并设置在PHC 管粧上，浇筑填芯混凝土 5至粧头标高，设置混凝土垫层8,浇筑承台或筏板9 ;控制锚固钢 筋3的直径为20-30mm;根据公式（1)和公式（2)控制XPS板1的厚度。
[0037] 利用粧间土承载力的关键在于XPS板1的应用和控制XPS板1的厚度，XPS板1在 粧顶受荷时，会增加承台沉降，使其与粧间土成分接触，粧间土充分变形，其承载力就可以 充分发挥出来。
[0038] 实施例
[0039] 地基处理中，PHC管粧使用十分普遍，一般PHC管粧的直径为400mm~1200mm不 等，现有技术没有发现任何在PHC管粧的粧顶设置钢端板和XPS板，PHC管粧与承台或筏板 9直接连接，但这样的刚性连接是在基础沉降完成后，承台或筏板与粧间土的接触不充分， 或者粧间土沉降变形不充分，从而其承载力发挥有限。
[0040] 如图1所示，一种利用PHC管粧粧间土承载力的装置，包括钢端板2、XPS板1、锚固 钢筋3、架立钢筋4、填芯混凝土 5、托板6和混凝土垫层8 ;XPS板1为圆形板，直径与PHC管 粧直径相同；钢端板2为圆环形板，外径与PHC管粧相同，内径较管粧大5mm;XPS板1设置 在钢端板2上端，通过胶水粘接；钢端板2和XPS板1设置在PHC管粧上端，4根销固钢筋3 从钢端板2和XPS板1圆周伸入PHC管粧7内，锚固钢筋3向下伸入PHC管粧长度为3D和 1. 5m的较大值，D为PHC管粧外径；销固钢筋3向上伸入承台或筏板9内的长度为500mm， 多根锚固钢筋3在水平面沿PHC管粧截面均匀分布；在PHC管粧7内从上到下间隔200mm 设置一个架立钢筋4,架立钢筋4为圆形，在同一水平截面上，架立钢筋4与多根锚固钢筋3 焊接；锚固钢筋3的底部设立托板6,托板6与PHC管粧连接，在PHC管粧内的托板6上方 灌注填芯混凝土 5 ;在地基土表面铺设混凝土垫层8,混凝土垫层8上端浇筑承台或筏板9。 锚固钢筋的直径为20mm。锚固钢筋为4根，架立钢筋4是60200圆形架立筋，钢端板2的 厚度为10mm。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。XPS板1 上对应于锚固钢筋3安装位置开孔，孔径较锚固钢筋大2_，方便施工时的安装。
[0041]XPS板1的厚度h通过如下的计算公式⑴和公式⑵确定：
[0044] 其中，p是PHC管粧的粧顶压强，Qpu是PHC管粧的单粧承载力极限值，根据粧型和 场地条件计算确定，八1)是PHC管粧的截面积。常见PHC管粧的直径d= 400mm，500mm，600mm， 800mm，对应于极限承载力Qpu= 2000kN，3000kN，4000kN，实际施工时，根据PHC管粧的粧径 d和单粧承载力极限值Qpu进行选取。计算得到的厚度h在12~18mm之间。
[0045]XPS板1厚度的合理选取直接影响到粧间土承载力是否得到充分利用。根据公式 (1)和公式（2)确定XPS板1厚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1的厚度h，可以控制XPS板1的残余厚度不大于3mm。使得粧承载力充分发挥时， XPS板变形后厚度极小（小于2mm)，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。
[0046] 由于本装置中XPS板1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IMPa。此时20mm厚XPS板的 竖向应变接近100%，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40臟，本实用新型提供的XPS板1为小于20mm厚的压缩量，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。
[0047] 本实施例钢端板2和XPS板1外直径与对应的PHC管粧粧径相同。锚固钢筋3穿 过钢端板2的内圆向上与承台或筏板9连接，锚固钢筋3向下伸入PHC管粧中，在PHC管粧 中架立钢筋4焊接在锚固钢筋3上，三者形成一个整体；锚固钢筋3和架立钢筋4结合在 PHC管粧内浇筑的填芯混凝土 5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。
[0048] 常见PHC管粧的直径d= 400mm，500mm，600mm，800mm，对应于极限承载力Qpu= 2000kN，3000kN，4000kN;本实用新型控制锚固钢筋4的直径为20-30mm，XPS板1被压缩过 程中的PHC管粧粧顶压强足以将锚固钢筋4压屈曲，因此锚固钢筋4不会阻碍XPS板1的 压缩。
[0049]XPS板1产生的10~20mm附加沉降，使得承台或筏板9与地基土充分接触，荷载 能够作用于地基土上，充分调动起地基土的承载力。此后，随着荷载不断增大，PHC管粧沉 降逐渐增大，承台或筏板9可以有效地对PHC管粧的粧间土施加荷载，从而在粧基础受荷的 整个过程中，达到减轻粧的负担，提高地基整体承载力的作用。进一步可以有效地满足高层 建筑对于地基承载力和稳定性的要求，同时降低工程造价。
[0050] 若未设置利用PHC管粧粧间土承载力的装置，根据现有的测试数据，粧间土承担 上部荷载的比例不会超过15%。使用本实用新型利用PHC管粧粧间土承载力的装置，粧间 土充分变形，效果类似于复合地基，粧间土可以承担上部荷载比例在20 %~40 %之间。
【主权项】
1. 一种利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于包括钢端板、XPS板、销固钢筋、 架立钢筋、填芯混凝土、托板和混凝土垫层；钢端板和XPS板都为圆环形板或圆形板，XPS板 设置在钢端板上端，钢端板设置在PHC管粧上端，多根锚固钢筋从钢端板和XPS板的圆周 伸入PHC管粧内，锚固钢筋向下伸入PHC管粧长度为3D和1. 5m的较大值，D为PHC管粧外 径；锚固钢筋向上伸入承台或筏板内的长度大于500mm，多根锚固钢筋在水平面沿PHC管粧 截面圆周均匀分布；在PHC管粧内从上到下间隔100 -300mm架立钢筋，架立钢筋为圆形，在 同一水平截面架立钢筋与多根锚固钢筋连接，锚固钢筋的底部设立托板，托板的边缘与PHC 管粧连接，在PHC管粧内的托板上方灌注填芯混凝土；在地基土表面铺设混凝土垫层，混凝 土垫层上端浇筑承台或筏板；所述锚固钢筋的直径为20-30mm; 所述XPS板的厚度h通过如下的计算公式（1)和公式（2)确定：其中，p是PHC管粧的粧顶压强，Qpu是PHC管粧的单粧承载力极限值，需要根据粧型和 场地条件计算确定，\是PHC管粧的截面积。2. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的 XPS板为圆形板，钢端板为圆环形板；所述钢端板的外径与PHC管粧相同，内径较管粧大 l-10mm〇3. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的XPS 板通过胶水粘接在钢端板上。4. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的架立 钢筋与每根锚固钢筋焊接。5. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的钢端 板的厚度为5-20mm;所述架立钢筋为直径为6mm的圆形架立筋。6. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的锚固 钢筋为4-8根。7. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的混凝 土垫层厚度为100-200mm;托板为4-5mm厚的薄钢板。8. 根据权利要求1所述的利用PHC管粧粧间土承载力的装置，其特征在于，所述的钢端 板为圆环形，钢端板连接锚固钢筋处设有开孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用PHC管桩桩间土承载力的装置，包括钢端板、XPS板、锚固钢筋、架立钢筋、填芯混凝土、托板和混凝土垫层；XPS板设置在钢端板上端，钢端板设置在PHC管桩上端，多根锚固钢筋从钢端板和XPS板的圆周伸入PHC管桩内，锚固钢筋向上伸入承台或筏板内，多根锚固钢筋在水平面沿PHC管桩截面圆周均匀分布；在PHC管桩内从上到下间隔100-300mm架立钢筋，锚固钢筋的底部设立托板，托板的边缘与PHC管桩连接，在PHC管桩内的托板上方灌注填芯混凝土；在地基土表面铺设混凝土垫层，混凝土垫层上端浇筑承台或筏板；本实用新型可以在保证基桩与承台有效连接的基础上，充分利用桩间土的承载力。
【IPC分类】E02D27/12, E02D27/14
【公开号】CN204645071
【申请号】CN201520300259
【发明人】韩小雷, 李耀琨, 季静, 符东龙, 邱焱坤
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月11日