铆钉基础的制作方法

本发明涉及土木工程地基、地基加固和基础工程技术，具体涉及铆钉基础。

背景技术：

风电工程或者其他大型工程设施需要修建大型基础工程，这些基础往往承受巨大的压缩荷载、拨出荷载、弯矩和疲劳荷载，而且这些荷载具有循环荷载性质，并根据工程项目的性质不同会有不同的技术要求，如承载力，沉降，刚度，顶端横向位移，疲劳强度等等。这些基础工程要么是需要技术或者施工难度大的基础类型，要么使得基础的尺寸巨大，这不仅影响了基础工程的造价，更对整个工程产生了巨大影响。一些目前存在的基础要么采用重力基础(扩展基础)，要么采用承台实心桩基或承台下锚杆的基础形式，工程造价昂贵。举例说明，目前，一个大型风机重力基础在软弱土质中的工程造价会达到80-150万人民币(一个风力发电厂会有50-200个这样的基础)。

申请号为201310318072.6公开了一种铆钉桩，该铆钉桩采用预制桩，桩锚内无配筋，桩体和桩锚非刚性连接，从而是两个独立结构，无法进一步提高整个施工系统的刚度，存在无法有效抵抗大型弯矩荷载、横向变形和转动的能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铆钉基础，钉帽和钉体均采用现浇钢筋混凝土，形成刚性连接的一体结构，进而有效应对大型基础工程的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

铆钉基础，包括变截面的钉帽和中空的钉体管柱，钉帽套接在钉体管柱外和且钉体管柱呈同心圆设置，钉帽的承载面由第一水平环形面和一个环形斜面衔接而成。

变截面的钉帽和钉体中空钉体管柱均采用同时现场浇筑钢筋混凝土结构，通过混凝土现浇融合特性形成刚性连接的一体结构形式。

环形斜面沿圆周布置，环形斜面上部和第一水平环形面相连，下部和竖直面连接。

环形斜面沿圆周采用25°倾斜角布置。

钉体管柱为现浇中空结构，管壁为钢筋混凝土结构，其内设置有预接件，预接件包括设置在下的环形钢板，环形钢板和连接上部结构的法兰的直径相同，法兰和环形钢板均与钉体管柱壁刚性连接，法兰和环形钢板之间设置有多个竖直排布的螺栓，连接法兰或者环形钢板并沿周向均匀分布，螺栓外采用pvc管包裹从而和钢筋混凝土分离形成无粘结结构。

本发明在于：钉帽和钉体管柱同时现浇，形成刚性连接一体结构，并且配合变截面的设置极大提高了基础的刚度。

本发明不受任何地下水、岩土工程条件影响，且成本低，和重力基础或者单独扩展基础比能减低造价20％至40％，且施工简便。本发明的钉帽变截面平台和钉体中空管壁均采用现浇钢筋混凝土结构，钉帽和钉体刚性连接形成一体结构，充分增大了整个基础和岩土介质的接触面积，极大提高了基础的刚度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过钉帽的变截面承台和钉体共同作用，提高了整个系统的刚度，并进一步提高系统抵抗横向变形和转动的能力，特别能够抵抗外部强荷载作用下基础的竖向变形、横向变形和转动变形。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的剖视结构示意图。

图2为本发明的部分剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一水平环形面，2-环形斜面，3-法兰，4-螺栓，5-钉体管柱，6-环形钢板，7-螺母，8-pvc管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1、2所示，铆钉基础，包括变截面钉帽和钉体中空钉体管柱5。钉帽套接在钉体管柱5外和钉体管柱5呈同心圆设置，钉帽的承载面由第一水平环形面1和一个环形斜面2衔接而成。

铆钉基础的钉帽和钉体采用同时现场浇筑的钢筋混凝土结构，从而形成刚性连接的一体结构。

环形斜面2沿圆周布置，环形斜面2上部和第一水平环形面1相连，下部和竖直面连接。

环形斜面2沿圆周采用25°倾斜角布置。

钉体管柱5为中空结构，管壁采用钢筋混凝土制成，内设置有预接件，预接件包括设置在下的环形钢板6，连接环形钢板6和上面法兰3的螺栓4，法兰3连接上部结构，和环形钢板6的直径相同，法兰3和环形钢板6均与钉体管柱5壁刚性连接。

法兰3和环形钢板6之间设置有多个竖直排布的螺栓4，且多个沿着法兰3或者环形钢板6的周向均匀分布，且螺栓4采用pvc管8包裹，形成螺栓4和钢筋混凝土无粘结结构。

法兰3和环形钢板6均沿周向开设有供螺栓4穿过的孔，并通过螺帽紧固螺栓4使得法兰3和环形钢板6形成刚性链接。

在实施现浇结构时，可采用如下施工步骤：

第一步：用钩机开挖土体形成基槽，基槽大小、深度以能将钉帽置于其内为宜。同时架设稳定环形钢板6和螺栓4的结构。

第二步：采用成槽设备挖掘土体为竖直槽体，有时可采用泥浆进行护壁以防止槽壁坍塌。

第三步：按设计绑扎钢筋笼，并用塔吊或者其他起吊设备将钢筋笼放置于竖直槽体内。

第四步：设置环形钢板6，预穿螺栓4，将钢板下螺母7紧固。螺栓4上部此时采用可重复使用的上部钢环代替法兰3，也用螺母7紧固。

第五步：采用预先架设的稳定结构将重复使用钢环-螺栓4-下环形钢板6固定，保持螺栓4垂直，钢板水平。

第六步：按设计在基槽内绑扎钢筋，或事先绑扎好然后置于基槽内。此钢筋为钉帽所用，并按设计和竖直槽体内钢筋笼搭接。

第七步：采用导管法从竖直槽体底部灌注钢筋混凝土。逐步提升导管，并采用振捣棒振捣，直至基槽。

第八步：灌注基槽内混凝土，采用振捣棒振捣，并形成各种工作面。

第九步：卸除重复使用的上部钢环，在钢环下的预留混凝土槽内注高强混凝土浆液

第十步：待混凝土和高强混凝土浆液达到一定强度后将法兰3套进螺栓4，并用螺母7紧固。

本发明在力学上，能够达到竖直方向、水平方向和弯矩平衡。竖直方向力的平衡就是桩基支撑力+竖向荷载等于零。水平方向平衡就是水平剪力+岩土介质抗力等于零。弯矩平衡就是桩基抗拔力和桩基支撑力之力偶+弯矩等于零。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种铆钉基础，包括变截面的钉帽和中空的钉体管柱，钉帽套接在钉体管柱外和钉体管柱呈同心圆设置。钉帽的承载面由第一水平环形面和一个环形斜面衔接而成。钉帽和钉体均采用同时现浇钢筋混凝土材料，形成刚性连接的一体结构。本发明通过钉帽的变截面承台提高了整个系统的刚度，并进一步和钉体共同作用，提高了系统抵抗横向变形和转动的能力，能够抵抗外部强荷载作用下基础的竖向变形、横向变形和转动变形。

技术研发人员：东元·王;韩莹;李敬
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2018.09.26
技术公布日：2019.01.08