CN103334447B - 无张力灌注桩结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无张力灌注桩结构，包括钢筋混凝土柱体、素混凝土柱体，钢筋混凝土柱体采用空心形式，底部用小钢筒、钢顶板与永久回填土隔开做一个操作空间，小钢筒与操作空间内部用袋装回填土回填，便于以后需要人员进入整修更好的取出此回填部分；钢筋混凝土柱下部预埋底环，用于固定高强螺杆，高强螺杆垂直向上伸出钢筋混凝土柱体顶面，用于将来由高强螺母固定设备；高强螺杆中部与混凝土接触范围外套套管，使高强螺杆与混凝土分隔，以保证对高强螺杆后张拉时产生巨大拉力对混凝土产生巨大压紧效果，从而使整个基础结构可以承受由上部高耸设备结构传来的巨大弯矩，有效的加固混凝土支撑基础、提高基础结构支撑力及抗弯矩的效果。

Description

无张力灌注桩结构

技术领域

本发明涉及一种建设、建筑工程中利用机械结构固定大型设备的刚性建筑结构，尤其涉及一种无张力灌注桩结构。

背景技术

目前，对于大型或超大型设备的机架、塔架的固定，包括风力发电机、风力涡轮机、输电线、街道照明和信号装置、桥梁支座、商业招牌、高速公路招牌、滑雪缆车等等多采用现场构造的混凝土支撑基础。由于这些设备或装置多置于户外，且高大沉重，而且对于不同土质的影响直接关系到其基础结构的可靠性；因此不同的基础结构产生的支撑力及抗巨大弯矩是存在很大的差别的。

现有技术中的灌注桩结构，结构内部材料都是一次性的，结构耐久性差，且随着使用时间的加长安全性大大降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种无张力灌注桩结构，可以实现更为有效的加固混凝土支撑基础，提高基础支撑力及抗巨大弯矩，结构耐久性强。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的无张力灌注桩结构，包括钢筋混凝土柱体，所述的钢筋混凝土柱体为中心设有空心空间的圆柱状结构，所述钢筋混凝土柱体侧壁的外表面同轴环覆有素混凝土柱体，所述钢筋混凝土柱体与素混凝土柱体之间埋设有镀锌波纹钢筒外筒，所述钢筋混凝土柱体侧壁的内表面埋设有镀锌波纹钢筒内筒；

所述钢筋混凝土柱体的顶壁设有圆孔，所述圆孔内装有小钢筒，所述小钢筒的下口的边缘通过钢顶板与所述镀锌波纹钢筒内筒连接，所述钢顶板与所述钢筋混凝土柱体的底壁之间形成操作空间，所述小钢筒为所述操作空间通向顶部的人行通道，所述操作空间及人行通道内填充有袋装回填土，所述小钢筒及其钢顶板与所述镀锌波纹钢筒内筒之间的空间填充有永久回填土；

所述钢筋混凝土柱体侧壁的下部内埋设金属材质的底环，所述底环为圆环结构，其上设置多个通孔，多个通孔呈至少一个圆周状均匀布置在所述底环上，所述钢筋混凝土柱体侧壁内设有多根高强螺杆，所述高强螺杆的上端垂直伸出所述钢筋混凝土柱体侧壁的上表面并通过螺母固定、下端插入所述底环的通孔内并通过螺母与底环紧固的连接为一体，所述高强螺杆与混凝土接触部分外套设有套管；

所述的多根高强螺杆呈至少一个圆周状均匀分布在所述钢筋混凝土柱体侧壁内，外圆周的多根高强螺杆箍勒有至少一个金属材质的箍筋。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的无张力灌注桩结构，由于包括钢筋混凝土柱体、素混凝土柱体，钢筋混凝土柱体采用空心形式，底部用小钢筒、钢顶板与永久回填土隔开做一个操作空间，小钢筒与操作空间内部用袋装回填土回填，便于以后需要人员进入整修更好的取出此回填部分；钢筋混凝土柱下部预埋钢底环，后张拉高强螺杆可按照风机塔筒下法兰模式均匀固定在底环上。所有的后张拉高强螺杆垂直向上伸出钢筋混凝土柱顶面，将来和风机塔筒下法兰由高强螺母固定；高强螺杆中部和混凝土接触范围外套套管，使后张拉高强螺杆或锚杆和混凝土分隔，以保证对高强螺杆后张拉时产生巨大拉力，而对混凝土产生巨大压紧效果。从而使整个基础结构可以承受由上部高耸结构传来的巨大弯矩，以产生更为有效的加固混凝土支撑基础，进一步提高基础结构支撑力及抗巨大弯矩的效果，结构耐久性强、安全性高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无张力灌注桩结构的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无张力灌注桩结构的截面结构示意图。

图中：1、钢筋混凝土柱体，2、素混凝土柱体，3、永久回填土，4、高强螺杆，5、底环，6、螺母，7、镀锌波纹钢筒外筒，8、镀锌波纹钢筒内筒，9、箍筋，10、套管，11、小钢筒，12、袋装回填土，13、锚固板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的无张力灌注桩结构，其较佳的具体实施方式是：

包括钢筋混凝土柱体，所述的钢筋混凝土柱体为中心设有空心空间的圆柱状结构，所述钢筋混凝土柱体侧壁的外表面同轴环覆有素混凝土柱体，所述钢筋混凝土柱体与素混凝土柱体之间埋设有镀锌波纹钢筒外筒，所述钢筋混凝土柱体侧壁的内表面埋设有镀锌波纹钢筒内筒；

所述钢筋混凝土柱体的顶壁设有圆孔，所述圆孔内装有小钢筒，所述小钢筒的下口的边缘通过钢顶板与所述镀锌波纹钢筒内筒连接，所述钢顶板与所述钢筋混凝土柱体的底壁之间形成操作空间，所述小钢筒为所述操作空间通向顶部的人行通道，所述操作空间及人行通道内填充有袋装回填土，所述小钢筒及其钢顶板与所述镀锌波纹钢筒内筒之间的空间填充有永久回填土；

所述钢筋混凝土柱体侧壁的下部内埋设金属材质的底环，所述底环为圆环结构，其上设置多个通孔，多个通孔呈至少一个圆周状均匀布置在所述底环上，所述钢筋混凝土柱体侧壁内设有多根高强螺杆，所述高强螺杆的上端垂直伸出所述钢筋混凝土柱体侧壁的上表面并通过螺母固定、下端插入所述底环的通孔内并通过螺母与底环紧固的连接为一体，所述高强螺杆与混凝土接触部分外套设有套管；

所述的多根高强螺杆呈至少一个圆周状均匀分布在所述钢筋混凝土柱体侧壁内，外圆周的多根高强螺杆箍勒有至少一个金属材质的箍筋。

所述镀锌波纹钢筒外筒和镀锌波纹钢筒内筒由2.8-3毫米的镀锌钢板压制而成，截面为折线型、直线型或波浪型。

所述钢筋混凝土柱体为C35-C40标号的混凝土制成的结构，所述素混凝土柱体为C10-C15标号的混凝土制成的结构。

所述高强螺杆垂直伸出该钢筋混凝土柱体侧壁的上表面10-15厘米。

所述高强螺杆为螺纹钢制成；

所述套管为PVC材料，中空结构，内径大于所述高强螺杆外径3-5毫米。

所述小钢筒的直径为600-700mm，所述操作空间的高度为800mm。

所述素混凝土柱体一侧壁的截面为倒立的结构直角三角形，其直角边贴覆在所述镀锌波纹钢筒外筒上。

本发明的无张力灌注桩结构，用于建设、建筑工程中利用机械结构固定大型设备的刚性建筑结构，特别是岩土工程中用于固定诸如机架或塔架等大型设备，且主要利用混凝土及刚性材料的机械结构形成的基础建筑结构。素混凝土结构即是由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。钢筋混凝土结构配置受力钢筋，如高强螺杆等。

具体实施例：

如图1和图2所示，包括：

高强度的钢筋混凝土柱体1、低强度的素混凝土柱体2、高强螺杆4、底环5、镀锌波纹钢筒外筒7、镀锌波纹钢筒内筒8、箍筋9、套管10、小钢筒11、袋装回填土12、锚固板13等；

低强度素混凝土是指C10或C15标号的混凝土，而高强度钢筋混凝土是指C35以上标号的混凝土。

所述的钢筋混凝土柱体1为中心设置一空心空间的圆柱状结构，即相当于一个中空的圆柱体，圆柱体的上下端面和侧面为等厚度或不等厚度的高强度素混凝土灌注形成，端面或侧面的最小厚度可为整个圆柱体高度的四分之一或五分之一(如图2)；所述的空心空间内充填永久回填土3；该钢筋混凝土柱体1圆柱状的外表面同轴环覆有素混凝土柱体2(即钢筋混凝土柱体1和素混凝土柱体2同轴)，该素混凝土柱体2为低强度素混凝土，素混凝土柱体2截面为两个倒立的直角边贴覆在钢筋混凝土柱体1圆柱形的边缘的直角三角形，使钢筋混凝土柱体1和素混凝土柱体2整体截面形成一个上底向下的倒梯形状态，这种状态使结构更为稳定。

所述的镀锌波纹钢筒外筒7同轴埋设位于该钢筋混凝土柱体1与素混凝土柱体2之间并分别与之紧密接触；所述的镀锌波纹钢筒内筒8同轴埋设置在该钢筋混凝土柱体1内(即钢筋混凝土柱体1、素混凝土柱体2、镀锌波纹钢筒外筒7和镀锌波纹钢筒内筒8同轴)，如图2所示，相当于镀锌波纹钢筒内筒8沿钢筋混凝土柱体1的一侧端面垂直插入至另一侧的端面，镀锌波纹钢筒内筒8的上下两端夹持在钢筋混凝土柱体1上下端面和环状侧壁之间，而中部段被永久回填土3顶抵住；

所述的底环5为金属材质设置于或预埋入该钢筋混凝土柱体1内，如图2为底环5设置于钢筋混凝土柱体1内靠近下端面处，该底环5为圆环(或发兰盘)结构，其上设置多个通孔，所述的通孔成至少一个圆周(例如单圆周或双圆周，本例为双圆周状)分别均匀设置在该底环5上，使不同圆周上相邻两孔圆心连线的延长线均通过底环5所在的圆心(或轴心)；即不同圆周上设置的通孔数相同。

多根高强螺杆4沿轴向呈至少一个圆周(例如双圆周)状分别均匀分布的插入所述的钢筋混凝土柱体1内并位于所述的镀锌波纹钢筒外筒7和镀锌波纹钢筒内筒8之间；使不同圆周上相邻两高强螺杆圆心连线的延长线均通过钢筋混凝土柱体1和底环5所在的圆心(或轴心)；即不同圆周上设置的高强螺杆数相同。所述的多个(多对)高强螺杆4(如图1或2)一端垂直伸出钢筋混凝土柱体1上端面(例如伸出上端面10-15厘米)，伸出部分与端面结合处嵌固螺母6锁固高强螺杆4于钢筋混凝土柱体1端面处；高强螺杆4另一端成对的插入所述底环5的通孔内并通过螺母与底环5紧固的连接为一体；

高强螺杆4和混凝土接触部分(高强螺杆中部和混凝土接触的部分)外套设有套管10；该套管10为PVC材料，作用是把高强螺杆和混凝土分离。PVC套管采用PVC材料，中空，内直径大于高强螺杆外径3毫米以上(例如3-5毫米)。

多根高强螺杆4形成的环状结构的外圆周(即外侧高强螺杆4形成的圆周)均匀箍勒有至少一个(一道)金属材质的箍筋9；箍筋9其实是环形的，绕过高强螺杆4，材质为普通2级钢筋。底环5的上下同样也是螺母固定高强螺杆。

镀锌波纹钢筒外筒7和镀锌波纹钢筒内筒8由2.8-3毫米的镀锌钢板压制而成，截面为折线型、直线型或波浪型；该钢筋混凝土柱体1为C35-C40标号的混凝土制成的结构；该素混凝土柱体2为C10-C15标号的混凝土制成的结构。

所述镀锌波纹钢筒内筒8内部的小钢筒11安置在镀锌波纹钢筒内筒8中心位置，钢筋混凝土柱体1底部表面高800位置做钢顶板焊接在镀锌波纹钢筒内筒8上，用一定量槽钢对钢顶板做支撑，使其在此区域内取空能支撑上部土壤的重力，形成操作空间。操作空间和小钢筒11内部需要用袋装回填土12。如果高强螺杆4断裂可将小钢筒11及操作空间内的袋装回填土12取出，形成一个可以由人工进入的工作空间，人员进入钢筋混凝土柱体1底部表面找到断裂的高强螺杆4将其此部位的镀锌波纹钢筒内筒8去洞，破坏此处钢筋混凝土柱体1置换上全新的高强螺杆，用锚固板13做锚固作用。用C80混凝土填充缺口位置。修补完成，用袋装回填土12填满。如果高强螺杆4不发生断裂，此处保留原状，不予改变。

本发明的无张力灌注桩结构在安装使用中，外筒指外圈波纹钢筒，在基坑开挖后放入基坑，调整波纹筒垂直度后在外筒外部浇筑低强度素混凝土，如上所述。再将高强螺杆及底环等构件放入波纹钢筒外筒里面，固定好之后，在放入波纹钢筒内筒。内外波纹钢筒是同心放置，内筒和外筒间距离由设计确定，一般在400毫米以上。固定之后在内筒底部制作钢顶板和小钢筒，制作完成后，小钢筒内和小钢筒与波纹内筒之间同时回填土。内外筒之间浇灌高强度钢筋混凝土(C35以上)，结构完成。如需高强螺杆置换，可将小钢筒内部所有袋装回填土取出，在筒内形成一个工作空间，然后取出已坏高强螺杆，穿入全新螺杆，放置锚固板加固处理后，袋装土回填小钢筒内部，结构完成更新。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种无张力灌注桩结构，其特征在于，包括钢筋混凝土柱体(1)，所述的钢筋混凝土柱体(1)为中心设有空心空间的圆柱状结构，所述钢筋混凝土柱体(1)侧壁的外表面同轴环覆有素混凝土柱体(2)，所述钢筋混凝土柱体(1)与素混凝土柱体(2)之间埋设有镀锌波纹钢筒外筒(7)，所述钢筋混凝土柱体(1)侧壁的内表面埋设有镀锌波纹钢筒内筒(8)；

所述钢筋混凝土柱体(1)的顶壁设有圆孔，所述圆孔内装有小钢筒(11)，所述小钢筒的下口的边缘通过钢顶板与所述镀锌波纹钢筒内筒(8)连接，所述钢顶板与所述钢筋混凝土柱体(1)的底壁之间形成操作空间，所述小钢筒(11)为所述操作空间通向顶部的人行通道，所述操作空间及人行通道内填充有袋装回填土(12)，所述小钢筒(11)及其钢顶板与所述镀锌波纹钢筒内筒(8)之间的空间填充有永久回填土(3)；

所述钢筋混凝土柱体(1)侧壁的下部内埋设金属材质的底环(5)，所述底环(5)为圆环结构，其上设置多个通孔，多个通孔呈至少一个圆周状均匀布置在所述底环(5)上，所述钢筋混凝土柱体(1)侧壁内设有多根高强螺杆(4)，所述高强螺杆(4)的上端垂直伸出所述钢筋混凝土柱体(1)侧壁的上表面并通过螺母固定、下端插入所述底环(5)的通孔内并通过螺母与底环(5)紧固的连接为一体，所述高强螺杆(4)与混凝土接触部分外套设有套管(10)；

所述的多根高强螺杆(4)呈至少一个圆周状均匀分布在所述钢筋混凝土柱体(1)侧壁内，外圆周的多根高强螺杆(4)箍勒有至少一个金属材质的箍筋(9)。

2.根据权利要求1所述的无张力灌注桩结构，其特征在于，所述镀锌波纹钢筒外筒(7)和镀锌波纹钢筒内筒(8)由2.8-3毫米的镀锌钢板压制而成，截面为折线型、直线型或波浪型。

3.根据权利要求1所述的无张力灌注桩结构，其特征在于，所述钢筋混凝土柱体(1)为C35-C40标号的混凝土制成的结构，所述素混凝土柱体(2)为C10-C15标号的混凝土制成的结构。

4.根据权利要求1所述的无张力灌注桩结构，其特征在于，所述高强螺杆(4)垂直伸出该钢筋混凝土柱体(1)侧壁的上表面10-15厘米。

5.根据权利要求1所述的无张力灌注桩结构，其特征在于，所述高强螺杆(4)为螺纹钢制成；

所述套管(10)为PVC材料，中空结构，内径大于所述高强螺杆(4)外径3-5毫米。

6.如权利要求1所述的无张力灌注桩结构，其特征在于，所述小钢筒(11)的直径为600-700mm，所述操作空间的高度为800mm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的无张力灌注桩结构，其特征在于，所述素混凝土柱体(2)一侧壁的截面为倒立的直角三角形结构，其直角边贴覆在所述镀锌波纹钢筒外筒(7)上。