CN101509260A - 一种改变桩受力状态的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改变桩受力状态的方法，桩身外侧设置与桩相连接的伸出桩外的构件，在承台(基础底板)中设置贯穿的孔洞，伸出桩外的构件穿过孔洞进行固定，或者经过设定的张拉或压缩操作程序后固定，通过伸出桩外的构件向桩传递荷载，以使得荷载的传递路径、桩的受力状态发生改变，从而影响桩周围区域的沉降，达到调节沉降的目的，也可以使桩顶与承台(基础底板)不直接接触的桩得以承受上拔力。
Description
所属技术领域
本发明属于建设工程领域地基处理的一种方法，特别涉及一种改变桩受力状态的方法。
背景技术
桩是地基处理常用的方法。正常的施工顺序是先打桩，再做承台，连成一体一大片的承台通常称为基础底板，然后施工柱、墙、梁等上部结构，直至上部结构完成，进入正常使用。桩埋在地下，只能被动地承受上部荷载，比起上部结构来说更难以返工、加固补强，对于地基来说，如果发生了不均匀沉降，补救的措施还包括对局部地基的削弱，例如在沉降小的一侧挖土，以促使其沉降。总的来说，在目前的技术中，地基处理失败后补救的措施有限、效果不好、成本较高，这在某方面迫使岩土工程师进行地基处理时偏于保守，严格限制沉降量，造成确定土的承载力和桩的承载力时安全系数过高，增大了造价，浪费了较多的社会资源。
采用复合地基时，目前的做法通常是在桩顶铺设褥垫层，靠褥垫层的流动补偿和桩顶“刺入”来解决桩土共同作用，但这样就将基础底板与桩隔离开，从而使复合地基的刚性桩、半刚性桩无法承担上部的拉力。
中国发明专利“带箍的桩”(200710160966.1)在一定程度上具有了进一步提高地基承载力、承担水平与受拉荷载的作用，“箍”也被称为“桩伴侣”，正在积极推广中，进一步完善“桩伴侣”的功能，将有助于“带伴侣的桩”的普及。
发明内容
一种改变桩受力状态的方法，其特征在于桩身外侧设置与桩相连接的伸出桩外的构件，在承台(基础底板)中设置贯穿的孔洞，伸出桩外的构件穿过孔洞进行固定，或者经过设定的张拉或压缩操作程序后固定，通过伸出桩外的构件向桩传递荷载，以使得荷载的传递路径、桩的受力状态发生改变。
在上述方法中，用于张拉或压缩的机具设备的支撑锚固点不设置在桩的正上方，通过对伸出桩外构件的张拉或压缩，将桩承受的荷载分担到周边，或者将周边的荷载集中到桩，从而影响桩周围区域的沉降，达到调节沉降的目的。伸出桩外的构件由弹性模量较高的钢筋、钢绞线、高强纤维等材料制作，或者是弹性模量较低的橡胶、弹簧等材料制作，对伸出桩外的构件进行防腐处理，以满足耐久性要求，对伸出桩外的构件加套筒、端部设置锚具，以满足张拉、压缩工艺要求。在伸出桩外的构件上加工螺纹，以垫片、螺母固定该构件，拧动螺母实现张拉或压缩，适用于当伸出桩外的构件横断面为圆形时的张拉、压缩工艺。伸出桩外的构件固定前将承台(基础底板)中设置的孔洞用不易凝固、缓凝防水的油脂或树脂材料临时填充止水，彻底固定后将孔洞用加膨胀剂、沥青的混凝土、油脂或树脂材料进行封闭。局部改变桩头、桩身横截面，可以调整孔洞和伸出桩外构件的方位，满足连接固定的需要。当桩与承台(基础底板)不直接接触时，可在桩顶放置减震装置、位移调节装置，根据需要填充材质不同的碎石、毛砂、粉煤灰、橡胶、泡沫塑料等材料及其组合或者预留净空。桩头侧面上下一设定高度范围设置箍，或者在桩的周边设置辅助桩，箍或辅助桩与桩之间放置减震装置、位移调节装置，根据需要填充材质不同的碎石、毛砂、粉煤灰、橡胶、泡沫塑料等材料及其组合或者预留净空，箍与桩为一桩一箍、多桩一箍、一桩多箍、多桩多箍等四种形式中的一种。箍或辅助桩内设置孔洞以使得伸出桩外的构件穿过，或者将接近于水平地伸出桩外的构件直接与箍或辅助桩进行固定。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1-图4为几种实现方式的构造示意图，均为桩顶与基础底板不直接接触的状态。
附图编号说明如下：
1、桩 2、伸出桩外的构件 3、承台(基础底板) 4、孔洞 5、上部柱、墙 6、桩头的扩大头 7、螺母、垫片 8、支撑锚固点 9、临时传力构件 10、箍或辅助桩
图示用螺母、垫片(7)来示意对伸出桩外的构件(2)进行固定。图中未画出张拉机具，用箭头表示受力(张拉)方向。
图1中临时传力构件(9)如果永久使用，则可视作伸出桩外的构件(2)的一部分。
具体实施方式
实施例1：参见附图1
与桩(1)相连接的伸出桩外的构件(2)通过在承台(基础底板)(3)中设置的孔洞(4)，伸到承台(基础底板)(3)的上面，从而为张拉或压缩伸出桩外的构件(2)提供了操作的空间。伸出桩外的构件(2)穿过孔洞进行固定，或者经过设定的张拉或压缩操作程序后固定，通过伸出桩外的构件(2)向桩(1)传递荷载，以使得荷载的传递路径、桩(1)的受力状态发生改变。用于张拉或压缩的机具设备的支撑锚固点(8)不设置在桩(1)的正上方，通过对伸出桩外构件(2)的张拉或压缩，可将桩(1)承受的荷载分担到周边，或者将周边的荷载集中到桩(1)，从而影响桩周围区域的沉降，达到调节沉降的目的。伸出桩外的构件(2)由弹性模量较高的钢筋、钢绞线、高强纤维等材料制作，或者是弹性模量较低的橡胶、弹簧等材料制作，对伸出桩外的构件(2)进行防腐处理，以满足耐久性要求，对伸出桩外的构件(3)加套筒、端部设置锚具，以满足张拉、压缩工艺要求。在伸出桩外的构件(2)上加工螺纹，以垫片、螺母(7)固定该构件，拧动螺母实现张拉或压缩，适用于当伸出桩外的构件(2)横断面为圆形时的张拉、压缩工艺。伸出桩外的构件(2)固定前将承台(基础底板)(3)中设置的孔洞(4)用不易凝固、缓凝防水的油脂或树脂材料临时填充止水，彻底固定后将孔洞(4)用加膨胀剂、沥青的混凝土、油脂或树脂材料进行封闭。局部改变桩头、桩身横截面，可以调整孔洞(4)和伸出桩外构件(2)的方位，例如桩头的扩大头(6)，满足连接固定的需要。当桩(1)与承台(基础底板)(3)不直接接触时，可在桩顶放置减震装置、位移调节装置，根据需要填充材质不同的碎石、毛砂、粉煤灰、橡胶、泡沫塑料等材料及其组合或者预留净空。桩(1)与承台(基础底板)(3)不直接接触，受到荷载作用后两者之间将产生一定的相对位移，比如上部垂直荷载作用使得桩向上“刺入”，与此同时，伸出桩外的构件(2)可以穿过孔洞(4)，再经过进一步的张拉后，仍可保持原有张紧的状态，固定后可以直接将上部结构的上拔荷载传递到桩(1)。
实施例2：参见附图2
桩头侧面上下一设定高度范围设置箍(10)，或者在桩(1)的周边设置辅助桩(10)，箍或辅助桩(10)与桩(1)之间放置减震装置、位移调节装置，根据需要填充材质不同的碎石、毛砂、粉煤灰、橡胶、泡沫塑料等材料及其组合或者预留净空，箍(10)与桩(1)为一桩(1)一箍(10)、多桩(1)一箍(10)、一桩(1)多箍(10)、多桩(1)多箍(10)等四种形式中的一种。箍的作用很多，在本发明的方法中配合使用箍主要是考虑箍能够分担桩的荷载，箍能够对伸出桩外的构件(2)及其套筒起到一定的保护作用，箍还增大了地下水渗流的距离，减小了由于承台(基础底板)上开孔洞所带来止水、防渗的压力，另外箍或辅助桩的位置也接近于用于张拉或压缩的机具设备的支撑锚固点，从而将反力通过箍或辅助桩传递到下部土层。
实施例3：参见附图3、附图4
箍或辅助桩(10)内设置孔洞(4)以使得伸出桩外的构件(2)穿过，或者将接近于水平地伸出桩外的构件(2)直接与箍或辅助桩(10)进行固定。伸出桩外的构件(2)接近于水平地直接固定在箍或辅助桩(10)上，与接近于垂直地直接固定在承台(基础底板)上，效果有很大的不同。在没有孔洞(4)的情况下，如果伸出桩外的构件断面、强度都比较大，并且是接近于垂直地直接固定在承台(基础底板)上，那就应当视为桩顶本身，或者是减震装置、位移调节装置；如果伸出桩外的构件为细长的钢筋、钢绞线，并且是接近于垂直地直接固定在承台(基础底板)上，桩要发挥抗拔作用，必须首先补偿受到上部荷载作用后桩向上的“刺入”量，抗拔的效果不好。当如果伸出桩外的构件(2)接近于水平地直接固定在箍或辅助桩(10)上时，不仅可以协调桩与箍或辅助桩受到上部荷载作用后各自的沉降量，也可以协调桩与箍或辅助桩受到水平荷载作用后的变形，同时，接近于水平地伸出桩外的构件(2)自身的变形量很小，可以直接将上部结构的上拔荷载传递到桩(1)，因此直接与箍或辅助桩进行固定即可。
Claims (10)
1、一种改变桩受力状态的方法，其特征在于：桩身外侧设置与桩相连接的伸出桩外的构件，在承台(基础底板)中设置贯穿的孔洞，伸出桩外的构件穿过孔洞进行固定，或者经过设定的张拉或压缩操作程序后固定，通过伸出桩外的构件向桩传递荷载，以使得荷载的传递路径、桩的受力状态发生改变。
2、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：用于张拉或压缩的机具设备的支撑锚固点不设置在桩的正上方，通过对伸出桩外构件的张拉或压缩，将桩承受的荷载分担到周边，或者将周边的荷载集中到桩，从而影响桩周围区域的沉降。
3、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：伸出桩外的构件由弹性模量较高的钢筋、钢绞线、高强纤维材料制作，或者是弹性模量较低的橡胶、弹簧材料制作，对伸出桩外的构件进行防腐处理，以满足耐久性要求，对伸出桩外的构件加套筒、端部设置锚具，以满足张拉、压缩工艺要求。
4、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：在伸出桩外的构件上加工螺纹，以垫片、螺母固定该构件，拧动螺母实现张拉或压缩，适用于当伸出桩外的构件横断面为圆形时的张拉、压缩工艺。
5、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：伸出桩外的构件固定前将承台(基础底板)中设置的孔洞用不易凝固、缓凝防水的油脂或树脂材料临时填充止水，彻底固定后将孔洞用加膨胀剂、沥青的混凝土、油脂或树脂材料进行封闭。
6、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：局部改变桩头、桩身横截面，以调整孔洞和伸出桩外构件的方位，满足连接固定的需要。
7、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：桩与承台(基础底板)不直接接触，桩顶放置减震装置、位移调节装置，根据需要填充材质不同的碎石、毛砂、粉煤灰、橡胶、塑料材料及其组合或者预留净空。
8、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：桩头侧面上下一设定高度范围设置箍，或者在桩的周边设置辅助桩，箍或辅助桩与桩之间放置减震装置、位移调节装置，根据需要填充材质不同的碎石、毛砂、粉煤灰、橡胶、塑料材料及其组合或者预留净空，箍与桩为一桩一箍、多桩一箍、一桩多箍、多桩多箍四种形式中的一种。。
9、按照权力要求8所述的箍或辅助桩，其特征在于：箍或辅助桩内设置孔洞以使得伸出桩外的构件穿过，或者将接近于水平地伸出桩外的构件直接与箍或辅助桩进行固定。
10、按照权力要求1所述的改变桩受力状态的方法，其特征在于：伸出桩外的构件与地源热泵系统的热交换器、传导体相连接，或者地源热泵系统的热交换器、传导体与伸出桩外的构件共用在承台(基础底板)中设置的孔洞。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104110039A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-10-22 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 具有压力分散型布置高强预应力锚杆（索）的风机基础 |
| CN104264660A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-07 | 薛江炜 | 一种保留桩顶浮浆的灌注桩桩头施工方法 |
| CN109056782A (zh) * | 2018-10-19 | 2018-12-21 | 吴修玲 | 一种应用于高耸塔架基座和锚栓式基础连接的摇摆减震装置 |
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2009
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| CN104110039B (zh) * | 2014-06-25 | 2016-08-31 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 具有压力分散型布置高强预应力锚杆（索）的风机基础 |
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