一种高低承台式桩结构及桩基系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及岩土工程领域，特别涉及一种高低承台式桩结构及桩基系统。


背景技术：

[0002]
当在山区修建铁路、公路时，填方路基常常填筑于具有覆盖层的斜坡上，当填方较高且斜坡土为较厚软弱覆盖层时，路基边坡稳定难以满足规范要求。为保证填方路基边坡的稳定，常在坡脚范围设置侧向约束桩，侧向约束桩可采用挖孔桩或钻孔灌注桩。当位于高寒缺氧或地下水位较高地段时，桩基只能采用钻孔灌注桩，由于钻孔灌注桩抗弯性能较挖孔桩差，不得不通过加密桩间距或加大桩径来满足桩顶位移及桩身抗弯要求，造成桩顶位移控制困难、填方高桩后土压力大导致桩间距过小，路基投资过高等困难。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的，当位于高寒缺氧或地下水位较高地段时，桩基只能采用钻孔灌注桩，由于钻孔灌注桩抗弯性能较挖孔桩差，不得不通过加密桩间距或加大桩径来满足桩顶位移及桩身抗弯要求，造成桩顶位移控制困难、填方高桩后土压力大导致桩间距过小，路基投资过高的问题，提供一种高低承台式桩结构及桩基系统，能够减少桩身所受的侧向弯矩以及优化桩基的受力大小及受力形式，从而大大减小桩基的桩长和桩径，以解决桩顶位移控制困难、填方高桩后土压力大导致桩间距过小，路基投资过高的问题，进而降低施工成本。
[0004]
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
[0005]
一种高低承台式桩结构，包括横向设置的第一承台板，所述第一承台板的至少一部分伸入填方路基内，所述第一承台板顶部连接有上部桩基，所述第一承台板底部连接有下部桩基，所述上部桩基上设置有第二承台板，所述第二承台板的至少一部分伸入填方路基内，所述第二承台板和所述第一承台板间隔沿所述上部桩基的长度方向设置。
[0006]
本申请所述的一种高低承台式桩结构，所述第一承台板底部连接有下部桩基，在使用时，下部桩基伸入地基，作为高低承台式桩结构的基础支撑，所述第一承台板的至少一部分伸入填方路基内,从而使得填方路基位于第一承台板上方的填方土体作用于第一承台板一个向下竖向力，以此对上部桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，抵消一部分填方路基施加与上部桩基的侧向土压力对上部桩基产生的正向弯矩，有效控制上部桩基的桩顶位移，从而减小了上部桩基的内力、桩长和桩径。
[0007]
而且，所述第二承台板的至少一部分伸入填方路基内,从而使得填方路基位于第二承台板上方的填方土体作用于第二承台板一个向下竖向力，以此对上部桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，而且，设置第二承台板，所述第二承台板和所述第一承台板间隔设置，能够使得上部桩基位于第一承台板和第二承台板的部分的受力由悬臂形式变为两端固结，或者下端固结，上端轴向限位的受力形式(下端固结还是上端轴向限位主要取决于第二承台板伸入填方路基内的深度)。从而大大优化了上部桩基的受力形式，而且，第二承台板
也能够减小填方路基施加在所述第二承台板和所述第一承台板之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力。
[0008]
同时，第一承台板和第二承台板的设置，使得上部桩基和下部桩基所受的弯矩分配均匀，进一步减小桩长和桩径。
[0009]
综上所述，本申请所述的一种高低承台式桩结构，通过设置第一承台板和第二承台板，不仅能够抵消一部分填方路基施加与上部桩基的侧向土压力对上部桩基产生的正向弯矩，而且优化上部桩基位于第一承台板和第二承台板的部分的受力形式，减小填方路基施加在所述第二承台板和所述第一承台板之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力，从而大大减小上部桩基的桩长和桩径，进而降低施工成本。
[0010]
优选地，所述第二承台板为至少两个，相邻所述第二承台板沿所述上部桩基长度方向间隔设置。
[0011]
设置至少两个第二承台板，相邻所述第二承台板沿所述上部桩基长度方向间隔设置，分节来优化上部桩基的受力形式，更优地减小了桩基内力。
[0012]
优选地，所述上部桩基与所述第一承台板通过钢筋连接，和/或所述下部桩基与所述第一承台板通过钢筋连接。使其连接更加牢固。
[0013]
优选地，所述上部桩基和所述下部桩基对应设置，减少第一承台板所受的的偏心弯矩载荷。
[0014]
优选地，所述上部桩基贯穿所述第一承台板后与对应的所述下部桩基相连接，所述上部桩基和对应的所述下部桩基为一体浇筑成型的结构件，使得整个结构稳定性更好。
[0015]
优选地，所述第一承台板的横向宽度l1为[2m，4m]。
[0016]
优选地，所述第二承台板的横向宽度l2为[1m，2m]。
[0017]
优选地，所述下部桩基为钢筋混凝土钻孔灌注桩，施工简单，方便。
[0018]
本申请还公开了一种桩基系统，包括如本申请所述的高低承台式桩结构，所述第一承台板位于地基与所述填方路基的交界处。
[0019]
本申请所述的一种桩基系统，所述第一承台板位于地基与所述填方路基的交界处，所述第一承台板作用于地基上，地基可提供一个反向支撑力，可有效减小下部桩基的桩基锚固段对地基土的侧向挤压，可大大减小下部桩基的桩长。
[0020]
同时，桩基系统包括如本申请所述的高低承台式桩结构，在使用时，下部桩基伸入地基，作为高低承台式桩结构的基础支撑，所述第一承台板的至少一部分伸入填方路基内,从而使得填方路基位于第一承台板上方的填方土体作用于第一承台板一个向下竖向力，以此对上部桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，抵消一部分填方路基施加与上部桩基的侧向土压力对上部桩基产生的正向弯矩，有效控制上部桩基的桩顶位移，从而减小了上部桩基的内力、桩长和桩径。
[0021]
而且，所述第二承台板的至少一部分伸入填方路基内,从而使得填方路基位于第二承台板上方的填方土体作用于第二承台板一个向下竖向力，以此对上部桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，而且，设置第二承台板，所述第二承台板和所述第一承台板间隔设置，能够使得上部桩基位于第一承台板和第二承台板的部分的受力由悬臂形式变为两端固结，或者下端固结，上端轴向限位的受力形式(下端固结还是上端轴向限位主要取决于第二承台板伸入填方路基内的深度)。从而大大优化了上部桩基的受力形式，而且，第二承台板
也能够减小填方路基施加在所述第二承台板和所述第一承台板之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力。
[0022]
而且，第一承台板和第二承台板的设置，使得上部桩基和下部桩基所受的弯矩分配均匀，进一步减小桩长和桩径。
[0023]
综上所述，本申请所述的一种桩基系统，通过设置第一承台板和第二承台板，所述第一承台板位于地基与所述填方路基的交界处，从而减小上部桩基和下部桩基的桩基内力，从而大大减小上部桩基和下部桩基的桩长和桩径，进而降低施工成本。
[0024]
优选地，所述高低承台式桩结构的上部埋设于所述填方路基内。
[0025]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0026]
1、本申请所述的一种高低承台式桩结构，通过设置第一承台板和第二承台板，不仅能够抵消一部分填方路基施加与上部桩基的侧向土压力对上部桩基产生的正向弯矩，而且优化上部桩基位于第一承台板和第二承台板的部分的受力形式，减小填方路基施加在所述第二承台板和所述第一承台板之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力，从而大大减小上部桩基的桩长和桩径，进而降低施工成本。
[0027]
2、本申请所述的一种高低承台式桩结构，设置至少两个第二承台板，相邻所述第二承台板沿所述上部桩基长度方向间隔设置，分节来优化上部桩基的受力形式，更优地减小了桩基内力。
[0028]
3、本申请所述的一种桩基系统，通过设置第一承台板和第二承台板，所述第一承台板位于地基与所述填方路基的交界处，从而减小上部桩基和下部桩基的桩基内力，从而大大减小上部桩基和下部桩基的桩长和桩径，进而降低施工成本。
附图说明
[0029]
图1为本实用新型的一种高低承台式桩结构的结构示意图(主视，一个第二承台板)。
[0030]
图2为本实用新型的一种高低承台式桩结构的结构示意图(主视，两个第二承台板)。
[0031]
图3为本实用新型的一种高低承台式桩结构的结构示意图(俯视)。
[0032]
图4为本实用新型的一种桩基系统的结构示意图(横截面剖面)。
[0033]
图标：1-上部桩基；2-第一承台板；3-第二承台板；4-下部桩基；5-填方路基；6-地基。
具体实施方式
[0034]
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0035]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0036]
实施例1
[0037]
如图1-3所示，本实施例所述的一种高低承台式桩结构，包括横向设置的第一承台板2，所述第一承台板2的至少一部分伸入填方路基5内，所述第一承台板2顶部连接有上部
桩基1，所述第一承台板2底部连接有下部桩基4，所述上部桩基1上设置有第二承台板3，所述第二承台板3的至少一部分伸入填方路基5内，所述第二承台板3和所述第一承台板2沿所述上部桩基1的长度方向间隔设置，所述下部桩基4为钢筋混凝土钻孔灌注桩，施工简单，方便。
[0038]
如图1和2所示，所述第二承台板3可以为一个，也可以为至少两个，当所述第二承台板3为至少两个时，相邻所述第二承台板3沿所述上部桩基1长度方向间隔设置，设置至少两个第二承台板3，相邻所述第二承台板3沿所述上部桩基1长度方向间隔设置，分节来优化上部桩基1的受力形式，更优地减小了桩基内力。
[0039]
具体地，所述上部桩基1与所述第一承台板2通过钢筋连接，和/或所述下部桩基4与所述第一承台板2通过钢筋连接。使其连接更加牢固。
[0040]
所述上部桩基1和所述下部桩基4一一对应设置，减少第一承台板2所受的的偏心弯矩载荷，在实际施工过程中，所述上部桩基1贯穿所述第一承台板2 后与对应的所述下部桩基4相连接，所述上部桩基1和对应的所述下部桩基4 为一体浇筑成型的结构件，使得整个结构稳定性更好。
[0041]
具体地，所述第一承台板2的横向宽度l1为[2m，4m]；所述第二承台板3 的横向宽度l2为[1m，2m]。
[0042]
本申请所述的一种高低承台式桩结构，所述第一承台板2底部连接有下部桩基4，在使用时，下部桩基4伸入地基6，作为高低承台式桩结构的基础支撑，所述第一承台板2的至少一部分伸入填方路基5内,从而使得填方路基5位于第一承台板2上方的填方土体作用于第一承台板2一个向下竖向力，以此对上部桩基1产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，抵消一部分填方路基5施加与上部桩基1的侧向土压力对上部桩基1产生的正向弯矩，有效控制上部桩基1的桩顶位移，从而减小了上部桩基1的内力、桩长和桩径。
[0043]
而且，所述第二承台板3的至少一部分伸入填方路基5内,从而使得填方路基5位于第二承台板3上方的填方土体作用于第二承台板3一个向下竖向力，以此对上部桩基1产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，而且，设置第二承台板3，所述第二承台板3和所述第一承台板2间隔设置，能够使得上部桩基1位于第一承台板2和第二承台板3的部分的受力由悬臂形式变为两端固结，或者下端固结，上端轴向限位的受力形式下端固结还是上端轴向限位主要取决于第二承台板3伸入填方路基5内的深度。从而大大优化了上部桩基1的受力形式，而且，第二承台板3也能够减小填方路基5施加在所述第二承台板3和所述第一承台板2之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力。
[0044]
同时，第一承台板2和第二承台板3的设置，使得上部桩基1和下部桩基4 所受的弯矩分配均匀，进一步减小桩长和桩径。
[0045]
本实施例的有益效果：本申请所述的一种高低承台式桩结构，通过设置第一承台板2和第二承台板3，不仅能够抵消一部分填方路基5施加与上部桩基1 的侧向土压力对上部桩基1产生的正向弯矩，而且优化上部桩基1位于第一承台板2和第二承台板3的部分的受力形式，减小填方路基5施加在所述第二承台板3和所述第一承台板2之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力，从而大大减小上部桩基1的桩长和桩径，进而降低施工成本。
[0046]
实施例2
[0047]
如图1和3所示，本实施例所述的一种高低承台式桩结构，桩基包括上部桩基1和下
部桩基4，上部桩基1可为圆桩或方桩，下部桩基4为钢筋混凝土钻孔灌注桩，下部桩基4纵向间隔设置于地基6中；第一承台板2设置于桩基与地面交界附近，纵向与桩基等间距设置，桩基与第一承台板2通过钢筋牢固连接；第二承台板3设置于桩基上部。
[0048]
如图1-4所示，设置于桩后的高第一承台板上方填方土体分别作用于第一承台板2和第二承台板3一个向下竖向力，以此对桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，抵消土压力对桩基产生的正向弯矩，有效控制桩顶位移且能够使得桩基弯矩分配均匀，进一步减小桩长和桩径，第一承台板的宽度一般为2～4m。
[0049]
所述第二承台板3可减小填土施加在高低承台间桩侧的土压力，大大减小桩基内力，第二承台板的宽度一般为1～2m。
[0050]
所述桩基在受土压力变形时，设置于桩前的第一承台板2作用于地基6上，地基6可提供一个反向支撑力，可有效减小桩基锚固段对地基土的侧向挤压，可进一步减小桩长。
[0051]
本实施例的有益效果：
[0052]
(1)在桩身设置高第一承台板，利用桩后承台板上方填方土体作用于承台板的向下竖向力，以此对桩基产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，抵消土压力对桩基产生的正向弯矩；同时利用地基对桩前第一承台板的反向支撑力，可有效减小桩基锚固段对地基土的侧向挤压，有效控制桩顶位移且能够使得桩基弯矩分配均匀，进一步减小桩长和桩径。
[0053]
(2)设置于桩上部的第二承台板可有效减小填土施加在高低承台间桩侧的土压力，大大减小桩基内力。
[0054]
(3)解决了传统侧向约束桩结构所面临的桩顶位移控制困难、填方高桩后土压力大导致桩间距过小等技术难题，具有结构新颖、安全可靠、施工方便、节约投资等特点，应用前景广泛。
[0055]
实施例3
[0056]
如图4所示，本实施例所述的一种桩基系统，包括如实施例1或2所述的高低承台式桩结构，所述第一承台板2位于地基6与所述填方路基5的交界处。
[0057]
本申请所述的一种桩基系统，所述第一承台板2位于地基6与所述填方路基5的交界处，所述第一承台板2作用于地基6上，地基6可提供一个反向支撑力，可有效减小下部桩基4的桩基锚固段对地基土的侧向挤压，可大大减小下部桩基4的桩长。
[0058]
同时，桩基系统包括如本申请所述的高低承台式桩结构，在使用时，下部桩基4伸入地基6，作为高低承台式桩结构的基础支撑，所述第一承台板2的至少一部分伸入填方路基5内,从而使得填方路基5位于第一承台板2上方的填方土体作用于第一承台板2一个向下竖向力，以此对上部桩基1产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，抵消一部分填方路基5施加与上部桩基1的侧向土压力对上部桩基1产生的正向弯矩，有效控制上部桩基1的桩顶位移，从而减小了上部桩基1的内力、桩长和桩径。
[0059]
而且，所述第二承台板3的至少一部分伸入填方路基5内,从而使得填方路基5位于第二承台板3上方的填方土体作用于第二承台板3一个向下竖向力，以此对上部桩基1产生一个倾向于线路侧的负向弯矩，而且，设置第二承台板3，所述第二承台板3和所述第一承台板2间隔设置，能够使得上部桩基1位于第一承台板2和第二承台板3的部分的受力由悬臂形式变为两端固结，或者下端固结，上端轴向限位的受力形式下端固结还是上端轴向限位主要取决于第二承台板3伸入填方路基5内的深度。从而大大优化了上部桩基1的受力形式，而
且，第二承台板3也能够减小填方路基5施加在所述第二承台板3和所述第一承台板2之间桩侧的土压力，从而减小桩基内力。
[0060]
而且，第一承台板2和第二承台板3的设置，使得上部桩基1和下部桩基4 所受的弯矩分配均匀，进一步减小桩长和桩径。
[0061]
综上所述，本申请所述的一种桩基系统，通过设置第一承台板2和第二承台板3，所述第一承台板2位于地基6与所述填方路基5的交界处，从而减小上部桩基1和下部桩基4的桩基内力，从而大大减小上部桩基1和下部桩基4的桩长和桩径，进而降低施工成本。
[0062]
在施工过程中，实施例1或2所述的高低承台式桩结构的上部埋设于所述填方路基5内。
[0063]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。