专利名称：一种基础构件和基础的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地基和基础领域。
背景技术：
在现有的地基和基础技术中，存在下列不足1、没有充分发挥和利用钢管的“套箍 约束力效应”来有效提高砼、水泥土等材料的抗压强度。因为钢管内核心砼的抗压强度是普 通砼抗压强度的1.8-5. 7倍，每提高核心砼抗压强度一倍，便可以减少一半基础投资。2、没 有充分利用地基中的原有岩土材料。由于沉降限定要求，基础(如桩基、筏基和箱基)下的 粘土层和软弱岩层(包括原生软岩、风化软岩、断层破碎软岩等)被挖去露出无风化的新鲜 岩层，然后置换回填砼等材料。3、形成基孔、基槽、基坑的方法对周围的环境产生如挤土、降 水、不均勻沉降、噪音、泥浆污染等有害影响。4、费用造价高。基础的单位承载力费用高，费 用最低的PHC桩基础(预应力高强砼管桩)也在1元/KN以上。5、现有的基础型式和施工 方法种类繁多、工序复杂和通用性差。本实用新型的目的就是为了克服上述地基和基础技术中的不足之处，提供一种工 序简单、保护环境、承载力高、通用性好、单位承载力费用低的基础构件和基础。本实用新型的目的可以通过采取如下措施达到。
发明内容一种基础构件，包括有钢箍筒(1)和承压体(2)，其特征在于承压体(2)在钢箍 筒(1)内组合构成基础构件；钢箍筒(1)的壁厚在3-200毫米之间，承压体(2)的直径或短 边长与钢箍筒(1)的壁厚之比在30-200之间；承压体(2)是(含有水泥、石灰、砂、碎石、粉 煤灰、工业废渣、水其中一种或其中几种材料的)混合物。由于“箍套约束力效应”，在钢箍 筒(1)中的承压体(2)的抗压强度成倍提高，基础构件的承载力也成倍提高。一种基础，其特征在于采用两种结构构成基础，一是将基础构件进入地下构成基 础；或者二是将钢箍筒(1)进入地下，排出钢箍筒(1)中的岩土或部分岩土形成基孔、基槽、 基坑，在钢箍筒(1)中灌入(含有水泥、石灰、砂、碎石、粉煤灰、工业废渣、水其中一种或其 中几种材料的)混合物形成承压体(2)，组合构成基础。由于“箍套约束力效应”，在钢箍筒 (1)中的承压体(2)的、剩余岩土的抗压强度成倍提高，基础的承载力也成倍提高。—种基础，其特征在于把含有水、减水剂、增塑剂、增粘剂、发泡剂、表面活性齐U、 泥浆、膨润土、土、砂、空气等其中一种或其中几种材料与岩土混合，形成流塑态软化泥化岩 土体；通过增加岩土的含水、气、泥、砂量和对岩土的均勻混合拌合，加快岩土的流塑态软 化、泥化，降低了建(构)筑物、构件、配件、设备、工具进入岩土时的阻力，加快其进入岩土 的速度；采用搅拌或喷射或沉管或冲击方法对岩土进行混合工序；搅拌或喷射或沉管或冲 击机具采用竖向或水平向或斜向进入岩土；减水剂、絮凝剂主要由非离子、阴离子、阳离子 类表面活性材料组成，作用是减少岩土颗粒之间的摩阻力，有利于岩土颗粒间水份析出、排 出和流动；建(构)筑物、构件、配件、设备、工具采用竖向或水平向或斜向进入流塑态软化泥化岩土体；建(构)筑物、构件、配件、设备、工具可以分割成几小部分，分部分块分别进入 流塑态软化泥化岩土体。一种基础，其特征在于在岩土中或者在基孔、基槽、基坑下形成的药孔(4)中放 入爆炸物，然后引爆爆炸物，利用爆炸压力挤密了岩土体并形成爆扩空腔5，在爆扩空腔5 中灌入或者压力灌入含有水泥、石灰、砂、碎石、粉煤灰、工业废渣、水灰其中一种或其中几 种材料的混合物，构成基础或部分基础。该方法是利用爆炸的压力挤密粘土和软岩体(包 括原生软岩、风化软岩、断层破碎软岩等)，使粘土和软岩体达到较高的密度、强度而不会产 生较大的压缩变形沉降，利用挤密粘土和软岩体作为地基或基础的一部分，减少原有粘土 和软岩体的置换开挖量，尤其是在粘土层、全风化层、强风化层、中风化层、微风化层岩体形 成软硬相错夹层的地质条件下很有效。本实用新型还可以通过下述措施达到承压体(2)是实心的或空心的；钢箍筒(1)是单个或者是多个相结合，当采用多个 钢箍筒⑴相结合时，用钢板、钢缀条、钢筋制作的联系件(7)把多个钢箍筒⑴焊结或栓 结成整体，构成异形、大型基础，如方矩形或L形或T形桩基础；钢箍筒(1)的横截面是圆形 或近似圆形；钢箍筒(1)的外表面有防锈层，防锈层采用镀锌或防锈涂料。采用四种结构使承压体(2)承担全部或接近全部竖向压力荷载，消除、减少钢箍 筒(1)所承受的竖向压力荷载一是钢箍筒(1)内壁上有防止粘结的隔离润滑层；或者二 是钢箍筒上分布有圆形小孔的卸荷孔(6)；或者三是承压体(2)的上表面高出钢箍筒(1) 上表面；或者四是在钢箍筒(1)内设置内箍筒(8)，内箍筒(8)的上表面高出钢箍筒(1)上 表面。隔离润滑层减少了钢箍筒⑴和承压体⑵之间的粘结力、摩阻力，卸荷孔(6)使钢 箍筒(1)受压时首先屈服，承压体(2)、内箍筒(8)的上表面高出钢箍筒(1)上表面，使承 压体(2)承担全部或接近全部竖向压力荷载。这四种方法使钢箍筒(1)处于单一拉应力状 态，而不是变号复杂应力状态，使得“箍套约束力效应”增大，承压体(2)的抗压强度更加提 尚ο采用两种结构形成基础的基孔、基槽、基坑，一是把钢护筒(3)先插入或旋入地 下，排出筒中的岩土形成桩孔、基槽、基坑，或者二是钢护筒(3)从外或从里与钢箍筒(1)重 合叠套在一起，同时插入或旋入地下，排出筒中的岩土形成基孔、基槽、基坑；采用三种结构 构成基础，一是把基础构件插入桩孔、基槽、基坑中，构成基础，或者二是把钢护筒(3)从外 或从里与基础构件重合叠套在一起，同时插入或旋入地下，拨出钢护筒(3)，构成基础，或者 三是在已插入桩孔、基槽、基坑中的钢箍筒(1)内，灌入含有水泥、石灰、砂、碎石、粉煤灰、 工业废渣、水其中一种或其中几种材料的混合物形成承压体(2)，在灌入混合物前或后拨出 钢护筒(3)，构成基础；在基础构件、钢箍筒(1)、钢护筒(3)插入或旋入地下前，采用搅拌或 喷射方法把水、减水剂、絮凝剂、表面活性剂、泥浆、土、空气等其中一种或其中几种材料与 地下岩土混合，通过增加地下岩土的含水、气量和对地下岩土的混合拌合，加快地下岩土的 流态软化、泥化，降低了基础构件、钢箍筒(1)、钢护筒(3)插入或旋入地下的摩阻力；钢护 筒⑶的壁厚大于钢箍筒⑴的壁厚、钢护筒⑶的壁厚大于10毫米，刚度大的钢护筒(3) 从外或从里重合套叠刚度小的钢箍筒(1)，采用这种方法减少了对壁厚较薄的钢箍筒(1) 在插入或旋入地下时的损伤。钢箍筒⑴、钢护筒(3)的筒中或筒下的岩土也可以不排出，采用三种方法挤密加固钢箍筒(1)、钢护筒(3)的筒中或筒下的岩土 ；一是采用爆炸压力挤密加固方法；或者二 是采用夯锤夯实加固挤密方法；或者三是采用搅拌或喷射方法，在岩土中掺入水泥、石灰、 砂、碎石、粉煤灰、工业废渣、水其中一种或其中几种材料，并与筒中岩土混合形成承压体 ⑵；其中水泥的掺入量在10% -40%之间。其基础构件用于建(构)筑物的柱、杆、肢；，或者其基础的施工方法用于建(构) 筑物的柱、杆、肢的施工方法。与现有技术相比，本实用新型有如下突出优点1、解决了上述现有基础技术中的 五项不足之处，使地基与基础的单位承载力费用造价大大降低，比低价的PHC桩基础还要 降低一倍以上。2、首创了基础施工中二种有效施工方法，即利用爆炸挤密加固岩土方法；利 用软化泥化岩土加快基础沉降方法。3、提供了一整套能适合大部分地质条件的，标准化、 系列化、组合化的通用型基础构件和基础施工方法。减少了现有杂乱无序和种类繁多的基 础构件和施工方法，为地基和基础施工提供了一条可行的专业化、产业化路子，创造出较大 的经济和社会效益。
图1是本实用新型实施例1的结构立面剖面图。图2是本实用新型实施例2的结构立面剖面图。图3是本实用新型实施例3的结构立面剖面图。图4、图5是本实用新型实施例4的平面图。下面是结合附图对本发明进行详细描述。
具体实施方式
实施例1。从图1可知，本实施例1是一种预制钢管砼空心桩基础构件，它包括有 钢管制做的钢箍筒(1)、砼制做的空心承压体(2)、在钢箍筒(1)的端部设置有几个的卸荷 孔(6)、在钢管内表面涂有浙青的隔离润滑层，钢管外表面有镀锌防锈层。其施工方法是采 用锤击、静压方法把钢管砼空心桩基础构件插入地下；当钢管空心砼组合桩壁较薄时，采用 钢护筒(3)从外或从里与钢管空心砼组合桩重合叠套在一起，同时插入或旋入地下；也可 以在插入前用搅拌或喷射方法把水和减水剂(表面活性剂)、空气和桩基础位置的岩土混 合，产生岩土软化泥化、减少沉桩时的摩阻力；采用人挖、水冲、螺旋钻排出桩芯中的岩土 ； 在桩芯中注入砼形成实心承压体(2)。此桩型可以用来替代现有的PHC管桩。实施例2。从图2可知，本实施例2是一种沉管灌注桩基础，工序如下钢护筒(3) 从外或从里与钢箍筒(1)重合叠套在一起，同时插入或旋入地下，桩尖9同钢箍筒(1)焊接 (栓结)在一起，桩尖9进入中风化岩层，排出钢箍筒(1)中的土，留下风化岩层；采用夯锤 对筒内、筒下的风化岩层夯实挤密加固；拨出钢护筒(3)；灌入砼形成承压体(2)，组合构成 钢箍筒(1)、砼、挤密加固风化岩的桩基础。由于“箍套约束力效应”和夯实挤密效果，中、微 风化岩的强度提高、沉降变形减少，避免了挖填桩基础下中、微风岩的置换工程费用，此种 组合桩基础代替现有的各种灌注桩。实施例3。从图3可知本实施例3是一种爆炸挤密基岩的沉管灌注桩基础。在排 出钢护筒(3)、钢箍筒(1)内的岩土后，在筒底基岩中钻孔形成药孔(4)，在筒底、药孔(4)内放入爆炸物，然后引爆爆炸物，利用爆炸的压力挤密了岩土体并形成爆扩空腔5(图中虚 线包括范围)，拨出钢护筒(3)，在爆扩空腔5中灌入或者压力灌入砼，形成承压体(2)；或 者也可以先灌入砼，形成上段桩身的承压体(2)之后，通过在上段桩身承压体(2)上的预留 孔道，在筒底、药孔(4)内放入爆炸物，引爆爆炸物，爆炸挤密加固上段桩身承压体(2)下的 岩土，形成爆扩空腔5，然后再通过预留孔道把砼、水泥浆、水泥砂浆压力灌入爆扩空腔5中 形成下段桩身；在钢箍筒(1)内设置内箍筒(8)，内箍筒(8)的上表面和承压体(2)的上表 面高出钢箍筒(1)的上表面；其余工序同实施例2，这样组合构成上段桩身是钢管砼和下段 桩身是挤密了岩土体和砼的桩基础。 实施例4。由图4、图5可知，是由多个钢箍筒(1)组合构成的大型、异型基础。有 单列组合和多列组合，钢箍筒(1)与钢箍筒(1)之间采用焊接或栓接，边、角钢箍筒(1)的 外切点连线之间用联系件(7)钢板焊接或栓接，将多个钢箍筒⑴组合构成整体的大型、异 型基础；钢箍筒(1)与联系件(7)钢板之间的空隙空腔用砼、水泥浆、水泥砂浆灌填。其余 工序同实施例1、2、3 ；该基础可用于箱基础、条基础、独立基础、地下连续墙、沉井、基坑。
权利要求一种基础构件，包括有钢箍筒(1)和承压体(2)，其特征在于承压体(2)在钢箍筒(1)内组合构成基础构件；钢箍筒(1)的壁厚在3 200毫米之间，承压体(2)的直径或短边长与钢箍筒(1)的壁厚之比在30 200之间；承压体(2)是混合物。
2.—种基础，其特征在于采用两种结构构成基础，一是将基础构件进入地下构成基 础；或者二是将钢箍筒(1)进入地下，排出钢箍筒(1)中的岩土或部分岩土形成基孔、基槽、 基坑，在钢箍筒(1)中灌入混合物形成承压体(2)，组合构成基础。
3.根据权利要求1所述的一种基础构件，其特征在于承压体⑵是实心的或空心的； 钢箍筒⑴是单个或者是多个相结合，当采用多个钢箍筒⑴相结合时，用钢板、钢缀条、 钢筋制作的联系件(7)把多个钢箍筒(1)焊结或栓结成整体，构成异形、大型基础；钢箍筒 (1)的横截面是圆形或近似圆形；钢箍筒(1)的外表面有防锈层，防锈层采用镀锌或防锈涂 料。
4.根据权利要求1或权利要求3所述的一种基础构件，其特征在于采用四种结构使 承压体(2)承担全部或接近全部竖向压力荷载，消除、减少钢箍筒(1)所承受的竖向压力 荷载一是钢箍筒(1)内壁上有防止粘结的隔离润滑层；或者二是钢箍筒上分布有圆形小 孔的卸荷孔(6)；或者三是承压体(2)的上表面高出钢箍筒⑴上表面；或者四是在钢箍筒 ⑴内设置内箍筒(8)，内箍筒⑶的上表面高出钢箍筒⑴上表面。
5.根据权利要求2所述的一种基础，其特征在于承压体⑵是实心的或空心的；钢箍 筒⑴是单个或者是多个相结合，当采用多个钢箍筒⑴相结合时，用钢板、钢缀条、钢筋制 作的联系件(7)把多个钢箍筒(1)焊结或栓结成整体，构成异形、大型基础；钢箍筒(1)的 横截面是圆形或近似圆形；钢箍筒(1)的外表面有防锈层，防锈层采用镀锌或防锈涂料。
6.根据权利要求2所述的一种基础，其特征在于采用四种结构使承压体(2)承担全 部或接近全部竖向压力荷载，消除、减少钢箍筒(1)所承受的竖向压力荷载一是钢箍筒 (1)内壁上有防止粘结的隔离润滑层；或者二是钢箍筒上分布有圆形小孔的卸荷孔(6)；或 者三是承压体(2)的上表面高出钢箍筒(1)上表面；或者四是在钢箍筒(1)内设置内箍筒 (8)，内箍筒(8)的上表面高出钢箍筒(1)上表面。
7.根据权利要求2所述的一种基础，其特征在于采用两种结构形成基础的基孔、基 槽、基坑，一是把钢护筒(3)先插入或旋入地下，排出筒中的岩土形成桩孔、基槽、基坑，或 者二是钢护筒(3)从外或从里与钢箍筒(1)重合叠套在一起，同时插入或旋入地下，排出筒 中的岩土形成基孔、基槽、基坑；采用三种结构构成基础，一是把基础构件插入桩孔、基槽、 基坑中，构成基础，或者二是把钢护筒(3)从外或从里与基础构件重合叠套在一起，同时插 入或旋入地下，拨出钢护筒(3)，构成基础，或者三是在已插入桩孔、基槽、基坑中的钢箍筒 (1)内，灌入混合物形成承压体(2)，在灌入混合物前或后拨出钢护筒(3)，构成基础；钢护 筒⑶的壁厚大于钢箍筒⑴的壁厚、钢护筒⑶的壁厚大于10毫米，刚度大的钢护筒(3) 从外或从里重合套叠刚度小的钢箍筒(1)。
专利摘要受拉状态的钢箍筒1中的承压体2的抗压强度提高4倍左右；采用爆炸挤密、夯锤挤密和岩土中掺入水泥、砂石等材料三种方法挤密加固了岩土；所以由钢箍筒1、承压体2、挤密加固岩土组成的基础承载力也成倍提高。提出了利用爆炸挤密加固岩土、利用软化泥化岩土加快基础沉降二种有效施工方法。提供了一整套能适合大部分地质条件的标准化、系列化、组合化的通用型基础和施工方法。
文档编号E02D27/28GK201665869SQ20092005799
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者卢文权, 吕怀民 申请人:广东金辉华集团有限公司