CN204385762U - 一种岩石锚杆基础结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种岩石锚杆基础结构，包括：基础承台(1)的外缘均布至少一圈锚杆套管(3)；基础桩(2)竖直设于锚杆套管(3)的正下方；锚杆(4)竖直固定于基础桩(2)上，而锚杆(4)的上部通过锚杆套管(3)穿过基础承台(1)，并通过锚杆螺母(5)固定于基础承台(1)的顶部；基础承台(1)的中心均布有至少一圈螺杆(6)；多根加固杆(9)穿过螺杆(6)之间的间隙将基础承台(1)的中心与基础承台(1)的外缘连接加固。本实用新型实施例不仅大幅提升了基础桩抵抗弯矩负载的能力，节约了基础承台所耗费的建筑材料，而且解决了现有基础环所存在的问题，提升了基础整体的抗弯矩负载能力，降低了材料成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑基础领域，尤其涉及一种岩石锚杆基础结构。
背景技术
在建筑领域中，基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，主要用于对架设输电线的电塔、高速公路标志牌的支撑架、运动场照明灯的立柱、缆车的承重架、桥梁支座、风力发电机、发电厂烟囱等设备进行固定。
在现有技术中，类似风力发电机、发电厂烟囱等大型或超大型设备的基础，其主要结构可以包括：基础环、基础承台和基础桩；基础承台和基础桩均设于基坑内；基础桩设于基础承台的下部，并且为基础承台提供支撑；基础环设于基础承台的中部，并且基础环的上部高于基础承台的上表面；风力发电机的塔筒(或发电厂烟囱的底部)安装在基础环的上部；例如：申请号为201210548455.8的中国发明专利申请就采用了这种结构。但是，现有大型或超大型设备的基础至少存在如下缺点：
(1)在现有大型或超大型设备的基础中，其基础桩只起到一个支撑基础承台的承重作用，并不能抵抗弯矩负载的拉力，或者仅能抵抗较小的弯矩负载的拉力，而抵抗弯矩负载的拉力的任务几乎全部由基础环和基础承台承担，因此随着大型或超大型设备弯矩的逐渐增大，基础承台的体积和重量也逐渐增大，这将耗费大量的混凝土和刚性材料。
(2)在现有大型或超大型设备的基础中，由于基础环和基础承台几乎需要抵抗全部弯矩负载的拉力，而大型或超大型设备都是通过基础环固定在基础承台上的，因此基础环上所承受的弯矩负载的拉力很大。又由于基础环的中下部固定于基础承台的中部，基础环环内的基础承台与基础环环外的基础承台几乎被基础环所隔离，因此当基础环所受的弯矩负载较大时，基础环以及基础环环内的基础承台极容易被弯矩负载的拉力所拉起，从而发生设备倾倒事故。现有技术中为避免发生这种事故，通常用几根钢筋贯穿基础环的中下部，并将基础环环内的基础承台与基础环环外的基础承台连接固定，以应对弯矩负载较大的情况；但是，用钢筋贯穿基础环的中下部不仅操作起来费时费力，而且如果基础环上径向贯穿钢筋的数目过少，则抵抗弯矩负载的过小，如果基础环上径向贯穿钢筋的数目过多，则会大幅降低基础环自身的抗拉性能。随着这些大型或超大型设备的弯矩负载不断增加，现有技术中的基础结构越来越无法满足实际生产需求，例如：近年来，国外某风力发电机的基础就因此发生过风力发电机倾倒事故。
发明内容
针对现有技术中的上述不足之处，本实用新型提供了一种岩石锚杆基础结构，不仅大幅提升了基础桩抵抗弯矩负载的能力，节约了基础承台所耗费的建筑材料，而且解决了现有基础环所存在的问题，提升了基础整体的抗弯矩负载能力，降低了材料成本。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种岩石锚杆基础结构，包括：基础承台1以及设于基础承台1下方的多根基础桩2，还包括：多根锚杆4和多根加固杆9；
基础承台1的外缘均布有至少一圈锚杆套管3；锚杆套管3由基础承台1的底部贯穿到基础承台1的顶部，并且与基础承台1的轴向平行；基础桩2竖直设于锚杆套管3的正下方；锚杆4的下部竖直固定于基础桩2内，而锚杆4的上部由锚杆套管3的内部穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部；基础承台1的中心均布有至少一圈螺杆6；螺杆6与基础承台1的轴向平行，并且螺杆6的顶部由基础承台1的顶部伸出，而螺杆6的底部与固定于基础承台1内的底环7紧固连接；多根加固杆9穿过螺杆6之间的间隙将基础承台1的中心与基础承台1的外缘连接加固。
优选地，锚杆套管3的内径大于锚杆4的直径，并且小于基础桩2的直径。
优选地，基础承台1与基础桩2之间设有预留缝8。
优选地，所述的预留缝8通过泡沫或塑料填充。
优选地，基础承台1的厚度与所述的基础桩2的长度之比在1:3～1:2之间。
优选地，每圈螺杆6至少有五根。
优选地，基础承台1的中心均布有两圈螺杆6。
优选地，每圈锚杆套管3至少有四根；每根锚杆套管3的正下方均竖直设有一根基础桩2，而每根基础桩2上的锚杆4均由锚杆套管3的内部穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部。
优选地，基础承台1的外缘均布有两圈锚杆套管3。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构将基础桩2竖直设于基础承台1的锚杆套管3的正下方，并且固定于基础桩2上锚杆4由锚杆套管3内穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部，因此基础桩2不仅对基础承台起到支撑作用，而且基础桩2与基础承台1通过锚杆4实现了连接加固，从而弯矩负载对基础承台1的拉力可以通过锚杆4传递到基础桩2，因此基础承台1和基础桩2能够一同抵抗弯矩负载的拉力，从而使该岩石锚杆基础结构能够有效固定大弯矩负载的大型或超大型设备。同时，本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构在基础承台1的中心均布至少一圈螺杆6，使大型或超大型设备通过这些螺杆6固定在基础承台上，由于这些螺杆6并未将基础承台1的中心与基础承台1的外缘完全隔离，而且这些螺杆6之间的间隙可以设置很多根加固杆9，来将基础承台1的中心与基础承台1的外缘连接加固，因此该岩石锚杆基础结构能够有效防止基础承台1的中心被弯矩负载的拉力所拉起，从而进一步提升了该岩石锚杆基础结构整体的抵抗弯矩负载的能力。由此可见，本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构不仅大幅提升了基础桩抵抗弯矩负载的能力，节约了基础承台所耗费的建筑材料，而且解决了现有基础环所存在的问题，提升了基础整体的抗弯矩负载能力，降低了材料成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的岩石锚杆基础结构的结构示意图一。
图2为本实用新型实施例提供的岩石锚杆基础结构的结构示意图二。
图3为本实用新型实施例提供的岩石锚杆基础结构的结构示意图三。
图4为本实用新型实施例提供的岩石锚杆基础结构的结构示意图四。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
首先需要说明的是，本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构主要用于固定类似风力发电机、发电厂烟囱等大型或超大型设备，并非用于固定普通或小型设备；这些大型或超大型设备不仅具有很大的重力，而且具有很大的弯矩负载，本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构为了能更好地固定这些大型或超大型设备，需要建造在岩石上，从而能够提供更好的抗弯矩负载能力；如果将其建造在土体上，则无法抵抗很大的弯矩负载，只能用于固定弯矩负载较小的设备。下面对本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构进行详细描述。
实施例一
如图1至图4所示，一种岩石锚杆基础结构，其具体结构可以包括：基础承台1以及设于基础承台1下方的多根基础桩2；还包括：多根锚杆4和多根加固杆9；
基础承台1的外缘均布有至少一圈锚杆套管3；锚杆套管3由基础承台1的底部贯穿到基础承台1的顶部，并且与基础承台1的轴向平行；基础桩2竖直设于锚杆套管3的正下方；锚杆4的下部竖直固定于基础桩2内，而锚杆4的上部由锚杆套管3的内部穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部；
基础承台1的中心均布有至少一圈螺杆6；螺杆6与基础承台1的轴向平行，并且螺杆6的顶部由基础承台1的顶部伸出，而螺杆6的底部与固定于基础承台1内的底环7紧固连接；多根加固杆9穿过螺杆6之间的间隙将基础承台1的中心与基础承台1的外缘连接加固。
具体地，该岩石锚杆基础结构的原理如下：
(1)在现有技术中，基础承台是依靠重力直接放置于基础桩上的，并未采用其他手段进行连接，因此基础桩对基础承台只起到一个支撑作用，并不能抵抗弯矩负载的拉力。而本实用新型实施例中，基础桩2竖直设于基础承台1的锚杆套管3的正下方，因此基础桩2能够对基础承台起到支撑作用；同时，锚杆4的下部竖直固定于基础桩2内，而锚杆4的上部由锚杆套管3的内部穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部，因此基础桩2与基础承台1通过锚杆4实现了连接加固，从而弯矩负载对基础承台1的拉力可以通过锚杆4传递到基础桩2，也就是说，基础承台1和基础桩2能够一同抵抗弯矩负载的拉力，因此将该岩石锚杆基础结构的基础桩2固定于岩石中能够有效抵抗很大的弯矩负载拉力，从而使该岩石锚杆基础结构能够有效固定大弯矩负载的大型或超大型设备。
(2)在现有技术中，大型或超大型设备均是通过基础环固定在基础承台上的，基础环的中下部通过径向贯穿的钢筋将基础环环内的基础承台与基础环环外的基础承台连接固定，以防止基础环以及基础环环内的基础承台被弯矩负载的拉力所拉起，但基础环的中下部不能贯穿过多的钢筋。而本实用新型实施例中，基础承台1的中心均布有至少一圈螺杆6，大型或超大型设备通过这些螺杆6固定在基础承台上，由于这些螺杆6并未将基础承台1的中心与基础承台1的外缘完全隔离，而且这些螺杆6之间的间隙可以设置很多根加固杆9，来将基础承台1的中心与基础承台1的外缘连接加固，因此本实用新型实施例所提供的岩石锚杆基础结构能够有效防止基础承台1的中心被弯矩负载的拉力所拉起，从而大幅提升了该岩石锚杆基础结构整体的抵抗弯矩负载的能力。
其中，该岩石锚杆基础结构的具体实施方案可以包括：
(1)锚杆套管3可以采用现有技术中的PVC材料制成，并且锚杆套管3的内径大于锚杆4的直径，并且小于基础桩2的直径，这既可以保证锚杆4能够顺利从锚杆套管3的内部穿过，又能保证基础桩2对基础承台1提供有力支撑。
(2)基础承台1与基础桩2之间最好设有预留缝8，并且预留缝8中最好通过泡沫或塑料填充，这样既能保证基础桩2对基础承台1提供有力支撑，又能使基础桩2抵抗弯矩负载的力更加有效地传递到基础承台1上，从而提高该岩石锚杆基础结构整体的抵抗弯矩负载的能力。
(3)基础桩2最好采用标号为C35-C40的混凝土制成，并且基础承台1的厚度与基础桩2的长度之比最好在1:3～1:2之间，这既可以节约建筑材料，又能够使基础桩2具有较大强度，并能为基础承台1提供稳定的支撑力和较强的抗弯矩负载能力。
(4)基础承台1的中心最好均布有两圈螺杆6，并且大型或超大型设备可以通过螺杆螺母固定在这些螺杆6上，这既可以保证螺杆6能够有效固定大型或超大型设备，又可以节省材料成本和加工成本。
(5)每圈螺杆6至少有五根，并且每圈螺杆6最好均匀分布，在实际应用中，每根螺杆6的材质、形状、长度、粗细最好均一致，这可以使弯矩负载的拉力均匀地传递到基础承台1，从而提高了该岩石锚杆基础结构整体的抵抗弯矩负载的能力。
(6)基础承台1的外缘最好均布有两圈锚杆套管3，每根锚杆套管3的正下方最好均竖直设置一根基础桩2，而每根基础桩2上的锚杆4均由锚杆套管3内穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部，这既可以通过较低的成本保障基础桩2对基础承台1提供足够的抵抗弯矩负载的力，又能够使弯矩负载对基础承台1的拉力均匀地通过锚杆4传递到多个方向均布的基础桩2上，从而使这些基础桩2能够从多个方向提供抵抗弯矩负载的力，提高了该岩石锚杆基础结构整体的抵抗弯矩负载的能力。
(7)每圈锚杆套管3至少有四根，每根锚杆套管3的正下方最好均竖直设有一根基础桩2，而每根基础桩2上的锚杆4均由锚杆套管3内穿过基础承台1，并通过锚杆螺母5固定于基础承台1的顶部，这既可以通过较低的成本保障基础桩2对基础承台1提供足够的抵抗弯矩负载的力，又能够使弯矩负载对基础承台1的拉力均匀地通过锚杆4传递到多个方向均布的基础桩2上，从而使这些基础桩2能够从多个方向提供抵抗弯矩负载的力。在实际应用中，每圈锚杆套管3最好均匀分布，每根锚杆套管3最好采用PE或PVC材质制成，每根锚杆套管3的材质、形状、长度、粗细最好均一致，这可以使弯矩负载的拉力均匀地传递到基础桩2，从而提高了该岩石锚杆基础结构整体的抵抗弯矩负载的能力。此外，锚杆4的顶部最好高出基础承台1的顶部10～15厘米，这可以方便锚杆螺母5的固定。
(8)加固杆9最好采用现有技术中的HRB400钢筋，这可以保障基础承台1的中心与基础承台1的外缘之间具有良好的抗拉强度，从而能够有效防止基础承台1的中心被弯矩负载的拉力所拉起。
(9)基础承台1最好采用现有技术中标号为C35-C40的混凝土以及HRB400钢筋制成，并且基础承台1最好为圆柱体，这可以使基础承台1具有良好的强度，从而能够提供较强的抗弯矩负载的能力。
进一步地，该岩石锚杆基础结构的建造方法如下：在土体或岩石上进行钻孔，并将锚杆4安装在钻孔中，再向安装有锚杆4的钻孔中进行压力灌浆，从而锚杆4与其周围的岩石或土体通过灌浆连接，形成灌浆的基础桩2；采用现有技术中的现浇或预制混凝土工艺按照上述技术方案加工基础承台1，基础承台1的下部预埋用于紧固螺杆6的底环7，所有螺杆6需要进行后张拉处理；使基础桩2上的锚杆4贯穿基础承台1的锚杆套管3，并通过锚杆螺母5和锚杆4将基础承台1与基础桩2连接固定；设于大型或超大型设备底部的法兰通过设于基础承台1上的螺杆6和螺杆螺母固定在基础承台1上。与现有基础结构相比，大幅节省了包括混凝土和钢材等材料的使用量，在同等地质条件下，该岩石锚杆基础结构预计节省成本30％-50％。
综上可见，本实用新型实施例不仅大幅提升了基础桩抵抗弯矩负载的能力，节约了基础承台所耗费的混凝土和刚性材料等建筑材料，而且解决了现有基础环所存在的问题，提升了基础整体的抗弯矩负载能力，降低了材料成本。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种岩石锚杆基础结构，包括：基础承台(1)以及设于基础承台(1)下方的多根基础桩(2)，其特征在于，还包括：多根锚杆(4)和多根加固杆(9)；
基础承台(1)的外缘均布有至少一圈锚杆套管(3)；锚杆套管(3)由基础承台(1)的底部贯穿到基础承台(1)的顶部，并且与基础承台(1)的轴向平行；基础桩(2)竖直设于锚杆套管(3)的正下方；锚杆(4)的下部竖直固定于基础桩(2)内，而锚杆(4)的上部由锚杆套管(3)的内部穿过基础承台(1)，并通过锚杆螺母(5)固定于基础承台(1)的顶部；
基础承台(1)的中心均布有至少一圈螺杆(6)；螺杆(6)与基础承台(1)的轴向平行，并且螺杆(6)的顶部由基础承台(1)的顶部伸出，而螺杆(6)的底部与固定于基础承台(1)内的底环(7)紧固连接；多根加固杆(9)穿过螺杆(6)之间的间隙将基础承台(1)的中心与基础承台(1)的外缘连接加固。
2.根据权利要求1所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，所述的锚杆套管(3)的内径大于锚杆(4)的直径，并且小于基础桩(2)的直径。
3.根据权利要求2所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，所述的基础承台(1)与基础桩(2)之间设有预留缝(8)。
4.根据权利要求3所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，所述的预留缝(8)通过泡沫或塑料填充。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，所述的基础承台(1)的厚度与所述的基础桩(2)的长度之比在1:3～1:2之间。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，每圈螺杆(6)至少有五根。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，所述的基础承台(1)的中心均布有两圈螺杆(6)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，每圈锚杆套管(3)至少有四根；每根锚杆套管(3)的正下方均竖直设有一根基础桩(2)，而每根基础桩(2)上的锚杆(4)均由锚杆套管(3)的内部穿过基础承台(1)，并通过锚杆螺母(5)固定于基础承台(1)的顶部。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的岩石锚杆基础结构，其特征在于，所述的基础承台(1)的外缘均布有两圈锚杆套管(3)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104532873A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-22 | 霍宏斌 | 一种岩石锚杆基础结构 |
| CN107587533A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-16 | 贵州正业工程技术投资有限公司 | 一种桩基纠偏结构 |
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