CN115404892A - 一种复合桩基础结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种复合桩基础结构，包括若干个桩体，若干个桩体的上端共同固定连接有一个承台，桩体包括上桩体以及下桩体，上桩体位于下桩体上方，上桩体的下端面上固定连接有一个上板，下桩体的上端面上固定连接有一个下板，上板与下板之间设有一个侧壁环板，下板上设有固定侧壁环板的固定组件，侧壁环板通过固定组件固定连接在下板上，上板的下表面上铰接有两个铰接杆，两个铰接杆的下端面均与下板抵接，两个铰接杆的底部设有一个连接弹簧，连接弹簧的两端分别与两个铰接杆连接，铰接杆的下端还连接有一个支撑弹簧，支撑弹簧的上端与上板的下表面抵接，上板的下表面与侧壁环板的上表面之间存在间隙。本申请具有减少桩基础因地震而遭到破坏的效果。

Description

一种复合桩基础结构

技术领域

本申请涉及桩基础的领域，尤其是涉及一种复合桩基础结构。

背景技术

桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的高压缩性土层或水，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上；在若干根桩的顶部通过承台联结形成桩基础，从而使若干根桩可以共同承受静载荷。

当发生地震时，地震产生的横波以及纵波会传递至桩体上，导致桩体发生震动，而桩基础中的单根桩体常为混凝土浇筑而成，桩体为一个整体，且桩体为钢筋混凝土结构，导致桩体的横向以及纵向两个方向可以产生的最大形变量小于地震时引起桩体产生的形变量，从而可能会导致桩体发生断裂，进而导致桩基础遭到破坏。

发明内容

为了减少桩基础因地震而遭到破坏的情况，本申请提供一种复合桩基础结构。

本申请提供的一种复合桩基础结构采用如下的技术方案：

一种复合桩基础结构，包括若干个桩体，所述若干个桩体的上端共同固定连接有一个承台，桩体包括上桩体以及下桩体，上桩体位于下桩体上方，上桩体的下端面上固定连接有一个上板，下桩体的上端面上固定连接有一个下板，上板与下板之间设有一个侧壁环板，下板上设有固定侧壁环板的固定组件，侧壁环板通过固定组件固定连接在下板上，上板、下板、侧壁环板、上桩体以及下桩体均共轴线设置，上板与下板的侧壁均与桩孔的孔壁接触，侧壁环板的外侧壁也与桩孔的孔壁接触，上板的下表面上铰接有两个铰接杆，两个铰接杆的下端面均与下板抵接，两个铰接杆的下端朝相互远离的方向设置，两个铰接杆的底部设有一个连接弹簧，连接弹簧的两端分别与两个铰接杆连接，铰接杆的下端还连接有一个支撑弹簧，支撑弹簧的上端与上板的下表面抵接，上板的下表面与侧壁环板的上表面之间存在间隙。

通过采用上述技术方案，当建造桩体时，首先浇筑下桩体，当下桩体的表面达到预计高度时，将下板放置在混凝土砂浆表面，待混凝土砂浆固结后，下板固定在下桩体上，然后通过固定组件将侧壁环板固定在下板上，侧壁环板固定完成后，将上板下放，直至铰接杆的下端与下板抵接，支撑弹簧对上板进行支撑，最后浇筑上桩体，上桩体的混凝土砂浆固结后，上桩体与上板固定；当地震时，地震产生的横波以及纵波传递至上桩体以及下桩体上，横波使上桩体以及下桩体沿水平的方向移动，由于上桩体搭接在侧壁环板上，从而使上桩体与下桩体可以在水平方向上发生相对移动；纵波使上板与下板之间的距离发生改变，上板与下板发生纵向的移动时，支撑弹簧发生形变，铰接杆发生转动，从而使连接弹簧发生形变，支撑弹簧与连接弹簧发生形变的过程中消耗了力，减少了上桩体传递至下桩体上的力，也减少了下桩体传递至上桩体上的力，从而减少了桩体发生形变的情况，减少了桩基础因地震而遭到破坏的情况。

可选的，所述固定组件包括固定连接在侧壁环板下端面上的固定块，固定块远离侧壁环板的一侧设有尖端，固定块呈环形，下板的上表面上开设有与固定块对应设置的配合槽，固定块插接在配合槽中，配合槽相对的两个槽壁上均开设有多个安装槽，多个安装槽沿下板的周向分布，安装槽的深度方向沿下板的径向设置，每个安装槽中均滑动插接有一个固定杆，安装槽的槽底壁上固定连接有若干个驱动弹簧，驱动弹簧与对应的固定杆固定连接，固定块上开设有与固定杆对应设置的固定槽，每个固定杆均滑动插接在对应的固定槽中。

通过采用上述技术方案，当需要将侧壁环板固定在下板上时，将固定块与配合槽对齐，然后下放侧壁环板，当固定块与两个固定杆接触时，随着侧壁环板继续向下移动，固定块与固定杆接触的侧壁推动固定杆向安装槽中移动，侧壁环板的下端面与上板的上表面接触时，固定杆与固定槽对齐，驱动弹簧恢复形变并推动固定杆向固定槽中移动，从而使固定杆插接在固定槽中，固定杆与固定槽配合将侧壁环板固定在下板上。

可选的，所述侧壁环板的上端面上一体成形有一个凸环，上板的下表面上开设有与凸环对应设置的凹槽，凸环的每个侧壁均与凹槽对应的侧壁之间存在间隙。

通过采用上述技术方案，凸环与凹槽配合，使上板与侧壁环板可以更好的配合，当上板与侧壁环板在水平方向上发生相对移动时，凸环在凹槽中移动。

可选的，所述侧壁环板的上端面上固定连接有多个插接杆，插接杆垂直于侧壁环板的上端面，多个插接杆沿侧壁环板的周向分布，每个插接杆均插接在上板中。

通过采用上述技术方案，插接杆插接在上板中，从而使上板与侧壁环板可以更好的连接，当侧壁环板与上板在水平方向发生相对移动时，插接杆发生形变，当地震结束后，插接杆恢复形变，从而使上板、上桩体、下板以及下桩体可以复位，桩体可以更好的对承台上方的建筑进行支撑。

可选的，所述铰接杆的下端铰接有一个滑盘，滑盘的截面面积大于铰接杆的截面面积，支撑弹簧固定连接在对应的滑盘的上表面。

通过采用上述技术方案，增大了下板的接触面积，减少了铰接杆在下板上滑动导致下板发生磨损的情况。

可选的，所述滑盘上设有对支撑弹簧进行导向的导向件。

通过采用上述技术方案，滑盘移动带动支撑弹簧在水平方向上发生移动，在支撑弹簧移动的过程中，导向件对支撑弹簧进行导向，减少了支撑弹簧发生弯折的情况。

可选的，所述导向件包括垂直固定连接在滑盘上表面上的支杆，支杆上滑动插接有一个套筒，支撑弹簧套设在支杆以及套筒外，支撑弹簧的上端固定连接在套筒侧壁的顶部，套筒与上板抵接。

通过采用上述技术方案，当支撑弹簧进行压缩或拉伸时，套筒在支杆上发生相对滑动，滑盘移动带动支杆、套筒以及支撑弹簧移动，支杆与套筒配合可以对支撑弹簧进行导向。

可选的，所述侧壁环板的上端面上固定连接有一个橡胶板，插接杆以及凸环均贯穿橡胶板，上板的下表面与橡胶板的上表面接触。

通过采用上述技术方案，橡胶板对上板以及上桩体进行支撑，减少了上板直接撞击至侧壁环板上的情况，从而减少了上桩体、上板、侧壁环板、下板以及下桩体产生形变的情况。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置上桩体、上板、侧壁环板、固定组件、下板、下桩体、铰接杆、连接弹簧以及支撑弹簧，减少了桩体发生形变的情况，从而减少了桩基础因地震而遭到破坏的情况；

2.通过设置配合槽、固定块、安装槽、驱动弹簧、固定杆以及固定槽，固定杆与固定槽配合将侧壁环板固定在下板上；

3.通过设置套筒以及支杆，当支撑弹簧进行压缩或拉伸时，套筒在支杆上发生相对滑动，滑盘移动带动支杆、套筒以及支撑弹簧移动，支杆与套筒配合可以对支撑弹簧进行导向。

附图说明

图1是本申请实施例体现复合桩基础整体结构的示意图。

图2是本申请实施例体现复合桩基础整体结构的剖视图。

图3是本申请实施例体现固定组件整体结构的剖视图。

图4是体现图3中A处结构的放大图。

图5是体现图3中B处结构的放大图。

附图标记说明：1、承台；2、上桩体；3、下桩体；4、下板；41、凸起；42、配合槽；43、安装槽；5、侧壁环板；51、凸环；52、插接杆；53、橡胶板；6、固定组件；61、固定块；611、固定槽；62、固定杆；63、驱动弹簧；7、上板；71、凹槽；8、减震组件；81、铰接杆；82、滑盘；83、连接弹簧；84、支撑弹簧；85、导向件；851、支杆；852、套筒。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种复合桩基础结构。参照图1与图2，复合桩基础结构包括承台1以及若干根桩体，若干根桩体的顶部共同固定连接有承台1，桩体包括上桩体2以及下桩体3，上桩体2与下桩体3共轴线设置，上桩体2的直径与下桩体3的直径相等，上桩体2位于下桩体3上方。

参照图2与图3，下桩体3的上端固定连接有一个下板4，下板4上方设有一个侧壁环板5，侧壁环板5以及下板4均与下桩体3共轴线设置，侧壁环板5的外侧壁与桩孔的孔壁贴合，下板4上设有固定组件6，侧壁环板5通过固定组件6与下板4固定连接；侧壁环板5的上端搭接有一个上板7，上板7与下板4共轴线设置，上桩体2固定连接在上板7的上表面上，上板7、下板4以及侧壁环板5围成的空间中设有减震组件8，减震组件8可以吸收地震传递至上桩体2或下桩体3上的力，减少了桩体因地震而发生断裂的情况，从而减少了桩基础因地震遭到破坏的情况。

参照图3与图4，固定组件6包括固定连接在侧壁环板5下端面上的固定块61，固定块61呈环状，且固定块61与侧壁环板5共轴线设置，固定块61的内径大于侧壁环板5的内径，固定块61的外径小于侧壁环板5的外径，固定块61靠近下板4的一侧设有尖端；下板4的上表面上开设有一个环形的配合槽42，固定块61插接在配合槽42中。

配合槽42相对的两个槽壁上均开设有若干个安装槽43，若干个安装槽43沿配合槽42的周向排列，安装槽43的深度方向沿下板4的径向设置，安装槽43中滑动插接有一个固定杆62，固定杆62的一端凸出于安装槽43，固定杆62的每个侧壁均于安装槽43对应的槽壁接触，固定杆62位于安装槽43一端的端壁上固定连接有若干个驱动弹簧63，若干个驱动弹簧63在固定杆62的端面上均匀分布，驱动弹簧63远离固定杆62的一端固定连接在安装槽43的槽底壁上，固定块61上开设有与固定杆62一一对应设置的固定槽611，每个固定杆62均滑动插接在对应的固定槽611中。

参照图3与图5，侧壁环板5的上端面上固定连接有一个凸环51，凸环51与侧壁环板5共轴线设置，凸环51的内径大于侧壁环板5的内径，凸环51的外径大于侧壁环板5的外径，上板7的下表面上与凸环51对应的位置开设有凹槽71，凸环51插接在凹槽71中，且凸环51的侧壁与凹槽71对应的槽壁之间存在间隙；侧壁环板5的上端面上固定连接有两组插接杆52，插接杆52垂直于侧壁环板5的上端面，每组插接杆52的数量为多个，一组的多个插接杆52沿侧壁环板5的周向排列，凸环51位于两组插接杆52之间，插接杆52插接在上板7中。

参照图3，减震组件8包括铰接在上板7下表面上的铰接杆81，铰接杆81的下端铰接有一个滑盘82，滑盘82的横截面积大于铰接杆81的横截面积，滑盘82放置在下板4的上表面上，滑盘82与下板4滑动接触；两个滑盘82之间设有一个连接弹簧83，连接弹簧83的其中一端与其中一个滑盘82对应的侧壁固定连接，连接弹簧83的另一端与另一个滑盘82对应的侧壁固定连接。

滑盘82上端固定连接有一个支撑弹簧84，支撑弹簧84的上端与上板7的下表面抵接；滑盘82上还设有对支撑弹簧84进行导向的导向件85，导向件85包括固定连接在滑盘82上表面上的支杆851，支杆851垂直于滑盘82，支杆851上套接有一个套筒852，套筒852与支杆851共轴线设置，支撑弹簧84套接在对应的支杆851与套筒852外，支撑弹簧84的上端与套筒852的侧壁顶部固定连接，支杆851与套筒852配合对支撑弹簧84进行导向，减少了支撑弹簧84发生弯折的情况。

在浇筑桩体时，首先浇筑下桩体3，当下桩体3浇筑至预定高度后，将下板4放置在下桩体3的表面，下板4的侧壁与桩孔的孔壁接触，下板4的密度小于混凝土砂浆的密度，从而使混凝土凝结的过程中下板4可以保持位于下桩体3上方，混凝土凝结后使下板4与下桩体3固定；为了使下板4与下桩体3的固定效果更好，下板4的下表面上一体成型有一个凸起41，凸起41增大了下板4与下桩体3的接触面积，从而使下板4与下桩体3的固定效果更好。

当下板4固定完成时，驱动弹簧63处于自然状态，两个固定杆62相互靠近的端面之间存在距离，操作人员将侧壁环板5吊起，并使固定块61与固定槽611对齐，此时固定块61的尖端位于两个固定杆62之间，接着下放侧壁环板5；当固定块61与固定杆62接触时，随着侧壁环板5继续下放，固定块61推动两个固定杆62向安装槽43中移动，固定杆62移动对驱动弹簧63进行压缩。

当侧壁环板5的下端面与下板4的上表面接触时，固定杆62与对应的固定槽611对齐，驱动弹簧63恢复形变并推动固定杆62向安装槽43外移动，从而使固定杆62插接在固定槽611中，固定杆62与固定槽611配合将侧壁环板5固定在下板4上，侧壁环板5的外侧壁与桩孔的内侧壁接触。

侧壁环板5固定完成后，将上板7吊起，并使凸环51与凹槽71对齐，下放上板7，上板7的侧壁与桩孔的孔壁接触，上板7移动带动铰接杆81以及滑盘82向侧壁环板5中移动，使凸环51插接在凹槽71中，插接杆52插接在上板7中，从而将上板7固定在侧壁环板5上，滑盘82与下板4的上表面接触，支撑弹簧84处于压缩状态，套筒852的上端面与上板7的下表面抵接，从而使侧壁环板5的上表面与上板7的下表面之间存在间隙；为了支撑上板7，侧壁环板5的上端面上还固定连接有一层橡胶板53，凸环51与插接杆52均贯穿橡胶板53，上板7的下表面与橡胶板53接触。

当上板7安装完成后，继续向桩孔中灌注混凝土砂浆，从而形成上桩体2，为了使上板7与上桩体2的固定效果更好，上板7的上表面上也一体成形有一个凸起41，凸起41增加了上板7与上桩体2的接触面积，从而使上桩体2与上板7的固定效果更好；当地震时，低着产生的横波传递至上桩体2或下桩体3上，从而使上桩体2带动上板7沿水平方向移动，下桩体3带动下板4沿水平水平方向移动。

当上桩体2带动上板7沿水平方向移动时，上板7移动使插接杆52发生形变，同时凸环51在凹槽71中移动，从而使上桩体2与下桩体3在水平方向可以发生相对移动，从而减少了地震产生的横波导致桩体发生断裂的情况；当地震消失后，插接杆52恢复形变并使上板7以及上桩体2复位，从而使上桩体2与上板7可以与侧壁环板5、下板4以及下桩体3配合继续对桩体上的物体进行支撑。当下桩体3带动下板4沿水平方向移动时，下板4移动使驱动弹簧63发生形变，固定块61在配合槽42中移动，从而减少了下桩体3与下板4二者上传递至侧壁环板5、上板7以及上桩体2上的力，减少了下桩体3与上桩体2发生相对移动的情况。

地震产生的纵波会导致上桩体2或者下桩体3二者沿自身的轴向发生移动，上桩体2或下桩体3移动使上板7与下板4之间的距离改变，在上板7与下板4之间的距离发生改变的过程中，铰接杆81的倾斜角度发生改变，铰接杆81转动使滑盘82移动，滑盘82移动使连接弹簧83发生形变，同时支撑弹簧84发生形变，支撑弹簧84与连接弹簧83二者发生形变消耗了部分力，减少了上桩体2传递至下桩体3上的力或者下桩体3传递至上桩体2上的力，从而减少了上板7与下板4二者冲撞至侧壁环板5上的情况，减小了上板7、下板4、侧壁环板5、上桩体2以及下桩体3发生形变的可能性，减少桩基础因地震而遭到破坏的情况；同时橡胶板53发生形变也消耗了力，进一步减小了上板7、下板4、侧壁环板5、上桩体2以及下桩体3发生形变的可能性。

本申请实施例一种复合桩基础结构的实施原理为：当需要建造桩体时，首先浇筑下桩体3，接着依次安装下板4、侧壁环板5以及上板7，上板7安装完成后，浇筑上桩体2，当地震发生时，橡胶板53、连接弹簧83、驱动弹簧63以及支撑弹簧84发生相应的变化，消耗了部分力，同时上板7、下板4以及侧壁环板5也随地震发生相对移动，消耗了部分力，减少了传递至上桩体2以及下桩体3上的力。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合桩基础结构，包括若干个桩体，所述若干个桩体的上端共同固定连接有一个承台（1），其特征在于：桩体包括上桩体（2）以及下桩体（3），上桩体（2）位于下桩体（3）上方，上桩体（2）的下端面上固定连接有一个上板（7），下桩体（3）的上端面上固定连接有一个下板（4），上板（7）与下板（4）之间设有一个侧壁环板（5），下板（4）上设有固定侧壁环板（5）的固定组件（6），侧壁环板（5）通过固定组件（6）固定连接在下板（4）上，上板（7）、下板（4）、侧壁环板（5）、上桩体（2）以及下桩体（3）均共轴线设置，上板（7）与下板（4）的侧壁均与桩孔的孔壁接触，侧壁环板（5）的外侧壁也与桩孔的孔壁接触，上板（7）的下表面上铰接有两个铰接杆（81），两个铰接杆（81）的下端面均与下板（4）抵接，两个铰接杆（81）的下端朝相互远离的方向设置，两个铰接杆（81）的底部设有一个连接弹簧（83），连接弹簧（83）的两端分别与两个铰接杆（81）连接，铰接杆（81）的下端还连接有一个支撑弹簧（84），支撑弹簧（84）的上端与上板（7）的下表面抵接，上板（7）的下表面与侧壁环板（5）的上表面之间存在间隙。

2.根据权利要求1所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述固定组件（6）包括固定连接在侧壁环板（5）下端面上的固定块（61），固定块（61）远离侧壁环板（5）的一侧设有尖端，固定块（61）呈环形，下板（4）的上表面上开设有与固定块（61）对应设置的配合槽（42），固定块（61）插接在配合槽（42）中，配合槽（42）相对的两个槽壁上均开设有多个安装槽（43），多个安装槽（43）沿下板（4）的周向分布，安装槽（43）的深度方向沿下板（4）的径向设置，每个安装槽（43）中均滑动插接有一个固定杆（62），安装槽（43）的槽底壁上固定连接有若干个驱动弹簧（63），驱动弹簧（63）与对应的固定杆（62）固定连接，固定块（61）上开设有与固定杆（62）对应设置的固定槽（611），每个固定杆（62）均滑动插接在对应的固定槽（611）中。

3.根据权利要求1所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述侧壁环板（5）的上端面上一体成形有一个凸环（51），上板（7）的下表面上开设有与凸环（51）对应设置的凹槽（71），凸环（51）的每个侧壁均与凹槽（71）对应的侧壁之间存在间隙。

4.根据权利要求3所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述侧壁环板（5）的上端面上固定连接有多个插接杆（52），插接杆（52）垂直于侧壁环板（5）的上端面，多个插接杆（52）沿侧壁环板（5）的周向分布，每个插接杆（52）均插接在上板（7）中。

5.根据权利要求1所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述铰接杆（81）的下端铰接有一个滑盘（82），滑盘（82）的截面面积大于铰接杆（81）的截面面积，支撑弹簧（84）固定连接在对应的滑盘（82）的上表面。

6.根据权利要求5所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述滑盘（82）上设有对支撑弹簧（84）进行导向的导向件（85）。

7.根据权利要求6所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述导向件（85）包括垂直固定连接在滑盘（82）上表面上的支杆（851），支杆（851）上滑动插接有一个套筒（852），支撑弹簧（84）套设在支杆（851）以及套筒（852）外，支撑弹簧（84）的上端固定连接在套筒（852）侧壁的顶部，套筒（852）与上板（7）抵接。

8.根据权利要求4所述的一种复合桩基础结构，其特征在于：所述侧壁环板（5）的上端面上固定连接有一个橡胶板（53），插接杆（52）以及凸环（51）均贯穿橡胶板（53），上板（7）的下表面与橡胶板（53）的上表面接触。

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