一种承受水平荷载的组合基础及方法与流程

本发明涉及的是基础工程技术领域，特别是涉及一种承受水平荷载的组合基础及方法。

背景技术：

目前，电力工程、水利工程、高层建筑等在各类工程中，有大量建(构)筑物因工艺的特殊性，往往使得结构承受很大的水平向载力，导致这些工程的基础无法布置施工。例如：电力工程中，储煤棚等附属建筑由于室内的大面积堆载可能引起建筑物基础发生侧移；在海洋工程中，如海上输电塔、海上风力发电机等，基础结构往往受到波浪力、水平地震力、船舶撞击力等水平向载力作用。在这些工程对象设计中，水平荷载在基础设计中往往成为其控制荷载。

目前抵抗水平力的结构构件主要有基础、桩、地下连续墙，地下连续墙往往应用于城市中，将其设置在基坑里起挡水挡土的作用，但其成本非常高；桩设置于基桩下面，应用于基础不好的区域；在这些结构构件中水平受荷桩是应用最为广泛的。

水平受荷桩施工过程中存在以下不利因素：1.水平受荷桩随着桩长的增加，桩顶位移也逐渐减小，但当桩长增加到一定长度时，在其他条件不变的情况下，桩顶位移趋于一定值，即单纯的增加桩长对提高桩的水平承载力作用有限。2.由于大量承受较大水平力的特殊情况的出现，对桩的水平承载力提出更大的要求。

地下连续墙以其自身整体刚度大、强度高、防渗挡土等优点在国内外很多工程中都得到了应用。目前地下连续墙作为水平承载力构件大多用在基坑支护中，作为基础构件也多作为“双墙合一”承受竖向荷载和水平荷载的剪力墙使用，大多被用作桥梁锚碇基础。目前对于地下连续墙的水平承载力的作用机理还处于试用和研究阶段。

综上所述，现有技术中对于工程基础中对于水平承载力不足的问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种承受水平荷载的组合基础，通过锚杆+桩+地下连续墙组合基础合理增加上部土体的水平能力、同时发挥被动区土体和主动区土体的水平承载力、减小水平受荷桩的数量和长度；

进一步的，本发明采用下述技术方案：

一种承受水平荷载的组合基础，包括地下连续墙，所述地下连续墙底部的四个边角设置于水平受荷桩上，所述地下连续墙的受荷面设置有多排多列水平向锚杆，所述地下连续墙顶部设置顶板。

本发明的组合基础，将地下连续墙设置于水平受荷桩上，在地下连续墙受荷面设置多个水平向锚杆，水平受荷桩能够承受较大的水平荷载，水平向锚杆通过嵌入土体中的锚固体与周围土体的摩擦力提供水平承载力，三者形成的组合基础可以承载更大的水平荷载，使得基础更稳定；通过水平锚杆的使用，可以减少地下连续墙的使用高度，减少水平受荷桩的使用数量，而同样能达到较高的水平承载力，不仅能节省工程费用，还能保证基础的嵌固。

进一步的，所述水平受荷桩顶部嵌入地下连续墙内部。水平受荷桩可以支撑地下连续墙，同时两者在水平向的承载力叠加增强。

进一步的，所述水平受荷桩嵌入地下连续墙的长度不少于100mm。保证对地下连续墙的支撑力，保证二者连接的可靠性。

进一步的，所述锚杆嵌入地下连续墙侧壁内部。锚杆一端嵌入土体，另一端嵌入地下连续墙，在地下连续墙的受荷面形成支撑，提供水平承载力，增强组合基础的水平承载能力。

进一步的，所述锚杆为倾斜设置，锚杆与地下连续墙侧壁呈锐角。如此设置，增大锚杆的锚固效果，增强水平承载情况。

进一步的，所述水平受荷桩的主筋进入地下连续墙长度不小于40倍的主筋直径。

进一步的，所述地下连续墙为中空结构。如此设置可以减轻地下连续墙自身重量，也就减小了需求支撑力，延长了水平受荷桩的使用寿命。

进一步的，所述地下连续墙的中空部分填设土体。填设土体后，增强了地下连续墙的稳固效果，也就增强了整体组合基础的稳定性。

进一步的，所述锚杆的长度和地下连续墙的高度比值为：(1:1)～(1.5:1)。在此比例设置下，既能最大限度的减少地下连续墙的使用高度，同时能保证整体组合基础能承受较大的水平载荷。

进一步的，所述地下连续墙的厚度和高度比值为：(1:10)～(1:25)。在这个范围内设置，既能最大程度减少地下连续墙的使用量，节省工程费用，同时也能保证地下连续墙的正常工作需求。

进一步的，所述锚杆的长度和水平受荷桩的长度比值为：(1:1)～(1.2:1)。在此比例设置下，使得锚杆和水平受荷桩的组合承载效果达到最好，能承受更大的水平荷载，增大了组合基础的稳固效果。

一种承受水平荷载的组合基础的施工方法，包括以下步骤：

1：在地面施工下部的水平受荷桩；

2：开挖导槽或进行整体开挖，施工水平向锚杆，将锚杆倾斜设定角度设置；

3：开挖到底后施工地下连续墙，将水平受荷桩嵌入上部地下连续墙；

4：将水平锚杆嵌入地下连续墙侧壁；

5：水平锚杆、水平受荷桩及地下连续墙构成组合基础，组合基础的背荷面直立开挖以保证土体的抗力，地下连续墙中空部分填设土体；

6：在地下连续墙顶部设置顶板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过锚杆、水平受荷桩和地下连续墙组合在一起作为承受水平荷载的基础，发挥地下连续墙水平刚度大的优点，利用连续墙与土体接触面积大的特点提高了被动区位置构件的水平承载能力，同时通过在主动区位置设置水平向锚杆发挥了主动区土体的的水平承载力，也通过下部的桩保证了基础的嵌固。

本发明的组合基础形式符合了变形大的位置增加刚度减小变形、变形小的地方减小刚度节省费用的变刚度设计新理念，同时发挥了主动区土体和被动区土体的水平承载能力。

在承受水平荷载作用下，相对地下连续墙基础，锚杆+桩和地下连续墙组合基础可以减小地下连续墙基础的高度和平面尺寸；相对水平受荷桩基础，锚杆+桩和地下连续墙组合基础可以减小桩数，节省工程费用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明组合基础的俯视平面图；

图2为本发明组合基础的主视剖面图；

图中，1地下连续墙，2水平受荷桩，3锚杆，4受荷面，5背荷面，6水平荷载，7顶板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在工程基础中对于水平承载力不足的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种承受水平荷载的组合基础及方法。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种承受水平荷载的组合基础，为锚杆+桩+地下连续墙水平承载组合基础，可以解决现有承受水平荷载的群桩基础承载力不足的问题，工程造价低、能缩短工期。

如图1-图2所示，本发明的组合基础由水平受荷桩2、地下连续墙1、锚杆3组成，下部设置水平受荷桩2，上部设置地下连续墙1，地下连续墙1底部的四个边角设置于水平受荷桩2上，地下连续墙1的受荷面设置有多排多列水平向锚杆3，地下连续墙1顶部设置顶板7，通过顶板7将上部荷载向下传递。将地下连续墙设置于水平受荷桩上，在地下连续墙受荷面设置多个水平向锚杆，水平受荷桩能够承受较大的水平荷载，水平向锚杆通过嵌入土体中的锚固体与周围土体的摩擦力提供水平承载力，三者形成的组合基础可以承载更大的水平荷载，使得基础更稳定；通过水平锚杆的使用，可以减少地下连续墙的使用高度，减少水平受荷桩的使用数量，而同样能达到较高的水平承载力，不仅能节省工程费用，还能保证基础的嵌固。

水平向锚杆通过嵌入土体中的锚固体与周围土体的摩擦力提供水平承载力，在工程中可以单独承受水平荷载，也可以与桩联合组成的桩锚组合体系承受水承载力。

水平受荷桩2顶部嵌入地下连续墙1体内部，水平受荷桩嵌入地下连续墙的长度不少于100mm。保证对地下连续墙的支撑力，保证二者连接的可靠性。

水平向锚杆3嵌入地下连续墙1侧壁内部。锚杆一端嵌入土体，另一端嵌入地下连续墙，在地下连续墙的受荷面形成支撑，提供水平承载力，增强组合基础的水平承载能力。

锚杆3为倾斜设置，锚杆与地下连续墙侧壁呈锐角。如此设置，增大锚杆的锚固效果，增强水平承载情况。

水平受荷桩2的主筋进入地下连续墙1长度不小于40倍的主筋直径。

地下连续墙1为中空结构，地下连续墙1的中空部分填设土体。填设土体后，增强了地下连续墙的稳固效果，也就增强了整体组合基础的稳定性。

锚杆3的长度和地下连续墙1的高度比值为：(1:1)～(1.5:1)。在此比例设置下，既能最大限度的减少地下连续墙的使用高度，同时能保证整体组合基础能承受较大的水平载荷。

地下连续墙1的厚度和高度比值为：(1:10)～(1:25)。在这个范围内设置，既能最大程度减少地下连续墙的使用量，节省工程费用，同时也能保证地下连续墙的正常工作需求。

锚杆3的长度和水平受荷桩2的长度比值为：(1:1)～(1.2:1)。在此比例设置下，使得锚杆和水平受荷桩的组合承载效果达到最好，能承受更大的水平荷载，增大了组合基础的稳固效果。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种承受水平荷载的组合基础的施工方法，包括以下步骤：

首先在地面施工下部的水平受荷桩；

开挖导槽或进行整体开挖，施工水平向锚杆，将锚杆倾斜设定角度设置；

开挖到底后施工地下连续墙，将水平受荷桩嵌入上部地下连续墙不少于100mm，水平受荷桩主筋进入地下连续墙长度不小于40倍的钢筋直径；

将水平锚杆嵌入地下连续墙侧壁；

水平锚杆、水平受荷桩及地下连续墙构成组合基础，组合基础的背荷面直立开挖以保证土体的抗力，地下连续墙中空部分填设土体；

在地下连续墙顶部设置顶板。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。