一种利用灌注桩桩间土承载力的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种灌注粧，特别是涉及一种利用灌注粧粧间土承载力的装置， 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。 【实用新型内容】
[0004] 为提高粧基础整体承载能力，本实用新型提供一种充分利用灌注粧粧间土承载力 的装置，减羟基粧的负担，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] 该实用新型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] 本实用新型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：
[0011] 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。
[0012] 为进一步实现本实用新型目的，优选地，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。
[0013] 优选地，所述灌注粧内，灌注粧主筋向下伸入灌注粧长度为3D和1. 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。
[0014] 优选地，所述钢端板与第一XPS板和第二XPS板之间用胶水粘结。
[0015] 优选地，所述灌注粧环形架立筋与每根灌注粧主筋焊接。
[0016] 优选地，所述配筋率为主筋截面积与粧截面积之比。
[0017] 优选地，所述钢端板1的厚度为5-10mm。
[0018] 优选地，所述灌注粧环形架立筋为直径为6mm的圆形架立筋。
[0019] 优选地，所述混凝土垫层的厚度为100-300mm。
[0020] 相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：
[0021] 1)本实用新型XPS板设置在的在承台或筏板与钢端板两者之间，根据公式⑴和 公式（2)确定XPS板的厚度h，在PHC管粧受荷达到其极限承载力1/6时，对应上部建筑结构 完成1/3~1/2,其压缩应变基本达到100%，对于不同粧径的PHC管粧，通过改变XPS板的 厚度h，可以控制XPS板的残余厚度不大于3mm;使得PHC管粧承载力充分发挥时，XPS板变 形后厚度小于2_，从而在长期受荷过程中不会有多余变形，对基础安全性造成实质影响。
[0022] 2)本实用新型钢端板和XPS板外直径与对应的PHC管粧粧径相同。锚固钢筋穿过 钢端板的内圆向上与承台或筏板连接，锚固钢筋向下伸入PHC管粧中，在PHC管粧中架立钢 筋焊接在锚固钢筋上，三者形成一个整体；锚固钢筋和架立钢筋结合在PHC管粧内浇筑的 填芯混凝土中，保证PHC管粧与承台或筏板之间的有效连接，使承台或筏板的受力均匀传 递到PHC管粧上。
[0023] 3)常见灌注粧的粧径d= 400mm，500mm，600mm，800mm，对应于极限承载力Qpu= 2000kN，3000kN，4000kN，本实用新型控制灌注粧主筋的直径为20-28mm，XPS板被压缩过程 中的PHC管粧粧顶压强足以将锚固钢筋压屈曲，因此锚固钢筋不会阻碍XPS板的压缩。
[0024] 4)本实用新型XPS板是粧顶的易压缩层，在上部结构施工过程中，其受力压缩，使 得承台或筏板相比基粧沉降更大，从而与粧间土产生充分接触，粧间土由此开始发挥承载 力。在上部结构完成1/3~1/2高度时，粧顶压强大约达到l-2MPa。此时XPS板的竖向应 变接近1〇〇%，即其厚度已可以忽略。承台或筏板与钢端板紧密接触，之间不再存在受压薄 弱层，由此开始粧与土共同承担上部荷载，直到沉降稳定为止。一般建筑的最大沉降不超过 40mm，本装置提供的XPS板的压缩量可以使粧间土的承载力得到充分发挥，从而减羟基粧 的负担，有效提高基础整体承载能力。同时，被压缩的XPS板厚度可以忽略，锚固钢筋保证 了粧与承台或筏板的可靠连接。因此，本实用新型可以在保证基粧与承台有效连接的基础 上，充分利用粧间土的承载力。
【附图说明】
[0025] 图1是本实用新型利用灌注粧粧间土承载力的装置的安装示意图；
[0026] 图2是本实用新型利用灌注粧粧间土承载力的装置的俯视图。
[0027] 图3是图2的侧视图。
[0028] 图中示出：钢端板1、第一XPS板2、第二XPS板3、灌注粧主筋4、灌注粧环形架立 筋5、灌注粧6、混凝土垫层7和承台或筏板8。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步说明，但本实用新型要求保护的 范围并不局限于实施方式表述的范围。
[0030] 如图1-3所示，一种利用灌注粧粧间土承载力的装置，包括钢端板1、第一XPS板 2、第二XPS板3、灌注粧主筋4、灌注粧环形架立筋5 ;钢端板1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，优选环形槽 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;钢端板1的 外径与灌注粧的外径相同；第一XPS板2为环形板，大小同环形槽外的钢端板；第二XPS板 3为圆形板，大小同环形槽内的钢端板；第一XPS板2和第二XPS板3位于钢端板1的上 端；优选钢端板1与第一XPS板2和第二XPS板3之间用胶水粘结。钢端板1设置在PHC 管粧上端；多根灌注粧主筋4沿圆周均匀设置在灌注粧6内，在灌注粧6内从上到下间隔 200-250mm设置一个灌注粧环形架立筋5,灌注粧环形架立筋5为圆形，在同一水平截面与 多根灌注粧主筋4连接，优选灌注粧环形架立筋5与每根灌注粧主筋4焊接；灌注粧内灌注 混凝土，多根灌注粧主筋4从钢端板1的环形槽以及第一XPS板2和第二XPS板3的环形 槽沿圆周伸出，灌注粧主筋4向上伸入承台或筏板8内的长度大于500mm或至承台顶面钢 筋处，混凝土垫层7设置在地基土表面；混凝土垫层7上端设有承台或筏板8。控制灌注粧 主筋4直径为20~28mm，根数随粧径变化而变化，灌注粧主筋4配筋率为0. 65 %~0. 2% (小粧径取大值）。配筋率为主筋截面积与粧截面积之比。第一XPS板2和第二XPS板3 都是XPS板，XPS板是聚苯乙烯泡沫板的简称，是一种常用的建筑外墙保温材料。
[0031] 灌注粧6内，灌注粧主筋4向下伸入灌注粧6长度为3D和1. 5m的较大值，D为灌 注粧直径；多根灌注粧主筋4在水平面沿灌注粧6截面均匀分布。
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