利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，所述桩群由多排所述排桩基础组成，所述排桩基础由若干单桩排列组成，其特征在于所述方法的步骤包括：在所述排桩基础中各相邻的所述单桩之间位于桩身底部及中部位置分别连接设置桩横梁，以增加所述排桩基础的承载面积，使所述横梁与所述单桩为一体结构。发明的优点是，该由井字型排桩基础组成的桩群结构简单，通过在排桩基础底部及中部增设连接相邻单桩的桩横梁使之形成稳定的桩群整体结构，并通过在各单桩上增设条形桩脚或半圆形桩脚，以增加桩群的整体承载面积，有效提高桩群的整体承载能力和抗倾覆能力，此外，与具有同等承载能力的常规桩群相比，其桩群长度可大大缩短。
【专利说明】利用井字型排粧基础提高粧群承载力的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桩基础【技术领域】，具体涉及一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法。
【背景技术】
[0002]排桩基础是以某种桩型按队列式布置组成的建筑物桩基础结构，其以承载力大、稳定性好、沉降值小、能适应各种地质条件和荷载情况等特点而在高层建筑、大型厂房、水利水电枢纽、铁路工程、公路工程、桥梁工程、近海采油平台、核电站等土木、水利工程中得到了广泛应用。
[0003]排桩基础具体是由若干基桩和联接于桩顶的承台共同组成的，用于为其上的建筑物提供足够的承载力；建筑物的荷载通过其下方桩基传递给地基，其中垂直荷载一般由桩底土层的抵抗力以及桩体侧面与土体产生的摩阻力来支承，也就是说桩基础按受力原理大致可分为端承桩和摩擦桩两种。
[0004]如图1所示，端承桩I是穿过软土层2而达到硬层3 (即坚硬土层或岩层)的，端承桩I的上部结构荷载主要由硬层3阻力承受；施工时以贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。
[0005]如图2所示，摩擦桩4则完全设置在软土层2中，通过其桩体将软土层2挤密实，以提高土的密实度和承载能力，其上部结构的荷载由桩尖阻力以及桩体侧面与软土层2之间的摩擦阻力共同承受，施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。
[0006]目前由排桩基础构成的桩群所存在的问题在于:①为了确保其对上部建筑物能提供足够的承载力，对于桩体的长度要求极大，这不仅增加了施工造价方面的压力，也提高了施工的难度；②在相邻的基桩顶部通常设置连梁相互连接，以增加桩群的整体稳定性，但是其效果极为有限，且成本较高，影响上部建筑物的施工。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，该方法通过在各相邻的单桩底部及中部位置设置桩横梁实现相互连接构成一体，以提供远大于常规排粧基础的承载面积，提闻粧群整体受:力能力。
[0008]本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，所述桩群由多排所述排桩基础组成，所述排桩基础由若干单桩排列组成，其特征在于所述方法的步骤包括:在所述排桩基础中各相邻的所述单桩之间位于桩身底部及中部位置分别连接设置桩横梁，以增加所述排桩基础的承载面积，使所述横梁与所述单桩为一体结构。
[0009]在所述单桩桩身与所述桩横梁相交位置处设置水平向外延伸的桩脚，使所述桩脚与所述横梁相垂直。
[0010]所述桩脚的延伸长度不大于所述单桩长度。[0011 ] 所述桩脚呈条状分别对称分布于所述横梁两侧。
[0012]所述桩脚呈半圆形状分别对称分布于所述横梁两侧。
[0013]本发明的优点是，该由井字型排桩基础组成的桩群结构简单，通过在排桩基础底部及中部增设连接相邻单桩的桩横梁使之形成稳定的桩群整体结构，并通过在各单桩上增设条形桩脚或半圆形桩脚，以增加桩群的整体承载面积，有效提高桩群的整体承载能力和抗倾覆能力，此外，与具有同等承载能力的常规桩群相比，其桩群长度可大大缩短。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为现有技术中端承粧不意图；
图2为现有技术中摩擦桩示意图；
图3为本发明实施例一中井字型排桩基础的局部立面图；
图4为本发明实施例一中井字型排桩基础的局部平面图；
图5为本发明实施例一中井字型排桩基础的整体立面图；
图6为本发明实施例二中井字型排桩基础的局部立面图；
图7为本发明实施例二中井字型排桩基础的局部平面图；
图8为本发明实施例三中井字型排桩基础的局部立面图；
图9为本发明实施例三中井字型排桩基础的局部平面图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
如图1-9，图中标记1-9分别为:端承桩1、软土层2、硬层3、摩擦桩4、单桩5、桩横梁6、排桩基础7、条形桩脚8、半圆形桩脚9。
[0016]实施例一:目前用于为上部结构提供足够承载力的桩群基础所存在的一个普遍问题就是承载力较小且桩身长度较大。如图5所示，为了改善这一现象，本实施例提供了一种利用U字型排桩基础提高桩群承载力的方法，所述的桩群由多排平行设置的排桩基础构成，而各组排桩基础又是由若干个单桩排列组成的，各单桩的大部分桩身位于土体中，相对于常规排桩基础，该提高桩群承载力的方法通过在排桩基础7底部设置桩横梁6以使其内的各单桩5连成一体，使之能提供远大于原有排桩基础的承载面积，并提高桩群的整体受力能力和稳定性。
[0017]如图3、4、5所示，本实施例中的井字型排桩基础7由若干深入土体中的单桩5排列组成，该利用U字型排桩基础提高桩群承载力的方法具体包括以下措施:
在各相邻的单桩5之间设置两道桩横梁6以使其相互连接，这两道桩横梁6分别设置于相邻单桩5桩身的底部和中部位置，并且这两道桩横梁6与其所连接的相邻的单桩5为一体浇筑成型结构，以使排桩基础7中各相邻的单桩5之间构成井字型结构；其中各单桩5均为竖向设置的圆柱形桩体，各桩横梁6则为水平设置的圆柱形桩体，且桩横梁6的直径与单桩5的直径相同，此外，接于相邻单桩5底部的下桩横梁6和接于相邻单桩5中部的上桩横梁6的尺寸规格完全一样。
[0018]如图3、4、5所示，用于实现上述利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法的具体施工步骤是:
①先在相隔一定距离的两处地面采用机械或人工挖孔的方式进行竖向成孔，即对相邻的单桩5进行成孔；
②之后在该竖向孔洞中下放横向钻孔装置至竖向孔洞的底部和中部分别进行横向成?L，以使相邻的竖向孔洞之间连通，即分别对下桩横梁6和中桩横梁6进行成孔；
③待这些桩孔施工完毕后，根据需要确定下方是否设置钢筋笼以及钢筋笼的规格，最后烧筑混凝土成桩；
④依上述步骤①至步骤③中所述，对排桩基础中其余单桩采用同样的施工方法，构成井字型排桩基础7，并以此提高桩群整体的承载能力。
[0019]本实施例中利用井字型排桩基础提高桩群承载能力的方法的有益效果具体为:该方法通过在相邻的单桩底部和中部增设连接两者的桩横梁，不仅使各单桩连成整体受力结构，提升桩群整体受力性能，同时提供了远大于常规桩群的承载面积，使其支承能力极大的提升，与具有同等承载能力的常规桩群相比，桩群长度可大大缩短。
[0020]实施例二:如图6、7所不，相对于实施例一中所述的利用井字型排粧基础提闻粧群承载力的方法，本实施例中的排桩基础在各单桩5的底部及中部分别增设了条形桩脚8，以在实施例一中所述排桩 基础的基础上进一步增加承载面积，并提升桩群的抗倾覆能力。
[0021]如图6、7所示，本实施例中的井字型排桩基础7由若干深入土体中的单桩5排列组成，该利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法具体包括以下措施:
(1)在各相邻的单桩5之间设置两道桩横梁6以使其相互连接，这两道桩横梁6分别设置于相邻单桩5的底部和中部位置，并且这两道桩横梁6与其所连接的相邻的单桩5为一体浇筑成型结构，以使排桩基础7中各相邻的单桩5之间构成井字型结构；
(2)在各个单桩5的底部以及中部位置处均设置一组与桩横梁6相垂直的条形桩脚8，即在单桩5桩身与桩横梁6相交位置处设置水平向外延伸的条形桩脚8，每组条形桩脚8由两个分列桩横梁6两侧的条形桩脚8组成，且条形桩脚8与单桩5的轴线相垂直；其中条形桩脚8为圆柱形桩体，也可以是方形桩体，该条形桩脚8的长度不大于单桩的长度，当然其长度也可根据土质和承载力要求进行适当加长；
如图6、7所示，用于实现上述利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法的具体施工步骤是:
①首先在相隔一定距离的两处地面采用机械或人工挖孔的方式进行竖向成孔，即对相邻的单桩5进行成孔；
②之后在该竖向孔洞中下放横向钻孔装置至竖向孔洞的底部和中部分别进行横向成?L，以使相邻的竖向孔洞之间连通，即分别对下桩横梁6和中桩横梁6进行成孔；
③其后再通过该横向钻孔装置在与桩横梁6孔洞相垂直的方向进行成孔，即分别对位于单桩5底部和中部的条形桩脚8进行成孔；
④待桩孔施工完毕后，根据需要确定下方是否设置钢筋笼以及钢筋笼的规格，最后浇筑混凝土成桩；
⑤依上述步骤①至步骤④中所述，对排桩基础中其余单桩采用同样的施工方法，构成井字型排桩基础7，并以此提高桩群整体的承载能力。
[0022]本实施例中利用井字型排桩基础提高桩群承载能力的方法的有益效果具体为: 该方法通过在相邻的单桩底部和中部位置处增设连接两者的桩横梁，不仅使各单桩连成整体受力结构，提升桩群整体受力性能，同时提供了远大于常规桩群的承载面积，使其承载能力极大的提升；
此外通过在单桩5的底部和中部位置处增设条形桩脚8进一步增加了桩群的承压截面，并且借助于条形桩脚8与土体之间的相互作用力，可有效提升桩群抗倾覆能力；
本桩群与具有同等承载能力的常规桩群相比，桩群长度可大大缩短。
[0023]实施例二:如图8、9所不，相对于实施例一中所述的利用井字型排粧基础提闻粧群承载力的方法，本实施例中的排桩基础在各单桩5的底部增设了半圆形桩脚9，以在实施例一中所述排桩基础的基础上进一步增加承载面积，并提升桩群整体的抗倾覆能力。
[0024]如图8、9所示，本实施例中的井字型排桩基础7由若干深入土体中的单桩5排列组成，该利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法具体包括以下措施:
(1)在各相邻的单桩5之间设置两道桩横梁6以使其相互连接，这两道桩横梁6分别设置于相邻单桩5的底部和中部位置，并且这两道桩横梁6与其所连接的相邻的单桩5为一体浇筑成型结构，以使排桩基础7中各相邻的单桩5之间构成井字型结构；
(2)在各个单桩5的底部以及中部位置处分别设置一组水平设置的半圆形扩大体，即在单桩5桩身与桩横梁6相交位置处设置水平向外延伸的半圆形扩大体，每组半圆形扩大体由分列桩横梁6两侧的半圆形桩脚9组成；各半圆形桩脚9与单桩5为一体浇筑成型结构，其半圆形的半径不大于单桩5的长度，当然其半径大小也可根据土质和承载力要求进行适当加长，显然，本实施例中的半圆形桩脚9提供了比实施例二中加宽脚更大的承压截面和抗倾覆稳定性能。
[0025]如图8、9所示，用于实现上述利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法的具体施工步骤是:
①首先在相隔一定距离的两处地面采用机械或人工挖孔的方式进行竖向成孔，即对相邻的单桩5进行成孔；
②之后在该竖向孔洞中下放横向钻孔装置至竖向孔洞的底部和中部位置处并分别进行横向成孔，以使相邻的竖向孔洞之间连通，即分别对下桩横梁6和中桩横梁6进行成孔；
③其后再通过该横向钻孔装置在与桩横梁6孔洞相垂直的方向进行扩孔形成半圆形区间，即分别对位于单桩5底部和中部的半圆形桩脚9进行扩孔成型；
④待桩孔施工完毕后，根据需要确定下方是否设置钢筋笼以及钢筋笼的规格，最后浇筑混凝土成桩；
⑤依上述步骤①至步骤④中所述，对排桩基础中其余单桩采用同样的施工方法，构成井字型排桩基础7，并以此提高桩群整体的承载能力。
[0026]本实施例中利用井字型排粧基础提闻粧群承载能力的方法的有益效果具体为: 该方法通过在相邻的单桩底部和中部位置处增设连接两者的桩横梁，不仅使各单桩连
成整体受力结构，提升桩群整体受力性能，同时提供了远大于常规桩群的承载面积，使其承载能力极大的提升；
此外通过在单桩5的底部和中部位置处增设半圆形桩脚9进一步增加了桩群的承载面积，并且借助于半圆形桩脚9与土体之间的相互作用力，可有效提升桩群的抗倾覆能力；
本桩群与具有同等承载能力的常规桩群相比，桩群长度可大大缩短。
【权利要求】
1.一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，所述桩群由多排所述排桩基础组成，所述排桩基础由若干单桩排列组成，其特征在于所述方法的步骤包括:在所述排桩基础中各相邻的所述单桩之间位于桩身底部及中部位置分别连接设置桩横梁，以增加所述排桩基础的承载面积，使所述横梁与所述单桩为一体结构。
2.根据权利要求1所述的一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，其特征在于在所述单桩桩身与所述桩横梁相交位置处设置水平向外延伸的桩脚，使所述桩脚与所述横梁相垂直。
3.根据权利要求2所述的一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，其特征在于所述桩脚的延伸长度不大于所述单桩长度。
4.根据权利要求2所述的一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，其特征在于所述桩脚呈条状分别对称分布于所述横梁两侧。
5.根据权利要求2所述的一种利用井字型排桩基础提高桩群承载力的方法，其特征在于所述桩脚呈半圆形状分别对称分布于所述横梁两侧。
【文档编号】E02D27/16GK103696433SQ201310742516
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】朱克宏, 刘宝剑, 王飞球, 钱寅星 申请人:中铁二十四局集团有限公司, 中铁二十四局集团有限公司路桥分公司