CN111560974A - 一种分离式减隔震群桩基础 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分离式减隔震群桩基础，包括墩柱、承台和桩基础，所述桩基础顶部与承台之间设置有隔震层，桩基础位于隔震层内的平行凹槽内，并可在隔震层内自由滑动，墩柱与承台之间、隔震层与承台之间均通过预埋普通钢筋和一体化浇筑连接成整体。本发明构造简单创新且受力更合理，既可以满足群桩基础与承台的正常使用功能，又可以实现强震下群桩基础与承台的分离；延长了结构基本周期，有效降低了结构的地震动峰值，使得桩基在地震下发生极小损伤甚至不发生损伤，大大提高了桥梁结构的抗震能力；降低了桩基配筋率，取消了桩基钢护筒及减隔震支座设计，节约工程造价。

Description

一种分离式减隔震群桩基础
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种分离式减隔震群桩基础。
背景技术
随着近些年全世界范围内的地震频发，基于生命线工程的桥梁抗震设计已备受关注。随着对震害认识的不断积累，国内外桥梁抗震设计规范和方法不断改进，我国现行实施的《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01—2008)、《公路工程抗震规范》(JTG B02—2013)和《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166—2011)，均明确提出了两级水准设防的基于性能的抗震设计方法。
根据上述规范要求，抗震设防烈度7度及以上地区，在E2水准的地震输入下，对于固结于承台内的桥梁群桩基础结构，桩基常常会由于传递至承台底面的强大弯矩而承受较大的竖向拉力，甚至有可能被拉断，这将无法满足规范中桩基础作为能力保护构件的要求。本领域的工程技术人员通过在桥梁的上部与下部结构之间引入减隔震装置(橡胶阻尼支座、钢阻尼元件、粘滞阻尼器等)，来减小庞大的上部结构传递给基础的地震力，但这种方法对于高耸的桥塔、桥墩以及连续刚构桥而言，改善效果并不理想，而且减隔震装置造价昂贵，运营期需要定期检查、养护及更换，大大增加了工程建设费用。
发明内容
鉴于基础设计中存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种分离式减隔震群桩基础，该基础构造简单、建设成本低且具有良好抗震能力。
实现本发明目的的技术方案为：一种分离式减隔震群桩基础，包括墩柱、承台、隔震层和桩基础；所述隔震层位于桩基础顶部与承台之间，桩基础位于隔震层内的平行凹槽内，并可在隔震层内自由滑动，墩柱与承台之间、隔震层与承台之间均通过预埋钢筋和一体化浇筑连接成整体。
进一步地，所述承台是分层浇筑施工的大体积混凝土，采取分两次浇筑的施工方法，将分层浇筑位置选择在隔震层与承台之间。
进一步地，所述两次浇筑龄期不超过10天，承台和隔震层内埋设冷却水管。
进一步地，桩基础顶部正上方位置，隔震层与承台内设置承压钢筋网。
优选地，所述钢筋网采用D10冷轧带肋钢筋网，从上至下布置4～6层。
进一步地，桩基础顶部预埋锚固连接筋。
进一步地，桩基础顶部与隔震层之间设置水泥浆层。
进一步地，所述隔震层内凹槽边缘设有空隙，凹槽内四周设置橡胶防震缓冲垫片。
优选地，所述空隙为5cm，橡胶防震缓冲垫片为2～3cm。
进一步地，隔震层内周边应设置限位挡块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)构造简单创新且受力更合理，既可以满足群桩基础与承台的正常使用功能，又可以实现强震下群桩基础与承台的分离，避免了一侧桩基础承受过大拉力而被拉断，而另一侧桩基础承受较大的地震压力；(2)延长结构基本周期，有效降低结构的地震动峰值，使得桩基在地震下发生极小损伤甚至不发生损伤，大大提高了桥梁结构的抗震能力；(3)降低了桩基配筋率，取消了桩基钢护筒及减隔震支座设计，节约工程造价。
附图说明
图1为斜拉桥体系的立面示意图。
图2为连续刚构体系的立面示意图。
图3为连续梁结构体系的立面示意图。
图4为分离式减隔震群桩基础(四根桩)的构造示意图。
图5为图4中桩基础顶部平面构造示意图。
图6为图4中A处局部结构放大图。
图中附图标记：墩柱1、承台2、隔震层3、群桩基础4、限位挡块5、橡胶防震缓冲垫6、凹槽7、锚固连接筋8、承压钢筋网9、P1、P2和T1、T2分别为设置固定支座或固结的桥墩和桥塔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步的说明。
如图4，所示一种分离式减隔震群桩基础，包括墩柱1、承台2、隔震层3和桩基础4。隔震层3位于桩基础4顶部与承台2之间，桩基础4位于隔震层3内的平行凹槽内，并可在隔震层3的平行凹槽内自由滑动，墩柱1与承台2之间、隔震层3与承台2之间均通过预埋普通钢筋和一体化浇筑连接成整体。
进一步地，所述承台2往往都是分层浇筑施工的大体积混凝土，采取分两次浇筑的施工方法，将分层浇筑位置选择在隔震层3与承台2之间。
进一步地，所述两次浇筑龄期不超过10天，承台2和隔震层3内埋设冷却水管。
进一步地，桩基础4顶部正上方位置，隔震层3与承台2内设置承压钢筋网以扩散压应力。
优选地，所述钢筋网采用D10冷轧带肋钢筋网，从上至下布置4～6层。
进一步地，桩基础4顶部预埋锚固连接筋以保证桩基础4可在正常使用状态下提供约束，地震发生时锚固连接筋被剪断，桩顶约束力得到释放而形成分离式隔震基础，有效减小地震下桩基础4的损伤。
进一步地，桩基础4顶部与隔震层3之间通过设置水泥浆层实现相互滑动。
进一步地，所述隔震层3内凹槽边缘设有空隙，凹槽内四周设置橡胶防震缓冲垫片。
优选地，所述空隙为5cm，橡胶防震缓冲垫片为2～3cm。
进一步地，隔震层3内周边应设置限位挡块，以减小震后残余位移，同时避免强震作用下桩基础滑出承台2底面而失去竖向支承能力。
本发明构造对于高烈度地区的桥梁结构具有广阔的应用前景和很好的推广价值。
实施例
如图1～图3所示为常见几种桥梁结构体系，本发明均有一定的适用性。
如图4～图6所示，实施例中一种分离式减隔震群桩基础主要包括墩柱1、承台2、隔震层3和桩基础4，所述隔震层3位于承台2下面，隔震层3与承台2共同浇筑而形成整体，墩柱1与承台2按照常规施工方法固结为一体，立模浇筑隔震层3时形成若干平行凹槽7，凹槽7按照纵横向对称排列，并在纵桥向上拉通，群桩基础4以一排(列)为单位分别落于凹槽7内。
为更好的发挥本发明构造的优点，提高结构耐久性，提出以下几点构造细节要求：
承台2为大体积混凝土，应采取分两次浇筑的施工方法，并将分层浇筑位置选择在隔震层3与承台2之间，两次浇筑龄期不宜超过10天，同时在承台2和隔震层3内埋设冷却水管，消除水化热影响。
群桩基础4顶部埋入隔震层3内一定长度，依据桥梁的抗震设防烈度等级，埋深深度可选为0.6～1.0倍桩基直径，以防止竖向地震作用下桩基础被拔离。
实施过程中，群桩基础4采用钻(挖)孔灌注桩施工，灌注桩顶标高应高于设计桩顶标高0.5～1.0m，以保证桩基顶部混凝土强度，高出的桩头部分予以凿除，凿除过程中留一层水泥浆以实现群桩基础4顶部与隔震层3之间的相互滑动。
隔震层3与承台2内设置承压钢筋网9以扩散群桩基础4顶部的压应力，承压钢筋网9可采用D10冷轧带肋钢筋网，从上至下布置4～6层。
所述群桩基础4顶部预埋有锚固连接筋8，在静力荷载作用下，桩基与承台之间不会发生相对滑动，桩基承受来自上部的竖向力，以及两个水平方向的剪力和弯矩。但在地震作用下，锚固连接筋被剪断，桩基与承台发生分离，桩顶约束力得到释放，有效减小桩基地震反应。所述静力荷载包括风荷载、汽车荷载、温度以及收缩徐变等。
地震作用下，允许群桩基础4在凹槽7内发生相对滑移，滑移过程中可消耗地震能量。抗震计算结果表明，此滑移量一般在0.005～0.03m之间，因此，在凹槽7四周应设有0.05m的空隙，以满足桩基础顶部在地震下的位移行程需求，同时空隙内设置2～3cm的橡胶防震缓冲垫6以缓和地震冲击作用。
为了避免强震作用下群桩基础4滑出承台2和隔震层3底平面，从而失去竖向支承能力，同时减小震后残余位移，隔震层3内周边设有限位挡块5。所述限位挡块5为钢筋混凝土结构，与隔震层3浇筑成一体，其表面覆有橡胶缓冲垫层。
以上所述，本领域的普通技术人员显然无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，本发明不限于所述实施例，凡本技术领域中技术人员依本发明构思的启示，不脱离本发明范畴所作出的任何改进和修改都应该属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分离式减隔震群桩基础，包括墩柱、承台、隔震层和桩基础，其特征在于，所述隔震层位于桩基础顶部与承台之间，桩基础位于隔震层内的平行凹槽内，并可在凹槽内自由滑动，墩柱与承台之间、隔震层与承台之间均通过预埋钢筋和一体化浇筑连接成整体。
2.根据权利要求1所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述承台是分层浇筑施工的混凝土，采取分两次浇筑的施工方法，将分层浇筑位置选择在隔震层与承台之间。
3.根据权利要求2所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述两次浇筑龄期不超过10天，承台和隔震层内埋设冷却水管。
4.根据权利要求1所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述桩基础顶部正上方位置，隔震层与承台内设置承压钢筋网。
5.根据权利要求4所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述钢筋网采用D10冷轧带肋钢筋网，从上至下布置4～6层。
6.根据权利要求1所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述桩基础顶部预埋锚固连接筋。
7.根据权利要求1所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述桩基础顶部与隔震层之间设置水泥浆层。
8.根据权利要求1所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述隔震层内凹槽边缘设有空隙，凹槽内四周设置橡胶防震缓冲垫。
9.根据权利要求8所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述空隙为5cm,橡胶防震缓冲垫为2～3cm。
10.根据权利要求1所述的分离式减隔震群桩基础，其特征在于，所述隔震层内周边设置限位挡块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114233077A (zh) * 2021-12-02 2022-03-25 北京城建集团有限责任公司 一种设在小尺寸柱上的隔震支座结构及施工方法

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