一种基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法及装置与流程

本发明属于建筑山地回填土中基础技术领域，尤其涉及一种基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法及装置。

背景技术：

目前，最接近的现有技术：随着城市化发展，城市用地越来越紧张，城市中的山地被削、沟谷被填，用于建筑和公园用地。由于城市化的快速发展的时间要求，填土往往沉降时间较段，填土的沉降依然在继续，由于回填前原状地貌存在坡度，造成原状土高承侧向低侧方向土压力，山地原状地貌坡度越大、回填土越深，基础承担的两侧的土压力差越大，该土压力差是桩基础设计控制条件。目前解决该问题的技术方法有三种，第一种是土对基础两侧的土压力差和基础上部传来的水平力组合后合力设计基础，设计中未抵抗该作用产生的基础倾覆力矩，需大基础尺寸和深基础，材料需用量大，工程造价高。由于基础尺寸大、埋置深度深，需要的施工作用面大，对机械要求苛刻，特别是超大直径桩施工机械，在市场现有机械中选择困难。第二种是采用桩板挡墙抵挡回填土土压力，需在基础的上下坡侧同时修才能起到作用，基础按回填土对基础不产生水平土压力设计。第三种是回填时分层处理或回填后在开挖分层处理，处理后基础可按常规定设计，基础一般需伸入原状地层中。

综上所述，现有技术存在的问题是：第一种是由于基础尺寸大、埋置深度深，需要的施工作用面大，对机械要求苛刻，特别是超大直径桩施工机械，在市场现有机械中选择困难。第二种是回填前施工图相对方便，回填施工需挖开回填土施工，不管回填前回填后施工，费用高。第三种处理工程量大、作业面宽、施工费大。

解决上述技术问题的意义：如能采用一种措施平衡基础两侧的土压力差，基础设计时只考虑基础上部传来的作用和回填土竖向作用，基础的方案有更多的选择、尺寸将更加的优化减小。从而大幅度降低工程造价，减少施工作用面，满足城市日益发展的用地需要。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法及装置。

本发明是这样实现的，一种基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法，所述基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法是被拉基础通过拉索把深回填土对基础的水平土压力，基础上部传至基础的水平力传至浅回填或者无回填的基础上，被拉基础分主拉基础和两对称的副拉基础；另外一个拉索通过预埋与基础内的保护管与预埋型钢相连接，型钢预埋与基础中心，在连接点通过加劲加强，并在型钢外布置螺旋箍筋承担剪力；同时拉索通过金具相连接，并通过张拉控制张拉应力。

进一步，所述基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法包括以下步骤：

第一步，根据被拉基础的位置、原始地貌情况、回填土的情况选择主副拉基础的位置，主副拉基础的位置选择宜选择在原状土和回填土浅的位置；

第二步，根据回填或以后需回填计算回填土和上部结构对基础的水平力，计算主副拉索截面、材质，计算被拉基础的尺寸、型钢尺寸、型钢连接点、拉索连接点设计；

第三步，被拉基础、主副拉基础施工，在浇筑混凝土前应在中心预埋型钢，环绕型钢布置螺旋箍筋，拉索与型钢连接，拉索在基础中位置预埋保护管，完成验收后才能浇筑；

第四步，基础养护完成后，按设计张力张拉拉索，通过金具连接，作防腐处理，穿保护管；

第五步，在基础、拉索周边做好防护、警示标志。

本发明的另一目的在于提供一种基于所述基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法的基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制装置，所述基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制装置包括：回填土层、原状土层、拉基础或拉线盘、预埋管、张拉索、张拉索连接段、被拉基础、螺旋箍筋、型钢；

回填土层、原状土层中埋入拉基础或拉线盘、被拉基础，拉基础或拉线盘和被拉基础的上方埋入预埋管；

型钢预设在拉基础或拉线盘、被拉基础的内部，型钢的外侧缠绕有螺旋箍筋；

拉基础或拉线盘、被拉基础的型钢之间通过张拉索连接，张拉索通过张拉索连接段连接在一起。

进一步，所述预埋管的管径至少大于拉索1.5倍；拉索的张拉力安全系数不小于2.5。

进一步，所述拉基础还包括两个副拉基础与一个主拉基础，副拉基础与主拉基础夹角不小于5°，两副拉基础宜对称布置。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明旨在解决现有技术中所存在的上述不足而提供一种减少基础水平受力，可以设计规划出更小的直径(截面)、更短的基础，大幅节省工程量，减少工程造价，保证工程安全。

本发明的方案实施后，回填土一般经过数年之后(一般10年)，基本沉降完成。如发展需要拆除拉索和主副拉基础，需经有资格的单位评定沉降完成，可拆除。不影响原基础安全又节约用地。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的基础左右侧面回填土示意图。

图中：1、回填土层；2、原状土层；3、拉基础或拉线盘；4、预埋管；5、张拉索；6、张拉索连接段；7、被拉基础；8、螺旋箍筋；9、型钢；10、第一副拉基础或副拉线盘；11、主拉基础或主拉线盘；12、第二副拉基础或副拉线盘。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对目前山地回填土中桩基础承担回填土由引起原状土高侧向低侧的土压力差，该土压力差是桩基础设计控制条件，造成基础非常大或者需做代价高昂的地基处理或桩板档樯等措施的问题。本发明根据悬索桥和杆塔打拉拉线平衡受力原理，解决因回填土不平衡沉降、土体滑动引起的水平力、基础上部结构传来的作用力。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制方法包括以下步骤：

s101：根据被拉基础的位置、原始地貌情况、回填土的情况选择主副拉基础的位置，主副拉基础的位置选择宜选择在原状土和回填土浅的位置；

s102：根据回填或以后需回填计算回填土和上部结构对基础的水平力，计算主副拉索截面、材质，计算被拉基础的尺寸、型钢尺寸、型钢连接点、拉索连接点设计；

s103：被拉基础、主副拉基础施工，在浇筑混凝土前应在中心预埋型钢，环绕型钢布置螺旋箍筋，拉索与型钢连接，拉索在基础中位置预埋保护管，完成验收后才能浇筑；

s104：基础养护完成后，按设计张力张拉拉索，通过金具连接，作防腐处理，穿保护管；

s105：在基础、拉索周边做好防护、警示标志。

如图2所示，本发明实施例提供的基于悬索桥和杆塔打拉拉线的张卡应力控制装置包括：回填土层1、原状土层2、拉基础或拉线盘3、预埋管4、张拉索5、张拉索连接段6、被拉基础7、螺旋箍筋8、型钢9。

回填土层1、原状土层2中埋入拉基础或拉线盘3、被拉基础7，拉基础或拉线盘3和被拉基础7的上方埋入预埋管4，型钢9预设在拉基础或拉线盘3、被拉基础7的内部，型钢9的外侧缠绕有螺旋箍筋8，拉基础或拉线盘3、被拉基础7的型钢9之间通过张拉索5连接，张拉索5通过张拉索连接段6连接在一起。

下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。

本发明主要由工程基础(后称被拉基础，位于较深回填土中)和拉基础(全位于原状土中或部分位于回填土中)、拉索、基础中预埋型钢等组成。

由于原始地貌存在坡度，在基础(被拉基础)的左右侧面回填土深度不一致，如图2，左侧浅，右侧深，回填土一般未经过处理和长时间沉降，存在浅(上图左侧)沉降少于深侧(上图右侧)，造成右侧与基础脱空，造成从左侧向右侧存在土压力差。由于坡度的存在，回填土与原状土的接触面存在由高(上图左侧)向低侧(上图右侧)的水平分力，水平分力随坡度的增大而增加大，当坡度超过土滑动的临界坡度时会发生回填土滑动，土滑动的临界坡度随原状地表情况、地下水的冲刷等情况而变化。由于上述原因，如不采取措施，基础上部的水平作用力加回填土的水平作用力将非常大，需采取措施减少消除回填土的水平作用力。

从以上两方面计算回填土对基础产生的水平力，加上基础上部结构对基础施加的水平力，该合力需要通过拉索传在被拉基础(预埋钢筋混凝土底盘)上，拉索穿过基础中预埋管连接于基础中预埋型钢上，预埋管位置和管直径可根据拉索的位置和角度调整，多内空管径至少大于拉索1.5倍以上，拉索的张拉力应根据拉索的材质、受力大小、环境选择，并留一定的安全系数，安全系数不小于2.5。型钢和基础长度一致，型钢与拉索连接节点应采用加劲进行加强，型钢外侧通长布置螺旋钢筋，在剪力较大地方加密。

副拉基础与主拉基础的夹角可根据现场调整，但不宜小于5°，两副拉基础宜对称布置。拉索通过张拉金具连接后做好防腐和穿管保护，如埋在土内，回填拉索保护管上的土应是松散的砂土，深度不宜过深，保护管上部铺钢筋混凝土保护板。

完成后在拉索及周边做好警示标志。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。