CN109629595A - 活塞式地基支撑结构与构造方法 - Google Patents

活塞式地基支撑结构与构造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种活塞式地基支撑结构与构造方法,所述活塞式地基支撑结构包含环墙、筏板以及边界密封层;所述环墙径向内侧的柱形空间形成填充空间;所述边界密封层沿环墙径向内侧壁面铺设,形成底部密封、顶部开口的缸形结构,筏板安装在所述缸形结构内;筏板能够在上下方向上产生位移;筏板的径向边缘与边界密封层之间相互接触,或者存在排放间隙。本发明通过活塞式的地基支撑结构,能够有效平衡设备在安装或使用过程中产生的各类沉降,提高设备运行稳定度。

Description

活塞式地基支撑结构与构造方法
技术领域
本发明涉及设备地基、预埋件领域,具体地,涉及一种活塞地基支撑结构与构造方法。
背景技术
建筑物和土工建筑物修建前,地基中早已存在着由土体自身重力引起的自重应力。建筑物和土工建筑物荷载通过基础或路堤的底面传递给地基,使天然土层原有的应力状态发生变化,在附加的三向应力分量作用下,地基中产生了竖向、侧向和剪切变形,导致各点的竖向和侧向位移。地基表面的竖向变形称为地基沉降,或基础沉降。
现有地基为防止或减小设备在安装使用过程中的沉降,通过采用砂石材料作为铺层,并辅以钢筋混凝土预埋件。但是在实际应用中,仍然容易出现不均匀沉降现象,在设备安装过程中需要不断地进行测试、监控与调整,施工繁琐且难度大。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种活塞式地基支撑结构与构造方法。
根据本发明提供的活塞式地基支撑结构,包含环墙、筏板以及边界密封层;所述环墙径向内侧的柱形空间形成填充空间;
所述边界密封层沿环墙径向内侧壁面铺设,形成底部密封、顶部开口的缸形结构,筏板安装在所述缸形结构内;筏板能够在上下方向上产生位移;
筏板的径向边缘与边界密封层之间相互接触,或者存在排放间隙。
优选地,所述缸形结构的内部空间的底部设置有回填土层,所述筏板安装在回填土层上。
优选地,所述边界密封层包含以下任一种或任多种结构:防水膜、防水涂层、防水浇筑层。
优选地,还包含沥青覆层,所述沥青覆层同时覆盖到环墙与筏板的顶部端面。
优选地,环墙在径向方向上的包含的两个端板分别形成第一环板、第二环板,第一环板位于第二环板的径向外侧;环墙还包含顶端板与底端板;
第一环板、第二环板、顶端板以及底端板共同围成环形灌注空间,环形灌注空间中设置有加强筋构件;
所述顶端板上设置有调整部,所述调整部包含下沉板,在高度方向上,下沉板的位置低于顶端板的位置,顶端板沿长度延伸方向上在调整部位置形成断开,并通过设置的过渡板连接至下沉板,下沉板与过渡板共同形成凹槽结构;一个或多个调整部沿环墙的周向方向布置。
优选地,所述顶端板包含水平延伸部与倾斜延伸部;在环墙的横截面上,第一环板、水平延伸部、倾斜延伸部、第二环板依次连接;
沿环墙径向由外到内的方向上,倾斜延伸部向下延伸;
所述环形灌注空间中填充满回填土;所述底端板的下端连接有砼垫层。
优选地,所述加强筋构件包含贴壁筋、环形筋以及S拉筋;
所述贴壁筋紧固安装在以下任一位置或任多个位置的内壁上:第一环板、第二环板、顶端板、底端板;
所述环形筋安装在贴壁筋上并沿环形延伸,所述S拉筋连接不同的两根环形筋。
优选地,所述环墙上设置有沉降观测结构,所述沉降观测结构包含相互连接的半圆头与圆钢件,半圆头位于第一环板的径向外侧;
圆钢件在长度延伸方向上,先自半圆头处出发,在向下延伸后,沿环墙径向方向弯折并延伸到达环形灌注空间中,再朝环墙周向方向弯折。
本发明还提供了一种上述的活塞式地基支撑结构的构造方法,其特征在于,包含以下步骤:
步骤S1:将环墙装入到基坑中;
步骤S2:将边界密封层铺设在环墙径向内侧的填充空间中,使边界密封层形成顶部开孔,内部密封防水的缸形结构;
步骤S3:在缸形结构的内部填入回填土层,将筏板安装在回填土层上;
步骤S4:在环墙与筏板的顶部铺设沥青覆层。
优选地,当环墙自身内部形成有灌注空间时,在步骤S4之前,将灌注空间中填充满回填土;
所述环墙与筏板均在基坑所在现场进行组装。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明通过活塞式的地基支撑结构,能够有效平衡设备在安装或使用过程中产生的各类沉降,提高设备运行稳定度。
2、采用例如PE膜的边界密封层结构,能够有效做到防水防腐,还有利于整体设备的保温。
3、沥青铺层一方面使得设备安装面能够更加平整,另一方面对缸形结构的顶部起到密封作用,当筏板向下移动时,回填土会进入排放间隙但是不会从缸形结构中漏出。
4、倾斜延伸部的设置,避免设备在使用过程中对沥青铺层造成较大的剪切力。
5、通过调整部的设置,能够在充水预压中针对不均匀沉降进行调整;预压完成后,调整部对应凹槽结构中再用回填土填实,减少甚至避免不均匀沉降对储罐垂直度的影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明实施例中环墙的俯视图;
图2为在图1的A-A剖面方向上,活塞式地基支撑结构的剖视图的左半部分;
图3为调整部位置剖视图;
图4为沉降观测结构位置俯视图;
图5为沉降观测结构位置俯视图的B-B向剖视图。
图中示出:
环墙910 贴壁筋921
第一环板911 环形筋922
第二环板912 S拉筋923
顶端板913 沉降观测结构940
底端板914 半圆头941
调整部915 圆钢件942
下沉板916 砼垫层960
过渡板917 边界密封层971
水平延伸部918 回填土层972
倾斜延伸部919 筏板973
加强筋构件920 沥青覆层974
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图2所示,本发明提供的活塞式地基支撑结构,包含环墙910、筏板973以及边界密封层971;所述环墙910径向内侧的柱形空间形成填充空间;所述边界密封层971沿环墙910径向内侧壁面铺设,形成底部密封、顶部开口的缸形结构,筏板973安装在所述缸形结构内;筏板973能够在上下方向上产生位移;筏板973的径向边缘与边界密封层971之间相互接触,或者存在排放间隙。也就是说所述缸形结构形成类似活塞缸的结构,而筏板973则形成在活塞缸内部运动的活塞;筏板973在上下方向上的位移较小,且呈浮动式,根据设备重量自适应调整。
优选地,所述缸形结构的内部空间的底部设置有回填土层972,所述筏板973安装在回填土层972上。回填土层972可以是例如流沙的结构,筏板973在向下运动时,流沙会部分到达排放间隙中,适应整体的沉降。所述边界密封层971包含以下任一种或任多种结构:防水膜、防水涂层、防水浇筑层。实施例中,所述边界密封层971为PE材料的防水膜,起到防水、防腐蚀的效果。优选地,边界密封层971还可以是非防水构件加上防水涂层的构造;进一步优选地,所述边界密封层971还可以是通过防水材料的浇筑获得,在基坑与环墙910围成的空间的内表面上进行浇筑以获得缸形结构的防水结构。此外,活塞式地基支撑结构还包含沥青覆层974,所述沥青覆层974同时覆盖到环墙910与筏板973的顶部端面。沥青覆层974一方面可以形成平整的设备安装平面,另一方面,也起到对缸形结构内部的密封作用,保证整体结构的稳定性,同时还能起到保温的效果。
如图1至图3所示,实施例中,环墙910在径向方向上的包含的两个端板分别形成第一环板911、第二环板912,第一环板911位于第二环板912的径向外侧;环墙910还包含顶端板913与底端板914;第一环板911、第二环板912、顶端板913以及底端板914共同围成环形灌注空间,环形灌注空间中设置有加强筋构件920;所述顶端板913上设置有调整部915,所述调整部915包含下沉板916,在高度方向上,下沉板916的位置低于顶端板913的位置,顶端板913沿长度延伸方向上在调整部915位置形成断开,并通过设置的过渡板917连接至下沉板916,下沉板916与过渡板917共同形成凹槽结构;一个或多个调整部915沿环墙910的周向方向布置。所述调整部915的设置,为储罐安装过程中,地基可能出现的不均匀沉降提供了调整结构,降低了装配前期对沉降计算以及储罐结构设计的工作量,提高了储罐实际投产后的稳定度。
优选地,所述顶端板913包含水平延伸部918与倾斜延伸部919;在环墙910的横截面上,第一环板911、水平延伸部918、倾斜延伸部919、第二环板912依次连接;沿环墙910径向由外到内的方向上,倾斜延伸部919向下延伸。实际应用中,储罐将安装与水平延伸部918的上面,倾斜延伸部919的设置,避免储罐在装填后在底部造成较大的剪切力。
如图3所示,所述加强筋构件920包含贴壁筋921、环形筋922以及S拉筋923;所述贴壁筋921紧固安装在以下任一位置或任多个位置的内壁上:第一环板911、第二环板912、顶端板913、底端板914;所述环形筋922安装在贴壁筋921上并沿环形延伸,所述S拉筋923连接不同的两根环形筋922。其中,所述环形筋922在穿过调整部915时,应避免将其剪断,通过可以加入其他钢筋进行加强。
如图4、图5所示,所述环墙910上设置有沉降观测结构940,所述沉降观测结构940包含相互连接的半圆头941与圆钢件942,半圆头941位于第一环板911的径向外侧;圆钢件942在长度延伸方向上,先自半圆头941处出发,在向下延伸后,沿环墙910径向方向弯折并延伸到达环形灌注空间中,再朝环墙910周向方向弯折。多个沉降观测结构940沿环墙910的周向方向布置;沉降观测结构940与调整部915的位置相互错开。
在优选例中,所述环墙910也可以拼接的预制板的结构。
本发明还提供了一种上述的活塞式地基支撑结构的构造方法,包含以下步骤:步骤S1:将环墙910装入到基坑中;步骤S2:将边界密封层971铺设在环墙910径向内侧的填充空间中,使边界密封层971形成顶部开孔,内部密封防水的缸形结构;步骤S3:在缸形结构的内部填入回填土层972,将筏板973安装在回填土层972上;步骤S4:在环墙910与筏板973的顶部铺设沥青覆层974。优选地,当环墙910自身内部形成有灌注空间时,在步骤S4之前,将灌注空间中填充满回填土。当然,若环墙910只是预制板结构形式的,也就不存在再灌注空间,进而也省略了该填充步骤。优选地,所述环墙910与筏板973均在基坑所在现场进行组装,当地基上设备横截面较大时,现场组装可有效降低运输成本与装配要求;当然对于小横截面的设备,也可以将成品直接运输上施工现场。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种活塞式地基支撑结构,其特征在于,包含环墙(910)、筏板(973)以及边界密封层(971);所述环墙(910)径向内侧的柱形空间形成填充空间;
所述边界密封层(971)沿环墙(910)径向内侧壁面铺设,形成底部密封、顶部开口的缸形结构,筏板(973)安装在所述缸形结构内;筏板(973)能够在上下方向上产生位移;
筏板(973)的径向边缘与边界密封层(971)之间相互接触,或者存在排放间隙。
2.根据权利要求1所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,所述缸形结构的内部空间的底部设置有回填土层(972),所述筏板(973)安装在回填土层(972)上。
3.根据权利要求1所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,所述边界密封层(971)包含以下任一种或任多种结构:防水膜、防水涂层、防水浇筑层。
4.根据权利要求1所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,还包含沥青覆层(974),所述沥青覆层(974)同时覆盖到环墙(910)与筏板(973)的顶部端面。
5.根据权利要求1所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,环墙(910)在径向方向上的包含的两个端板分别形成第一环板(911)、第二环板(912),第一环板(911)位于第二环板(912)的径向外侧;环墙(910)还包含顶端板(913)与底端板(914);
第一环板(911)、第二环板(912)、顶端板(913)以及底端板(914)共同围成环形灌注空间,环形灌注空间中设置有加强筋构件(920);
所述顶端板(913)上设置有调整部(915),所述调整部(915)包含下沉板(916),在高度方向上,下沉板(916)的位置低于顶端板(913)的位置,顶端板(913)沿长度延伸方向上在调整部(915)位置形成断开,并通过设置的过渡板(917)连接至下沉板(916),下沉板(916)与过渡板(917)共同形成凹槽结构;一个或多个调整部(915)沿环墙(910)的周向方向布置。
6.根据权利要求5所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,所述顶端板(913)包含水平延伸部(918)与倾斜延伸部(919);在环墙(910)的横截面上,第一环板(911)、水平延伸部(918)、倾斜延伸部(919)、第二环板(912)依次连接;
沿环墙(910)径向由外到内的方向上,倾斜延伸部(919)向下延伸;
所述环形灌注空间中填充满回填土;所述底端板(914)的下端连接有砼垫层(960)。
7.根据权利要求5所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,所述加强筋构件(920)包含贴壁筋(921)、环形筋(922)以及S拉筋(923);
所述贴壁筋(921)紧固安装在以下任一位置或任多个位置的内壁上:第一环板(911)、第二环板(912)、顶端板(913)、底端板(914);
所述环形筋(922)安装在贴壁筋(921)上并沿环形延伸,所述S拉筋(923)连接不同的两根环形筋(922)。
8.根据权利要求5所述的活塞式地基支撑结构,其特征在于,所述环墙(910)上设置有沉降观测结构(940),所述沉降观测结构(940)包含相互连接的半圆头(941)与圆钢件(942),半圆头(941)位于第一环板(911)的径向外侧;
圆钢件(942)在长度延伸方向上,先自半圆头(941)处出发,在向下延伸后,沿环墙(910)径向方向弯折并延伸到达环形灌注空间中,再朝环墙(910)周向方向弯折。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的活塞式地基支撑结构的构造方法,其特征在于,包含以下步骤:
步骤S1:将环墙(910)装入到基坑中;
步骤S2:将边界密封层(971)铺设在环墙(910)径向内侧的填充空间中,使边界密封层(971)形成顶部开孔,内部密封防水的缸形结构;
步骤S3:在缸形结构的内部填入回填土层(972),将筏板(973)安装在回填土层(972)上;
步骤S4:在环墙(910)与筏板(973)的顶部铺设沥青覆层(974)。
10.根据权利要求9所述的活塞式地基支撑结构的构造方法,其特征在于,当环墙(910)自身内部形成有灌注空间时,在步骤S4之前,将灌注空间中填充满回填土;
所述环墙(910)与筏板(973)均在基坑所在现场进行组装。
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