CN103556620A - 增强复合地基承载能力的方法及其刚性桩 - Google Patents
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Abstract
一种增强复合地基承载能力的方法及刚性桩，其特征是在复合地基刚性桩的顶部安装一个能受压变形的、压缩模量与地基土相当的桩帽，使复合地基上部结构荷载通过基础及褥垫层的协调先传递天然地基土，使天然地基土发生相当于桩帽可压缩变形量的下沉，进而提高天然地基土的承载力20%以上，同时使刚性桩在地基沉降过程中产生下刺入作用咬合提高刚性桩的承载力和稳定性。本发明方法简单易行，可提高承载能力20%-50%。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑技术，尤其是一种地基处理技术，具体地说是一种复合地基（CM地基）处理中使用的增强复合地基承载能力的方法及其刚性桩。
背景技术
目前，复合地基（CM）是高层建筑中普遍采用的地基的一种类型，它由地基竖向增强体、褥垫层（砂石级配垫层）及插入地基增强体与天然地基土复合组成。它是，上部结构荷载通过刚性基础及褥垫层的协调传递，传给由竖向地基增强体与天然地基土共同作用而形成的复合地基，但天然地基土与刚性桩的刚度相差很大作用其变形量较小，其承载能力未得到充分的发挥，同时由于刚性桩的载荷土均匀被天然分担难以产生下刺入持力层的效果，因此现有的复合地基的承载价较能力与造高，如何提高天然地基土的承载力在复合地基中的发挥度复合地基的承载能力，进一步降低工程造价是复合地基处理过程中急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是是针对现有的复合地基存在的承载力未能充分发挥及造价偏高的问题，发明一种增强复合地基承载能力的方法，同时设计一种相配的刚性桩。
本发明的技术方案之一是：
一种增强复合地基承载能力的方法，其特征是在复合地基刚性桩的顶部安装一个能受压变形的、压缩模量与地基土相当的桩帽，使复合地基的上部结构荷载通过基础及褥垫层的协调,先传递给天然地基土，使天然地基土发生相当于桩帽可压缩变形量的下沉，从而使天然地基土的承载力在复合地基中的发挥度至少提高20%。
所述的桩帽为外形与刚性桩端面相配、厚度在5-50毫米的挤塑泡沫体，最佳厚度为10-30毫米。
在挤塑泡沫体上部与褥垫层之间还加装有防止褥垫层刺破挤塑泡沫体的耐压体。
所述的耐压体为厚度不小于1.0毫米的钢板。
本发明的技术方案之二是：
一种能增强复合地基承载能力刚性桩，它包括桩体1，其特征是所述的桩体1的上端设有与其端面形状相配的能受压变形的桩帽2。
所述的桩帽2的压缩模量与地基土相当，厚度在5-50毫米，最佳厚度为10-30毫米。
在桩帽2的上部与褥垫层4之间还加装有防止褥垫层刺破挤塑泡沫体的耐压体3。
所述的耐压体3为厚度不小于1.0毫米的钢板。
所述的桩帽2为挤塑泡沫体。
本发明的有益效果：
本发明方法结构简单，制造安装使用方便，能提高复合地基承载能力20%以上，可达到50%，同等条件下可大幅度降低工程造价。
本发明充分利用地基土（天然土）受压后的承载能力实现地基承载能力的大幅提高，同时解决了现有的复合地基刚性桩只能实现上刺入而无法实现下刺入的问题，实现了刚性桩的双向刺入，大大提高了刚性桩的承载力和稳定性。
本发明的桩帽结构简单，制造低。
本发明能充分发挥刚性桩复合地基中地基中土的承载力，能提高天然地基土的承载力在复合地基中的发挥系数20-50%。
附图说明
图1是本发明的复合地基的结构示意图。
图2是本发明的刚性桩的上端部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1-2所示。
一种增强复合地基承载能力的方法，它采用在复合地基刚性桩的顶部安装一个能受压变形的、压缩模量与地基土相当的桩帽2（结构如图2所示），使复合地基上部结构荷载通过基础及褥垫层的协调先传递天然地基土层中，使天然地基土层发生相当于桩帽可压缩变形量的下沉，进而提高天然地基土的承载力20-50%，同时使刚性桩在地基沉降过程中产生下刺入作用咬合提高刚性桩的承载力和稳定性。如图1所示。所述的桩帽的压缩模量与地基土相当，它的外形与刚性桩端面相配（可略大于刚性桩1的端面，如图1），厚度在5-50毫米（最佳范围为10-30毫米），可采用挤塑泡沫制造或类似的材料制造，同时为了防止褥垫层刺破挤塑泡沫体制造的桩帽应在挤塑泡沫体（桩帽2）上部与褥垫层之间还加装有耐压体，耐压体可采用厚度不小于1.0毫米（具体实施时还可为1.5、2、2.5毫米及以上）的钢板制造。
本发明的工作原理是：
当结构重量通过褥垫层传递到复合地基的第一加载阶段，由于弹性桩帽传递力的延缓作用，结构重量先传递到复合地基的天然土中，使天然土压实沉降，下降量相当于桩帽的变形量，此时，刚性桩基本上不承担荷载。此后的第二加载阶段，地基附加荷载继续增加，刚性桩与桩间土共同承担荷载，在桩土共同承载的阶段，刚性桩由于其刚度大大高于桩间土，所以刚性桩承担了绝大部分的荷载。常规的刚性桩复合地基，不存在上述的第一阶段，所以，其桩间土的承载力发挥度与本发明相比要低。
附表是本发明的实际使用效果统计表。
实施例二。
如图1-2所示。
一种增强复合地基承载能力使用的刚性桩，它包括桩体1，所述的桩体1的上端设有与其端面形状相配的能受压变形的桩帽2，如图2所示。所述的桩帽2应采用压缩模量与地基土相当的材料，如挤塑泡沫等材料制造，厚度可在5-50毫米，最佳范围在10～30毫米，挤塑泡沫桩帽应采用100%连续闭孔结构，具有一定的抗压强度及良好的尺寸稳定性及耐候性。在桩帽2的上部与褥垫层4之间还加装有防止褥垫层刺破挤塑泡沫体的耐压体3。耐压体3可采用厚度不小于1.0毫米的钢板，具体实施时还可采用1.5、2、2.5mm或以上及的钢板置于挤塑泡沫桩帽上防止褥垫层中砂石受压后挤入桩帽造成桩帽破坏。如图1所示。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种增强复合地基承载能力的方法，其特征是在复合地基刚性桩的顶部安装一个能受压变形的、压缩模量与地基土相当的桩帽，使复合地基的上部结构荷载通过基础及褥垫层的协调,先传递给天然地基土，使天然地基土发生相当于桩帽可压缩变形量的下沉，从而使天然地基土的承载力在复合地基中的发挥度提高20%以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的桩帽为外形与刚性桩端面相配、厚度在5-50毫米的挤塑泡沫体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是在挤塑泡沫体上部与褥垫层之间还加装有防止褥垫层刺破挤塑泡沫体的耐压体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述的耐压体为厚度不小于1.0毫米的钢板。
5.一种权利要求1所述方法使用的刚性桩，它包括桩体（1），其特征是所述的桩体（1）的上端设有与其端面形状相配的能受压变形的桩帽（2）。
6.根据权利要求5所述的刚性桩，其特征是所述的桩帽（2）的压缩模量与地基土相当，厚度在5-50毫米。
7.根据权利要求6所述的刚性桩，其特征是在桩帽（2）的上部与褥垫层（4）之间还加装有防止褥垫层刺破挤塑泡沫体的耐压体（3）。
8.根据权利要求7所述的刚性桩，其特征是所述的耐压体（3）为厚度不小于1.0毫米的钢板。
9.根据权利要求5所述的刚性桩，其特征是所述的桩帽（2）为挤塑泡沫体。
10.根据权利要求6所述的刚性桩，其特征是所述的桩帽（2）的厚度在10-30毫米。
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