CN102561377A - 带扩底的抗震柱岩石锚杆基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础及其施工方法，所述抗震柱岩石锚杆基础包括竖直的柱状基础本体，所述柱状基础本体与上部抗震柱横截面尺寸一致，并嵌入基岩，且其底部为扩大部；扩大部设有若干呈发射状分布的锚杆，柱状基础本体由混凝土原槽浇筑与基岩锚固为一体。本发明能有效减小岩质地基基础的开挖量，解决工程量大、人力物力耗费大和成本高的问题，大大降低开挖成本。采用底部扩大及发射状锚杆布设的方式与基岩进行可靠连接，有效加强了柱与基岩的连接，由此增大基础的抗拔、抗剪、抗压、抗倾覆承载力，避免地震高烈度地区强震发生时柱底与基岩的在地震作用下产生水平方向或竖向的脱开或分离，从而有效提高岩质地基上建筑的抗震性能。

Description

带扩底的抗震柱岩石锚杆基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种岩质地基基础，尤其涉及一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础及其施工方法。

 

背景技术

在高烈度的地震区，人们通常会选择在地质硬度较大的地方或岩石上修建建筑，而在地质硬度较大的岩石上进行建筑施工，传统的柱基础大开挖非常不方便，不但工程量大、施工不易，耗费人力物力，未充分依托基岩以深度挖掘其综合承载性能，不能完全达到抗震的要求。因而人们选择修建建筑前进行挖孔，再浇筑桩基，然后在桩基上修砌建筑用的主支承住等。但传统的桩基一般为一根柱状的基础，其仅靠嵌入基岩的深度来实现其稳定的效果，这样嵌入越深，则要求钻井的深度越深，这样也存在工程量大、人力物力耗费大，且成本高的问题；而若桩基深度不够，则柱底与基岩之间易产生脱离，且抗震性能差，使得安全系数不够，也无法满足抗震的要求。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明解决在硬度较大的地质或岩石上修建桩基存在工程量大、人力物力耗费大和成本高的问题，提供一种降低人力物力耗费等成本，并且提高抗震性能的带扩底的抗震柱岩石锚杆基础。

本发明的另一目的还在于提供一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础的施工方法。

实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础，包括竖直的柱状基础本体，所述柱状基础本体下部嵌入基岩，且其底部为扩大部；扩大部设有若干呈发射状分布的锚杆，所述锚杆的上端与柱状基础本体中的柱状钢筋笼相交或相邻，下端锚于基岩内；所述柱状基础本体由混凝土原槽浇筑与基岩锚固为一体。

进一步，所述柱状基础本体的底部的横截面积逐渐扩大；所述柱状基础本体的下端面呈球弧面。

进一步，所述锚杆具有一竖直段和一倾斜段，其竖直段延伸至钢筋笼内，倾斜段从扩大部伸出并锚于基岩内。

一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础的施工方法，包括如下步骤：

1）基坑开挖：在基岩上开挖用于浇筑柱状基础本体下部的基坑；并使基坑的底部扩大；

2）布置锚杆：在基坑扩大的底部钻若干呈发射状的用于安装锚杆的锚孔，然后将锚杆的一部分置于该孔内，在锚孔内浇筑水泥砂浆，并灌孔密实；

3）混凝土浇筑：在基坑内放置绑扎好的由若干纵筋和箍筋组成的柱状钢筋笼，并使锚杆的上端与柱状基础本体中的柱状钢筋笼相交或相邻；然后在基坑内浇筑混凝土并振捣密实，使其形成柱状基础本体。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明能有效减小基础的开挖量，解决工程量大、人力物力耗费大和成本高的问题，大大降低开挖成本；

2、采用柱端扩底及发射状锚杆布设的方式与基岩进行可靠连接，有效加强了柱与基岩的连接，由此显著增大基础的抗拔、抗剪、抗压、抗倾覆承载力，避免地震高烈度地区强震发生时柱底与基岩的在地震作用下产生水平方向或竖向的脱开或分离，从而有效提高岩质地基上建筑的抗震性能；

3、相对以往的岩质地基上的柱基，本发明具有施工简便，性能优越，安全可靠的特点。

 

附图说明

图1为带球弧面扩底且柱状基础本体下部嵌岩的抗震柱岩石锚杆基础的结构示意图；

图2为带平底形扩底且柱状基础本体下部嵌岩的抗震柱岩石锚杆基础的结构示意图；

图3为带球弧面扩底且仅扩底嵌岩的抗震柱岩石锚杆基础的结构示意图；

图4为带平底形扩底且仅扩底嵌岩的抗震柱岩石锚杆基础的结构示意图。

 

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1和图2，一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础，包括竖直的柱状基础本体1，所述柱状基础本体1下部嵌入基岩3，且其底部为扩大部；一般该柱状基础本体的直径不小于0.9m（非扩大部），便于施工时，工人对柱状基础本体的底部进行扩大开挖工作；扩大部设有若干呈发射状分布的锚杆2，所述锚杆2的上端与柱状基础本体中的柱状钢筋笼相交或相邻，下端锚于基岩内；柱状基础本体整体由混凝土原槽浇筑与基岩锚固为一体；所述钢筋笼由若干纵筋4和箍筋5组成。一般嵌入基岩的柱状本体的长度为柱状基础本体（非扩大部）的横截面的长度或直径的1至3倍，使嵌入基岩的柱状基础本体能够为抗震柱提高良好的抗震承载能力，且材料使用更加合理（嵌入基岩的柱状基础本体过长，会造成材料的大量浪费），这样更适用于柱所承受的荷载及其横截面尺寸均较大的情况。

所述锚杆具有一竖直段和一倾斜段，其竖直段延伸至钢筋笼内，倾斜段从扩大部伸出并锚于基岩内，以充分利用柱状基础本体与基岩的连接来加强抗拔能力。

如图1、2所示，嵌入岩石的扩大部为上小下大的圆台状，扩大部的嵌岩深度不宜小于0.5m，如图1所示，扩大部底面可采用球弧面（球面），使柱状基础本体的下端与基岩的接触面更大，有效增加柱状基础本体的竖向承载力及在强震作用下的稳定性，并能够布置更多数量的锚杆，从而进一步提高柱状基础本体的抗震性能，抗震性能更好。另外，底面可采用平底形，适用于荷载不是很大的情况，能够减少开挖量，节约造价，施工更方便。

并且，扩大部内设发射状锚杆，即发射状锚杆的布设中，除竖向锚杆外，还设置斜向锚杆以充分利用与柱端扩底的连接来加强抗拔能力，锚孔数量按所需的抗拔力设置，锚孔内采用水泥砂浆灌孔密实。竖向锚杆与柱状基础本体的连接采用锚杆钢筋直接延伸至柱状基础本体内一定长度；斜向锚杆的锚杆钢筋则采用弯折的型式锚入柱状基础本体内，锚杆锚入柱状基础本体内的钢筋均需与柱状基础本体钢筋保持净距，以保证振捣密实及锚固效果。

实施例2：参见图3和图4，与实施例1不同的是，柱状基础本体1的底部为柱状扩大部，并根据实际情况，所述柱状基础本体1仅底部嵌入基岩3。这样开挖方便，并且可以进一步减少开挖量，从而减少劳动强度，节约人力及物力。适用于柱状基础本体所承受的荷载及其横截面尺寸均较小的情况。

该带扩底的抗震柱岩石锚杆基础的施工方法，包括如下步骤：

1）基坑开挖：

当柱所承受的荷载及其横截面尺寸较大时，先在基岩上开挖用于浇筑柱状基础本体的基坑，该基坑上部横截面尺寸与抗震柱横截面尺寸保持一致，而基坑的底部扩大，所述柱状基础本体植入基岩内的长度及孔底部位的大小根据实际柱所受的荷载确定，一般而言，柱状基础本体植入基岩内的长度可取1至3倍于柱状基础本体的横截面长度或直径，扩底的大小则根据柱的竖向荷载及所需发射状锚杆的数量需求进行设置；

当柱所承受的荷载及其横截面尺寸较小时，直接在基岩上进行扩底（柱状基础本体底部）开挖，扩底的深度及宽度根据实际柱所受的荷载及所需发射状锚杆的数量需求进行设置；

2）布置锚杆：在基坑的底部钻若干呈发射状的用于安装锚杆的锚孔，然后在锚孔置入锚杆的一部分，锚杆宜采用热轧带肋钢筋，在锚孔内采用水泥砂浆灌孔密实，灌浆前，应将锚杆孔清理干净，水泥砂浆强度不宜低于30MPa；锚孔数量和直径按所需的抗拔力确定，同时锚杆孔直径一般不应小于锚杆直径加50mm，宜取锚杆直径的3倍效果最佳；各锚孔间的中心距离不应小于6倍锚杆孔直径。

3）混凝土浇筑：在基坑内放置绑扎好的由若干纵筋和箍筋组成的柱状钢筋笼，并使锚杆的上端与柱状基础本体中的柱状钢筋笼相交或相邻；然后在基坑内浇筑混凝土并振捣密实，使其形成柱状基础本体。

施工过程中，所述柱状基础本体的中部及下部嵌入基岩，能够进一步提高基础在强震作用下的稳定性。当然，所述柱状基础本体也可以仅底部嵌入基岩，这样可以减少开挖量，从而减少劳动强度，节约人力及物力。

施工时，各实施例柱状基础本体嵌岩部分及扩底下的锚杆采用基岩开挖及钻孔后的原槽进行清渣后原槽浇灌，加大柱状基础本体及锚杆与基岩的嵌固力。

本发明仅进行适当开挖，即直接将柱状基础本体嵌入基岩一定长度，并进行扩底，然后在扩底内进行钻孔，布设发射状锚杆，可以在相对较少的基岩开挖量情况下，取得相对较大的基础综合承载性能，这一综合承载性能包括基础的抗拔、抗剪、抗压、抗倾覆的承载力。由于同时具备这些良好的承载性能，因此，本基础相对传统的岩石锚杆基础，能有效加强柱状基础本体与基岩的连接，避免地震高烈度地区强震发生时柱底与基岩的在地震作用下产生水平方向或竖向的脱开或分离，从而有效提高岩质地基上建筑的抗震性能。

综上，采用本发明可以有效减少开挖量，降低成本，而且具有优良的抗震承载性能，能有效避免地震发生时柱底与基岩之间产生脱离，保障地震作用下柱的正常工作，达到施工简便，抗震性能优越，安全可靠的工程目的。

另外，当柱所承受的荷载及其横截面尺寸非常大时，如大桥桥墩等，锚杆还可替换为锚索，以增强锚拉力，应该也在保护范围之内。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种带扩底的抗震柱岩石锚杆基础，包括竖直的柱状基础本体，其特征在于：所述柱状基础本体下部嵌入基岩，且其底部为扩大部；扩大部设有若干呈发射状分布的锚杆，所述锚杆的上端与柱状基础本体中的柱状钢筋笼相交或相邻，下端锚于基岩内；所述柱状基础本体由混凝土原槽浇筑与基岩锚固为一体。

2.根据权利要求1所述的带扩底的抗震柱岩石锚杆基础，其特征在于：所述柱状基础本体的底部的横截面积逐渐扩大。

3.根据权利要求1或2所述的带扩底的抗震柱岩石锚杆基础，其特征在于：所述柱状基础本体的下端面呈球弧面。

4.根据权利要求1所述的带扩底的抗震柱岩石锚杆基础，其特征在于：所述锚杆具有一竖直段和一倾斜段，其竖直段延伸至钢筋笼内，倾斜段从扩大部伸出并锚于基岩内。

5.一种如权利要求1所述的带扩底的抗震柱岩石锚杆基础的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）基坑开挖：在基岩上开挖用于浇筑柱状基础本体下部的基坑；并使基坑的底部扩大；

2）布置锚杆：在基坑扩大的底部钻若干呈发射状的用于安装锚杆的锚孔，然后将锚杆的一部分置于该孔内，在锚孔内浇筑水泥砂浆，并灌孔密实；

3）混凝土浇筑：在基坑内放置绑扎好的由若干纵筋和箍筋组成的柱状钢筋笼，并使锚杆的上端与柱状基础本体中的柱状钢筋笼相交或相邻；然后在基坑内浇筑混凝土并振捣密实，使其形成柱状基础本体。

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