CN100363564C - 桩端位移调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，由缸体、顶板和伸缩元件组成，顶板和伸缩元件设在缸体内，伸缩元件位于由缸体和顶板围成的腔体内；其中，伸缩元件可采用立于缸体内端面和顶板之间位移调节钢板，该位移调节钢板呈筒形，并可由直径不等的呈筒形的钢板组成，筒形钢板按由小到大的直径顺序套设在一起；本发明具有消除复合桩基沉降差异所产生的影响，伸缩元件采用了筒形钢板后，使本发明受力和变形呈非线性关系，在完成预先给定的位移调节量后，所能承受的荷载趋于无穷大；方便调节建筑桩基桩顶位移的大小，整个装置中仅使用普通建筑材料，结构简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种自由调节桩顶位移的装置，尤其是指桩端位移调节装置。
背景技术
随着高层建筑的逐渐发展，桩筏基础目前已逐步成为其主要基础形式，得到了广泛的应用。
(1)桩筏基础在具体应用中又分为常规桩基和复合桩基两种。
常规桩基主要是根据《地基基础设计规范》(GB50007-2002)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)建议，设计计算时单桩承载力取特征值或设计值(分别是单桩极限承载力的1/2和1/1.65)，不考虑桩间土的承载性能，上部结构的荷载完全由桩来承担。桩基类型根据受力特性主要为端承桩和摩擦桩。端承桩沉降很小，摩擦桩沉降较大，但无法进行人为控制。这样整个桩筏体系最终呈碟形沉降，筏板承受很大的剪力和弯矩，厚度较大，成本也非常高。目前有部分学者通过调整桩径、桩距、桩长的方法对筏板进行调平设计，但是效果不太理想，离工程实用还有一定的距离。
复合桩基是一种稀疏布置(桩距一般大于6倍桩经)的桩基础形式。其单桩承载力一般大于特征值(或设计值)，以充分考虑地基土的承载力。复合桩基的使用可以大大节约成本投入，目前在上海、南京地区已大量使用，取得了良好的效果。但是复合桩基有其一定的局限性：为了使地基土参与承担上部荷载，桩基必然要有较大的沉降，故复合桩基只能使用摩擦桩或端承作用较小的端承摩擦桩；由于摩擦桩或端承摩擦桩一般承载力不高，因此复合桩基一般也只能用于多层或小高层建筑。
(2)对于某些地质条件(如花岗岩残积土)，土中经常出现随机分布、大小不一、风化不完全的花岗岩孤石。目前此种地质条件上的建筑基础，主要采用天然地基和复合地基两种方法。天然地基虽较经济，但是建筑物沉降较大，有一定的风险。复合地基造价较高，对花岗岩残积土扰动较大且施工质量较难控制，有较大风险。另外以上两种方法均需严格控制建筑物层数，前者主要用于多层建筑，后者主要用于多层和小高层建筑。
(3)在城市改造过程中，旧建筑物拆除后，在地基土中留下了大量完好的老桩基。这些老桩的存在增加了在该地段新桩基施工的难度，处理起来不但麻烦，还要消耗巨大的人力物力。另外处理不好还容易有造成建筑物地下室漏水的隐患。这种矛盾以后会越来越突出，如何合理利用老桩已经变的越来越迫切。
发明内容
本发明提供用于消除复合桩基沉降差异的桩端位移调节装置。
本发明采用如下技术方案来解决其技术问题，即：
一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，由缸体、顶板和伸缩元件组成，顶板和伸缩元件设在缸体内，伸缩元件位于由缸体和顶板围成的腔体内。其中，伸缩元件可采用立于缸体内端面和顶板之间位移调节钢板，该位移调节钢板呈筒形，并可由直径不等的呈筒形的钢板组成，筒形钢板按由小到大的直径顺序套设在一起。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明在受力初始阶段能承受一定的荷载，随着荷载的持续增大，开始屈服并产生变形，以此弥补复合桩基沉降的差异，消除复合桩基沉降差异所产生的影响。尤其是伸缩元件采用了筒形钢板后，使本发明受力和变形呈非线性关系，如果持续增加荷载，本发明在完成预先给定的位移调节量后，所能承受的荷载趋于无穷大。本发明能够方便调节建筑桩基桩顶位移的大小，整个装置中仅实用普通建筑材料，结构简单。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例3的结构示意图。
图3是本发明实施例2的结构示意图。
图4是本发明实施例4的结构示意图。
图中：1.筏板；2.地梁；3.桩；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作出进一步说明。
实施例1
一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，由缸体4、顶板5和伸缩元件组成，顶板5和伸缩元件设在缸体4内，伸缩元件位于由缸体4和顶板5围成的腔体内，其中，伸缩元件可采用立于缸体4内端面和顶板5之间位移调节钢板，该位移调节钢板呈筒形，并可由直径不等的呈筒形的钢板6组成，筒形钢板6按由小到大的直径顺序套设在一起，筒形钢板选用普通HPB235钢材，钢板的高度差和间距宜分别为1cm和2cm，圈数宜为6圈左右。内圈钢板的高度和钢板的厚度可根据具体需要进行调节(高度越大，所能调节的位移量越大，钢板越厚，整个装置的刚度也越大)。具体调节方法为：首先计算出所需调节位移量和桩支撑刚度，再根据“刚度：承载力/位移″的关系，计算所需的承载力，再确定钢板的厚度。通常情况下钢板的厚度取3～5mm。
实施例2
一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，由缸体4、顶板5和伸缩元件组成，顶板5和伸缩元件设在缸体4内，伸缩元件位于由缸体4和顶板5围成的腔体内，其中，伸缩元件采用碟簧10，在碟簧10的中心设有中心钢柱9。上述碟簧可根据计算的桩支承刚度和位移调节量，直接在碟簧规格表里选用。
实施例3
一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，由缸体4、顶板5和伸缩元件组成，顶板5和伸缩元件设在缸体4内，伸缩元件位于由缸体4和顶板5围成的腔体内，其中，伸缩元件采用橡胶垫8，且可采用2块以上(如：3块、5块或7块橡胶垫)的相互叠合的橡胶垫8，在相邻的橡胶垫之间设有钢板7，上述橡胶垫可采用JGD-D型隔震橡胶垫(如采用其它规格的橡胶垫，必须满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中的相应规定)。其刚度和厚度可随要求调整。具体为：根据计算所得的桩支承刚度，选用相应型号的橡胶垫，然后根据支承刚度和所需调节位移量，计算出橡胶垫的高度。
实施例4
一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，由缸体4、顶板5和伸缩元件组成，顶板5和伸缩元件设在缸体4内，伸缩元件位于由缸体4和顶板5围成的腔体内，其中，伸缩元件由充斥于由缸体4和顶板5所围腔体内的混凝土球11组成，其直径、混凝土强度可以根据需要调整，具体为：根据腔体体积减去混凝土球体积再除以腔体界面面积即为调节的总位移量的关系。首先根据计算所需的位移调节量，计算所需的混凝土球的体积，然后再计算混凝土球尺寸。混凝土的强度则主要根据计算所得的桩支承刚度和位移调节量共同得到。
Claims (2)
1.一种用于调节桩端位移的桩端位移调节装置，其特征在于由缸体(4)、顶板(5)和伸缩元件组成，顶板(5)和伸缩元件设在缸体(4)内，伸缩元件位于由缸体(4)和顶板(5)围成的腔体内，伸缩元件采用立于缸体(4)内端面和顶板(5)之间位移调节钢板，且位移调节钢板呈筒形。
2.根据权利要求1所述的桩端位移调节装置，其特征在于伸缩元件由直径不等的呈筒形的钢板(6)组成，筒形钢板(6)按由小到大的直径顺序套设在一起。
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