一种利用灌注桩桩间土承载力的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种灌注粧，特别是涉及一种利用灌注粧粧间土承载力的装置及方 法，适用于地基处理。
【背景技术】
[0002] 粧基础是土木工程领域常用的基础形式，其使用已有上千年的历史。随着上部结 构高度增加，形态逐渐复杂，要求有足够大的地基承载力，也就相应地需要越来越高的单粧 承载力。目前常用的提高粧基承载力的方法有：（1)开发新的粧基形式，通过改变粧基形 状，提高其抵抗某种类型荷载的能力；(2)使用高强度的粧身混凝土；（3)使用更加成熟的 施工工艺，增加粧长，提高成粧质量；(4)改变群粧基础布局，使得群粧承载能力得到更加 合理高效地利用。这些方法很大程度上提高了粧自身的承载能力，但也存在成本增加，设计 施工复杂的问题。
[0003] 灌注粧是目前使用最为广泛的粧基形式之一。它可以通过灵活改变粧径、粧距，满 足不同场地条件下上部结构对承载力的需求。实践中，为将上部结构荷载传递到更深的土 层，并通过粧侧摩阻力与粧端反力与荷载平衡，要求将粧头处嵌入承台，保证粧与承台的刚 性连接，使基粧成为上部结构的刚性支点。这样的情况下，粧间土在经过一段时间固结沉降 后，与承台或筏板之间没有有效的接触，其承载力得不到充分发挥。上部荷载施加过程中， 最初阶段，粧沉降很小，承台或筏板的沉降被粧限制，不能进一步对粧间土施加荷载。随着 荷载增大，粧沉降增加，这一情况有所改善，但承台与粧间土的接触依旧是不充分的，粧依 旧承担了大部分荷载，粧间土的承载力没有得到充分的发挥。如果能合理利用地基土的承 载力，则可以很大程度上承担上部结构的荷载，减轻粧基础承担荷载的比例，从而整体上提 高基础的承载力。
【发明内容】
[0004] 为提高粧基础整体承载能力，本发明提供一种充分发挥和利用灌注粧粧间土承载 力的方法，可以减羟基粧的负担，从而满足上部结构日益增大的荷载要求，降低造价，增加 经济性。
[0005] 该发明通过在灌注粧顶增加一种合理设计的调节沉降的装置，在受荷过程中使承 台或筏板与粧间土的有效相互作用，使得承台或筏板能与粧间土充分接触，达到充分利用 粧间土的承载力的目的。在保证粧基础强度、刚度的前提下，使得地基土充分变形，从而发 挥承载力。
[0006] 本发明目的通过如下技术方案实现：
[0007] -种利用灌注粧粧间土承载力的装置，包括钢端板、第一 XPS板、第二XPS板、灌注 粧主筋、灌注粧环形架立筋；钢端板为带有环形槽的圆形板；环形槽为圆环形，圆环形中设 有多个连接块，将圆环形内外的钢端板连接成一体，钢端板的外径与灌注粧的外径相同；第 一 XPS板为环形板，大小同环形槽外的钢端板；第二XPS板为圆形板，大小同环形槽内的钢 端板；第一 XPS板和第二XPS板位于钢端板的上端；钢端板设置在PHC管粧上端；多根灌注 粧主筋沿圆周均匀设置在灌注粧内，在灌注粧内从上到下间隔200-250mm设置一个灌注粧 环形架立筋，灌注粧环形架立筋为圆形，在同一水平截面与多根灌注粧主筋连接，灌注粧内 灌注混凝土，多根灌注粧主筋从钢端板的环形槽以及第一 XPS板和第二XPS板的环形槽沿 圆周伸出，灌注粧主筋向上伸入承台或筏板内的长度大于500mm或至承台顶面钢筋处，混 凝土垫层设置在地基土表面；混凝土垫层上端设有承台或筏板；
[0008] 控制灌注粧主筋直径为20~28mm，灌注粧主筋配筋率为0. 65%~0. 2%;第一XPS 板和第二XPS板都是XPS板；第一 XPS板的第二XPS板厚度相同，厚度h通过如下的计算公 式⑴和公式⑵确定：
【主权项】
1. 一种利用灌注粧粧间土承载力的装置，包括钢端板、第一 XPS板、第二XPS板、灌注 粧主筋、灌注粧环形架立筋；钢端板为带有环形槽的圆形板；环形槽为圆环形，圆环形中设 有多个连接块，将圆环形内外的钢端板连接成一体，钢端板的外径与灌注粧的外径相同；第 一 XPS板为环形板，大小同环形槽外的钢端板；第二XPS板为圆形板，大小同环形槽内的钢 端板；第一 XPS板和第二XPS板位于钢端板的上端；钢端板设置在PHC管粧上端；多根灌注 粧主筋沿圆周均匀设置在灌注粧内，在灌注粧内从上到下间隔200-250mm设置一个灌注粧 环形架立筋，灌注粧环形架立筋为圆形，在同一水平截面与多根灌注粧主筋连接，灌注粧内 灌注混凝土，多根灌注粧主筋从钢端板的环形槽以及第一 XPS板和第二XPS板的环形槽沿 圆周伸出，灌注粧主筋向上伸入承台或筏板内的长度大于500mm或至承台顶面钢筋处，混 凝土垫层设置在地基土表面；混凝土垫层上端设有承台或筏板； 控制灌注粧主筋直径为20~28mm，灌注粧主筋配筋率为0. 65 %~0. 2 % ;第一 XPS板 和第二XPS板都是XPS板；第一 XPS板的第二XPS板厚度相同，厚度h通过如下的计算公式 (1)和公式⑵确定：
其中，P是灌注粧的粧顶压强，Qpu是灌注粧的的单粧极限承载力，根据粧径和工程场地 条件确定，Ap是灌注粧的截面积。
2. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述环形槽 的外径比灌注粧的内径小100-150mm，缺口内径较灌注粧的内径小200-250mm。
3. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述灌注粧 内，灌注粧主筋向下伸入灌注粧长度为3D和I. 5m的较大值，D为灌注粧直径；多根灌注粧 主筋在水平面沿灌注粧截面均匀分布。
4. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述钢端板 与第一 XPS板和第二XPS板之间用胶水粘结。
5. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述灌注粧 环形架立筋与每根灌注粧主筋焊接。
6. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述配筋率 为主筋截面积与粧截面积之比。
7. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述钢端板 的厚度为5-10mm〇
8. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述灌注粧 环形架立筋为直径为6mm的圆形架立筋。
9. 根据权利要求1所述的利用灌注粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述混凝土 垫层的厚度为100-300mm。
10. -种应用权利要求1-9任一项所述装置的利用灌注粧粧间土承载力的方法，其特 征在于，将灌注粧环形架立筋焊接在灌注粧主筋上，在灌注粧施工时放入灌注粧内，然后浇 筑混凝土，灌注粧主筋向上伸出灌注粧；将钢端板与第一 XPS板和第二XPS板粘接；在灌注 粧施工完毕后，在粧顶设置钢端板，在钢端板分别设置第一 XPS板和第二XPS板；设置混凝 土垫层后浇筑承台或筏板，完成基础施工。
【专利摘要】本发明公开了一种利用灌注桩桩间土承载力的装置及方法，该装置包括钢端板、第一XPS板、第二XPS板、灌注桩主筋、灌注桩环形架立筋；钢端板为带有环形槽的圆形板；环形槽为圆环形，圆环形中设有多个连接块，将圆环形内外的钢端板连接成一体，第一XPS板为环形板，大小同环形槽外的钢端板；第二XPS板为圆形板，大小同环形槽内的钢端板；第一XPS板和第二XPS板位于钢端板的上端；钢端板设置在PHC管桩上端；多根灌注桩主筋从钢端板的环形槽以及第一XPS板和第二XPS板的环形槽沿圆周伸出，灌注桩主筋向上伸入承台或筏板内；本发明充分发挥和利用灌注桩桩间土承载力，可以减轻基桩的负担，降低造价，增加经济性。
【IPC分类】E02D5-34
【公开号】CN104863124
【申请号】CN201510237421
【发明人】韩小雷, 李耀琨, 季静, 邱焱坤, 符东龙
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月11日