CN108560575A - 一种隔震桩基础及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包括筒状的护壁以及位于护壁中的桩体吸能机构，所述桩体吸能机构包括交错设置的混凝土制的支撑柱以及阻隔层，所述阻隔层允许相邻的支撑柱相对运动的任何材质构成的层结构，相邻的支撑柱上还设置有限制相邻支撑柱相对位移距离的限位机构，本发明具有效的阻隔或减弱从桩基础传递至建筑物主体的地震波强度的效果。

Description

一种隔震桩基础及其施工方法

技术领域

本发明涉及桩基础技术领域，更具体地说，它涉及一种隔震桩基础及其施工方法。

背景技术

为了建筑物的主体部分能够尽量少的受到地震带来破坏，一般在基础中会设置一些隔震结构用于将阻隔或减弱地震波传递至建筑物的主体部分。

目前，现有技术中授权公告号CN203716166U，包括桩柱、基础梁及位于基础梁下部的基础，基础位于桩柱顶部，基础梁和基础之间设置隔震装置

在该现有技术中，因为在上连接板与下连接板之间设置有相互配合的导向液压柱与球形铰链，在隔震装置水平形变运动时，因为受到导向液压柱与球形铰链的限制使得隔震装置水平形变运动的幅度有限，若隔震装置的水平形变幅度过大则容易导致导向液压柱损坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种隔震桩基础及其施工方法，其优势在于能够有效的阻隔或减弱从桩基础传递至建筑物主体的地震波强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括筒状的护壁以及位于护壁中的桩体吸能机构，所述桩体吸能机构包括交错设置的混凝土制的支撑柱以及阻隔层，所述阻隔层允许相邻的支撑柱相对运动的任何材质构成的层结构，相邻的支撑柱上还设置有限制相邻支撑柱相对位移距离的限位机构。

通过采用上述技术方案，地震波从岩层向上传递的过程中地震波经过多层的阻隔层过滤后其强度会逐渐的降低。限位机构可以限制相邻的支撑柱之间的相对位移，防止相邻的支撑柱相对位移过大，导致相邻的支撑柱完全偏移不处于同一水平投影面上，进而导致建筑物的自重荷载无法再通过支撑柱与阻隔层向下传递。

本发明进一步设置为：位于桩体吸能机构最下端的部分为一段嵌入岩层的支撑柱，护壁与桩体吸能机构之间留有间隙，间隙中填充有水泥砂浆。

通过采用上述技术方案，支撑柱嵌入岩层中，使得该桩基础的端部能够将建筑物的荷载传递至岩层上，以为建筑物提供更好的支撑效果。在护壁与桩体吸能机构之间的间隙中填充水泥砂浆，使得本桩基的整体性更好，强度更好。

本发明进一步设置为：所述限位机构包括位于相邻的两段支撑柱相对一面上的限位杆，另一面上设置有与限位杆配合的限位槽，限位杆伸入至限位槽中，但限位杆与限位槽的底端之间留有间隙。

通过采用上述技术方案，限位杆伸入至限位槽中，因为限位杆仅能在限位槽内运动，从而限制了相邻的支撑柱间的相对位移的距离，防止相邻支撑柱间的相对位移过大。

本发明进一步设置为：所述限位槽中设置有橡胶缓冲块，所述限位杆插入至缓冲块中。

通过采用上述技术方案，限位槽中设置有橡胶缓冲块，限位杆插入至缓冲块中，地震时限位杆在限位槽中运动时会引起橡胶缓冲块的形变，在缓冲块形变的过程中也会吸能地震波的机械能，从而降低地震波强度的作用。

本发明进一步设置为：所述阻隔层为橡胶层，所述橡胶层厚度至桩体吸能机构的下端至上端递减，所述缓冲块与橡胶层一体成型。

通过采用上述技术方案，位置越位于底端的支撑柱则所经受的地震波强度越大，较大厚度的橡胶层则能吸收更多能量的地震波。

本发明进一步设置为：所述支撑柱与阻隔层外表面的周向方向上设置有导向槽。

通过采用上述技术方案，在护壁内设置导向杆，通过导向槽与导向杆的配合，可以让缓冲块准确进入限位块中。

本发明进一步设置为：支撑柱的上端面上设置有第一吊环，所述支撑柱的下端面上设置有容纳第一吊环的容纳槽，所述阻隔层上设置有允许第一吊环通过的连接孔。

通过采用上述技术方案，第一吊环用于架设在桩孔开口处的起重设备相连，以通过起重设备将支撑柱吊入桩孔中，第一吊环可以进入容纳槽而不会影响相邻的支撑柱与阻隔层接触。

本发明进一步设置为：支撑柱内设置有钢筋笼骨架，一根钢筋对折后中部伸出至支撑柱的上表面之上，并让钢筋两端与钢筋笼骨架焊接在一起从而形成第一吊环。

通过采用上述技术方案，支撑柱内设置有钢筋笼骨架，一根钢筋对折后中部伸出至支撑柱的上表面之上，并让钢筋两端与钢筋笼骨架焊接在一起从而形成第一吊环，使得第一吊环十分牢固并足以承受支撑柱自重时不会从支撑柱中脱出。

本发明进一步设置为：包括以下步骤：

步骤一：人工开挖桩孔一直挖至岩层并在桩孔内壁设置护壁；

步骤二：在桩孔底端的岩层上开槽处于支撑柱契合的嵌入槽，并且在岩层上沿着桩孔的周向方向开设若干个定位孔；

步骤三：在桩孔内沿桩孔轴线方向设置导向杆，将导向杆的下端插入至定位槽中，并在导向杆的表面涂抹润滑油脂；

步骤四：将一层橡胶层利用胶水固定在支撑柱的上方，并以此作为一节安装单元；

步骤五：在桩孔架设起重设备，令导向槽与导向杆配合，利用起重设备与第一吊环依次将多节安装单元吊入桩孔中安装；

步骤六：将导向杆拔出；

步骤七：在支撑柱、橡胶层与护壁的内壁之间的间隙中灌入水泥砂浆。

通过采用上述技术方案，利用导向杆与导向槽的配合，可以令相邻的支撑柱能够准确的配合，提高了施工精度，使得施工效率更高；导向杆上表面涂抹润滑油脂，能够减少导向杆拔出时受到的阻力，提高了整体结构的强度，令本结构具有更好的耐用性

本发明进一步设置为：所述步骤三与步骤六中的导向杆为槽钢，槽钢两侧的侧板之间的腹板上沿槽钢的长度方向设置有多个第二吊环，槽钢设置有第二吊环的一面背离支撑柱设置，步骤六中通过利用设置在桩孔处的起重设备与第二吊环相连，一段一段的将导向杆拔出。

通过采用上述技术方案，利用槽钢制作导向杆，并在导向杆上固定第二吊环，方便了利用起重设备与导向杆配合将导向杆从桩孔中拔出。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、阻隔层与支撑柱交错设置，可以分层吸收阻隔地震波；

2、通过限位槽与限位杆的配合，可以限制相邻支撑柱之间的相对位移，防止相邻的支撑柱位移过大；

3、通过导向杆与导向槽的配合，可以令相邻的安装单元之间更容易配合。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的支撑段俯视结构示意图。

附图标记：1、护壁；2、支撑柱；3、橡胶层；4、限位杆；5、限位槽；6、缓冲块；7、骨架；8、第一吊环；9、连接孔；10、导向槽；11、导向杆；12、第二吊环；13、容纳槽。

具体实施方式

参照附图对本发明做进一步说明。

本实施例公开了一种隔震桩基础，如图1所示，包括筒状的护壁1以及位于护壁1中的桩体吸能机构，桩体吸能机构包括交错设置的混凝土制的支撑柱2以及允许相邻支撑柱2相对水平运动的阻隔层，在相邻的支撑柱2上还设置有限制相邻支撑柱2相对位移距离的限位机构。

如图1所示，桩体吸能机构最底端的支撑段嵌入至岩层中，并将岩层作为持力层。相邻的支撑柱2之间的阻隔层为允许相邻的支撑柱2水平相对移动的橡胶层3，并且越靠近桩体吸能机构底端的橡胶层3厚度越厚。地震波从岩层向上传递的过程中地震波经过多层的橡胶层3过滤后其强度会逐渐的降低。底端位置越位于底端的支撑柱2则所经受的地震波强度越大，较大厚度的橡胶层3形变需要吸收更多能量因此能够有效减弱地震波强度。

如图1所示，限位机构包括位于支撑柱2下端面上并插入至支撑柱2中的圆柱状的限位杆4，支撑柱2的上端面上开设有与限位杆4配合的开口为圆形的限位槽5，限位槽5的内径为200mm，限位杆4的外径为50mm，限位杆4伸入至限位槽5中，但限位杆4与限位槽5的底端之间留有间隙。因为限位杆4仅能在限位槽5内运动，从而限制了相邻的支撑柱2间的相对位移的距离，防止相邻支撑柱2间的相对位移过大。

如图1所示，限位槽5中设置有与橡胶层3一体连体的橡胶缓冲块6，限位杆4插入至缓冲块6中，地震时限位杆4在限位槽5中运动时会引起橡胶缓冲块6的形变，在缓冲块6形变的过程中也会吸能地震波的机械能，从而降低地震波强度的作用。

如图1所示，为了便于将支撑段与橡胶层3安装入护壁1内的桩孔中，支撑段与橡胶层3均为预制形式。支撑段为水泥浇筑形成，且支撑段内具有钢筋骨架7。支撑柱2的上端面上设置有第一吊环8，支撑柱2的下端面上开设有容纳第一吊环8的容纳槽13，橡胶层3上开设有允许第一吊环8通过的连接孔9。一根钢筋对折后中部伸出至支撑柱2的上表面之上，并让钢筋两端与钢筋笼骨架7焊接在一起从而形成第一吊环8，使得第一吊环8十分牢固并足以承受支撑柱2自重时不会从支撑柱2中脱出。通过在桩孔开口处架设起重设备，并且让起重设备与第一吊环8相连可以将支撑段与橡胶层3调入桩孔中安装，起重设备可以为塔吊、电动葫芦、卷扬机….。

如图1所示，为了在安装支撑段与橡胶层3时让缓冲块6能够准确的进入限位槽5中，在撑柱与橡胶层3外表面的周向方向上均布有三道导向槽10。通过在护壁1内设置三道竖直的导向杆11，通过导向槽10与导向杆11的配合限制支撑段与橡胶层3的周向转动，从而令缓冲块6能够准确进入至限位槽5中。

在护壁1与支撑柱2、橡胶层3之间的间隙中灌浆形成水泥砂浆层，使得该桩基的整体性得到加强。遇到强度较大的地震时，护壁1会吸收一部分地震波的能够而破损，而不会影响相邻的支撑柱2水平相对移动利用橡胶层3的形变吸收地震波能量。

一种隔震桩基础的施工方法：包括以下步骤：

步骤一：人工开挖桩孔一直挖至岩层并在桩孔内壁支模浇筑形成护壁1；

步骤二：在桩孔底端的岩层上开槽处于支撑柱2契合的嵌入槽，并且在岩层上沿着桩孔的周向方向开设三个定位槽；

步骤三：在桩孔内沿桩孔轴线方向设置导向杆11，将导向杆11的下端插入至定位槽中，并在导向杆11的表面涂抹润滑油脂；

步骤四：将一层橡胶层3利用胶水固定在支撑柱2的上方，并以此作为一节安装单元；

步骤五：在桩孔架设起重设备，令导向槽10与导向杆11配合，利用起重设备与第一吊环8依次将多节安装单元吊入桩孔中安装；

步骤六：将导向杆11拔出以避免影响相邻支撑段的水平相对移动；

步骤七：在支撑柱2、橡胶层3与护壁1的内壁之间的间隙中灌入水泥砂浆。

如图1、2所示，为了便于将导向杆11从桩孔中拔出，导向杆11采用槽钢制成。槽钢两侧的侧板之间的腹板上沿槽钢的长度方向焊接固定有多个第二吊环12，槽钢上固定有第二吊环12的一面背离支撑柱2设置，步骤六中通过利用设置在桩孔处的起重设备与第二吊环12相连，一段一段的将导向杆11拔出。

本具体实施例中的指定方向仅仅是为了便于表述各部件之间位置关系以及相互配合的关系。以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔震桩基础，其特征是：包括筒状的护壁(1)以及位于护壁(1)中的桩体吸能机构，所述桩体吸能机构包括交错设置的混凝土制的支撑柱(2)以及阻隔层，所述阻隔层允许相邻的支撑柱(2)相对运动的任何材质构成的层结构，相邻的支撑柱(2)上还设置有限制相邻支撑柱(2)相对位移距离的限位机构。

2.根据权利要求1所述的一种隔震桩基础，其特征是：位于桩体吸能机构最下端的部分为一段嵌入岩层的支撑柱(2)，护壁(1)与桩体吸能机构之间留有间隙，间隙中填充有水泥砂浆。

3.根据权利要求1所述的一种隔震桩基础，其特征是：所述限位机构包括位于相邻的两段支撑柱(2)相对一面上的限位杆(4)，另一面上设置有与限位杆(4)配合的限位槽(5)，限位杆(4)伸入至限位槽(5)中，但限位杆(4)与限位槽(5)的底端之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种隔震桩基础，其特征是：所述限位槽(5)中设置有橡胶缓冲块(6)，所述限位杆(4)插入至缓冲块(6)中。

5.根据权利要求4所述的一种隔震桩基础，其特征是：所述阻隔层为橡胶层(3)，所述橡胶层(3)厚度至桩体吸能机构的下端至上端递减，所述缓冲块(6)与橡胶层(3)一体成型。

6.根据权利要求1所述的一种隔震桩基础，其特征是：所述支撑柱(2)与阻隔层外表面的周向方向上设置有导向槽(10)。

7.根据权利要求1所述的一种隔震桩基础，其特征是：支撑柱(2)的上端面上设置有第一吊环(8)，所述支撑柱(2)的下端面上设置有容纳第一吊环(8)的容纳槽(13)，所述阻隔层上设置有允许第一吊环(8)通过的连接孔(9)。

8.根据权利要求7所述的一种隔震桩基础，其特征是：支撑柱(2)内设置有钢筋笼骨架(7)，一根钢筋对折后中部伸出至支撑柱(2)的上表面之上，并让钢筋两端与钢筋笼骨架(7)焊接在一起从而形成第一吊环(8)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种隔震桩基础的施工方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：人工开挖桩孔一直挖至岩层并在桩孔内壁设置护壁(1)；

步骤二：在桩孔底端的岩层上开槽处于支撑柱(2)契合的嵌入槽，并且在岩层上沿着桩孔的周向方向开设若干个定位孔；

步骤三：在桩孔内沿桩孔轴线方向设置导向杆(11)，将导向杆(11)的下端插入至定位槽中，并在导向杆(11)的表面涂抹润滑油脂；

步骤四：将一层橡胶层(3)利用胶水固定在支撑柱(2)的上方，并以此作为一节安装单元；

步骤五：在桩孔架设起重设备，令导向槽(10)与导向杆(11)配合，利用起重设备与第一吊环(8)依次将多节安装单元吊入桩孔中安装；

步骤六：将导向杆(11)拔出；

步骤七：在支撑柱(2)、橡胶层(3)与护壁(1)的内壁之间的间隙中灌入水泥砂浆。

10.根据权利要求9所述的一种隔震桩基础的施工方法，其特征是：步骤三与步骤六中的导向杆(11)为槽钢制成，槽钢两侧的侧板之间的腹板上沿槽钢的长度方向设置有多个第二吊环(12)，槽钢设置有第二吊环(12)的一面背离支撑柱(2)设置，步骤六中通过利用设置在桩孔处的起重设备与第二吊环(12)相连，一段一段的将导向杆(11)拔出。