CN101139834B - 混凝土桩结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树根状混凝土桩结构的发明，其特征在于所述该桩呈树根状，树干为大桩身(1)，树根为小桩身(2)，所述大桩身(1)的截面呈花瓣形，小桩身(2)的数量与花瓣形瓣叶(3)的数目相对应，小桩身(2)的中心线相对于大桩身(1)的中心线形成一夹角a。本发明与地基土壤的摩擦力大，如果在全国得以实施，水泥、砂、石子、钢材用量大幅度地降低，大量地节纸资源，因之有望引起建筑工程施工的一场革命。

Description

混凝土桩结构
技术领域：本发明所涉及的是一种桩基础的改进发明，具体涉及的是一种树根状混凝土桩结构的发明。
背景技术：现有技术中，混凝土桩结构多为直桩形，其桩径为统一的直径，因此，在地质情况较差的土层要对桩管的直径、长度及打桩的数量有所要求，以达到承栽力的要求，因此，既浪费人力又浪费物力，到目前为止，全球上一切建筑工程及大型设备基础采用桩基础或大开挖的箱形基础，而我国沿海地区绝大多数都采用桩基础，而桩形式多数是圆柱形，如型钢桩、各种现场灌注桩、钢筋混凝土桩结构予制桩等。建筑工程基础除了确保上部建筑物及大型设备的承载能力外，更重要的是能够承受各种突发自然灾害破坏的能力，如水平冲击力、弯力、剪力、拔力等。柱体型桩基要提高这些能力，唯一的方法是扩大桩径以提高桩身抗弯刚度EI或增加桩数目。我国北方地区有上小下大的底桩，但这种桩基的深度都小于10米以下，只适用于多层的小型建筑，且混凝土桩结构用量大，中部混凝土桩结构是多余的白白地浪费。
发明内容：鉴于公知技术所存在的不足，本发明所解决的技术方案是为了提供一种设计合理，结构紧凑，承载能力强并且节省材料的一种混凝土桩结构。为了实现上述目的，本发明是采用如下技术方案来完成的：该种混凝土桩结构，其特征在于所述该桩呈树根状，树干为大桩身，树根为小桩身，所述大桩身的截面呈花瓣形，小桩身的数量与花瓣形瓣叶的数目相对应，小桩身的中心线相对于大桩身的中心线形成一夹角a。
所述小桩身的长度长于大桩身的长度。
大桩身底部设有与大桩身连为一体的锥盘形桩头，小桩身底部设有与小桩身连为一体的圆柱形桩头，且圆柱形桩头截面大于小桩身截面。
本发明与公知技术相比具有许多独特的其它桩基础不可实现的优势。
1、带小桩身的树根形桩基础能数倍地提高单桩的轴向承压力和拔力，数倍地提高桩身的抗弯刚度EI，以抵抗各种突发自然灾害造成的对桩顶的各种作用力。
现根据某地质资料和振动灌注桩设计规范进对比估算，把估算结果列表如下。
例1：见图2、图4、图5、图6。D＝0.6M L＝40MD1＝0.6M L＝40M L1＝19.5M L2＝0.5M d＝0.20M
表一树根形桩名义直径等于圆柱形时估标结果对比表
Figure G2007100704601D00021
例2：见图2、图4、图5、图6。D。＝0.6M L＝40MD1＝0.83M L＝40M L1＝19.5M L2＝0.5M d＝0.273M
表二树根形桩与圆柱形桩桩长和混凝土桩结构用量相等时估算结果对比表
Figure G2007100704601D00022
Figure G2007100704601D00031
附图说明：本发明有如下附图：
图1为本发明的结构示意图；
图2为发明结构俯视图；
图3为本发明打桩工艺流程图；
图4为本发明结构表一、表二计算图；
图5为本发明现有技术桩结构计算图；
图6为本发明现有技术俯视图结构计算图。
具体实施方式：附图表示了本发明的结构及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的有关细节。该种混凝土桩结构，呈树根状，树干为大桩身1，树根为小桩身2，所述大桩身1的截面呈花瓣形，小桩身的数量与花瓣形瓣叶3的数目相对应，小桩身的中心线相对于大桩身的中心线形成一夹角a。所述小桩身的长度长于大桩身的长度。该夹角的角度大小可以根据上部荷载的大小进行调节。所述被小桩身环绕的桩身底部设有与桩身连为一体的锥盘形桩头4代替以往的钢筋混凝土桩结构桩头。小桩身底部设有与小桩身连为一体的圆柱形桩头5，且圆柱形桩头截面大于小桩身截面。
树根形桩的设计基本原则是：1、根据单桩设计要求的承载力及可能出现的各种自然灾害侵犯的最大力确定直径(花瓣外切园的直径D1)及花瓣的数目，花瓣数目可以是2、3、4、5、6、8等。2、树根桩的长度大于树干桩，树根桩数目与树干桩的花瓣数目相等，树根桩单位长度的总摩擦面积大于树干桩单位长度的摩擦面积，以充分利用下部土的单位面积的摩擦力必定大于上部土的摩擦力。3、树根桩的垂直分角可根据需要而定，但分角必须小于土的摩擦角。树根形桩的施工工艺过程见图3所示，沉桩管下沉完成后放置特制钢筋笼，浇注混凝土桩后，开始振拔沉桩管，依靠合瓣形桩头的独特结构对桩底进行扩桩。总之，树根形桩适用于陆地、江河、湖海的所有大、中、小型建筑工程桩基的施工，不受桩长的限制，施工速度快，无环境污染，节约能源。从表一可见，技术指标提高数倍，有的提数十倍，而混凝土桩结构用量却降低近一半。从表二来看，混凝土桩结构用量相同，技术指标提高更大。树根桩分角越大指数指标提高越大。如果在全国得以实施，水泥、砂、石子、钢材用量大幅度地降低，大量地节纸资源，开采用能源，运输费用和人力资源。从施工角度来，可大幅度地降低施工原材料，能源消耗，缩短施工周期，提高桩基质量，大幅度地降低综合成本。因之有望引起建筑工程施工的一场革命。

Claims (3)

1.一种混凝土桩结构，其特征在于所述该桩呈树根状，树干为大桩身(1)，树根为小桩身(2)，所述大桩身(1)的截面呈花瓣形，小桩身(2)的数量与花瓣形瓣叶(3)的数目相对应，小桩身(2)的中心线相对于大桩身(1)的中心线形成一夹角a。
2.如权利要求1所述的一种混凝土桩结构，其特征在于所述小桩身(2)的长度长于大桩身(1)的长度。
3.如权利要求1或2所述的一种混凝土桩结构，其特征在于大桩身(1)底部设有与大桩身(1)连为一体的锥盘形桩头(4)，小桩身(2)底部设有与小桩身(2)连为一体的圆柱形桩头(5)，且圆柱形桩头(5)的截面大于小桩身截面。
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