CN107587533A - 一种桩基纠偏结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桩基纠偏结构，它包括基桩(2)和承台(1)，承台(1)固定在基桩(2)顶端；其特征在于：在桩基(2)偏移方向的另一侧设置有锚杆(3)，锚杆(3)垂直伸入桩基(2)；顶端固定在承台(1)内；末端伸出桩基(2)且固定在持力层(6)内；解决了现有技术对桩基纠偏采用补桩或废桩导致的补桩的方式处理，费时、经济性也差，且技术难度高；作为废桩处理会明显的增加工程的成本投资和工期投入等技术问题。
Description
技术领域
本发明属于桩基纠偏技术领域，尤其涉及一种桩基纠偏结构及纠偏施工方法。
背景技术
桩基础是一种历史悠久应用广泛的深基础形式，随着高层建筑和体型复杂建筑的发展，桩基础已成为一种常见的建筑工程基础形式，并取得了显著的技术、经济效益，因此深受工程界的青睐。但由于场地地质条件复杂、沉桩不妥和基坑施工不当、测量定位误差等原因致使桩基偏移，现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)对成孔施工允许偏差有相关规定，若偏差超出规范规定的范围则需要采取处理措施。针对此类问题，工程常采用的补桩、作为废桩等方式处理。但通过补桩的方式处理，费时、经济性也差，且技术难度高；作为废桩处理会明显的增加工程的成本投资和工期投入。
发明内容：
本发明要解决的技术问题：提供一种桩基纠偏结构及纠偏施工方法，以解决现有技术对桩基纠偏采用补桩或废桩导致的补桩的方式处理，费时、经济性也差，且技术难度高；作为废桩处理会明显的增加工程的成本投资和工期投入等技术问题。
本发明技术方案：
一种桩基纠偏结构，它包括基桩和承台，承台固定在基桩顶端；在桩基偏移方向的另一侧设置有锚杆，锚杆垂直伸入桩基；顶端固定在承台内；末端伸出桩基且固定在持力层内。
锚杆包括钢筋和锚固砂浆，锚固砂浆包裹在钢筋表面；钢筋伸入承台内且钢筋伸入承台内的顶端设置有弯钩。
钢筋伸入承台内的长度为承台高度的百分之五十；弯钩的长度为钢筋直径的3倍或以上。
锚杆与基桩的主筋之间设置有保护层，保护层的厚度不低于50毫米。
锚杆提供的竖直向下的拉力F2的计算公式为：
M1＝F1a
M2＝F2b
F1a＝F2b
式中：M2为F2产生的力矩；b为F2作用线到桩中轴线的垂直距离；F1为承台和桩受到偏心力；M1为F1对桩中轴线产生力矩，a为F1的偏心距；。
钢筋截面面积为：
式中：
As为钢筋截面面积；fy为钢筋抗拉强度设计值；k为钢筋抗拉安全系数，取值不低于1.8。
锚杆抗拔承载力标准值Fuk的计算公式为：
Fuk＝πλpqskDL
式中：
λp为抗拔折减系数，取0.8；
qsk为地层与锚固体粘结强度标准值；
L为锚杆进入持力层的长度；
D为锚杆直径；
由于Fuk≥F2，锚杆进入持力层的长度L必须满足：
式中：μ：安全系数，μ值不低于1.1。
钢筋与锚固砂浆间的锚固长度满足：
式中：
la为钢筋与锚固砂浆间的锚固长度；
n为钢筋根数；
fb为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值；
d为钢筋的直径。
锚杆的锚固长度l≥max(L，la)且锚杆锚固长度l不低于1米。
本发明的有益效果：
本发明包括承台、桩、锚杆。其中锚杆由钢筋与锚固砂浆组成，钢筋伸入承台的长度为1/2承台高度，且钢筋末端设置弯钩，弯钩长度不小于3倍钢筋直径d。该纠偏结构利用锚杆提供的竖直向下的拉力F2产生的力矩M2，平衡桩受到偏心力F1作用产生的力矩M1(M1与M2大小相等方向相反)从而起到桩基纠偏的作用；本发明与现有技术相比，主要优点是该技术施工方便、工期短、耗材少，降低了成本和工期投入；解决了现有技术对桩基纠偏采用补桩或废桩导致的补桩的方式处理，费时、经济性也差，且技术难度高；作为废桩处理会明显的增加工程的成本投资和工期投入等技术问题。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构俯视示意图；
图3为锚杆结构示意图。
具体实施方式：
一种桩基纠偏结构，它包括基桩2和承台1，承台1固定在基桩2顶端；在桩基2偏移方向的另一侧设置有锚杆3，锚杆3垂直伸入桩基2；顶端固定在承台1内；末端伸出桩基2且固定在持力层(6)内。
锚杆3包括钢筋8和锚固砂浆7，锚固砂浆7包裹在钢筋8表面；
钢筋8伸入承台1内且钢筋8伸入承台1内的顶端设置有弯钩4。
钢筋8伸入承台1内的长度为承台1高度的百分之五十；弯钩4的长度为钢筋8直径的3倍或以上。
锚杆3与基桩2的主筋之间设置有保护层，保护层的厚度不低于50毫米。
锚杆3提供的竖直向下的拉力F2的计算公式为：
M1＝F1a
M2＝F2b
F1a＝F2b
式中：M2为F2产生的力矩；b为F2作用线到桩2中轴线5的垂直距离；F1为承台1和桩2受到偏心力；M1为F1对桩2中轴线(5)产生力矩，a为F1的偏心距；。
钢筋8截面面积为：
式中：
As为钢筋8截面面积；fy为钢筋8抗拉强度设计值；k为钢筋8抗拉安全系数，取值不低于1.8。
锚杆3抗拔承载力标准值Fuk的计算公式为：
Fuk＝πλpqskDL
式中：
λp为抗拔折减系数，取0.8；
qsk为地层与锚固体粘结强度标准值；
L为锚杆3进入持力层6的长度；
D为锚杆3直径；
由于Fuk≥F2，锚杆3进入持力层6的长度L必须满足：
式中：μ：安全系数，μ值不低于1.1。
钢筋8与锚固砂浆7间的锚固长度满足：
式中：
la为钢筋8与锚固砂浆7间的锚固长度；
n为钢筋8根数；
fb为钢筋8与锚固砂浆7间的粘结强度设计值；
d为钢筋8的直径。
锚杆3的锚固长度l≥max(L，la)且锚杆3锚固长度l不低于1米。
下面结合算例对设计方法做详细说明。
算例：某建筑基础采用Φ1000的钻孔灌注桩，一柱一桩布置。其中某边桩为人工挖孔桩，采用长钢套管护壁，施工完成后，发现由于测量错误，导致桩2中心位置偏差120毫米，按现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)规定，该类桩2的桩位允许偏差为100毫米。该桩基中主筋保护层厚度50毫米，承台1高3米，桩2长为8.5米，柱的荷载F1＝1000kN；该桩持力层6为中风化泥质灰岩，地层的抗拔折减系数λp＝0.8，地层与锚固体粘结强度标准值800kPa。
采用该结构进行纠偏，步骤如下：
步骤一，确定锚杆3的布置方案及型号：
锚杆3的位置与偏心力作用点的连线需经过桩2中心点，锚杆3与主筋的保护层取50毫米，即锚杆3与桩2中轴线5的垂直距离b＝400毫米。
钢筋8选用HRB500，锚固砂浆7材料选用M35的水泥砂浆，锚杆3直径D＝110毫米。
锚杆3设计参数如下：钢筋8抗拉强度设计值为fy＝435N/mm2，钢筋8与锚固砂浆7间的粘结强度设计值fb＝2400kPa，锚杆3抗拉安全系数1.8。
步骤二，确定锚杆3提供的竖直向下的力F2的大小：
F2＝1000×120/400＝300kN
步骤三，确定钢筋8截面面积，进而确定选用钢筋8的数量及直径：
选用1Φ40AS＝1256.6平方毫米
步骤四，确定锚杆3锚固长度：
1)确定锚杆3进入持力层6的长度：
2)确定锚杆3与锚固砂浆7间的锚固长度：
3)确定锚杆3锚固长度：
l≥max(L，la)＝1.49米。
设计锚杆3锚固长度1.5米≥1.49米，符合锚固强度的构造要求。
2、具体的施工方法
(1)锚孔9的测量定位。
(2)钻孔：钻孔工序含钻机就位、施钻成孔和清孔三个作业步骤。锚孔9倾斜度不应大于1％，锚孔9深度需超过锚杆3长度不小于0.5米。
(3)锚杆3安放：根据设计要求，向锚孔9内放入锚杆3。
(4)注浆：灌浆分制浆和注浆两个作业过程。
(5)浇筑承台1：绑扎钢筋前应将灌注桩桩头浮浆部分去除，承台混凝土应一次浇注完成。
Claims (9)
1.一种桩基纠偏结构，它包括基桩(2)和承台(1)，承台(1)固定在基桩(2)顶端；其特征在于：在桩基(2)偏移方向的另一侧设置有锚杆(3)，锚杆(3)垂直伸入桩基(2)；顶端固定在承台(1)内；末端伸出桩基(2)且固定在持力层(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：锚杆(3)包括钢筋(8)和锚固砂浆(7)，锚固砂浆(7)包裹在钢筋(8)表面；钢筋(8)伸入承台(1)内且钢筋(8)伸入承台(1)内的顶端设置有弯钩(4)。
3.根据权利要求1所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：钢筋(8)伸入承台(1)内的长度为承台(1)高度的百分之五十；弯钩(4)的长度为钢筋(8)直径的3倍或以上。
4.根据权利要求1所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：锚杆(3)与基桩(2)的主筋之间设置有保护层，保护层的厚度不低于50毫米。
5.根据权利要求1所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：锚杆(3)提供的竖直向下的拉力F2的计算公式为：
M1＝F1a
M2＝F2b
F1a＝F2b
式中：M2为F2产生的力矩；b为F2作用线到桩(2)中轴线(5)的垂直距离；F1为承台(1)和桩(2)受到偏心力；M1为F1对桩(2)中轴线(5)产生力矩，a为F1的偏心距。
6.根据权利要求2所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：钢筋(8)截面面积为：
式中：
As为钢筋(8)截面面积；fy为钢筋(8)抗拉强度设计值；k为钢筋(8)抗拉安全系数，取值不低于1.8。
7.根据权利要求2所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：锚杆(3)抗拔承载力标准值Fuk的计算公式为：
Fuk＝πλpqskDL
式中：
λp为抗拔折减系数，取0.8；
qsk为地层与锚固体粘结强度标准值；
L为锚杆(3)进入持力层(6)的长度；
D为锚杆(3)直径；
由于Fuk≥F2，锚杆(3)进入持力层(6)的长度L必须满足：
式中：μ：安全系数，μ值不低于1.1。
8.根据权利要求2所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：钢筋(8)与锚固砂浆(7)间的锚固长度满足：
式中：
la为钢筋(8)与锚固砂浆(7)间的锚固长度；
n为钢筋(8)根数；
fb为钢筋(8)与锚固砂浆(7)间的粘结强度设计值；
d为钢筋(8)的直径。
9.根据权利要求2所述的一种桩基纠偏结构，其特征在于：锚杆(3)的锚固长度l≥max(L，la)且锚杆(3)锚固长度l不低于1米。
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