CN100371532C - 桩基沉降可调式承载桩 - Google Patents
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Abstract
一种用于建筑桩基工程的桩基沉降可调式承载桩，包括桩体，在桩体的端部设有桩基沉降自适应调整器，该桩基沉降自适应调整器由缸体、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。本发明用于建筑物时，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，以此让地基土参与承担上部结构荷载，同时消除建筑物整体差异沉降所产生的对筏板的影响。发明中的伸缩元件采用了筒形钢板后，使受力和变形呈非线性关系，如果持续增加荷载，在完成预先给定的位移调节量后，从而保证建筑物的整体安全。本发明能够调节建筑桩基桩顶位移的大小和竖向刚度的大小，仅实用普通建筑材料，结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑桩基，尤其是一种能够根据桩基沉降情况进行调节的桩基沉降可调式承载桩。
背景技术
目前桩基的承载类型主要包括摩擦桩和端承桩，其它还包括以摩擦为主的端承摩擦桩和以端承为主的摩擦端承桩。摩擦桩主要通过桩与桩侧土之间的摩阻力来承担上部荷载，故在承担荷载时会产生一定的沉降；而端承桩则主要通过桩端的支承力(通常支承于硬度较大的基岩上)来承担上部荷载，故在承担荷载时几乎不会产生沉降。另外摩擦桩的桩壁侧阻力能提供的支承力毕竟有限，因此摩擦桩的单桩承载力不高，主要用于多层或小高层(一般不超过12层)建筑。端承桩则因支承于较硬的岩层上，因此能提供较大的单桩承载力，主要用于高层建筑中。
目前在多层和小高层建筑的设计过程中，除了桩的承载力以外，通常会考虑地基土的承载力，以减少桩应承担的荷载量，以减少桩基的使用数量，节省建筑成本。这种设计方法目前被称为复合桩基，在上海、天津、南京等地得到了较广泛的使用，取得了巨大的经济效益和社会效益。然而令人遗憾的是，上述复合桩基却一直无法在高层建筑中使用，究其原因主要是高层建筑的上部结构的荷载较大，故主要使用承载力较高的端承桩，而使用端承桩几乎不产生沉降或沉降较小不明显。故建筑物筏板下的地基土无法参与承担上部结构荷载的工作。从而导致地基土的承载力白白浪费。
另外目前无论是多层建筑还是高层建筑，建筑的筏板均偏厚，主要是因为筏板中的弯距较大的原因，而弯距较大则是因为筏板下桩的支承刚度一样造成的，现在有很多学者提出很多方法来改变桩的支承刚度，如长短桩、粗细桩以及稀疏桩等，取得了一定的理论研究效果，但是由于一些不确定的因素而一直无法在工程中应用。
发明内容
本发明提供一种结构简单、使用方便并能改善桩基承载的桩基沉降可调式承载桩。
本发明采用如下技术方案：
一种用于建筑桩基工程的桩基沉降可调式承载桩，包括桩体3，在桩体3的端部设有桩基沉降自适应调整器，该桩基沉降自适应调整器由缸体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。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明用于建筑物时，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，以此让地基土参与承担上部结构荷载(因为地基土相对于桩来说较柔软，因此必须有一定的压缩变形，才能发挥其承载力)，同时消除建筑物整体差异沉降所产生的对筏板的影响。尤其是发明中的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，所能承受的荷载将趋于无穷大，从而保证建筑物的整体安全。本发明能够方便调节建筑桩基桩顶位移的大小和竖向刚度的大小，整个装置中仅实用普通建筑材料，结构简单。
附图说明
图1是本发明实施例的结构主视图，1为筏板。
图2是本发明上述实施例的结构剖视图。
图3是本发明的另一实施例结构示意图，1为筏板。
具体实施方式
实施例1
一种用于建筑桩基工程的桩基沉降可调式承载桩，包括桩体3，在桩体3的端部设有桩基沉降自适应调整器，该桩基沉降自适应调整器由缸体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，在本实施例中，伸缩元件采用立于缸体4内端面和顶板5之间位移调节
钢板且该位移调节钢板呈卷曲状，呈卷曲状的位移调节钢板至少由2个筒状钢板6组成且筒状钢板6按由小到大的直径顺序套设在一起，筒状钢板6的高度自内向外逐渐降低，本实施例可选择2、4、5、7或8个筒状钢板。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
一种用于建筑桩基工程的桩基沉降可调式承载桩，包括桩体3，在桩体3的端部设有桩基沉降自适应调整器，该桩基沉降自适应调整器由缸体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，在本实施例中，伸缩元件由橡胶垫8和间隔钢板7叠合而成，具体来说，伸缩元件锁采用橡胶垫8可以是2块以上如：3块、5块、6块或7块橡胶垫的相互叠合的橡胶垫，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。
Claims (4)
1.一种用于建筑桩基工程的桩基沉降可调式承载桩，包括桩体(3)，其特征在于在桩体(3)的端部设有桩基沉降自适应调整器，该桩基沉降自适应调整器由缸体(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。
2.根据权利要求1所述的桩基沉降可调式承载桩，其特征在于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该位移调节钢板呈卷曲状。
3.根据权利要求2所述的桩基沉降可调式承载桩，其特征在于呈卷曲状的位移调节钢板至少由2个筒状钢板(6)组成且筒状钢板(6)按由小到大的直径顺序套设在一起，筒状钢板(6)的高度自内向外逐渐降低。
4.根据权利要求1所述的桩基沉降可调式承载桩，其特征在于伸缩元件由橡胶垫(8)和间隔钢板(7)叠合而成。
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