、计算，该方法不仅能使围护体系满足抗倾覆、抗滑移、整体稳定的要求，还取得了较好的经济效果。00202）、刚性长短桩设计如图2所示桩体设计数据如下参照图4，该剖面以长短桩1隔1的方式进行围护，剖面以长桩进行计算，即钻孔灌注桩7001900，桩体嵌入深度2200M，整体安全系数241；短桩排列为钻孔灌注桩7001900，刚好填补长桩间隙，这样剖面的桩间距还是250MM，加上围护桩外搅拌桩帷幕，能起到较好的止土效果。短桩的嵌入深度按照温州地区的设计经验，即207进行。
18、设计，因土压力在设计时全由长桩承担，短桩的设计仅作为安全储备考虑。工程若采取长短桩的支护型式，桩体的费用将由10973万元减少至8685万元，钻孔灌注桩单价由8850元减少至7004元，减少幅度达到2086，经济性效果明显。而且短桩的施工工期相比长桩将缩短，施工产生的泥浆污染少，产生的社会效益也明显。0021因本工程基坑开挖影响范围内的淤泥土层深厚，周边环境对基坑围护体系的要求说明书CN103352468A6/6页8高，不允许有较大的坑外土体位移，基坑侧壁应按110（一级基坑）的安全系数进行设计计算。如果按照常规的设计方法进行设计，排桩围护体将需要较大的嵌入深度，较长的围护桩体，从而产生较大的工程造价。本专利技术从刚性长短桩在复合地基中的运用得到启发，将刚性长短桩的设计理念引入到基坑围护设计中，经过设计、计算与对比，该设计方法不仅能满足基坑支护设计各安全系数要求，还能产生可观的经济效益与社会效益，本文的总结成果完全能够应用于同类地区工程。说明书CN103352468A1/2页9图1图2说明书附图CN103352468A2/2页10图3图4说明书附图CN103352468A10。