CN108265736A - 一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩 - Google Patents

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Abstract

一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩，桩身配有用于提高桩周土的有效应力的吸力装置；若干根下抽气管围合在钢筋笼周围并固定在钢筋笼上，且下抽气管沿着钢筋笼的周向均匀间隔设置；下抽气管自桩身的顶端端面沿着桩身的长度方向延伸至桩身的底端端面；下抽气管的外壁面与土体接触，下抽气管的外壁面上均匀布设有用于连通土体和下抽气管的内腔的筛孔；上抽气管底端的进气口与下抽气管顶端的开口均连通；上抽气管顶端的出气口位于承台的顶面上；还包括位于承台顶面上的用于连接抽气装置的真空阀和用于监测下抽气管内腔内的压力的测压计，真空阀气密贯穿密封盖板并设置在上抽气管顶端的出气口上，测压计与上抽气管气密连通。

Description

一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩
技术领域
本发明涉及一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩。
背景技术
桩基是一种古老的基础型式，桩工技术经历了上千年的发展，无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。
在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场基础工作量和材料的消耗。桩基础的主要作用是靠桩身侧壁和端部土体提供的抗力来平衡桩身承受的上部荷载或上浮力，从而给上部建筑物提供支撑力或为建筑物抗浮提供抗拔力。
但当地质条件较差时，如饱和软黏土，其含水率高、强度低、摩擦系数较小，提供的总抗力往往较小，而传统的通过增大端部面积或增加桩长来增大桩基础承载力的措施，具有效率低下，成本较高的缺陷。同时，传统的增大端部接触面积来提高桩基础承载力，使得桩基结构变复杂，给施工带来较大不便。因此在我国东部等大面积存在饱和黏性土地基的区域，或者在其他地下水位较高区域，提高桩基承载力及提高桩基的抗拔力具有重要的工程意义。
发明内容
针对现有工程中桩基存在的不足，本发明提出一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩。
本发明解决上述问题的技术方案是：
一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩，包括柱状的桩身，桩身包括钢筋笼和沿着钢筋笼浇灌的混凝土；桩身的底端密封并嵌入在土体内，桩身的顶端竖直向上延伸并支撑承台；所述桩身配有用于提高桩周土的有效应力的吸力装置；
所述吸力装置包括上抽气管和下抽气管，若干根下抽气管围合在钢筋笼周围并固定在钢筋笼上，且下抽气管沿着钢筋笼的周向均匀间隔设置；所述下抽气管自桩身的顶端端面沿着桩身的长度方向延伸至桩身的底端端面；下抽气管的外壁面与土体接触，且下抽气管的外壁面上均匀布设有用于连通土体和下抽气管的内腔的筛孔；
上抽气管竖直贯穿所述承台，上抽气管底端的进气口与所述下抽气管顶端的开口均连通；上抽气管顶端的出气口位于承台的顶面上，且上抽气管顶端的出气口配有密封盖板；还包括位于承台顶面上的真空阀和用于监测下抽气管内腔内的压力的测压计，真空阀气密贯穿密封盖板并设置在上抽气管顶端的出气口上，测压计与上抽气管气密连通。
进一步，真空阀与密封盖板螺纹连接。
进一步，桩身外侧均匀分布有4根下抽气管。
本发明利用有效应力原理，在总应力一定的情况下，通过减小孔隙压力而提高土体的有效应力，从而增大桩侧土的摩阻力，以提高桩基整体稳定性和安全性。
由于在饱和黏土中，土体渗透性较差，能形成一层天然隔气层，本发明通过对嵌入饱和黏土部分的桩身进行筛孔设计，使得桩身外围的下抽气管内部的气体与土层直接接触，当下抽气管内抽真空形成负压后，将直接作用在土体孔隙内，桩周土紧紧吸附于桩身外表面，能快速提高桩周土对桩身的摩阻力。因此，本发明可解决饱和黏土等工程地质条件下，普通桩基础无法提供足够的承载力或抗拔力时，为基础工程设计和应用提供更高的桩基承载力，效率高，稳定性好，安全性高。
本发明的有益效果主要表现在：
(1)本发明作为一类桩承载力大幅加强的桩基础，通过抽取下抽气管内气体形成真空来增大桩周土的有效应力，在所需材料基本保持不变的情况下与传统桩基础相比，桩基础提供的总承载力大幅增加。工程适用范围增加，安全性能大幅增强。
(2)采用测压计实时监测下抽气管内的压强大小，从而进行抽气降压，定期进行桩基维护，更加高效可靠；
(3)采取措施简单易操作，相比于传统桩基础采取的扩大端部等措施，更加快速有效。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是桩身横截面示意图。
具体实施方式
参照附图，一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩，包括柱状的桩身4，桩身4包括钢筋笼5和沿着钢筋笼5浇灌的混凝土；桩身4的底端密封并嵌入在土体内，桩身4的顶端竖直向上延伸并支撑承台1；所述桩身4配有用于提高桩周土(桩周土指的是桩身4四周的土体)的有效应力的吸力装置；
所述吸力装置包括上抽气管6和下抽气管9，若干根下抽气管9围合在钢筋笼5周围并固定在钢筋笼5上，且下抽气管9沿着钢筋笼5的周向均匀间隔设置；所述下抽气管9自桩身4的顶端端面沿着桩身4的长度方向延伸至桩身4的底端端面；下抽气管9的外壁面与土体接触，且下抽气管9的外壁面上均匀布设有用于连通土体和下抽气管9的内腔的筛孔8；
上抽气管6竖直贯穿所述承台1，上抽气管6底端的进气口与所述下抽气管9顶端的开口均连通；上抽气管6顶端的出气口位于承台1的顶面上，且上抽气管6顶端的出气口配有密封盖板7；还包括位于承台1顶面上的真空阀3和用于监测下抽气管9内腔内的压力的测压计2，真空阀3气密贯穿密封盖板7并设置在上抽气管6顶端的出气口上，测压计2与上抽气管6气密连通。
真空阀3与密封盖板7螺纹连接。
桩身4外侧均匀分布有4根下抽气管9。
测压计2气密贯穿密封盖板7并与上抽气管6的出气口气密连通。
上抽气管6、下抽气管9和真空阀3构成吸力装置1的调压装置，以调节下抽气管9的吸力大小；真空阀3固定在密封盖板7上，且所述真空阀3与所述密封盖板7螺纹连接，且真空阀3的表面涂抹遇水膨胀橡胶，以保证气密性。通过观测测压计2来监测下抽气管9内腔内的气压大小，以及时进行下抽气管9的内腔抽真空，维持下抽气管9的内腔处于负压状态。
本发明的使用原理为：
打开真空阀3，将抽气装置与上抽气管6的顶部开口连通，以对下抽气管9的内腔抽真空，形成负压，使得渗透性较低的饱和黏土中孔隙压力降低，通过提高土体有效应力增大圆柱型桩身四周的土抗力，效率高，施工方便快捷。当下抽气管9内腔内的负压达到预设值时，关闭真空阀3，并通过测压计2监测下抽气管9内的压力状态，以随时抽真空或者补气。定期进行测压计监控，对桩基础进行维护。
本发明特别适用于饱和黏土等渗透性较低的地基情况，以及在地下水位较高传统桩基础无法满足工程使用要求的地区。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩，其特征在于：包括柱状的桩身，桩身包括钢筋笼和沿着钢筋笼浇灌的混凝土；桩身的底端密封并嵌入在土体内，桩身的顶端竖直向上延伸并支撑承台；所述桩身配有用于提高桩周土的有效应力的吸力装置；
所述吸力装置包括上抽气管和下抽气管，若干根下抽气管围合在钢筋笼周围并固定在钢筋笼上，且下抽气管沿着钢筋笼的周向均匀间隔设置；所述下抽气管自桩身的顶端端面沿着桩身的长度方向延伸至桩身的底端端面；下抽气管的外壁面与土体接触，且下抽气管的外壁面上均匀布设有用于连通土体和下抽气管的内腔的筛孔；
上抽气管竖直贯穿所述承台，上抽气管底端的进气口与所述下抽气管顶端的开口均连通；上抽气管顶端的出气口位于承台的顶面上，且上抽气管顶端的出气口配有密封盖板；还包括位于承台顶面上的真空阀和用于监测下抽气管内腔内的压力的测压计，真空阀气密贯穿密封盖板并设置在上抽气管顶端的出气口上，测压计与上抽气管气密连通。
2.如权利要求1所述的一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩，其特征在于：真空阀与密封盖板螺纹连接。
3.如权利要求2所述的一种在桩侧设置吸力装置的吸力桩，其特征在于：桩身外侧均匀分布有4根下抽气管。
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