一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础的制作方法

本实用新型涉及工程基础领域，具体涉及一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础。

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，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。这些基础工程的造价会对整个工程影响巨大，甚至是关键性的。现有技术中，不同的基础类型一般会满足一个或者两个技术要求，同时满足这些技术点，会导致难度很大或者基础的尺寸巨大，这样会导致工程造价极高。比如，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100～150万人民币，而一个风力发电厂会有100～200个这样的基础，因此其工程造价之高显而易见；一些目前存在的桩锚基础要么只是单一桩基础体系，要么是岩石锚杆基础的概念，或者混淆了桩和锚杆的不同受力状态、以及在基础体系中的不同功能，会导致严重工程缺陷。因此，现有技术中的大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并在在工程上的通用性有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，以解决现有技术中大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并且在工程上的通用性有限的问题，实现降低成本、提高链接性能、提高通用性的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，包括岩土介质、设置在岩土介质上的承台，还包括若干两端敞口的空心桩，所述空心桩的底端位于岩土介质内，所述空心桩的顶端位于承台内，所述岩土介质内设置扩眼孔，所述扩眼孔与空心桩连通，且扩眼孔的内径大于空心桩的内径；所述空心桩内穿过预应力锚索，所述预应力锚索的下端连接下锚头，所述下锚头位于扩眼孔内，所述预应力锚索的上端连接上锚头，所述上锚头与承台固定连接；所述扩眼孔内充填混凝土。

针对现有技术中大型基础在软弱土中尺寸巨大、造价过高，并且在工程上的通用性有限的问题，本实用新型提出一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，承台设置在岩土介质上，优选为钢筋混凝土承台，若干空心桩作为桩基分布在承台内，空心桩的底端位于岩土介质内，所述空心桩的顶端位于承台内，岩土介质内设置扩眼孔，所述扩眼孔与空心桩连通，且扩眼孔的内径大于空心桩的内径，空心桩内穿过预应力锚索，所述预应力锚索的下端连接下锚头，所述下锚头位于扩眼孔内，所述预应力锚索的上端连接上锚头，所述上锚头与承台固定连接。扩眼孔内充填的混凝土通过注浆方式注入其中，如直接从空心桩内部向扩眼孔中注入即可，注浆优选高强度水泥浆，以确保混凝土的强度，由于混凝土的充填，下锚头被混凝土所充分包覆，从而将基础牢固锚固在岩土介质内。通过内径大于空心桩的扩眼孔，极大提高了预应力锚索的抗拔能力。通过空心桩，将荷载有效传递到岩土介质内部深处，有效降低了基础对承台底部岩土介质承载力的要求，在空心桩强度足够时，可以完全由桩基进行支撑，使得对承台底部岩土介质承载力的要求接近于零，极大解决了软弱土质中基础设置尺寸巨大的难题。此外，由于扩眼孔的内径大于空心桩的内径，因此施工过程中在空心桩底部会进行扩底注浆，进一步提高了桩基的承载力。此外本实用新型由于整个结构深入岩土介质内部，对于沉降、刚度、顶端横向位移等技术要求都极易满足，相较于现有技术中单一桩基础体系而言，通用性有极大的提高。本实用新型适用于各种埋深的岩土介质、各种荷载和各种基建项目，尤其适合于软弱土层下有硬层基岩、承受大弯矩下循环荷载下的基础工程。本方案中的混凝土也可用高强水泥砂浆充填。

优选的，所述岩土介质包括岩层、位于岩层上方的土层，所述空心桩的底端位于所述岩层内，所述扩眼孔位于所述岩层内。本方案针对软弱土层下有硬层基岩的地质机构，硬层基岩则为岩层，通过将空心桩的底端设置在岩层内，将扩眼孔设置在岩层内，使得下锚头、以及包裹下锚头的混凝土也都位于岩层内部，从而通过空心桩，将荷载直接传递到岩层，进一步降低了基础对承台底部土层的承载力要求，使得本方案特别适用于弱土层下有硬层基岩、承受大弯矩下循环荷载下的基础工程。

优选的，所述空心桩位于所述岩层内的深度大于或等于1m，所述空心桩内位于岩层内的部分也充填混凝土。本方案保证空心桩充分深入岩层内部，提高对沉降、刚度、顶端横向位移等条件的满足程度。同时扩眼孔也会深入岩层内部，因此能够进一步提高了桩基的承载力，降低对土层的承载力要求，以适应更软土层的基础建设。

进一步的，所述岩土介质上表面设置找平层，所述承台设置在找平层上，所述空心桩穿过所述找平层。本方案针对于岩土介质上表面凹凸不平时使用，通过找平层为承台提供平整的设置环境，确保本实用新型的整体结构稳定。

优选的，所述找平层由素混凝土或粗骨料找平，找平层的厚度为0.1～1m。

优选的，所述下锚头包括锚杆，锚杆一端固定连接锚头体，锚杆上活动套设锚环，锚杆上还设置卡件，所述卡件用于阻止锚环沿锚杆的移动，所述锚环位于卡件和锚头体之间；所述锚环上沿周向均匀铰接若干钢叶，每片钢叶都通过一个支撑件与锚头体连接，所述支撑件的两端分别与钢叶、锚头体铰接；所述预应力锚索与锚环相连。本方案中的下锚头为一种自扩式锚头，具体的，锚环可沿着锚头体上部锚杆移动，锚环移动到最低端时，钢叶收起。预应力锚索固定在锚环上，打入锚头时，锚环无受力，钢叶收起，不会阻碍下锚头的打入。当下锚头打入至扩眼孔内后，对预应力锚索张拉，锚环向上移动到卡件处，过程中钢叶开始撑开，并扎入地层，形成阻力，极大的提高下锚头的抗拉拔能力，提高下锚头的稳定性，从而提高本实用新型整体结构的稳定性。

进一步的，所述空心桩的顶端连接隔离管，所述隔离管位于承台内部，隔离管的顶端位于承台上表面，所述上锚头位于隔离管顶部。所述隔离管用于隔离预应力锚索与承台，从而形成无粘结锚索体系，从而更加直接的将锚固力传到承台和注浆部分。

优选的，所述空心桩为钢管桩或PHC管桩。

优选的，所述扩眼孔呈上小下大的锥形结构。提高下锚头在扩眼孔内的抗拉拔能力。

优选的，还包括底端位于所述承台内的立柱，所述立柱底端由锚板进行固定，所述立柱外的承台上表面设置为坡度小于2％的倾斜坡面。作为大型工程设施的支撑立柱使用。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，通过内径大于空心桩的扩眼孔，极大提高了预应力锚索的抗拔能力。通过空心桩，将荷载有效传递到岩土介质内部深处，有效降低了基础对承台底部岩土介质承载力的要求，在空心桩强度足够时，可以完全由桩基进行支撑，使得对承台底部岩土介质承载力的要求接近于零，极大解决了软弱土质中基础设置尺寸巨大的难题。此外，由于扩眼孔的内径大于空心桩的内径，因此施工过程中在空心桩底部会进行扩底注浆，进一步提高了桩基的承载力。此外本实用新型由于整个结构深入岩土介质内部，对于沉降、刚度、顶端横向位移等技术要求都极易满足，相较于现有技术中单一桩基础体系而言，通用性有极大的提高。本实用新型适用于各种埋深的岩土介质、各种荷载和各种基建项目，尤其适合于软弱土层下有硬层基岩、承受大弯矩下循环荷载下的基础工程。

2、本实用新型一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，下锚头打入至扩眼孔内后，对预应力锚索张拉，锚环向上移动到卡件处，过程中钢叶开始撑开，并扎入地层，形成阻力，极大的提高下锚头的抗拉拔能力，提高下锚头的稳定性，从而提高本实用新型整体锚固力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中下锚头的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-找平层，2-承台，3-空心桩，4-预应力锚索，5-扩眼孔，6-下锚头，61-锚杆，62-锚头体，63-锚环，64-卡件，65-钢叶，66-支撑件，7-上锚头，8-混凝土，9-岩层，10-土层，11-隔离管，12-立柱，13-锚板。

具体实施方式

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

实施例1：

如图1所示的一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，包括岩土介质、设置在岩土介质上的承台2，还包括若干两端敞口的空心桩3，所述空心桩3的底端位于岩土介质内，所述空心桩3的顶端位于承台2内，所述岩土介质内设置扩眼孔5，所述扩眼孔5与空心桩3连通，且扩眼孔5的内径大于空心桩3的内径；所述空心桩3内穿过预应力锚索4，所述预应力锚索4的下端连接下锚头6，所述下锚头6位于扩眼孔5内，所述预应力锚索4的上端连接上锚头7，所述上锚头7与承台2固定连接；所述扩眼孔5内充填混凝土8。其中图1中为了示意清楚，一个扩眼孔5中充填了混凝土8，另一个扩眼孔5中未充填。本实施例通过内径大于空心桩3的扩眼孔5，极大提高了预应力锚索的抗拔能力。通过空心桩3，将荷载有效传递到岩土介质内部深处，有效降低了基础对承台2底部岩土介质承载力的要求，在空心桩3强度足够时，可以完全由桩基进行支撑，使得对承台2底部岩土介质承载力的要求接近于零，极大解决了软弱土质中基础设置尺寸巨大的难题。此外，由于扩眼孔5的内径大于空心桩3的内径，因此施工过程中在空心桩3底部会进行扩底注浆，进一步提高了桩基的承载力。此外本实用新型由于整个结构深入岩土介质内部，对于沉降、刚度、顶端横向位移等技术要求都极易满足，相较于现有技术中单一桩基础体系而言，通用性有极大的提高，并且相较于现有技术中在软弱土质中的工程基础而言，工程造价降低10％～30％。

实施例2：

如图1所示的一种适用于大型循环荷载的上桩下锚新型基础，在实施例1的基础上，所述岩土介质包括岩层9、位于岩层9上方的土层10，所述空心桩3的底端位于所述岩层9内，所述扩眼孔5位于所述岩层9内。所述空心桩3位于所述岩层9内的深度大于或等于1m，所述空心桩3内位于岩层9内的部分也充填混凝土8。所述岩土介质上表面设置找平层1，所述承台2设置在找平层1上，所述空心桩3穿过所述找平层1。所述找平层1由素混凝土或粗骨料找平，找平层1的厚度为0.1～1m。所述空心桩3的顶端连接隔离管11，所述隔离管11位于承台2内部，隔离管11的顶端位于承台2上表面，所述上锚头7位于隔离管11顶部。所述空心桩3为钢管桩或PHC管桩。所述扩眼孔5呈上小下大的锥形结构。还包括底端位于所述承台2内的立柱12，所述立柱12底端由锚板13进行固定，所述立柱12外的承台2上表面设置为坡度小于2％的倾斜坡面。

实施例3：

如图2所示的下锚头，用于上述任一实施例中均可，包括锚杆61，锚杆61一端固定连接锚头体62，锚杆61上活动套设锚环63，锚杆61上还设置卡件64，所述卡件64用于阻止锚环63沿锚杆61的移动，所述锚环63位于卡件64和锚头体62之间；所述锚环63上沿周向均匀铰接若干钢叶65，每片钢叶65都通过一个支撑件66与锚头体62连接，所述支撑件66的两端分别与钢叶65、锚头体62铰接；所述预应力锚索4与锚环63相连。本方案中锚环63可沿着锚头体上部锚杆61移动，锚环63移动到最低端时，钢叶65收起。预应力锚索固定在锚环63上，打入锚头时，锚环63无受力，钢叶65收起，不会阻碍下锚头的打入。当下锚头打入至扩眼孔内后，对预应力锚索4张拉，锚环63向上移动到卡件64处，过程中钢叶65开始撑开，并扎入地层，形成阻力，极大的提高下锚头的抗拉拔能力，提高下锚头的稳定性，从而提高本实用新型整体结构的稳定性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。